ภารกิจ ‘บิ๊กแบง’ ของ NASA ช่วยยื้อการสำรวจอวกาศระหว่างดาวของ Voyager 2 ได้อย่างไร

“บิ๊กแบง” ช่วย Voyager 2 ได้อย่างไร

แหล่งพลังงานของยาน Voyager มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกด้วยไอโซโทปกัมมันตรังสี หรือ RTG ซึ่งผลิตไฟฟ้าได้น้อยลงประมาณ 4 วัตต์ต่อปี เมื่อพลังงานลดลง ทีมภารกิจจึงต้องทยอยปิดระบบและเครื่องมือวิทยาศาสตร์บางส่วน เพื่อเก็บไฟไว้ให้กับอุปกรณ์ที่ยังมีความสำคัญต่อการศึกษาขอบเขตเฮลิโอสเฟียร์และอวกาศระหว่างดาว

จุดสำคัญของแผน “บิ๊กแบง” คือ ฮีตเตอร์จำนวนหนึ่งไม่ได้ให้ความร้อนเฉพาะกับชิ้นส่วนที่จำเป็น แต่ช่วยรักษาอุณหภูมิให้กับระบบทั้งชุด ซึ่งบางระบบไม่จำเป็นต่อภารกิจแล้ว วิศวกรจึงปิดฮีตเตอร์เหล่านั้น และเปลี่ยนไปใช้ฮีตเตอร์กำลังต่ำที่ให้ความร้อนเฉพาะชิ้นส่วนสำคัญแทน

การปรับสมดุลพลังงานเช่นนี้ช่วยประหยัดไฟได้มากพอที่จะไม่ต้องปิดเครื่องมือวิทยาศาสตร์อีกชิ้นภายในสิ้นปี 2026 เดิมที หากไม่มีวิธีแก้ดังกล่าว Voyager 2 จะเหลือเครื่องมือที่ยังทำงานอยู่เพียง 2 จาก 3 ชิ้น

NASA ระบุว่า ผลลัพธ์ที่ได้คือ เครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่เหลือทั้ง 3 ชิ้นของ Voyager 2 จะทำงานต่อได้อย่างน้อยอีก 1 ปี หรือราวกลางปี 2027 และอาจนานกว่านั้น

ขั้นตอนดังกล่าวดำเนินการจริงเมื่อวันที่ 9 กรกฎาคม โดยปิดฮีตเตอร์เฉพาะจุด 2 ตัวและเครื่องบันทึกเทปดิจิทัล 1 เครื่อง

เครื่องมือวิทยาศาสตร์ 3 ชิ้นที่ได้รับการรักษาไว้

Voyager 2 ต้องปิดเครื่องมือหลายรายการไปก่อนหน้านี้เพื่อประหยัดพลังงาน แต่หลังการปรับระบบ “บิ๊กแบง” เครื่องมือสำคัญ 3 ชิ้นต่อไปนี้ยังคงทำงานอยู่:

1. Magnetometer (MAG) — ตรวจวัดสนามแม่เหล็กในอวกาศระหว่างดาว
2. Plasma Wave Subsystem (PWS) — ตรวจจับคลื่นพลาสมาในอวกาศระหว่างดาว
3. Cosmic Ray Subsystem (CRS) — ตรวจวัดอนุภาครังสีคอสมิกจากนอกระบบสุริยะ

เครื่องมือทั้งสามทำหน้าที่เสมือนเครือข่ายเซนเซอร์แบบตรวจวัด ณ จุดที่ยานอยู่จริง หรือ in situ ซึ่งเป็นชุดอุปกรณ์เพียงชุดเดียวของมนุษยชาติที่กำลังเก็บข้อมูลจากอวกาศระหว่างดาวโดยตรง ปัจจุบันยังไม่มีภารกิจทดแทนที่ได้รับงบประมาณหรือมีแผนดำเนินการอย่างเป็นรูปธรรม

