Voyager da NASA fará mais ciência com nova estratégia de energia

Jul 11, 2023

Nota do editor: A linguagem foi adicionada no segundo parágrafo em 1º de maio para enfatizar que a missão continuará mesmo depois que um instrumento científico for retirado.

O plano manterá os instrumentos científicos da Voyager 2 ligados por mais alguns anos do que o previsto anteriormente, permitindo ainda mais revelações do espaço interestelar.

O modelo de teste de prova da Voyager, mostrado em uma câmara de simulador espacial no JPL em 1976, era uma réplica das sondas espaciais gêmeas Voyager lançadas em 1977. A plataforma de varredura do modelo se estende para a direita, segurando vários dos instrumentos científicos da espaçonave em seus posições.

Lançada em 1977, a espaçonave Voyager 2 está a mais de 20 bilhões de quilômetros da Terra, usando cinco instrumentos científicos para estudar o espaço interestelar. Para ajudar a manter esses instrumentos operando apesar da diminuição do fornecimento de energia, a espaçonave envelhecida começou a usar um pequeno reservatório de energia reserva como parte de um mecanismo de segurança a bordo. A mudança permitirá à missão adiar o fechamento de um instrumento científico até 2026, em vez deste ano.

Desligar um instrumento científico não encerrará a missão. Depois de desligar um instrumento em 2026, a sonda continuará a operar quatro instrumentos científicos até que a fonte de alimentação em declínio exija que outro seja desligado. Se a Voyager 2 permanecer saudável, a equipe de engenharia antecipa que a missão pode continuar nos próximos anos.

A Voyager 2 e sua gêmea Voyager 1 são as únicas espaçonaves a operar fora da heliosfera, a bolha protetora de partículas e campos magnéticos gerados pelo Sol. As sondas estão ajudando os cientistas a responder perguntas sobre a forma da heliosfera e seu papel na proteção da Terra das partículas energéticas e outras radiações encontradas no ambiente interestelar.

"Os dados científicos que as Voyagers estão retornando tornam-se mais valiosos quanto mais longe do Sol eles vão, então estamos definitivamente interessados ​​em manter tantos instrumentos científicos operando o maior tempo possível", disse Linda Spilker, cientista do projeto Voyager no Jet Propulsion da NASA. Laboratório no sul da Califórnia, que gerencia a missão para a NASA.

Ambas as sondas Voyager alimentam-se com geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs), que convertem o calor do plutônio em decomposição em eletricidade. O processo de decaimento contínuo significa que o gerador produz um pouco menos de energia a cada ano. Até agora, a queda no fornecimento de energia não afetou a produção científica da missão, mas para compensar a perda, os engenheiros desligaram os aquecedores e outros sistemas que não são essenciais para manter a espaçonave voando.

Cada uma das sondas Voyager da NASA está equipada com três geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs), incluindo o mostrado aqui. Os RTGs fornecem energia para a espaçonave convertendo o calor gerado pelo decaimento do plutônio-238 em eletricidade.

Com essas opções esgotadas na Voyager 2, um dos cinco instrumentos científicos da espaçonave era o próximo da lista. (A Voyager 1 está operando um instrumento científico a menos do que sua gêmea porque um instrumento falhou no início da missão. Como resultado, a decisão sobre desligar ou não um instrumento na Voyager 1 não será tomada até o próximo ano.)

Em busca de uma maneira de evitar o desligamento de um instrumento científico da Voyager 2, a equipe examinou mais de perto um mecanismo de segurança projetado para proteger os instrumentos caso a voltagem da espaçonave – o fluxo de eletricidade – mude significativamente. Como uma flutuação na voltagem pode danificar os instrumentos, o Voyager está equipado com um regulador de voltagem que aciona um circuito de backup em tal evento. O circuito pode acessar uma pequena quantidade de energia do RTG que é reservada para essa finalidade. Em vez de reservar esse poder, a missão agora o usará para manter os instrumentos científicos operando.

Embora a voltagem da espaçonave não seja rigidamente regulada como resultado, mesmo depois de mais de 45 anos de vôo, os sistemas elétricos em ambas as sondas permanecem relativamente estáveis, minimizando a necessidade de uma rede de segurança. A equipe de engenharia também é capaz de monitorar a tensão e responder se ela oscilar muito. Se a nova abordagem funcionar bem para a Voyager 2, a equipe pode implementá-la também na Voyager 1.