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2025-12-10 14:38:00
NASA の深宇宙探査探査機ボイジャー 1 号は、歴史的なマイルストーンに到達した最初の宇宙船になろうとしています。 2026 年 11 月には、探査機は地球から 1 光日の距離に到達します。
1977 年に打ち上げられたボイジャー 1 号は、地球から最も遠い宇宙船で、現在 254 億キロメートル離れた星間空間を探索しています。
NASAジェット推進研究所のボイジャープロジェクトマネージャー、スージー・ドッド氏は、光日という用語は、光の速度で伝わる信号やコマンドが地球から宇宙船に到達するまでに24時間かかる距離を指すと説明した。 1光日は260億キロメートルに相当します。
それで、チームが ボイジャー この時点に到達したら宇宙船に何らかの指示を送信すると、ボイジャーの応答を受け取るまでにさらに 1 日待つ必要があります。
「月曜日の午前8時に『おはよう、ボイジャー1号』というコマンドを送ると、水曜日の午前8時頃にボイジャー1号から返事が来るだろう」とドッド氏は語った。
ボイジャー1号とその双子の姉妹、 ボイジャー2号太陽圏、冥王星の軌道をはるかに超えて広がる磁場と粒子の泡である太陽圏を超えて活動する唯一の宇宙船です。
数十年間宇宙に滞在した後、両方の探査機はいくつかの機器の電源を切る必要がありましたが、残りの機器を使用してこの未踏の領域を研究し、将来のミッションの指針となるデータを提供し続けています。
遠く離れた探査機との通信を維持するには多くの課題があるが、ドッド氏と彼のチームは、「退役軍人」が2027年に50歳の誕生日を迎えることができるよう、必要な措置を講じている。
宇宙の距離を超えて連絡を取り合う
木星と土星を探査する使命を帯びて打ち上げられたボイジャー 1 号は、1980 年 11 月に土星を通過して以来、同じ軌道と時速 61,000 キロメートルの速度で地球から遠ざかり続けています。
ボイジャー 1 号に対する地球の位置、船の速度、軌道に関する知識があれば、エンジニアは信号が探査機に到達するまでにかかる時間を計算できます。
たとえば、土星を通過した後のボイジャー1号の軌道は、土星を上昇させて惑星面の外に出たが、ボイジャー2号は1989年に氷の巨人に接近した後、海王星を通過し、下降して惑星面の外へ移動した。どちらの探査機も前回の惑星接近以来軌道調整を行っておらず、つまりどちらも数十年にわたって無着陸航行を続けていることになる。
ボイジャー 2 号は 2035 年 11 月まで地球光日以内に到達しないと予想されており、最も楽観的な推定でもそれまで探査機は運用されないことが示唆されています。しかし、どちらの探査もチームを驚かせ続けています。
ボイジャー探査機は、現役の最古の宇宙船として、運用を続けるだけで毎日記録を打ち立てています。
しかし、それは簡単なプロセスではありませんでした。
ドッド氏によると、探査機は毎秒160ビットという非常に低い速度、つまりダイヤルアップインターネットと同様のデータ速度でデータを送信するという。
「私たちが地球から離れているということは、信号がそこに到達するまでにはるかに時間がかかり、信号の強度が単に消失することを意味します」と彼は言いました。 「信号を受信するには複数のアンテナ アレイが必要です。」
データ伝送速度が遅いということは、ドッド氏と彼のチームが受け取る各宇宙船の状態に関する情報が限られており、問題が発生したときに迅速に対応できないことを意味します。
しかし、両方のボイジャーは自給自足できるように設計されており、船内には十分な自律性があり、地球から数十億キロメートル離れた場所で何か問題が発生した場合でも自力で身を守ることができます。
「何か問題が発生した場合、彼らは自分たちを安全な状態に置き、私たちが宇宙船と通信して問題の内容を特定し、解決できるまで待つことができます」とドッド氏は説明した。
ボイジャー探査機が存続する理由
ドッド氏によると、研究チームは何年もの間、探査機をできるだけ長く稼働させるために難しい決断を下してきたという。これは、エネルギーを節約し、宇宙船が機能するのに十分な温度を確保するために工学システムと機器を停止することを意味します。
ボイジャー探査機が地球と通信を続けるためには、そのアンテナも地球に向けられている必要があります。
いずれかの探査機の推進ラインが凍結し、アンテナが別の方向を向いた場合、「探査機に信号を送信できなくなるため、ミッションを失うことになる」とドッド氏は述べた。
そして、それは単にボイジャー探査機を飛行させ続けることだけではありません。探査機は科学機器を使って操作する必要があります。
2027 年の誕生 50 周年を前に、両方の宇宙船は追加の機器やシステムをオフにする必要がある可能性があります。チームは、ボイジャー2号でも宇宙線サブシステムを稼働し続け、両方の宇宙船でも磁力計とプラズマ波サブシステムを稼働させたいと考えている。この機器により、両方の探査機は基本的に星間空間で気象衛星として機能し、移動中の環境を感知できるようになるとドッド氏は説明した。
科学者たちは、太陽から流れる熱い太陽風が冷たい星間空間に出会う太陽圏の端である太陽圏界で、太陽の磁場がどのように変化し、相互作用するのかを理解することに興味を持っています。
ドッド氏は、ヘリオポーズを海の端だと考えてほしいと語った。水に入ると、岸から遠ざかるにつれてうねりや波などが変化し、ある時点で状況がより安定することに気づきます。ボイジャー探査機は、探査機が太陽からどんどん遠ざかるにつれて、太陽圏界面、太陽、星間空間の間の波紋、つまり相互作用を測定しています。
「重要なことは、太陽から遠ざかるにつれて起こる変化をマッピングするために、これらの科学機器をできるだけ長く稼働させ続けることです。」
ドッド氏は、少なくとも1機の宇宙船はあと2～5年間は機能し続けることができると確信している。これらの前例のないミッションを継続的に実行し続けるプロセスは年々困難になっている、と彼女は語った。
しかし、ボイジャーには、特定のサブシステムについてアドバイスする80代のNASA退職者や、探査機の打ち上げ時には両親さえ生まれていないほど若いメンバーなど、優れたチームがいる。
「ボイジャーに関するこのような世代を超えた取り組みを見るのは本当にうれしいことだ」とドッド氏は語った。 「私はこれらの宇宙船が大好きです。彼らは地球上の私たちの大使です。」
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