截至2026-11-01T03:33:28Z(UTC)。
旅行者1号靠着周密安排的节电调整,为科学观测争取到了更多时间。NASA 于10月29日报告,工程师已在9月协同完成向低功耗设备的切换,将原本最早在2027年夏季就需关闭另一台仪器的时间向后推迟。[1]
难处在于保温。设备运行消耗电力,关闭设备也会改变探测器的热平衡。要让这艘日渐老化的探测器继续发挥作用,工程师需要找到一种设备配置,既能节电,又能让脆弱部件保持足够的温度,维持运转。[2][4]
今年有哪些变化?
| 时间 | 任务团队通报 | 证据所及范围 |
|---|---|---|
| 4月17日 | 已向旅行者1号发送指令,关闭低能粒子仪器。[2] | 以舍弃一项测量为代价,维持探测器运行。 |
| 8月4日 | 报告称旅行者2号的节电配置调整成功。[4] | 同系列的另一艘探测器先行验证了方案。 |
| 10月29日 | 确认旅行者1号已在9月完成配置调整。[1] | 报告确认调整成功;任务最终结束时间仍未确定。 |
上述内容属于 NASA 的运行通报,有别于对探测器性能的独立测量。
电力供应为何持续减少
旅行者的电力来自放射性同位素热电发生器,它们将钚自然衰变释放的热量转化为电能。在阳光过于微弱、太阳能电池阵列难以有效供电的目的地,NASA 会采用这项技术;它能持续供能,不受昼夜与天气限制。[3]
这种供能方式让漫长航程得以延续,电力供应却仍有尽头。NASA 表示,每艘旅行者探测器的电功率每年约减少四瓦。[4] 随着可舍弃的用电负荷陆续削减,进一步节电愈发困难:工程师必须不断降低需求,以适应持续减少的供电。
发电之外,热量还有另一项作用。NASA 的放射性同位素电源概述指出,余热能够帮助航天器设备在寒冷环境中保持完好。[3] 具体到旅行者,随着加热器和仪器陆续关闭,工程师还得防止燃料管线冻结。[2] 因此,衡量一台设备的用途,既要看耗电量,也要看它对保温的作用。
为何几项切换必须同步进行
团队将这次配置调整称为“大爆炸”(Big Bang)。在旅行者1号上,三台设备关闭的同时,三台功耗更低的替代设备接手工作。NASA 表示,这些切换必须同步进行,才能降低用电需求,并妥善分配热量。[1]
可以把探测器看作许多部件的组合,每个部件都有各自的需求。总耗电量下降要发挥作用,前提是调整后的配置仍能维持运行。每次切换之后,热量留在哪里,才是需要考察的问题。因此,一系列单独看来各有好处的节电措施,有时也需要统筹安排。
旅行者2号此前已作出示范。NASA 在8月的通报中表示,这项调整将让它的三台科学仪器至少再运行一年;若沿用此前的配置,2026年年底前就需要再关闭一台仪器。[4] 这项预估适用于旅行者2号,直接照搬到旅行者1号上,就会忽略两艘探测器运行条件的差异。
关闭一台仪器,会失去什么?
4月,NASA 向旅行者1号发送指令,关闭低能带电粒子实验仪器(Low-energy Charged Particles experiment),以维持等离子体波和磁场仪器的运行。[2]
科学上的损失具体而明确。NASA 的仪器说明分别列出了粒子探测器、磁强计和波接收机的功能。[7] 即使数据仍在传回,测量种类也会随着仪器关闭而减少。波和磁场的测量无法直接替代缺失的粒子测量。延续任务,需要取舍哪些观测得以继续,研究人员能够探究哪些问题也随之受到影响。
从探测器其他部位节省电力,价值就在于为推迟下一次科学观测上的牺牲留出余地。衡量节电成效,需要考察一段时间内获得的可用观测数据,以及负责将这些数据传回地球的设备是否保持良好状态。
恢复联络就代表问题解决了吗?
NASA 的10月通报还记录了10月18日和19日未能按计划联络的情况,信号于10月20日恢复。工程师查明,探测器曾自动切换至备用推进器,但通信中断的原因仍在调查。[1]
阅读有关恢复联络的标题时,需要分清这两件事:恢复联络说明无线电链路重新接通;解释链路为何一度中断,还需要更多证据。
NASA 的深空网络(Deep Space Network)依靠位于加利福尼亚、西班牙和澳大利亚的设施,向航天器发送指令,跟踪其运行,并监测其健康状况。设施之间的地理间隔,使各站能随地球自转接续通信覆盖。[5] 这套地面设施维系着与遥远航天器的联络,分析异常原因则仍取决于航天器传回的信息。
接下来关注什么
对持续关注这项任务的研究人员和读者而言,接下来一天值得留意的是 NASA 是否报告通信持续正常。随后一周,可关注通信中断的原因说明。未来一个月,仪器运行状态与科学数据能否持续传回,比一句探测器仍然“活着”的宣告更能体现延长任务的成效。上述安排仅列出关注重点,不代表已公布的通报期限。
以下三种有条件的结果,可作为评估参照:
- 基本情形: 温度稳定且通信持续正常,让剩余观测工作在低功耗配置下继续进行。
- 较好情形: 运行余量持续充足,使观测时间超出工程师先前的预期。
- 不利情形: 故障反复出现,或热控余量不足,即使已经节省了电力,团队仍被迫进一步关闭设备。
这些情形是基于工程约束作出的解读,不代表 NASA 的预测。下一次通报发布时:
- 在认定科学观测能力保持原状之前,先核实哪些仪器正在实际运行。
- 在认定通信中断已获完整解释之前,确认是否已查明原因。
- 如果 NASA 报告称热控或电力余量已无法维持当前配置,应据此修正对观测时间延长的预期。
来源
- NASA/JPL-Caltech,《NASA 的旅行者1号节省电力,恢复短暂中断的通信》(2026年10月29日)——9月配置调整与10月通信情况更新。
- NASA/JPL-Caltech,《NASA 关闭旅行者1号的一台仪器,以维持探测器运行》(2026年4月17日)——仪器关闭、剩余测量项目与热控限制。
- NASA,《关于放射性同位素电源系统》(更新于2026年8月10日)——利用放射性衰变热发电,以及远离太阳时的运行。
- NASA/JPL-Caltech,《NASA 工程师助力延长旅行者2号的科学任务》(2026年8月4日)——较早实施的配置调整、每年电功率损失与旅行者2号观测时间预估。
- NASA,《深空网络》(访问于2026年11月1日)——地面设施、通信覆盖与航天器监测。
- NASA Photojournal,《旅行者测试》,PIA21737——1977年4月27日的档案照片,附拍摄地点与 NASA/JPL-Caltech 署名。
- NASA,《仪器》——旅行者的粒子探测器、磁强计与等离子体波接收机;用于说明测量功能。