NASA zet verwarming van Voyager-sondes uit om ze langer operationeel te houden

De NASA heeft een plan om de meer dan veertig jaar geleden gelanceerde twee Voyager-sondes langer operationeel te houden. De generatoren leveren minder stroom en dus moeten er keuzes worden gemaakt. Het uitzetten van verwarmingselementen is een van die keuzes.

De NASA heeft onlangs besloten om alvast een verwarmingselement van Voyager 2 uit te schakelen. Gekozen is voor Voyager 2, omdat deze sonde ten opzichte van zijn zuster een extra wetenschappelijk instrument aan boord heeft en dus een iets grotere energiebehoefte heeft. Het gaat om het cosmic ray subsystem instrument. Dit kan kosmische straling meten en speelde vorig jaar november een cruciale rol om vast te stellen dat Voyager 2 de heliosfeer achter zich had gelaten.

Ondanks het uitschakelen van de verwarming voor dit instrument en het feit dat de temperatuur daardoor tot -59 graden Celsius is gedaald, stuurt het nog altijd data terug naar de aarde. De huidige temperatuur is lager dan de -45 graden Celsius waarop het instrument 42 jaar geleden is getest. In 2017 zette de NASA ook al een verwarming uit bij een spectrometer van Voyager 1 en dit instrument bleef nog jaren functioneren nadat de temperatuur gedaald was tot onder de geteste waarden.

Het uitzetten van de verwarming van instrumenten is onderdeel van een nieuw plan om de stroombehoefte van beide sondes zo goed mogelijk te beheren. Dat is nodig omdat de thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren, waarvan beide Voyagers er drie aan boord hebben, gaandeweg steeds minder stroom genereren. Dat heeft te maken met het verval van de isotoop plutonium-238, waarbij de vrijgekomen hitte wordt omgezet in elektrische stroom. Onder meer door dit verval produceert elke sonde jaarlijks ongeveer 4W minder vermogen. Dat betekent dat de generatoren ongeveer veertig procent minder produceren dan tijdens de lanceringen 42 jaar geleden. Omdat Voyager 2 zich momenteel op ruim 18 miljard kilometer en Voyager 1 op 21,9 miljard kilometer van de zon bevindt, zouden zonnepanelen geen soelaas bieden.

Eerder gaf de NASA aan dat stappen als het uitzetten van verwarming ervoor moeten zorgen dat de Voyager-sondes nog tot 2025 data kunnen verzamelen en versturen. In de komende jaren worden meer opties bekeken om op de energiebehoefte te besparen, waaronder de mogelijkheid om meer verwarmingen uit te schakelen. In de kou van de interstellaire ruimte is het belangrijk om de temperatuur van beide sondes goed te controleren. Er moet bijvoorbeeld voldoende vermogen beschikbaar zijn voor het verhitten van de brandstofaanvoer van de thrusters. Als die bevriest, kunnen de sondes niet meer om hun as draaien en kunnen de Voyagers hun antennes wellicht niet meer naar de aarde richten. Technici kunnen dan geen commando's meer naar de sondes sturen en ook geen data terug ontvangen.

Deze thrusters beginnen overigens ook minder goed te presteren. Daarom heeft de NASA bij beide sondes een aparte set back-upthrusters ingeschakeld. Bij Voyager 1 gebeurde dat in december 2017; de toen ingeschakelde thrusters waren sinds 1980 niet meer gebruikt. Bij Voyager 2 presteren de huidige thrusters ook steeds minder goed, waardoor ze meer korte pulsen nodig hebben voor de oriëntatie van de sonde. Deze maand hebben technici van de NASA besloten om ook bij Voyager 2 een aparte set thrusters in te schakelen; deze zijn niet meer gebruikt sinds de sonde in 1989 langs Neptunus vloog.