นาซา (NASA) ตัดสินใจปิดอุปกรณ์วิทยาศาสตร์บนยานอวกาศ Voyager 1 เพื่อรักษาพลังงานและยื้อภารกิจสำรวจอวกาศ

วันที่ 17 เมษายนที่ผ่านมา ทีมวิศวกรจากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ หรือนาซาในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ ได้ส่งคำสั่งเพื่อปิดการทำงานของอุปกรณ์ทดลองอนุภาคประจุไฟฟ้าพลังงานต่ำ หรือ Low-energy Charged Particles (LECP) บนยานอวกาศ Voyager 1

เนื่องจากการผลิตพลังงานของยานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ลำนี้กำลังลดต่ำลงเข้าสู่ระดับวิกฤต การตัดสินใจปิดอุปกรณ์ LECP จึงถือเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการยื้ออายุการทำงานของยานสำรวจระหว่างดวงดาวลำแรกของมนุษยชาติให้อยู่รอดต่อไปได้ 

อุปกรณ์ LECP คืออะไร?

อุปกรณ์ LECP ชิ้นนี้ปฏิบัติหน้าที่มาอย่างต่อเนื่องเกือบ 49 ปี นับตั้งแต่ยาน Voyager 1 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1977 และมันมีบทบาทสำคัญในการวัดอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพลังงานต่ำ เช่น ไอออน อิเล็กตรอน และรังสีคอสมิกที่มาจากระบบสุริยะและกาแล็กซีของเรา

โดยตลอดเวลาที่ผ่านมา LECP ได้ส่งข้อมูลที่สำคัญยิ่งเกี่ยวกับโครงสร้างของมวลสารระหว่างดวงดาว (interstellar medium) รวมถึงการตรวจจับความกดอากาศและความหนาแน่นของอนุภาคในอวกาศที่อยู่พ้นเขตอิทธิพลของดวงอาทิตย์ (heliosphere) และส่งข้อมูลกลับมายังโลก

ปัจจุบัน ยานสำรวจในโครงการ Voyager เป็นยานอวกาศเพียงกลุ่มเดียวที่เดินทางไปไกลพอที่จะเก็บข้อมูลอันล้ำค่าเหล่านี้ได้

โดยยาน Voyager 1 อยู่ห่างจากโลกไปมากกว่า 15 พันล้านไมล์ หรือหรือประมาณ 25 พันล้านกิโลเมตร ระยะทางที่ไกลมหาศาลนี้ทำให้คำสั่งปิดอุปกรณ์ต้องใช้เวลานานถึงประมาณ 23 ชั่วโมงในการเดินทางจากโลกไปถึงยาน และกระบวนการปิดระบบจะใช้เวลาดำเนินการอีกราว 3 ชั่วโมง 15 นาทีจึงจะเสร็จสมบูรณ์

วิกฤตพลังงานแห่งห้วงอวกาศ ยาน Voyager 1 และ Voyager 2

ยานอวกาศทั้ง 2 ลำใช้พลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสี ซึ่งทำงานโดยแปลงความร้อนจากการสลายตัวของพลูโทเนียมให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ระบบผลิตพลังงานนี้จะสูญเสียประสิทธิภาพลงประมาณ 4 วัตต์ในทุก ๆ ปี

และหลังจากโคจรอยู่ในอวกาศมาเกือบครึ่งศตวรรษ พลังงานสำรองที่เหลืออยู่ก็อยู่ในระดับที่ปริ่มน้ำ ทำให้ทีมงานต้องบริหารจัดการพลังงานอย่างระมัดระวังด้วยการสลับปิดเครื่องทำความร้อนและอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยต้องคอยระวังไม่ให้ยานเย็นเกินไปจนท่อส่งเชื้อเพลิงอุดตันจากการแข็งตัว

เหตุการณ์ที่นำมาสู่การตัดสินใจครั้งนี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา เมื่อระดับพลังงานของยาน Voyager 1 ลดลงอย่างกะทันหันเกินความคาดหมายระหว่างการปรับทิศทางยานตามปกติ
วิศวกรตระหนักดีว่า หากปล่อยให้ระดับพลังงานลดต่ำลงไปมากกว่านี้ อาจทำให้ระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าตกของยาน (Undervoltage fault protection system) ทำงานโดยอัตโนมัติ

