NASA sẽ duy trì tuổi thọ tối đa của 2 tàu Voyager được bao lâu?

Vị trí của 2 tàu vũ trụ Voyager hiện giờ

NASA đã làm tắt nguồn với Máy quang phổ Plasma vào tháng 10.2024. Vào tháng 3, đến lượt thiết bị Hạt tích điện năng lượng thấp của Voyager 2 sẽ được tắt nguồn.

Vì sao phải tắt nguồn thiết bị?

Quản lý dự án Voyager là Suzanne Dodd cho biết: "Nếu chúng ta không tắt một thiết bị trên Voyager ngay bây giờ, chúng có thể chỉ còn vài tháng nữa là hết năng lượng và khiến chúng ta phải tuyên bố kết thúc sứ mệnh".

Thế giới đã thay đổi rất nhiều kể từ khi cặp tàu vũ trụ Voyager được phóng vào năm 1977. Nhưng có điều không thay đổi là Voyager 1 và 2 đã khiến tất cả chúng ta ngạc nhiên về tuổi thọ của chúng. Khi được phóng đi, thời gian thực hiện sứ mệnh theo kế hoạch của chúng chỉ là 5 năm. Nhưng gần 50 năm sau ngày phóng, cả hai đều đã đến được không gian giữa các vì sao.

Mặc dù cả hai tàu vũ trụ đều đã chứng minh được độ bền, nhưng không có gì tồn tại mãi mãi, ngay cả plutonium. Khi được phóng vào vũ trụ, cả hai đều mang theo khoảng 13,5 kg plutonium-238 trong Máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG).

RTG tạo ra điện bằng cách truyền nhiệt từ plutonium đang phân rã qua một cặp nhiệt điện. Tuy nhiên, khi plutonium phân rã, công suất đầu ra của nó sẽ giảm. Điều đó đòi hỏi phải giảm nhu cầu về năng lượng của tàu vũ trụ.

Trước tình hình đó trên hai tàu Voyager, NASA đã phải lần lượt tắt các hệ thống không còn mang lại nhiều lợi ích khoa học nữa. May mắn thay, một số thiết bị của tàu vũ trụ hướng đến khoa học hành tinh và ít quan trọng hơn trong không gian giữa các vì sao.

Dodd ví von: "Các tàu Voyager đã là những ngôi sao nhạc rock trong không gian sâu thẳm kể từ khi rời bệ phóng và chúng tôi muốn duy trì tình trạng đó càng lâu càng tốt. Nhưng điện đang cạn kiệt. Nếu chúng ta không tắt một thiết bị trên mỗi tàu Voyager ngay bây giờ, có lẽ chúng chỉ còn đủ điện cho vài tháng nữa trước khi chúng ta phải tuyên bố kết thúc sứ mệnh".

Mỗi tàu vũ trụ Voyager mang theo 10 thiết bị khoa học. NASA đã tắt các thiết bị khác nhau trên mỗi tàu vào những thời điểm khác nhau để đạt được kết quả khoa học tốt nhất.

Tác dụng của các thiết bị trên Voyager

Vào tháng 10.2024, NASA đã tắt Máy quang phổ plasma của Voyager 2. Vào ngày 24.3, NASA sẽ tắt Thiết bị hạt tích điện năng lượng thấp (LECP) của Voyager 2, chỉ để lại ba thiết bị hoạt động: Máy đo từ thông ba trục (MAG), Hệ thống tia vũ trụ (CRS) và Hệ thống sóng plasma (PWS). Ba thiết bị đó vẫn cho phép Voyager 2 thu thập dữ liệu khoa học có giá trị

Thiết bị MAG của Voyager 2 đã đo từ trường của sao Thiên vương và sao Hải vương và cách gió mặt trời tương tác với từ quyển của chúng. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chính xác thời điểm Voyager 2 vượt qua ranh giới nhật quyển vào không gian giữa các vì sao. Bây giờ tàu vũ trụ đã ở trong không gian giữa các vì sao, MAG đang đo cường độ của từ trường giữa các vì sao và cách chúng tương tác với từ trường của Mặt trời.

Thiết bị CRS đã giúp các nhà khoa học đo các hạt năng lượng bên trong từ quyển của các hành tinh bên ngoài (sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên vương, sao Hải vương). CRS cũng cung cấp dữ liệu không thể thay thế về thành phần, năng lượng và sự phân bố của các tia vũ trụ. Bằng cách đo hạt nhân tia vũ trụ, CRS đã giúp các nhà khoa học hiểu cách các tia này được tăng tốc và lan truyền. Bằng cách đo thông lượng tia vũ trụ trong không gian giữa các vì sao, CRS đã tiết lộ một số chi tiết về ISM.

