Die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 wurden vor 45 Jahren gestartet, um die äußeren Planeten zu erforschen, befinden sich inzwischen aber am äußeren Rand des Sonnensystems. Alter und schwindende Energieversorgung führen irgendwan zum Ausfall der Instrumente und der Sonden. Ingenieure der NASA haben nun einen Kniff angewandt, um die Stromversorgung der Raumsonde Voyager 2 für weitere Jahre sicher zu stellen.
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Voyager 2: Seit 1977 unterwegs
Die Raumsonde Voyager 2 startete am 20. August 1977 und flog am Jupiter vorbei. Dann wurde die Flugbahn so verändert, dass die Sonde sowohl den Saturn und später die Planeten Uranus und Neptun besuchte und beim Vorbeiflug Daten sammelte. Dadurch ist diese Sonde etwas langsamer als die Schwestersonde Voyager 1 unterwegs. Das heißt, die Sonde wurde seit Anfang der siebziger Jahre entwickelt und gebaut (habe das als junger Ingenieurstudent – 1976-1979 – fasziniert verfolgt).
(Voyager-Raumsonde, künstlerische Darstellung NASA/JPL)
Die 1977 gestartete US-Sonde Voyager 1 hat bereits zwischen 2010 bis 2012 (genau weiß man das nicht, da das betreffende Messgerät ausgefallen ist) unser Sonnensystem verlassen und befindet sich im interstellaren Raum.
Stromversorgung von Voyager 2 optimiert
Nachfolgender Tweet von US-Astronaut Chris Hadfield zeigt, wie weit die Raumsonden Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2 bereits von der Sonne entfernt sind. Mit Solarzellen lässt sich da draußen kein Strom gewinnen – die Energieversorgung erfolgt über Radio-Nukleoid-Elemente.
Beide Voyager-Sonden sind mit thermoelektrischen Radioisotopengeneratoren (RTGs) ausgestattet, die die Wärme des zerfallenden Plutoniums in Strom umwandeln. Der kontinuierliche Zerfallsprozess bedeutet, dass der Generator jedes Jahr etwas weniger Strom produziert.
Um mit der Sonde weiter Kontakt zu halten, müssten Messinstrumente abgeschaltet werden, um Strom zu sparen. Bislang hat sich die abnehmende Energieversorgung nicht auf die wissenschaftliche Leistung der Mission ausgewirkt. Aber um den Verlust an Leistung auszugleichen, haben die Ingenieure Heizungen und andere Systeme abgeschaltet, die für den Betrieb der Sonde nicht unbedingt erforderlich sind.
Jetzt wäre bei Voyager 2 die Abschaltung des ersten Instruments zum Stromsparen erforderlich geworden. Bei Voyager 1 ist ein Instrument bereits seit langer Zeit ausgefallen, so dass noch ca. ein Jahr Zeit bis zur Entscheidung, welches Instrument abzuschalten ist, besteht.
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Die Ingenieure haben sich nun dazu entschlossen, bei Voyager 2 zu einem technischen Trick zu greifen, wie sie hier schreiben, um die Abschaltung der fünf Instrumente herauszuzögern.
Da Spannungsschwankung die Instrumente beschädigen könnte, ist Voyager mit einem Spannungsregler ausgestattet, der in einem solchen Fall einen Notstromkreis auslöst. Auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Abschaltung eines wissenschaftlichen Instruments von Voyager 2 zu vermeiden, nahm das Team diesen Sicherheitsmechanismus genauer unter die Lupe.
Der Notstromkreis kann auf eine kleine Menge Strom aus dem Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG) zugreifen, die für diesen Zweck reserviert ist. Anstatt diese Energie zu reservieren, wird die Mission sie nun nutzen, um die wissenschaftlichen Instrumente in Betrieb zu halten.
Obwohl die Spannung dadurch nicht streng reguliert wird, bleiben die elektrischen Systeme beider Sonden auch nach mehr als 45 Jahren im Flug relativ stabil, so dass ein Sicherheitsnetz nicht erforderlich ist, heißt es. Das Ingenieursteam ist außerdem in der Lage, die Spannung zu überwachen und zu reagieren, wenn sie zu stark schwankt. Wenn sich der neue Ansatz bei Voyager 2 bewährt, könnte das Team ihn auch bei Voyager 1 anwenden.
Das Portal heise berichtet in diesem Artikel (siehe auch nachfolgender Tweet) ebenfalls über diesen Thema. Der Artikel ist auf deutsch verfasst und vielleicht etwas besser zu lesen.
Hinweise zu den Missionen finden sich in nachfolgenden Artikeln hier im Blog.
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