ทำไมการปรับระบบจึงมีความเสี่ยงสูง

นี่ไม่ใช่การทดลองที่สามารถกดปุ่มย้อนกลับได้ แต่เป็นกระบวนการแบบ ทำครั้งเดียวและไม่มีโอกาสแก้ตัว ความเสี่ยงสำคัญมีอย่างน้อย 3 ด้าน

• คำสั่งบางส่วนไม่สามารถย้อนคืนได้ และสัญญาณใช้เวลาเดินทางนาน สัญญาณคำสั่งจากโลกใช้เวลาประมาณ 17 ชั่วโมงกว่าจะไปถึง Voyager 2 ขณะที่สัญญาณยืนยันผลต้องใช้เวลาเดินทางกลับมาอีกประมาณ 17 ชั่วโมง ทีมวิศวกรจึงไม่สามารถควบคุมหรือแก้ไขปัญหาแบบเรียลไทม์ได้ หากเกิดความผิดพลาด
• ความเสี่ยงด้านอุณหภูมิ Voyager 2 มีอายุ 49 ปี และกำลังทำงานอยู่ในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นของอวกาศระหว่างดาว การปิดฮีตเตอร์อาจทำให้ชิ้นส่วนสำคัญเย็นจนแข็งตัวและเสียหายถาวร หากฮีตเตอร์กำลังต่ำไม่สามารถรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงปลอดภัย ระบบบางส่วนอาจสูญเสียการทำงาน
• ความเสี่ยงที่ระบบป้องกันความขัดข้องจะทำงาน หากระบบตรวจจับความผิดปกติบนยานพบสิ่งผิดปกติระหว่างการปรับระบบ ยานอาจสั่งปิดระบบอื่น ๆ เพิ่มเติมโดยอัตโนมัติ ซึ่งอาจทำให้ภารกิจสิ้นสุดเร็วขึ้น

ทีมงานใช้เวลาหลายเดือนจำลองสถานการณ์ ทดสอบลำดับคำสั่ง และตรวจสอบผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นก่อนส่งคำสั่งสุดท้าย

แผนต่อไปสำหรับ Voyager 1

Voyager 1 กำลังเดินตามเส้นทางที่คล้ายกัน เมื่อวันที่ 17 เมษายน 2026 วิศวกร JPL ได้ปิดเครื่องมือ Low-Energy Charged Particle (LECP) เพื่อประหยัดพลังงานและซื้อเวลาให้ภารกิจได้ประมาณ 1 ปี

หลังการปิด LECP Voyager 1 เหลือเครื่องมือที่ทำงานอยู่ 3 ชิ้น ได้แก่ เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก ระบบตรวจจับคลื่นพลาสมา และระบบตรวจวัดรังสีคอสมิก

เดิมทีแนวคิด “บิ๊กแบง” ถูกออกแบบไว้สำหรับยาน Voyager ทั้งสองลำ เมื่อการทดลองกับ Voyager 2 ประสบความสำเร็จ NASA จึงมีแผนดำเนินการปรับระบบในลักษณะเดียวกันกับ Voyager 1

อย่างไรก็ตาม Voyager 1 มีข้อจำกัดด้านพลังงานที่ตึงตัวและคาดเดาได้ยากกว่า Voyager 2 ทีมวิศวกรจึงอาจต้องปรับลำดับคำสั่งและทำแบบจำลองเพิ่มเติมให้เหมาะกับสภาพของยานลำนี้ ขณะนี้ NASA ยังไม่ได้ประกาศวันที่แน่นอนสำหรับการดำเนินการ

หากการปรับระบบของ Voyager 1 ประสบความสำเร็จ ยานก็อาจรักษาเครื่องมือวิทยาศาสตร์ทั้ง 3 ชิ้นไว้ได้อย่างน้อยอีก 1 ปีจากกำหนดการปัจจุบัน และอาจช่วยให้ภารกิจของ Voyager ทั้งสองลำเดินทางต่อไปได้ลึกยิ่งขึ้นในช่วงทศวรรษ 2030