Därför stängs instrument av i Voyager 1 och 2

2022-07-07 14:56  

Voyager 1 och 2 har varit aktiva i snart 45 år och är de rymdfarkoster som tagit sig längst ut i rymden. Allt fler funktioner hos farkosterna stängs nu av: men vad är uppsidan med det?

De två Voyagerfarkosterna har tagit sig längre ut i rymden än några andra rymdfarkoster byggda av människor. Tidskriften Scientific American rapporterade nyligen att Nasa nu börjar stänga av flera av farkosternas instrument. Detta är dock en sanning med modifikation. 

Enligt Voyagerprogrammets presstalesperson Calla Cofield har Nasa succesivt stängt av instrument för att hantera strömförbrukningen under decennier, om än dock mer aggressivt de senaste tre åren, rapporterar tidskriften Interesting Engineering

Voyager 1 och 2 hanteras av Jet Propulsion Laboratory (JPL) vid Caltech i Kalifornien i samband med Nasas heliofysiksavdelning. Nyligen rapporterade JPL även att Voyager 1 börjat skicka felaktiga data från systemet som styr farkostens orientering. 

Även om sonden verkar leverera annan data korrekt väcks ändå frågan – särskilt när allt fler funktioner stängs av – hur länge kommer Voyager 1 och 2 fortsätta att fungera? 

Planeterna var optimalt positionerade för en lång resa 

Voyagerprogrammet fick sin början på 60-talet när den dåvarande doktoranden Gary Flandro ombads ta reda på det mest effektiva sättet att skicka en rymdsond till Jupiter, samt om möjligt till de efterföljande planeterna Saturnus, Uranus och Neptunus. 

Flandro upptäckte att under det sena 70-talet, och tidiga 80-talet, skulle de fyra planeterna befinna sig längs en stor båge sett från Jorden. Placeringen av planeterna innebar att en rymdfarkost skulle kunna få en fartökning av gravitationen från varje planet den passerade. 

Flygtiden från Jorden till Neptunus skulle på grund av detta kunna kortas från 30 till 12 år. Men farkosterna behövde designas snabbt – planetplaceringen återvände nämligen bara en gång var 176:e år. För att hinna utnyttja situationen skulle en farkost behöva skickas upp kring mitten av 70-talet.

Neptunus fotograferades av Voyager 2 1989. Foto: NASA

Första farkosterna i interstellär rymd

Voyager 1 och 2, som är lika in i minsta detalj, sköts upp sensommaren 1977. Voyager 2 lämnade jorden den 20 augusti och Voyager 1 följde den 5 september. Sedan dess har Voyager 1 tagit sig knappa 23,5 miljarder kilometer och Voyager 2 dryga 19,5 miljarder kilometer ut i rymden. 

Farkosterna har tillsammans passerat Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus på sin väg till interstellär rymd. Den interstellära rymden börjar där heliosfären, den skyddande bubblan som solens vindar skapar kring oss, tar slut. Voyager 1 tog sig ut ur solvindsbubblan 2012 och Voyager 2 2018. 

Både Voyager 1 och 2 befinner sig nu i interstellär rymd.

Farkosterna drivs av plutonium

Voyagerfarkosterna alstrar ström genom att omvandla värme från det naturliga sönderfallet av plutonium-238. Värmeenergin som skapas av plutoniet och effektiviteten hos omvandlaren blir dock gradvis sämre och elförsörjningen tappar runt 4 watt per år. 

För att farkosterna ska fortsätta fungera så länge som möjligt har JPL behövt välja vilka instrument som ska få vara fortsatt på och vilka som ska stängas av. Till exempel har instrumentet Ultraviolet Spectrometer, som designades för upptäckta särskilda atomer och joner, stängts av på både Voyager 1 och 2 för att spara ström. 

I vissa fall har bara delsystem stängts av och inte instrumenten själva. Till exempel har värmaren för instrumentet Cosmic Ray Subsystem, ett instrument som letar efter högenergetiska partiklar, på Voyager 2 stängts av. Instrumentet har dock fortsatt fungera trots att det nu är betydligt kallare än det någonsin var under testerna på jorden på 70-talet. 

Under de kommande åren kommer allt fler värmare, vetenskapliga instrument och andra komponenter att stängas av. På twitter skriver Nasa att de hoppas kunna hålla igång farkosterna åtminstone fem år till, med förhoppningen att de håller ut hela vägen in i nästa decennium.  

 

Instrumentstatus för Voyagerfarkosterna:

 

Instrument 

Voyager 1 

Voyager 2 

Cosmic Ray Subsystem (CRS) 

På 

På 

Low-Energy Charged Particles (LECP) 

På 

På 

Magnetometer (MAG) 

På 

På 

Plasma Wave Subsystem (PWS) 

På 

På 

Plasma Science (PLS) 

Avstängd på grund av försämrad prestanda (Feb.1, 2007)  

På 

Imaging Science Subsystem (ISS) 

Vidvinkel- och smalvinkelkamera avstängda för att spara ström (Feb. 14, 1990)  

Vidvinkel- och smalvinkelkamera avstängda för att spara ström (Okt. 10 och Dec. 5, 1989) 

Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer (IRIS) 

Avstängd för att spara ström (June 3, 1998) 

Avstängd för att spara ström (Feb. 1, 2007) 

Photopolarimeter Subsystem (PPS) 

Avstängd på grund av försämrad prestanda (Jan. 29, 1980) 

Avstängd på grund av försämrad prestanda (April 3, 1991) 

Planetary Radio Astronomy (PRA) 

Avstängd för att spara ström (Jan. 15, 2008) 

Avstängd för att spara ström (Feb. 21, 2008) 

Ultraviolet Spectrometer (UVS) 

Avstängd för att spara ström (April 19, 2016) 

Avstängd för att spara ström (Nov. 12, 1998)

Källa: Nasa

Några upptäckter av Voyager 1 och 2: 

Voyagerprogrammet har varit aktivt i snart 45 år. Här är ett axplock av vad de gjort: 

1. Voyagerfarkosterna tog de första närbilderna av månarna kring Jupiter och Saturnus. Bilderna visade på en variation som forskarna inte förväntade sig. Till exempel är månen Io, den tredje största månen kring Jupiter, den mest vulkaniskt aktiva himlakroppen i solsystemet som vi känner till. En annan av månarna, Europa, är beklädd av ett istäcke som i dag uppskattas vara runt 100 kilometer djupt. 

2. Voyager 2 blev den första farkosten att ta sig förbi både Uranus och Neptunus. Vid flygningen förbi Uranus 1986 blev farkosten den första att se planetens väldigt mörka ringar. Voyager 2 uppmätte även temperaturer så låga som 59 Kelvin, något som gör Uranus till den kallaste planeten i vårt solsystem. 

3. När Voyager 2 hade passerat Neptunus och dess månar hade Nasa tänkt stänga av kamerorna på båda farkosterna, då alla planeter hade passerats och iakttagits enligt plan. Astronomen Carl Sagan lyckades dock övertala ledningen att vända en kamera på Voyager 1 tillbaka in mot solsystemets centrum för några sista bilder. På ett avstånd om 6 miljarder kilometer från solen tog Voyager 1 en bild på jorden som fick namnet the Pale Blue Dot då det enda som syns är en blå pixel omsluten av mörkret. 

4. År 2012 lämnade Voyager 1 heliosfären och blev den första farkosten i interstellär rymd. Sex år senare följde Voyager 2 när farkosten lämnade vår bubbla av skyddande solvind. 

Källa: Nasa 

540616main_pia00452-43_full.jpg 

Bill Burrau

Mer om: Voyager Nasa

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt