NASA의 보이저호는 새로운 전력 전략으로 더 많은 과학을 수행할 것입니다

Jul 11, 2023

편집자 주: 과학 장비가 폐기된 후에도 임무가 계속된다는 점을 강조하기 위해 5월 1일 두 번째 단락에 언어가 추가되었습니다.

이 계획은 보이저 2호의 과학 장비를 이전에 예상했던 것보다 몇 년 더 오래 켜두어 성간 공간에서 더 많은 정보를 얻을 수 있게 해줄 것입니다.

1976년 JPL의 우주 시뮬레이터 챔버에 전시된 보이저 증명 테스트 모델은 1977년에 발사된 쌍둥이 보이저 우주 탐사선의 복제품이었습니다. 모델의 스캔 플랫폼은 오른쪽으로 뻗어 있으며 우주선의 과학 장비 몇 개가 배치되어 있습니다. 위치.

1977년에 발사된 보이저 2호 우주선은 지구에서 200억 킬로미터 이상 떨어져 있으며 5개의 과학 장비를 사용하여 성간 공간을 연구합니다. 전력 공급이 감소함에도 불구하고 이러한 장비의 작동을 유지하기 위해 노후화된 우주선은 온보드 안전 메커니즘의 일부로 따로 보관된 작은 백업 전원 저장소를 사용하기 시작했습니다. 이번 조치를 통해 과학 기기 폐쇄를 올해가 아닌 2026년까지 연기할 수 있게 됐다.

과학 장비를 꺼도 임무는 끝나지 않습니다. 2026년에 하나의 장비를 끈 후에도 프로브는 전력 공급이 감소하여 다른 장비를 꺼야 할 때까지 4개의 과학 장비를 계속 작동할 것입니다. 보이저 2호가 건강하게 유지된다면 엔지니어링 팀은 이 임무가 앞으로 몇 년 동안 계속될 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.

보이저 2호와 쌍둥이 보이저 1호는 태양권, 즉 태양에서 생성되는 입자와 자기장의 보호 기포인 태양권 외부에서 작동하는 유일한 우주선입니다. 탐사선은 과학자들이 태양권의 모양과 성간 환경에서 발견되는 에너지 입자 및 기타 방사선으로부터 지구를 보호하는 태양권의 역할에 대한 질문에 답하는 데 도움을 줍니다.

NASA 제트추진연구소의 보이저호 프로젝트 과학자인 린다 스필커(Linda Spilker)는 "보이저호가 반환하는 과학 데이터는 태양에서 멀어질수록 더 가치가 높아진다"고 말했다. NASA의 임무를 관리하는 남부 캘리포니아의 연구소입니다.

두 보이저 탐사선 모두 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)로 스스로 전력을 공급합니다. RTG는 붕괴하는 플루토늄의 열을 전기로 변환합니다. 지속적인 감쇠 과정은 발전기가 매년 약간 더 적은 전력을 생산한다는 것을 의미합니다. 지금까지 전력 공급 감소는 임무의 과학 성과에 영향을 미치지 않았지만 손실을 보상하기 위해 엔지니어는 우주선 비행을 유지하는 데 필수적이지 않은 히터 및 기타 시스템을 꺼 놓았습니다.

NASA의 보이저(Voyager) 탐사선 각각에는 여기에 표시된 것을 포함하여 3개의 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)가 장착되어 있습니다. RTG는 플루토늄-238의 붕괴로 생성된 열을 전기로 변환하여 우주선에 전력을 공급합니다.

이제 Voyager 2호에서는 이러한 옵션이 소진되었으므로 우주선의 5개 과학 장비 중 하나가 다음 목록에 올랐습니다. (보이저 1호는 임무 초기에 한 장비가 고장나서 쌍둥이보다 과학 장비가 하나 덜 작동하고 있습니다. 결과적으로 보이저 1호의 장비를 끌지 여부에 대한 결정은 내년 중으로 나올 것입니다.)

Voyager 2 과학 장비의 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있는 방법을 찾기 위해 팀은 우주선의 전압(전기 흐름)이 크게 변할 경우 장비를 보호하도록 설계된 안전 메커니즘을 면밀히 조사했습니다. 전압 변동으로 인해 장비가 손상될 수 있으므로 Voyager에는 그러한 경우 백업 회로를 작동시키는 전압 조정기가 장착되어 있습니다. 회로는 이 목적을 위해 따로 보관된 RTG에서 소량의 전력에 액세스할 수 있습니다. 그 힘을 비축하는 대신 이제 임무는 과학 장비를 계속 작동시키기 위해 그것을 사용할 것입니다.

결과적으로 우주선의 전압은 엄격하게 규제되지 않지만 45년 이상의 비행 후에도 두 탐사선의 전기 시스템은 상대적으로 안정적으로 유지되어 안전망의 필요성을 최소화합니다. 엔지니어링 팀은 또한 전압을 모니터링하고 전압 변동이 너무 심할 경우 대응할 수 있습니다. 새로운 접근 방식이 Voyager 2에 적합하다면 팀은 Voyager 1에도 이를 구현할 수 있습니다.