Umstellungen sollen Lebensdauer der fast 42 Jahre alten Raumsonden verlängern Sparprogramm für die Voyager-Sonden - scinexx | Das Wissensmagazin
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Sparprogramm für die Voyager-Sonden

Umstellungen sollen Lebensdauer der fast 42 Jahre alten Raumsonden verlängern

Voyager
Damit die beiden Voyager-Sonden noch möglichst lange durchhalten, verordnet die NASA ihnen ein Sparprogramm. © NASA

Betagte Pioniere: Die beiden Voyager-Raumsonden sind seit fast 42 Jahren im Weltraum unterwegs – und inzwischen der fernste Vorposten der Menschheit. Damit ihnen nicht demnächst der Strom ausgeht, hat die NASA nun neue Energiesparmaßnahmen beschlossen. So soll Voyager 2 zur Lagekontrolle auf lange ungenutzte Korrekturdüsen umschalten und die Heizung für eines seiner Instrumente abschalten.

Die beiden Voyager-Sonden sind ein Wunder an robuster Technik: Obwohl sie bereits 1977 ins All gestartet sind, funktionieren sie noch immer und liefern einzigartige Daten vom Außenrand unseres Sonnensystems. Inzwischen haben beide Sonden den interstellaren Raum erreicht – echtes Neuland für die Weltraumforschung.

Weltraum-Veteranen im Umbau

Nach fast 42 Jahren im Weltraum machen sich allerdings erste Alterserscheinungen bemerkbar – sowohl an den Antriebsdüsen als auch bei der Energieversorgung der Voyager-Sonden. Deshalb nimmt die NASA nun eine Reihe von Sparmaßnahmen und Umstellungen bei den Sonden vor, die ihre aktive Lebenszeit verlängern sollen.

„Wir werden alle verfügbaren Optionen ausloten, damit die Voyager-Sonden weiter die bestmögliche Forschung durchführen können“, betont Voyager-Projektleiterin Suzanne Dodd von Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. „Die lange Lebenszeit dieser Raumsonden konfrontiert uns mit Szenarien, von denen wir nie gedacht hätten, dass wir uns mit ihnen auseinandersetzen müssen.“ Immerhin waren beide Sonden ursprünglich nur für eine Missionsdauer von zehn Jahren ausgelegt.

Riskanter Düsentausch

Eine Baustelle ist die Lagekorrektur. Spezielle Düsen sorgen mit kurzen Gasstößen dafür, dass die Antenne der Voyager-Sonden immer zur Erde hin ausgerichtet ist. Nur so ist der Kontakt mit der Bodenstation und die Übermittlung von Messdaten möglich. Doch die lange Zeit im Weltraum hat den Lagekontrolldüsen zugesetzt und ihre Funktionsfähigkeit beeinträchtigt. Dadurch werden immer mehr Gasstöße nötig, um die Antenne auszurichten.

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Bereits 2017 entschied die NASA deshalb, diese Düsen bei Voyager 1 stillzulegen und stattdessen die Kurskorrektur-Düsen zu reaktiveren – nach 37 Jahren Pause. Angesichts veralteter Steuerungscodes und einer dafür nötigen Umprogrammierung war dies ein hohes Risiko, aber es klappte. Noch in diesem Monat soll diese Umstellung nun auch bei der Schwestersonde Voyager 2 erfolgen. Sie hat ihre Kurskorrekturdüsen zuletzt im Jahr 1989 bei einem Manöver am Neptun benutzt.

Voyager-Bauteile
Komponenten der Voager-Sonden. Rot markiert ist das CRS, dem bei Voyager 2 nun die Heizung abgestellt wurde. © NASA

Heizung abgedreht

Ein zweiter kritischer Bereich ist die Energieversorgung der Voyager-Sonden. Ihren Strom bekommen beide Vehikel durch einen thermoelektrischen Radioisotopen-Generator (RTG). In diesem liefert zerfallendes Plutonium-238 Hitze, die dann in elektrischen Strom umgewandelt wird. Er dient vor allem dazu, Treibstoffleitungen und Messinstrumente zu beheizen, aber auch für den Funkkontakt zur Erde und die Durchführung der Messungen.

Das Problem jedoch: Durch den Zerfall des Plutoniumvorrats sinkt die vom RTG erzeugte Energiemenge pro Jahr um vier Watt. Dadurch produzieren die Generatoren der beiden Sonden heute rund 40 Prozent weniger Strom als noch in der Anfangszeit der Mission. Zwar reicht die Energiereserve noch für rund zehn Jahre, dennoch hat die NASA ihren Vorposten im All bereits einen strikten Energiesparplan verordnet.

Um Strom zu sparen, hat die NASA vor kurzem schon einem der Messgeräte von Voyager 2 die Heizung abgedreht, dem Cosmic Ray Subsystem Instrument (CRS). Weil dieses Gerät energiereiche Partikel nur aus festgelegten Richtungen registrieren kann und es zudem einen zweiten Teilchenmesser an Bord der Sonde gibt, galt das CRS als am ehesten entbehrlich. Zudem besitzt die Schwestersonde Voyager 1 weiterhin ein funktionsfähiges CRS, wie die NASA erklärt.

Noch funktioniert alles

Doch so schnell ist die robuste Technik der Weltraum-Oldies nicht kleinzukriegen: Bisher liefert das CRS von Voyager 2 trotz einer Abkühlung auf minus 59 Grad noch immer Messdaten. Die NASA-Techniker schließen nicht aus, dass das Messgerät auch ohne Heizung noch weitere Monate bis Jahre durchhalten wird. „Es ist wirklich unglaublich, wie widerstandsfähig die Voyager-Instrumente sind“, sagt Dodd. „Wir sind wirklich stolz, wie sie dem Zahn der Zeit widerstanden haben.“

Zurzeit sind auf Voyager 2 mit dem CRS noch fünf Messinstrumente aktiv, darunter zwei Plasmasensoren, ein Magnetometer und ein Sensor für geladene Teilchen. Voyager 1 hat noch sein CRS, ein Plasma-Messinstrument, ein Magnetometer und ebenfalls einen Detektor für energiearme geladene Teilchen. Diese Geräte sollen in den nächsten Jahren vor allem Daten zum interstellaren Medium und zur Grenzregion unseres Sonnensystems liefern.

„Beide Voyager-Sonden erkunden heute Regionen, die noch nie zuvor besucht worden sind – jeder Tag ist daher ein Tag der Entdeckungen“, sagt Projektforscher Ed Stone vom Caltech. „Die Voyager-Mission wird uns daher weiterhin mit neuen Einsichten über das tiefe All überraschen.“

Quelle: NASA

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