Kleiner Reservespeicher hält Voyager-Sonde weitere Jahre aktiv

Pasadena (USA) – 1977 gestartet, haben die Zwillingssonden Voyager 1 und 2 bereits die Grenze des Wirkungsradius unserer Sonne und somit die Grenzregion unseres Sonnensystems zum interstellaren Raum erreicht. Nachdem der Sonde eigentlich schon bald die zum Betrieb der wissenschaftlichen Instrumente notwendige Energie ausgegangen wäre, haben NASA-Ingenieure es nun geschafft, einen kleinen Reservespeicher anzuzapfen. Das ermöglicht „Voyager 2“ nun weitere Jahre der Erforschung des interstellaren Raums.

Wie die NASA berichtet, sei es durch Zugriff auf den Reservestromspeicher, der als Teil eines Sicherheitsmechanismus an Bord vorgesehen ist, nun gelungen, den Betrieb der Instrumente trotz nachlassender Stromversorgung aufrechtzuerhalten.

„Der Umzug wird es der Mission ermöglichen, die Abschaltung eines wissenschaftlichen Instruments auf 2026 und nicht auf dieses Jahr zu verschieben“, so die NASA. „Voyager 2“ und ihr Zwilling „Voyager 1“ sind die einzigen irdischen Raumfahrzeuge, die jemals außerhalb der Heliosphäre operierten, jene schützenden Blase aus Partikeln und Magnetfeldern, die von der Sonne erzeugt werden. Die Sonden helfen Wissenschaftlern bei der Beantwortung von Fragen zur Form der Heliosphäre und ihrer Rolle beim Schutz der Erde vor energiereichen Partikeln und anderer Strahlung in der interstellaren Umgebung. „Die wissenschaftlichen Daten, die die Voyager zurücksenden, werden umso wertvoller, je weiter sie sich von der Sonne entfernen, daher sind wir definitiv daran interessiert, so viele wissenschaftliche Instrumente so lange wie möglich in Betrieb zu halten“, sagte Linda Spilker, Voyager-Projektwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA Labor, das die Mission leitet.

Hintergrund
Die 1977 gestartete Raumsonde „Voyager 2“ ist mehr als 20 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Die Voyager-Mission sollte ursprünglich nur vier Jahre dauern und beide Sonden an Saturn und Jupiter vorbei schicken.
Besonders populär wurde die Voyager-Mission nicht nur durch ihre zahlreichen Farbaufnahmen zahlreicher Himmelskörper des Sonnensystems, sondern auch die die beiden zum Schutz vor Korrosion mit Gold überzogenen Datenplatten, die an der Außenseite der Sonden angebracht wurden und Informationen und Tonaufnahmen über die Herkunft der Sonde, die Erde und die Menschheit enthalten (s. Abb. l.). Die NASA verlängerte die Mission, damit „Voyager 2“ Neptun und Uranus besuchen konnte; Es ist immer noch das einzige Raumschiff, das jemals auf die Eisriesen gestoßen ist. 1990 verlängerte die NASA die Mission erneut, diesmal mit dem Ziel, die Sonden aus der Heliosphäre zu schicken. „Voyager 1“ erreichte die Grenze im Jahr 2012, während „Voyager 2“ (die sich langsamer und in eine andere Richtung bewegte als ihr Zwilling) sie im Jahr 2018 erreichte (…GreWi berichtete). „Voyager 2“ verwendet fünf wissenschaftliche Instrumente, um den interstellaren Raum zu untersuchen. Beide Voyager-Sonden versorgen sich selbst mit Radioisotop thermoelektrischen Generatoren (RTGs, Radionuklidbatterien), die Wärme aus zerfallendem Plutonium in Elektrizität umwandeln. Durch den kontinuierlichen Zerfallsprozess produziert der Generator jedes Jahr etwas weniger Strom. Bisher hat die abnehmende Stromversorgung die wissenschaftliche Leistung der Mission nicht beeinträchtigt. Um aber den Verlust auszugleichen, haben die Ingenieure Heizungen und andere Systeme bereits abgeschaltet, die nicht unbedingt erforderlich sind, um das Raumschiff fliegen zu lassen. Nachdem diese Optionen auf „Voyager 2“ nun erschöpft waren, stand eines der fünf wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs als nächstes auf ihrer Liste. Voyager 1 betreibt ein wissenschaftliches Instrument weniger als sein Zwilling, weil ein Instrument zu Beginn der Mission ausgefallen ist. Daher wird die Entscheidung, ob ein Instrument auf „Voyager 1“ abgeschaltet werden soll, erst irgendwann im nächsten Jahr fallen.

Zum Thema

„Auf der Suche nach einer Möglichkeit, das Abschalten eines Voyager-2-Wissenschaftsinstruments zu vermeiden, hat sich das Team einen Sicherheitsmechanismus genauer angesehen, der die Instrumente schützen soll, falls sich die Spannung des Raumfahrzeugs – der Stromfluss – erheblich ändert. Da eine Spannungsschwankung die Instrumente beschädigen könnte, ist Voyager mit einem Spannungsregler ausgestattet, der in einem solchen Fall einen Notstromkreis auslöst. Die Schaltung kann auf eine kleine Menge Strom vom RTG zugreifen, das für diesen Zweck vorgesehen ist. Anstatt diese Energie zu reservieren, wird die Mission sie nun nutzen, um die wissenschaftlichen Instrumente am Laufen zu halten. Obwohl die Spannung des Raumfahrzeugs dadurch nicht streng reguliert wird, bleiben die elektrischen Systeme an beiden Sonden auch nach mehr als 45 Jahren im Flug relativ stabil, wodurch die Notwendigkeit eines Sicherheitsnetzes minimiert wird. Das Engineering-Team ist auch in der Lage, die Spannung zu überwachen und zu reagieren, wenn sie zu stark schwankt. Wenn der neue Ansatz für Voyager 2 gut funktioniert, kann das Team ihn auch auf ‚Voyager 1‘ implementieren.“

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Die Voyager-Mission sollte ursprünglich nur vier Jahre dauern und beide Sonden an Saturn und Jupiter vorbei schicken. Die NASA verlängerte die Mission, damit Voyager 2 Neptun und Uranus besuchen konnte; Es ist immer noch das einzige Raumschiff, das jemals auf die Eisriesen gestoßen ist. 1990 verlängerte die NASA die Mission erneut, diesmal mit dem Ziel, die Sonden aus der Heliosphäre zu schicken. Voyager 1 erreichte die Grenze im Jahr 2012, während Voyager 2 (die sich langsamer und in eine andere Richtung bewegte als ihr Zwilling) sie im Jahr 2018 erreichte.

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Recherchequelle: NASA

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Andreas Müller

Autor und Publizist