Een voorstelling van de Voyager 2 in de ruimte.
NASA/JPL-Caltech/Public domain

NASA heeft plan bedacht om de wetenschappelijke instrumenten in Voyager 2 langer te laten werken

Onderzoekers van de NASA hebben een plan bedacht om de wetenschappelijke instrumenten aan boord van het ruimtetuig Voyager 2 langer te laten werken dan eerder verwacht werd. Ze gaan een back-upcircuit inschakelen voor de gewone werking. De Voyager 2 heeft immers de heliosfeer al een tijd verlaten en hoe verder de sonde zich van de zon verwijdert, hoe interessanter de wetenschappelijke gegevens worden die ze naar de aarde stuurt. 

De ruimtesonde Voyager 2 werd in 1977 gelanceerd en ondertussen is ze al meer dan 20 miljard kilometer van de aarde verwijderd. Ze gebruikt vijf wetenschappelijke instrumenten om de interstellaire ruimte te bestuderen en stuurt de verzamelde gegevens geregeld door naar de aarde. 

Om die instrumenten voort te laten werken ondanks een verminderende toevoer van elektrische stroom, laten de NASA-ingenieurs het ouder wordende ruimtetuig nu een kleine voorraad back-upstroom gebruiken, die apart werd gehouden als veiligheidsmechanisme. Dat moet de missie toelaten het uitschakelen van een wetenschappelijk instrument uit te stellen tot 2026 in plaats van dit jaar al. 

Voyager 2 en zijn tweeling Voyager 1 zijn de enige ruimtetuigen die operationeel zijn buiten de heliosfeer, de beschermende bel van deeltjes en magnetische velden die door de zon gegenereerd wordt. De ruimtesondes helpen wetenschappers vragen te beantwoorden over de vorm van de heliosfeer en zijn rol in het beschermen van de aarde tegen de hoogenergetische deeltjes en andere straling uit de interstellaire ruimte. 

"De wetenschappelijke gegevens die de Voyagers terugsturen, worden waardevoller naarmate ze zich verder van de zon verwijderen en we zijn dus duidelijk geïnteresseerd in het zo lang mogelijk aan de gang houden van de wetenschappelijke instrumenten", zei Linda Spiker, de projectwetenschapper voor Voyager bij het Jet Propulsion Laboratory (JPL), dat de missie beheert voor de NASA.

De beide Voyager-sondes zijn uitgerust met drie nucleaire batterijen zoals er hier één is afgebeeld. Die thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren of RTG's zetten warmte van het radioactief verval van plutonium-238 om in elektriciteit.
NASA/JPL-Caltech

Stroom voor de sondes

De Voyager-sondes krijgen hun energie van thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren of RTG's (radioisotope thermoelectric generators). Dat zijn nucleaire batterijen die de warmte van het radioactief verval van plutonium omzetten in elektriciteit. 

Het voortdurende vervalproces betekent echter dat de generatoren elk jaar iets minder stroom produceren. Tot nu toe heeft die verminderende stroomtoevoer nog geen invloed gehad op de wetenschappelijke output van de missie, maar om die op peil te houden hebben ingenieurs al verwarmingstoestellen en andere systemen uitgeschakeld die niet essentieel zijn om het ruimtetuig aan de gang te houden. 

Bij Voyager 2 zijn die opties nu echter uitgeput, zodat een van de vijf wetenschappelijke instrumenten van het ruimtetuig het volgende op de lijst was. (Voyager 1 werkt met een wetenschappelijk instrument minder dan zijn tweeling omdat een instrument het vroeg in de missie begeven heeft. Als gevolg daarvan zal de beslissing om een instrument aan boord van Voyager 1 uit te schakelen pas ergens volgend jaar genomen moeten worden.) 

En doorsnede van een van de eenheden in een RTG, met de bolletjes met plutonium.
NASA/JPL-Caltech/Public domain

Back-upcircuit

Op zoek naar manieren om het uitschakelen van een wetenschappelijk instrument aan boord van Voyager 2 te vermijden, bekeek het team een veiligheidsmechanisme dat ontworpen is om de instrumenten te beschermen als het voltage in het ruimtetuig - de elektrische spanning - beduidend zou schommelen. 

Omdat een verandering in het voltage de instrumenten zou kunnen beschadigen, zijn de Voyagers uitgerust met een stroomregelaar die in dat geval een back-upcircuit in gang zet. Dat circuit heeft toegang tot een kleine hoeveelheid stroom van de RTG die voor dat doel apart wordt gehouden. In plaats van die stroom achter te houden, zal de missie die nu gebruiken om de wetenschappelijke instrumenten operationeel te houden. 

Hoewel het voltage in het ruimtetuig als gevolg daarvan niet meer zo nauwkeurig geregeld zal zijn, blijven de elektrische systemen in de beide sondes relatief stabiel, zelfs na een vlucht van meer dan 45 jaar, zodat een veiligheidsnet niet echt een prioriteit is. 

Bovendien kan het ingenieursteam het voltage opvolgen en ingrijpen als het te sterk fluctueert. Als de nieuwe benadering goed werkt bij Voyager 2, zal het team ze mogelijk ook toepassen bij Voyager 1. 

"Schommelende voltages vormen een risico voor de instrumenten, maar we hebben vastgesteld dat het een klein risico is en het alternatief biedt het grote voordeel dat we de wetenschappelijke instrumenten langer aan de gang kunnen houden", zei Suzanne Dodd, de Voyager-projectmanager bij JPL. "We hebben het ruimtetuig enkele weken in het oog gehouden en deze nieuwe benadering lijkt te werken." 

De 'grote reis' van de Voyagers.
Foto: NASA - JPL - Caltech

Slechts vier jaar

Oorspronkelijk was de Voyager-missie ingepland om slechts vier jaar te duren, waarbij de twee sondes voorbij Saturnus en Jupiter zouden vliegen. De NASA verlengde de missie zodat Voyager 2 ook Neptunus en Uranus kon aandoen en de sonde is nog steeds het enige ruimtetuig dat de twee ijsreuzen bezocht heeft.  

In 1990 verlengde de NASA de missie nogmaals, dit keer met als doel de sondes uit de heliosfeer te sturen. Voyager 1 bereikte de grens daarvan in 2012 en Voyager 2, die trager vloog en in een andere richting dan zijn tweeling, bereikte de grens in 2018. 

Dit bericht is gebaseerd op een persbericht van de NASA.  

Een foto van Neptunus die gemaakt is door Voyager 2.
Voyager 2/NASA

Meest gelezen