NASA buộc phải tắt một thiết bị trên Voyager 1 để tiết kiệm năng lượng

Ngày 17/4, các kỹ sư tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA đã gửi lệnh tắt một thiết bị trên tàu vũ trụ Voyager 1, mang tên Thí nghiệm Hạt tích năng lượng thấp (LECP). Đây là bước đi cần thiết vì nguồn năng lượng của tàu vũ trụ hạt nhân này đang cạn kiệt, và việc tắt LECP được coi là giải pháp tốt nhất để duy trì hoạt động cho nhà thám hiểm liên tinh hệ đầu tiên của nhân loại.

Khái niệm nghệ thuật về tàu vũ trụ Voyager

Sự sụt giảm nguồn năng lượng

Voyager 1 được phóng lên vào năm 1977, nghĩa là nó đã hoạt động liên tục gần 49 năm qua. Tàu dựa vào một máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG), thiết bị chuyển đổi nhiệt từ sự phân hủy của plutonium thành điện. Cả hai tàu thăm dò Voyager đều mất khoảng 4 watt công suất mỗi năm.

Sau gần nửa thế giới hoạt động trong vũ trụ, biên độ năng lượng trở nên cực kỳ mong manh. Đội ngũ kỹ thuật buộc phải tiết kiệm điện bằng cách tắt các bộ phận sưởi và thiết bị, đồng thời phải đảm bảo tàu không bị lạnh đến mức làm đông lạnh các đường ống nhiên liệu.

Vào ngày 27/2, trong một thao tác di chuyển thường xuyên, mức năng lượng của Voyager 1 đã giảm bất ngờ. Các kỹ sư nhận thấy bất kỳ sự sụt giảm năng lượng bổ sung nào cũng có thể kích hoạt hệ thống bảo vệ lỗi điện áp thấp của tàu. Nếu hệ thống này kích hoạt, nó sẽ tự động tắt các thành phần để bảo vệ tàu thăm dò, quy trình phục hồi sau đó sẽ rất tốn thời gian và tiềm ẩn rủi ro.

Do đó, đội Voyager đã quyết định hành động trước khi sự cố xảy ra.

Hình ảnh minh họa Voyager 1

Tạm biệt LECP

LECP đã hoạt động gần như không gián đoạn kể từ khi Voyager 1 phóng lên. Thiết bị này đo các hạt tích năng lượng thấp, bao gồm ion, electron và tia vũ trụ có nguồn gốc từ hệ mặt trời và thiên hà của chúng ta. Nó đã cung cấp dữ liệu quan trọng về cấu trúc của môi trường liên tinh hệ, phát hiện các vùng áp suất và các vùng có mật độ hạt khác nhau ở không gian bên ngoài nhật quyển.

"Mặc dù việc tắt một thiết bị khoa học không phải là lựa chọn ưu tiên của bất kỳ ai, nhưng đó là lựa chọn tốt nhất hiện có," ông Kareem Badaruddin, quản lý nhiệm vụ Voyager tại JPL, chia sẻ.

Hiện tại, Voyager 1 vẫn còn hai thiết bị khoa học đang hoạt động: một thiết bị "nghe" sóng plasma và một thiết bị đo từ trường. Cả hai vẫn hoạt động tốt và tiếp tục gửi dữ liệu về từ một vùng không gian mà chưa có tàu nhân tạo nào từng khám phá.

Kế hoạch "Big Bang" trong tương lai

Việc lựa chọn thiết bị nào sẽ tắt tiếp theo không phải là quyết định nhất thời. Nhiều năm trước, các nhóm khoa học và kỹ thuật của Voyager đã cùng nhau thống nhất thứ tự tắt các bộ phận của tàu trong khi đảm bảo nhiệm vụ vẫn có thể tiếp tục thực hiện các nghiên cứu khoa học độc đáo. Trong số 10 bộ thiết bị giống hệt nhau mà mỗi tàu mang theo, bảy bộ đã bị tắt cho đến nay. Đối với Voyager 1, LECP là cái tên tiếp theo trong danh sách này.

Các kỹ sư tin rằng việc tắt LECP sẽ mang lại cho Voyager 1 khoảng một năm "thở oxygen". Họ đang sử dụng thời gian này để hoàn thiện một giải pháp tiết kiệm năng lượng tham vọng hơn cho cả hai tàu Voyager, được gọi là "Big Bang" (Vụ Nổ Lớn).

Ý tưởng là thay thế một nhóm thiết bị sử dụng điện cùng một lúc — do đó có biệt danh này — tắt một số thứ và thay thế bằng các giải pháp thay thế tiêu thụ ít điện hơn để giữ cho tàu đủ ấm để tiếp tục thu thập dữ liệu khoa học.

Đội ngũ sẽ thực hiện kế hoạch Big Bang trên Voyager 2 trước, tàu này có nhiều năng lượng dự trữ hơn và ở gần Trái Đất hơn, khiến nó trở thành đối tượng thử nghiệm an toàn hơn. Các cuộc thử nghiệm được lên kế hoạch vào tháng 5 và tháng 6 năm 2026. Nếu mọi thứ suôn sẻ, đội ngũ sẽ cố gắng áp dụng bản sửa lỗi tương tự cho Voyager 1 vào tháng 7. Nếu thành công, thậm chí còn có khả năng thiết bị LECP của Voyager 1 có thể được bật lại.

Do Voyager 1 đang ở cách Trái Đất hơn 15 tỷ dặm (25 tỷ km), chuỗi lệnh để tắt thiết bị sẽ mất khoảng 23 giờ để đến được tàu vũ trụ, và quá trình tắt chính sẽ mất khoảng 3 giờ 15 phút để hoàn tất. Một phần nhỏ của LECP — một động cơ nhỏ quay cảm biến để quét mọi hướng — sẽ vẫn được bật. Nó tiêu tốn rất ít điện (0,5 watt), và việc giữ cho nó chạy sẽ mang lại cho đội ngũ cơ hội tốt nhất để có thể bật lại thiết bị này trong tương lai nếu họ tìm thấy thêm năng lượng dự phòng.