旅行者二号恢复正常工作

Credits: NASA/JPL-Caltech
Image From: https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA17462

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据来自 NASA 官网的消息[1],旅行者二号任务的操作员报告说,旅行者二号的运行已经稳定下来,该航天器目前和地球之间保持着良好的通信。旅行者二号已经重新开始收集科学数据,科学家团队正在对这些经历了短暂关闭的设备做健康评估。

前几日,由于旅行者二号触发了自主错误保护例行程序,导致旅行者二号停止了正常的工作。旅行者一号和旅行者二号上都搭载有一些自主错误保护例行程序以使它们能够在运行环境中存在潜在威胁时自主采取保护动作。旅行者二号触发了自主保护程序之后,NASA 位于加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气动力实验室的工程师们仍然能和旅行者二号保持通信并接收到其遥测信号,工程师们也采取行动努力使旅行者二号恢复到正常的运行环境。

旅行者一号和二号均于 1977 年发射升空,去往星际空间,这使它们成为了在太阳系中飞行距离最远的人造物体。但是,在 2020 年 01 月 25 日,旅行者二号没有执行预定的旋转 360 度的动作以校准其搭载的磁场探测仪。对遥测信号的分析表明,出现这个问题的原因是旅行者二号由于无法解释的原因而对预定命令的执行产生了延迟,这导致其搭载的两个系统在同一时间消耗了过多的电池能量,以至于旅行者二号透支了能源系统所能够提供的能量供应。

旅行者二号上的例行错误保护程序就是被设计用来在这样的情况下进行自主管理,并且,根据设计,旅行者二号此时会关闭科学设备来缓解能源赤字。01 月 28 日,旅行者项目的工程师成功关闭了一个大功率的系统并启动了科学设备,但当时并未能恢复接收科学数据。

旅行者号上的能源供应来自放射性同位素热电电池 (radioisotope thermoelectric generator), 这种电池可以把放射性同位素衰变产生的热量转换成电能。经过数十年的自然衰减,旅行者二号的能源供应开始以每年 4 瓦特的速度下降。去年,工程师关闭了旅行者二号主电池对宇宙射线监测仪子系统的能源供应以降低能源消耗。

为了管理旅行者号上的能源供应,任务操作员必须严格控制该航天器上关键系统的温度。例如,如果旅行者号上的燃油线因低温而被冻裂,那么旅行者号就无法把天线对准地球来发送数据以及接收命令。旅行者号上的温度管理必须既保证能维持系统的正常运作又不至于过度加热,过度加热会抢占其他设备和系统的保温资源。

在处理旅行者二号本次故障期间,位于地球的团队花费了好几天来评估旅行者二号的准确处境,因为旅行二号目前距离地球约 115 亿英里 (185 亿千米), 以光速前进的指令大约要经过 17 个小时才能从地球达到旅行者二号,旅行者二号的响应信息也需要 17 个小时才能传回地球,一次通信需要花费约 34 个小时。

旅行者号由 NASA 喷气动力实验室建造,至今仍在工作。旅行者号任务是 NASA 太阳物理系统天文台 (Heliophysics System Observatory) 的一部分,由华盛顿科学任务局太阳物理处 (Heliophysics Division of the Science Mission Directorate) 赞助,更多关于旅行者号的信息可以访问:

https://www.nasa.gov/voyager
https://voyager.jpl.nasa.gov

References:
[1]. Voyager 2 Engineers Working to Restore Normal Operations
https://www.nasa.gov/feature/jpl/voyager-2-engineers-working-to-restore-normal-operations

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