ซึ่งระบบดังกล่าวจะปิดชิ้นส่วนต่าง ๆ ของยานเองเพื่อป้องกันความเสียหาย และการให้ทีมงานบนโลกกู้คืนระบบกลับมานั้นเป็นกระบวนการที่กินเวลานานและมีความเสี่ยงสูงมาก ทีมงานจึงจำเป็นต้องชิงลงมือปิดอุปกรณ์ก่อนเสียเอง

คารีม บาดารุดดิน (Kareem Badaruddin) ผู้จัดการภารกิจ Voyager ของ JPL กล่าวว่า "แม้จะไม่มีใครอยากปิดอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เลย แต่ก็ถือเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดที่เรามีอยู่"

ปัจจุบันยาน Voyager 1 ยังคงเหลืออุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ทำงานได้อีก 2 ชิ้น ได้แก่ อุปกรณ์ดักฟังคลื่นพลาสมาและอุปกรณ์วัดสนามแม่เหล็ก ซึ่งทั้งคู่ยังคงทำงานได้ดีเยี่ยมและส่งข้อมูลกลับมาจากภูมิภาคของอวกาศที่ไม่เคยมียานอวกาศลำใดเคยไปสำรวจมาก่อน

แผนการในอนาคตเพื่อต่อชีวิตยานอวกาศ Voyager ทั้ง 2 ลำ

การปิดอุปกรณ์หนึ่งชิ้น ทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ได้วางแผนลำดับการปิดอุปกรณ์บนยานไว้ล่วงหน้าหลายปีแล้ว ตัวอย่างเช่น ก่อนหน้านี้ในเดือนมีนาคม 2025 ทีมงานเพิ่งจะสั่งปิดอุปกรณ์ LECP บนยาน Voyager 2 ไป

สำหรับ Voyager 1 นั้น แม้จะสั่งปิดอุปกรณ์ LECP ไปแล้ว แต่มอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้สำหรับหมุนเซ็นเซอร์เพื่อสแกนรอบทิศทาง ซึ่งกินไฟเพียง 0.5 วัตต์ จะยังคงถูกเปิดทิ้งไว้ เพื่อให้ทีมงานยังมีโอกาสที่จะกลับมาเปิดใช้งานเครื่องมือนี้ได้อีกครั้งในอนาคตหากพบแหล่งพลังงานเพียงพอ
ทีมวิศวกรมั่นใจว่าการปิดอุปกรณ์ LECP ในครั้งนี้จะช่วยให้ยาน Voyager 1 มีเวลาเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 1 ปี

ทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์เรียกช่วงเวลาเตรียมแผนแก้ไขปัญหาพลังงานครั้งใหญ่ของยานว่า “The Big Bang” เพื่อยืดอายุการทำงานของยานทั้งสองลำ แผนดังกล่าว คือ การสลับการทำงานของอุปกรณ์หลายชิ้นพร้อมกัน และเปลี่ยนไปใช้อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำกว่าแทน

ทั้งนี้ ทีมงานจะเริ่มทดสอบแผน “The Big Bang” กับยาน Voyager 2 ก่อนในเดือนพฤษภาคมและมิถุนายน 2026 เนื่องจากยานอยู่ใกล้โลกกว่าและมีพลังงานเหลือมากกว่าเล็กน้อย หากการทดสอบผ่านพ้นไปด้วยดี ก็จะถูกนำมาปรับใช้กับยาน Voyager 1 ในช่วงเดือนกรกฎาคมเป็นต้นไป ซึ่งหากสำเร็จ ยาน Voyager 1 ก็อาจมีพลังงานเพียงพอที่จะกลับมาเปิดใช้งานอุปกรณ์ LECP เพื่อสานต่อการศึกษาอวกาศที่ไร้ขอบเขตนี้ได้อีกครั้ง