美國國家航空暨太空總署的旅客1 號團隊在主推進器被二氧化矽堵塞後，成功切換到備用推進器，從而應對了複雜的挑戰。探測器利用推進器保持對準地球，但在太空中運行了47 年後，一些燃料管已經堵塞。由於飛船現在處於星際空間，動力不斷減少，因此這種適應變得複雜起來。

藝術家的概念圖顯示旅行者號太空船在星空中穿梭。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

美國國家航空暨太空總署（NASA）旅行者1號探測器的工程師們成功地緩解了太空船推進器的問題，推進器使遙遠的探測器始終對準地球，以便接收指令、發送工程數據並提供它正在收集的獨特科學數據。

經過47 年的時間，推進器內的一根燃料管已經被二氧化矽堵塞，這是太空船燃料箱中的橡膠隔膜隨著時間的推移而產生的副產品。這種堵塞降低了推進器產生動力的效率。經過幾週的精心策劃，研究團隊將太空船換成了另一套推進器。

推進器的燃料是液態肼，液態肼轉化成氣體，並以數十毫秒長的脈衝形式釋放出來，使太空船的天線輕輕地向地球傾斜。如果堵塞的推進器是健康的，那麼它每天需要進行大約40 次這樣的短脈衝。

美國國家航空暨太空總署的旅行者號太空船模型。這對旅行者號雙胞胎飛船自1977 年起開始飛行，探索太陽系的外圍區域。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

兩個旅行者號探測器都有三組推進器或分支：兩組姿態推進推進器和一組軌跡修正機動推進器。在任務中飛越行星時，這兩組推進器都被用於不同的目的。但是，由於旅行者1 號在太陽系外的飛行路徑不變，它對推進器的需求就比較簡單，任何一個推進器分支都可以用來將飛船指向地球。

2002 年，位於南加州美國太空總署噴射推進實驗室的任務工程團隊發現，用於指向的姿態推進推進器分支中的一些燃料管出現堵塞，於是團隊將其切換到第二個分支。 2017 年，當該支路出現堵塞跡象時，團隊轉而使用軌跡修正機動推進器，並從那時起一直使用該支路。

現在，這些管道比2018年團隊更換時原來的分支堵​​塞情況更嚴重。堵塞的管道位於推進器內部，將燃料引向催化劑床，並在那裡轉化為氣體。 (這些與將肼送入推進器的燃料管不同）。管道開口的直徑原本只有0.01 英吋（0.25 毫米），堵塞後減少到0.0015 英吋（0.035 毫米），約為頭髮絲寬度的一半。因此，研究小組需要換回其中一個姿態推進推進器分支。

對於1980 年甚至2002 年的飛行任務來說，切換到不同的推進器是相對簡單的操作。但太空船的老化帶來了新的挑戰，主要與電力供應和溫度有關。這次任務關閉了兩個太空船上所有非必要的機載系統，包括一些加熱器，以節省由衰變鈽產生的逐漸萎縮的電力供應。

美國太空總署的每個旅行者號探測器都配備了三個放射性同位素熱電產生器（RTG），包括圖中所示的這個。 RTG透過將鈽238衰變產生的熱量轉化為電能，為太空船提供動力。資料來源：NASA/JPL-加州理工學院

雖然這些措施起到了降低功率的作用，但也導致太空船越來越冷，而失去其他產生熱量的非必要係統又加劇了這種影響。因此，姿態推進推進器的分支已經變冷，在這種狀態下開啟它們可能會損壞它們，使推進器無法使用。

研究小組決定，最好的方法是在開關之前打開被認為是非必要的加熱器來加熱推進器。然而，正如旅行者號團隊所面臨的許多挑戰一樣，這也帶來了一個難題：飛船的電力供應非常低，如果開啟非必要的加熱器，就需要關閉其他設備來為加熱器提供足夠的電力，而目前正在運行的所有設備都被認為是必需的。

在研究這個問題時，他們排除了在有限時間內關閉一台仍在運行的科學儀器的可能性，因為儀器有可能無法重新啟動。經過進一步研究和規劃，工程小組確定他們可以安全地關閉飛船的一個主加熱器長達一個小時，從而騰出足夠的電力來打開推進器加熱器。

他們成功了。 8月27日，他們確認所需的推進器分支重新開始工作，並幫助旅行者1號指向地球。

為美國國家航空暨太空總署（NASA）管理旅行者號的噴射推進實驗室旅行者號專案經理蘇珊娜-多德（Suzanne Dodd）表示：「我們今後必須做出的所有決定都需要比以往更多的分析和謹慎。

這些太空船正在探索星際空間，也就是太陽產生的粒子和磁場氣泡之外的區域，在很長一段時間內，其他太空船都不可能造訪那裡。任務科學小組正在努力讓旅行者號盡可能長時間地運行下去，以便繼續揭示星際環境是什麼樣的。

編譯自/ ScitechDaily