Published: 2023-05-15 11:41

「ボイジャー1号」「2号」の稼働年数を延ばす「省エネ」戦略が始まった

米航空宇宙局（NASA）の技術者たちは、星間空間の未踏の領域に挑み続ける、人類が手がけた最長の宇宙探査機「ボイジャー1号」と「ボイジャー2号」から、より多くの時間と科学的成果を引き出すための省電力策を考え出した。

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ここで重要となるのが時間だ。ボイジャー1号と2号は1977年から飛行を続けており、電力源は徐々に衰え、観測機器が危険に晒されている。太陽から遠く離れた深宇宙という名の広大な奈落では、太陽光による発電は見込めない。

このためエンジニアたちは、それぞれのボイジャーに3つの放射性同位体熱電気転換器（RTG）を搭載している。この発電機は、放射性同位体燃料（プルトニウム238）の崩壊から放出される熱を電力に変換することで機能するのだ。

これは要するに核燃料である。この燃料はいよいよ限界を迎えており、年間4ワットの電力が失われているという。2機のボイジャーは推進させるための電力は必要としていないが、遠く離れた荷電粒子や磁場を科学的に測定するためには、電力は欠かせない。ボイジャーはいまのところ、人類がこうしたデータを星間空間から採取するための唯一の方法なのだ。

NASAは、ボイジャーの観測機器を可能な限り長く稼働させるための方法を数年前から模索し始めている。最初の取り組みは2019年に実施され、科学機器を温めるための暖房機器の電源を落とした。これが功を奏し、観測機器の温度が試運転時の状況下よりも低い50℃前後まで落ちたにもかかわらず動き続けたのだ。とはいえ、これでも不十分だった。

これを受けNASAのチームは、電圧スパイクが起きた際にシステムを保護するための予備電力を利用した、電力消費を抑えるための戦略を23年3月末にボイジャー2号で開始した。

これによって探査機は脆弱になってしまうが、電圧スパイクが起きる可能性はかなり低いかもしれないと、カリフォルニア州南部にあるNASAのジェット推進研究所（JPL）でボイジャーのプロジェクトマネージャーを務めるスザンヌ・ドッドは語る。

すべてがうまくいけば、23年の秋には、ボイジャー1号で同様の電圧管理を始められる予定だ。これにより、探査機の科学ミッションが数年ほど延長されるとドッドは考えている。ボイジャーは、依然として新たな発見のために宇宙飛行を続けていると彼女は語っており、この探査機が星間空間から採取している一つひとつのデータは貴重だという。「ふたつのボイジャーと、それを操作するための賢い方法を考え出したエンジニアに驚かされ続けています」と、ドッドは語る。

45歳を迎えた2機のボイジャーは、最初の20年間は太陽系を飛び回り、木星や土星、天王星、海王星を通り過ぎるたびに写真を撮影してきた。また、ボイジャー1号は「ペイル・ブルー・ドット」（淡い青色の点）として知られる遠く離れた小さな地球の有名な写真を収めている。宇宙空間を突き進みながら、2機のボイジャーはデータを採取し続けた。

ふたつの探査機は、前任を務めた「パイオニア10号」と「11号」よりも長く稼働している。パイオニアは初めて「ガスジャイアント」（水素とヘリウムから構成される木星型惑星）の近くを通過した探査機だったが、観測ミッションは20年以上前に終了した。

2機のボイジャーは、冥王星やほかの小さな氷の天体があるエッジワース・カイパーベルトをはるかに超えて飛行している。ボイジャー1号は、太陽から発生する粒子と磁場の保護的な泡である太陽圏を12年に離れ、星間物質が存在するところまで到達した。もう片方のボイジャーは6年かけてそれを追いかけ、2機のボイジャーは正式に星間領域に入り、時速35,000マイル（約56,000キロ）で未知の世界へと旅立ったのだ。