Neue Sparmaßnahme verlängert Leben der Voyager-Sonden

Mehr Strom für unsere fernsten Boten im All: Dank einer neuen Sparmaßnahme können die wissenschaftlichen Instrumente der Voyager-Sonden länger aktiv bleiben – trotz des inzwischen knappen Energievorrats. Denn die NASA hat bei Voyager 2 jetzt ein Sicherungssystem abgeschaltet, das Spannungsschwankungen abfängt und dafür eine eigene kleine Stromreserve besitzt. Dank dieser Reserve muss kein Instrument abgeschaltet werden. Auch bei Voyager 1 wird diese Maßnahme im nächsten Jahr durchgeführt.

Die beiden Voyager-Sonden sind die äußersten Vorposten der Menschheit und absolute „Oldies“ der Raumfahrt: Sie sind seit mehr als 45 Jahren im Weltraum unterwegs und haben seit ihrem Start im Spätsommer 1977 mehr als 20 Milliarden Kilometer zurückgelegt. Beide Raumsonden sind die einzigen, die die schützende Heliosphäre unseres Sonnensystems verlassen haben und Daten aus dem interstellaren Raum übermitteln.

Energie wird knapp

„Je weiter sich die beiden Voyager-Sonden von der Sonne entfernen, desto wertvoller sind die von ihnen zur Erde geschickten wissenschaftlichen Daten“, sagt Linda Spilker vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. Weil beide Sonden zudem auf verschiedenen Routen unterwegs sind, liefert der Vergleich ihrer Daten wichtige Informationen über die räumliche Struktur des interstellaren Mediums und seiner Grenze zum Sonnensystem. „Wir wollen daher die wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Sonden so lange in Betrieb halten wie möglich“, sagt Spilker.

Doch dafür braucht es Strom – und der wird allmählich knapp. Beide Voyager-Sonden erhalten ihre Energie durch einen thermoelektrischen Radioisotopen-Generator (RTG). In diesem liefert zerfallendes Plutonium-238 Hitze, die dann in elektrischen Strom umgewandelt wird. Weil der Plutoniumvorrat aber durch die Zerfälle abnimmt, sinkt auch die vom RTG erzeugte Strommenge – im Schnitt um vier Watt pro Jahr. Die NASA hat ihren beiden Veteranen im All daher schon vor einigen Jahren ein Sparprogramm verordnet und nicht essenzielle Systeme sowie die Heizung einiger Instrumente ausgeschaltet.

Neue Sparmaßnahme für Voyager-2

Jetzt steht eine weitere Sparmaßnahme an. Sie wird nötig, weil der Strom bei Voyager-2 sonst nicht mehr für alle fünf wissenschaftlichen Instrumente reicht. An Bord der Sonde sind noch zwei Plasmasensoren, ein Magnetometer und zwei Sensoren für geladene Teilchen aktiv. Um zu vermeiden, dass eines dieser Instrumente abgeschaltet werden muss, haben die Ingenieure nach anderen Möglichkeiten gesucht – und wurden bei einem eigentlich als Sicherung gedachten System fündig.

Dabei handelt es sich um einen Spannungsregulator, der immer dann anspringt, wenn die Spannung im Bordsystem aus irgendeinem Grund ungewöhnlich starke Schwankungen zeigt. Um Schäden an der sensiblen Elektronik der Geräte zu verhindern, zapft dann der Spannungsregulator einen kleinen Extravorrat an Energie im RTG an, den es dann ins Bordnetz einspeisen kann, um die Fluktuationen auszugleichen.

Alle Instrumente können vorerst weiterlaufen

Die NASA hat nun dieses Sicherungssystem abgeschaltet und den dafür vorgesehen Energievorrat für die weitere Stromversorgung der wissenschaftlichen Instrumente freizugeben. „Spannungsschwankungen können für die Instrumente zwar auch gefährlich sein, aber das Risiko dafür ist nur gering“, sagt Suzanne Dodd, Voyager-Projektmanagerin am JPL. „Der große Vorteil dieser Maßnahme ist demgegenüber, dass wir nun die wissenschaftlichen Instrumente länger aktiv halten können.“

Messungen der letzten gut 45 Jahre haben zudem gezeigt, dass das interne Stromnetz beider Voyager-Sonden sehr stabil ist und der Regulator daher kaum zum Einsatz kommen musste. Gleichzeitig wird die Spannung im System der beiden Sonden auch von der Bodenstation aus ständig überwacht. Sollte es daher doch größere Schwankungen geben, kann die NASA notfalls eingreifen. „Aber wir haben die Raumsonde jetzt einige Wochen lang überwacht und es scheint, als wenn unsere Sparmaßnahme gut funktioniert“, sagt Dodd.

Damit hat sich die Lebensdauer der Voyager-2-Sonde noch einmal verlängert – zunächst bis 2026. Dann muss erneut überlegt werden, wo möglicherweise noch gespart werden kann – oder es muss dann doch einer der Sensoren geopfert werden. Bei Voyager-1 wird die NASA den Spannungsregulator im nächsten Jahr ebenfalls abschalten. Sie hat noch etwas größere Energiereserven, weil eines ihrer Instrumente schon seit längerem defekt ist.

Quelle: NASA