【旅行者的設(shè)計壽命是？ 通信還能繼續(xù)幾年？ 【钚電源的極限逼近

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十之二十五(星期六)九點七分

1977年發(fā)射的美國航天局的旅行者1號和2號。 原本的設(shè)計壽命只有一點五年但是，從發(fā)射開始47年以上直到現(xiàn)在，兩架飛機都還在繼續(xù)與地球通信。

但是，可以說是“生命之燈”的钚熱電發(fā)電機( RTG )終于迎來了壽命的終點。

■原本為5年的“奇跡的延長壽命”

旅行者軌道圖來源:美國航天局

旅行者計劃最初是以觀測木星和土星為目的的短期任務(wù)。

但是由于驚人的耐久性和美國宇航局的技術(shù)努力，在行星探測結(jié)束后，兩架飛機仍然繼續(xù)向太陽系外緣部，以及星際空間旅行。

大幅超過設(shè)計壽命而持續(xù)工作的理由除了“單純的結(jié)構(gòu)和堅固的設(shè)計”、“備用電路的多路復(fù)用”、“切換到省電運用”等之外，最重要的是“放射性同位素發(fā)電”的穩(wěn)定電源方式。

■什么是钚熱電發(fā)電機( RTG )？

用于卡西尼和伽利略任務(wù)的238PuO2小球。 最初的輸出功率為62瓦。 由于放射性衰變產(chǎn)生的熱量，顆粒會發(fā)光。 這張照片是將顆粒放入石墨外殼中幾分鐘，去掉外殼時的照片。 資料來源: Deglr6328

旅行者的電力源是利用Pu-238 (二氧化钚)的衰變熱的“RTG (放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機)”。 搭載了3臺RTG，發(fā)射當(dāng)初共計提供了約470瓦的電力。

這是利用半導(dǎo)體元件(硅鍺)將因放射性衰變而自然產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換為電力的結(jié)構(gòu)，其一大優(yōu)點是即使在太陽光無法到達的外行星上也能穩(wěn)定工作。

但是，Pu-238的半衰期約為87.7年。 除了發(fā)熱量逐年減少之外，數(shù)百度運轉(zhuǎn)的熱電元件在長期使用中也會惡化、氧化、熱疲勞。

根據(jù)美國航天局的估計，RTG的輸出是每年下降約4瓦正在尋找。 2025年時，減少到210?220瓦左右，約為初期的一半。 由于電力不足，近年來一邊依次關(guān)閉科學(xué)觀測裝置和加熱器，一邊延長壽命。

Voyager團隊將少量電力優(yōu)先于通信設(shè)備，為了維持與地球的通信，多次重新設(shè)計了運用模式。 溫度有時會降到60度以下，但令人驚訝的是，很多機器還在運轉(zhuǎn)。

■ 2030年代前半期，“沉默”的時刻終于到來

旅行者的觀測儀器配置來源: NASA/JPL

根據(jù)美國航天局的最新估計，旅行者的RTG輸出2030年前后預(yù)計將低于安全運用極限(約160瓦)。 那時除了通信系統(tǒng)以外的所有科學(xué)機器都停止了，

不久探測器就保持沉默在星際空間中漂浮變成了。

目前( 2025年)剩余電力:約210W

每年下降:約4W

科學(xué)觀測可持續(xù)時間:還有45年

通信維持極限: 2031?2033年左右

旅行者是設(shè)計壽命的約10倍超過生命的宇宙史上最長壽的探測器。 當(dāng)其“心臟”RTG的最后熱度耗盡時，人類送出太陽系之外最遠的人造物體將安靜地入睡。

美國航天局的管制小組不斷更新程序，以最大限度地利用剩余的電力。 即使一部分存儲芯片受損，也要依靠舊文檔改寫40多年前的代碼工作正在進行，正是“與機器的對話”在繼續(xù)。

旅行者的旅行即將結(jié)束，但在那個信號完全中斷的日子之前，我們會星際探索的先鋒會看到他的身影吧。

你想在持續(xù)47年旅行的旅行者的“最后的電波”中寄托什么樣的信息呢？ 請務(wù)必等待您的評論。

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