美国成功与在249亿公里外飞行的旅行者1号取得联系，但其末日或将来临

美国宇航局如何让46岁的旅行者号航天器继续运行。

据美媒12月5日报道，NASA工程师已成功恢复与旅行者1号的联系，该航天器在电力供应减少导致数周通信中断后已恢复正常运行。

问题始于10月，当时老化的探测器自动从其主要X波段无线电发射机切换，开始依赖功率更低的S波段无线电发射机与地球上的任务团队进行通信。旅行者1号是目前距离地球最远的航天器，正在探索约249亿公里外的未知领域。

在任务团队发送命令启动其中一个加热器后，探测器计算机判定旅行者1号电力不足，因此自动进行了发射机切换。这一意外变化导致工程师们近一个月无法接收到旅行者1号的状态信息以及航天器仪器收集的科学数据。

经过一些巧妙的问题解决，团队成功将旅行者1号切换回X波段无线电发射机，并从11月中旬开始再次接收到其每日数据流。

NASA加州帕萨迪纳喷气推进实验室的旅行者任务经理卡瑞姆·巴达鲁丁在一封电子邮件中表示，这些探测器从未被设计成这样运行，团队每天都在学习新东西，幸运的是，他们能够从这个问题中恢复过来，并学到了一些东西。

但这只是近年来任务团队不得不面对的众多挑战之一，因为旅行者1号及其姊妹探测器旅行者2号在发射47年多后仍在继续挑战极限并探索太空。

电力减少，创意解决方案

这两个探测器于1977年相隔数周发射升空，早已超出其最初的四年飞行任务，飞掠太阳系中最大的行星。如今，它们已进入星际空间，并且是唯一在日球层（太阳磁场和粒子构成的泡状结构，其范围远超出冥王星轨道）之外运行的航天器。

两个探测器均由衰变的钚产生的热量供电，并转换为电能。据NASA称，每年探测器都会损失约4瓦的电力，这相当于一个小型节能灯泡的功率。

巴达鲁丁说：“我们早就知道旅行者两个探测器上的电力（供应）都不足了，今年，这迫使任务团队关闭了旅行者2号上的一个科学仪器。但这些探测器的使用寿命远远超出了任何人的预期，而且我们正在尽力挤压出它们最后一丝电力（和科学价值），这真是太神奇了。”

大约五年前，任务团队开始关闭任何对探测器飞行不是至关重要的系统。其中一些系统包括用于保持科学仪器在正确温度下运行的加热器。

但令他们惊讶的是，即使温度低于几十年前测试时的温度，所有仪器仍在继续工作。

旅行者任务保证经理布鲁斯·瓦格纳11月告诉CNN，工程师们偶尔会向旅行者1号发送命令，启动一些加热器，并加热那些几十年来受到辐射损伤的部件。他说，热量有助于逆转辐射损伤，从而恢复航天器部件的性能。

但是，10月16日发送给加热器的命令触发了航天器的自主故障保护系统。如果航天器消耗的电力超过其应有的水平，故障保护系统会自动关闭非必要系统以节省能源。当团队在10月18日无法检测到来自航天器的响应信号时，他们发现了最新的问题。

考虑到旅行者探测器已经关闭了除科学仪器以外的所有非必要系统，故障保护系统关闭了X波段发射机并切换到S波段发射机，因为后者使用的电力更少。

旅行者1号已经使用X波段发射机数十年，但自1981年以来就没有使用过S波段发射机，因为其信号比X波段的信号要微弱得多。团队必须先找到微弱的S波段信号，才能恢复与航天器的可靠通信。

任务团队成功指挥旅行者1号于11月7日恢复使用X波段发射机，并在11月18日那一周开始收集科学数据，他们正在积极重置用于同步旅行者三个计算机的系统。这是确保旅行者恢复到发射机问题出现之前状态的最后任务之一。

这次发射机切换只是NASA今年为克服这一长期任务中的通信挑战所使用的几种创新方法之一，其他方法还包括启动旧推进器以保持旅行者1号的天线指向地球，以及为导致探测器向地球传输的科学数据流中断数月的计算机故障找到解决方案。

保持旅行者探测器在线

旅行者团队拥有计算机模型，可以帮助他们预测航天器的加热器和仪器预计将消耗多少电力。但是，启动一个加热器就触发了故障保护系统，这表明团队意识到探测器的未来比他们想象的要更加不确定。

巴达鲁丁表示，这意味着团队用来计算有多少电力可用的虚拟模型存在不确定性和不完整，而任务目前所处的工作水平往往涉及的功率裕量小于1瓦，”。以前还有一小部分电力储备可用于这种情况，但今年早些时候，团队选择使用这些储备来让科学仪器运行更长时间。

旅行者探测器最初各配备了10个科学仪器。1990年，旅行者1号在完成对木星和土星的飞掠后，这些工具不再需要，为了节省能源，关闭了某些仪器。

现在，每个探测器上只有四个仪器在运行，它们用于研究星际空间中的带电气体（称为等离子体）、磁场和粒子，旅行者探测器是唯一研究这一未知领域的航天器。

旅行者1号及其姊妹探测器通过地球上的深空网络（一组无线电天线）不断发送回科学数据，每天约有六到八个小时的探测器探测数据返回。数据不存储在航天器上，因此在发射机出现问题期间，旅行者1号发送回家的任何数据都已丢失。

巴达鲁丁表示，旅行者现在正在进行的科学研究主要是关于大局和长期观测，因此团队对此次中断并不太担心，更大的问题是，在当前可用的电力下，我们能让科学仪器运行多久。