La Voyager de la NASA hará más ciencia con una nueva estrategia de energía

Jul 11, 2023

Nota del editor: se agregó lenguaje en el segundo párrafo el 1 de mayo para subrayar que la misión continuará incluso después de que se retire un instrumento científico.

El plan mantendrá encendidos los instrumentos científicos de la Voyager 2 unos años más de lo previsto anteriormente, lo que permitirá aún más revelaciones del espacio interestelar.

El modelo de prueba de la Voyager, que se muestra en una cámara de simulación espacial en el JPL en 1976, era una réplica de las sondas espaciales gemelas Voyager que se lanzaron en 1977. La plataforma de exploración del modelo se extiende hacia la derecha y sostiene varios de los instrumentos científicos de la nave espacial en sus posiciones desplegadas. posiciones.

Lanzada en 1977, la nave espacial Voyager 2 se encuentra a más de 20 000 millones de kilómetros de la Tierra y utiliza cinco instrumentos científicos para estudiar el espacio interestelar. Para ayudar a mantener esos instrumentos en funcionamiento a pesar de la disminución del suministro de energía, la nave espacial envejecida ha comenzado a usar una pequeña reserva de energía de respaldo reservada como parte de un mecanismo de seguridad a bordo. La medida permitirá a la misión posponer el cierre de un instrumento científico hasta 2026, en lugar de este año.

Apagar un instrumento científico no terminará la misión. Después de apagar un instrumento en 2026, la sonda continuará operando cuatro instrumentos científicos hasta que la fuente de alimentación decreciente requiera que se apague otro. Si la Voyager 2 se mantiene saludable, el equipo de ingeniería anticipa que la misión podría continuar durante los próximos años.

La Voyager 2 y su gemela, la Voyager 1, son las únicas naves espaciales que alguna vez operaron fuera de la heliosfera, la burbuja protectora de partículas y campos magnéticos generados por el Sol. Las sondas están ayudando a los científicos a responder preguntas sobre la forma de la heliosfera y su papel en la protección de la Tierra de las partículas energéticas y otras radiaciones que se encuentran en el entorno interestelar.

"Los datos científicos que las Voyagers están devolviendo se vuelven más valiosos cuanto más se alejan del Sol, por lo que definitivamente estamos interesados ​​​​en mantener la mayor cantidad de instrumentos científicos en funcionamiento el mayor tiempo posible", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Voyager en Jet Propulsion de la NASA. Laboratorio en el sur de California, que gestiona la misión para la NASA.

Ambas sondas Voyager se alimentan con generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), que convierten el calor del plutonio en descomposición en electricidad. El proceso de deterioro continuo significa que el generador produce un poco menos de energía cada año. Hasta ahora, la disminución del suministro de energía no ha afectado la producción científica de la misión, pero para compensar la pérdida, los ingenieros han apagado los calentadores y otros sistemas que no son esenciales para mantener la nave espacial en vuelo.

Cada una de las sondas Voyager de la NASA está equipada con tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), incluido el que se muestra aquí. Los RTG proporcionan energía a la nave espacial al convertir el calor generado por la descomposición del plutonio-238 en electricidad.

Con esas opciones ahora agotadas en la Voyager 2, uno de los cinco instrumentos científicos de la nave espacial era el siguiente en su lista. (La Voyager 1 está operando un instrumento científico menos que su gemelo porque un instrumento falló al principio de la misión. Como resultado, la decisión sobre si apagar un instrumento en la Voyager 1 no se tomará hasta el próximo año).

En busca de una manera de evitar apagar un instrumento científico de la Voyager 2, el equipo analizó más de cerca un mecanismo de seguridad diseñado para proteger los instrumentos en caso de que el voltaje de la nave espacial, el flujo de electricidad, cambie significativamente. Debido a que una fluctuación en el voltaje podría dañar los instrumentos, la Voyager está equipada con un regulador de voltaje que activa un circuito de respaldo en tal caso. El circuito puede acceder a una pequeña cantidad de energía del RTG que se reserva para este propósito. En lugar de reservar ese poder, la misión ahora lo utilizará para mantener en funcionamiento los instrumentos científicos.

Aunque, como resultado, el voltaje de la nave espacial no estará estrictamente regulado, incluso después de más de 45 años en vuelo, los sistemas eléctricos de ambas sondas permanecen relativamente estables, lo que minimiza la necesidad de una red de seguridad. El equipo de ingeniería también puede monitorear el voltaje y responder si fluctúa demasiado. Si el nuevo enfoque funciona bien para la Voyager 2, el equipo también podría implementarlo en la Voyager 1.

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"Los voltajes variables representan un riesgo para los instrumentos, pero hemos determinado que es un riesgo pequeño, y la alternativa ofrece una gran recompensa al poder mantener los instrumentos científicos encendidos por más tiempo", dijo Suzanne Dodd, gerente de proyectos de Voyager en JPL. . "Hemos estado monitoreando la nave espacial durante algunas semanas y parece que este nuevo enfoque está funcionando".

La misión Voyager originalmente estaba programada para durar solo cuatro años, enviando ambas sondas más allá de Saturno y Júpiter. la NASA amplió la misión para que la Voyager 2 pudiera visitar Neptuno y Urano; sigue siendo la única nave espacial que se ha encontrado con los gigantes de hielo. En 1990, la NASA volvió a extender la misión, esta vez con el objetivo de enviar las sondas fuera de la heliosfera. La Voyager 1 alcanzó el límite en 2012, mientras que la Voyager 2 (que viajaba más despacio y en una dirección diferente a la de su gemela) lo alcanzó en 2018.

Una división de Caltech en Pasadena, JPL construyó y opera la nave espacial Voyager. Las misiones Voyager son parte del Observatorio del Sistema de Heliofísica de la NASA, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas en Washington.

Para obtener más información sobre la nave espacial Voyager, visite:

https://www.nasa.gov/voyager

Calla Cofield

Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.

626-808-2469

[email protected]

2023-059

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