Kỹ sư Voyager khai thác thêm hai năm từ ngân sách điện năng 50 năm tuổi

Các kỹ sư NASA đã tìm ra cách kéo dài tuổi thọ của tàu Voyager 2 thêm hai năm bằng cách chuyển đổi nguồn điện đồng loạt — phương pháp "Big Bang" — thay vì tắt máy tuần tự. Dù nguồn điện gần cạn kiệt sau gần 50 năm, sự khéo léo trong quản lý năng lượng và nhiệt độ vẫn giúp tàu vũ trụ tiếp tục gửi dữ liệu từ không gian liên sao.

Hình minh họa tàu Voyager trong không gian sâu

Ý tưởng "Big Bang" — cứu cánh bất ngờ

Đối với tàu vũ trụ phóng từ năm 1977, chỉ 0,2 watt cũng đủ tạo nên sự khác biệt lớn. Suzanne Dodd, Giám đốc dự án Voyager, tiết lộ rằng ý tưởng mang tên "Big Bang" đã được ấp ủ hơn một năm trước khi chính thức thực thi.

"Chúng tôi đang tìm cách kéo dài thời gian hoạt động của sứ mệnh, đồng nghĩa với việc kéo dài thời gian vận hành các thiết bị khoa học." — Suzanne Dodd

Vấn đề cốt lõi là điện năng và nhiệt độ. Nếu hết điện hoặc propellant đông cứng, tàu sẽ mất khả năng điều hướng về phía ăng-ten liên lạc với Trái Đất. Kế hoạch ban đầu là tắt tuần tự từng hệ thống, nhưng phương pháp này có nhược điểm: không giữ đủ nhiệt cho các đường ống propellant.

Giải pháp chuyển mạch đồng loạt

Thay vì tắt từng bộ phận, nhóm kỹ sư quyết định chuyển đổi nguồn điện cùng lúc giữa các hệ thống trong tàu. Cách này vừa tiết kiệm điện, vừa duy trì được nhiệt độ cần thiết cho các bộ phận nhạy cảm.

Tuy nhiên, thách thức lớn đến từ dữ liệu kỹ thuật đã gần 50 năm tuổi, có thể chứa sai số.

"Nếu tài liệu viết 50 năm trước ghi là 4 watt nhưng thực tế chỉ là 3,8 watt, điều đó tạo ra khác biệt rất lớn với chúng tôi." — Suzanne Dodd

Kiểm tra thực tế trên không gian

Do khoảng cách quá xa, mỗi lệnh gửi đến Voyager 2 mất tới 20 giờ và phản hồi cũng mất thêm 20 giờ nữa. Nhóm đã thử nghiệm cấu hình mới trong vài phút trước khi tạm thời quay lại trạng thái cũ để xác nhận lệnh hoạt động đúng.

Sau đó, họ thực hiện thử nghiệm nhiệt kéo dài 6 giờ vào đầu tháng 6, đủ để theo dõi xu hướng nhiệt độ mà không gây rủi ro quá lớn. Kết quả vượt cả mong đợi — nhiệt độ không giảm nhiều như mô hình dự đoán, và có khi còn thu được nhiều điện hơn dự kiến.

Áp dụng chính thức và kết quả ngoài mong đợi

Ngày 9 tháng 7, cấu hình mới được kích hoạt vĩnh viễn. Sau 24–48 giờ theo dõi căng thẳng, nhiệt độ tàu ổn định ở mức an toàn, thấp hơn mô hình dự đoán. Việc cập nhật mô hình giúp hoãn việc tắt hệ thống tia vũ trụ (Cosmic Ray System) đến sau năm 2028, thay vì trước lễ kỷ niệm 50 năm phóng tàu vào năm 2027.

"Chỉ tính riêng về điện năng, chúng tôi đã kéo dài thêm được hai năm." — Suzanne Dodd

Tương lai của sứ mệnh Voyager

Voyager 1, bay xa hơn và có biên độ điện năng hẹp hơn, cũng sẽ nhận được bản cập nhật tương tự. Nhóm còn xem xét khả năng bật lại các thiết bị đã tắt trước đó, dù rủi ro ngắn mạch có thể ảnh hưởng đến toàn bộ con tàu.

Một bản cập nhật phần mềm bay khác có thể khôi phục dữ liệu tốc độ cao từ hệ thống Plasma Wave Subsystem (PWS) nếu được cấp ngân sách.

Tuy vậy, Dodd thừa nhận số "thỏ ra khỏi mũ" của đội ngũ đang cạn dần.

"Tôi không chắc còn nhiều thỏ nữa đâu. Nhưng từ khi tôi tham gia dự án năm 2010, chúng tôi đã liên tục nghĩ ra những giải pháp kỹ thuật khéo léo — Big Bang chỉ là một trong số đó."

Điều khiến sứ mệnh Voyager đặc biệt là cách kết thúc. Không giống Cassini với "Grand Finale" ngoạn mục, Voyager có thể âm thầm biến mất khỏi tín hiệu của Mạng lưới Không gian Sâu (DSN) một ngày nào đó.

"Tôi muốn Voyager kết thúc theo cách của chính nó, không phải vì ai đó tuyên bố sứ mệnh nên chấm dứt." — Suzanne Dodd

Với gần 50 năm hoạt động, mỗi watt điện, mỗi độ nhiệt đều trở thành tài sản quý giá, và mỗi tín hiệu vô tuyến vọng về từ rìa hệ Mặt Trời là một kỳ tích kỹ thuật của loài người.