Thiết bị PWS đã đo mật độ electron gần các hành tinh của Hệ mặt trời. Vào giai đoạn đầu của các sứ mệnh Voyager, thiết bị này đã phát hiện ra các cơn bão sét trên sao Mộc và các hành tinh khổng lồ khác, đó là một bước phát triển đáng kể trong việc hiểu các hành tinh này. Trong không gian giữa các vì sao, PWS đang đo mật độ của plasma giữa các vì sao. Các phép đo của nó rất quan trọng để hiểu môi trường giữa các vì sao (ISM).

Trong suốt sứ mệnh của mình, thiết bị LECP đã cho các nhà khoa học biết về năng lượng của các hạt tích điện và động lực của gió mặt trời của Mặt trời. Nó cũng cho thấy cách một số hạt có thể rò rỉ ra khỏi nhật quyển vào không gian giữa các vì sao.

Khi Voyager 2 tiếp tục hành trình vào không gian giữa các vì sao, nếu còn hoạt đọng, LECP sẽ cho chúng ta biết thêm về nhật quyển và cách các hạt hoạt động khác nhau trong nhật quyển và không gian giữa các vì sao. Nhưng LECP sẽ ngừng hoạt động vào cuối tháng này, khiến Voyager 2 chỉ còn ba thiết bị. Nó chỉ bị ngừng hoạt động vì hạn chế về năng lượng, chứ không phải vì hiệu suất bị suy giảm.

Thành công vượt xa dự định ban đầu

Voyager 2 sử dụng động cơ bước để xoay thiết bị 360 độ và cung cấp xung 15,7 watt sau mỗi 192 giây. Trong quá trình phát triển và thử nghiệm, động cơ đã được thử nghiệm ở mức 500.000 bước. Con số đó đủ để tàu vũ trụ này hoạt động cho đến khi chạm trán sao Thổ vào tháng 8 năm 1980. Tuy nhiên, động cơ đó vẫn tiếp túc hoạt động sau 45 năm tiếp theo và sẽ hoàn thành hơn 8,5 triệu bước vào thời điểm nó ngừng hoạt động vào cuối tháng này.

Voyager 1 và 2 là tàu thăm dò liên sao đầu tiên của chúng ta, mặc dù chúng chưa bao giờ được dự định như vậy. Mọi thứ chúng cho chúng ta thấy về không gian liên sao đều là phần thưởng kiến thức ngoài dự liệu. Nhiều người đứng sau chương trình này đã không còn nữa, nhưng cả hai tàu vũ trụ đều vẫn tồn tại.

Voyager là các sứ mệnh khoa học và chúng vẫn đang kiên trì thực hiện các sứ mệnh đó. Patrick Koehn, nhà khoa học chương trình Voyager tại Trụ sở NASA ở Washington cho biết: "Tàu vũ trụ Voyager đã vượt xa sứ mệnh ban đầu của chúng là nghiên cứu các hành tinh bên ngoài. Mỗi bit dữ liệu bổ sung mà chúng tôi thu thập được kể từ đó không chỉ là phần thưởng khoa học có giá trị cho vật lý mặt trời mà còn là minh chứng cho kỹ thuật mẫu mực đã được đưa vào Voyager từ gần 50 năm trước và tiếp tục cho đến ngày nay".

NASA quyết tâm khai thác tàu vũ trụ Voyager để có được càng nhiều dữ liệu càng tốt. Sau khi LECP của Voyager 2 tắt vào cuối tháng này, cả hai Voyager sẽ có thể hoạt động thêm một năm nữa trước khi một thiết bị khác cần phải tắt. Đối với Voyager 1, họ sẽ ngắt LECP. Còn Voyager 2 sẽ ngắt CRS vào năm 2026.

Các kỹ sư của NASA cho biết chương trình tiết kiệm năng lượng của họ sẽ cho phép cả hai tàu vũ trụ hoạt động đến những năm 2030, mặc dù mỗi tàu khi ấy chỉ có một thiết bị. Tuy nhiên, chúng đã hoạt động trong không gian sâu trong gần 50 năm và đó không phải là môi trường dễ chịu. Do vậy, 2 tàu thọ đến ngày nay là điều rất phi thường..

Có lẽ nhiều người không nhớ rằng chương trình Voyager đang hoạt động bởi vì hiện giờ các sứ mệnh không gian được phóng hằng tháng. Trên mạng xã hội, các xe tự hành hiện đại khám phá sao Hỏa và các máy ảnh có độ phân giải cao cung cấp những hình ảnh sắc nét ổn định cho chúng ta chứ không mờ tịt như ảnh của tàu Voyeger.

Nhưng đừng quên rằng cả hai đều đã đi được hơn 20 tỉ km. Trên thực tế, khi Voyager 2 gửi tín hiệu cho chúng ta, phải mất 19,5 giờ để đến được với chúng ta. Đối với Voyager 1, thời gian truyền tín hiệu thậm chí còn dài hơn: 23,5 giờ. Thời gian truyền tín hiệu đó sẽ chỉ tăng lên khi tàu vũ trụ tiếp tục hành trình của mình. Và mỗi km trong hành trình của chúng là một ranh giới mới cho nhân loại.

Anh Tú