ปี 1977 องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ (NASA) ได้ส่งยานสำรวจลำเล็ก ๆ ลำหนึ่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 กันยายน ในชื่อ “วอยเอเจอร์ 1” (Voyager 1) มีเป้าหมายเดิมเพียงแค่การบินผ่านดาวพฤหัสบดีในปี 1979 และดาวเสาร์ในปี 1980 เท่านั้น
แต่ระยะเวลาเกือบ 50 ปีต่อมา ยานสำรวจลำนี้กลายเป็นยานที่เดินทางไปได้ไกลที่สุดในประวัติศาสตร์ ทะลุผ่านขอบเขตเฮลิโอพอสออกสู่ห้วงอวกาศระหว่างดาว ด้วยความเร็วประมาณ 17 กิโลเมตรต่อวินาที และยังคงทำหน้าที่ส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์อันทรงคุณค่ากลับมายังโลกอย่างสม่ำเสมอ
อุปสรรคความห่างไกลของ Voyager 1
Voyager 1 ไม่ได้สื่อสารโดยทันที เนื่องจากสัญญาณคำสั่งที่ NASA ส่งออกจากบนโลกต้องใช้เวลาเดินทางข้ามอวกาศนานกว่า 23 ชั่วโมงกว่าจะไปถึงตัวยาน และเมื่อยานได้รับคำสั่งพร้อมส่งสัญญาณโทรมาตรตอบกลับ สัญญาณนั้นก็ต้องใช้เวลาเดินทางอีกกว่า 23 ชั่วโมงเพื่อกลับมาถึงโลก
ทำให้การแก้ไขปัญหาหรือสั่งการใด ๆ ทีมวิศวกรประจำห้องปฏิบัติการ (JPL) จะต้องรอคอยอย่างใจเย็นเกือบ 48 ชั่วโมงเต็มกว่าจะรู้ว่าคำสั่งนั้นประสบผลสำเร็จไหม โดยยังไม่รวมเวลาที่ต้องใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล
ด้วยระยะห่างที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในช่วงปลายปี 2026 นี้ Voyager 1 จะเดินทางถึงระยะห่าง 1 วันแสง (1 Light-day) จากโลก ซึ่งหมายความว่าสัญญาณวิทยุเดินทางเที่ยวเดียวจะต้องใช้เวลาเต็ม 24 ชั่วโมงข้ามผ่านห้วงอวกาศ (1 วันแสง เป็นหน่วยของระยะทาง ไม่ใช่เวลา เท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางใน 1 วัน (แสงเดินทางวินาทีละ 300,000 กิโลเมตร)
นั่นทำให้การสั่งการยานอวกาศลำนี้ต้องใช้ความระมัดระวังสูงสุด เพราะหากเกิดข้อผิดพลาด หรือยานตอบสนองในรูปแบบที่ไม่คาดคิด ทีมงานบนโลกจะไม่สามารถเข้าไปแก้ไขแบบเรียลไทม์ได้เลย
การขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าในยาน Voyager
ความน่าทึ่งของ Voyager 1 ไม่ได้อยู่ที่ระยะทางเพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่ระบบพลังงานของมันด้วย ยานลำนี้ไม่ได้ใช้แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมหรือแผงโซลาร์เซลล์ที่ไม่สามารถรับแสงอาทิตย์ในอวกาศที่มิดสนิทได้ แต่ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบความร้อนจากไอโซโทปรังสี (RTG) จำนวน 3 เครื่อง น้ำหนักรวมประมาณ 113 กิโลกรัม อาศัยความร้อนจากการย่อยสลายของพลูโทเนียม-238 ในการเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า
ในวันที่ปล่อยยาน RTG สามารถผลิตไฟฟ้าได้รวมประมาณ 470 วัตต์ แต่ด้วยธรรมชาติของสารรังสีและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่เสื่อมถอย พลังงานของยานจึงลดลงเฉลี่ยปีละประมาณ 4 วัตต์ จนกระทั่งปัจจุบัน ยานเหลือพลังงานใช้งานเทียบเท่ากับแบตเตอรี่รถยนต์เพียงเท่านั้น ซึ่งต้องนำไปแบ่งจ่ายให้ทั้งคอมพิวเตอร์ ระบบวิทยุ เครื่องทำความร้อน และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์
ดังนั้นเพื่อยืดอายุการทำงานให้ยาวนานที่สุด วิศวกรของ NASA จึงต้องงัดเทคนิคการบริหารจัดการพลังงานขั้นสูงขึ้นมาใช้
เช่นเดียวกับความสำเร็จล่าสุดกับยานแฝดผู้พี่อย่าง Voyager 2 ที่ผ่านปฏิบัติการที่เรียกว่า “Big Bang” เป็นการสลับระบบไฟฟ้าสำรองและปิดฮาร์ดแวร์ที่ไม่จำเป็นพร้อมกัน เพื่อรักษาระดับความอบอุ่นภายในยานโดยไม่ต้องพึ่งเครื่องทำความร้อนหลัก ผลลัพธ์ในครั้งนี้ช่วยยื้อเวลาให้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของ Voyager 2 ทำงานต่อไปได้อีกอย่างน้อยถึงปี 2027 และทาง NASA ก็เตรียมนำแผนการยื้อชีวิตนี้มาปรับใช้กับ Voyager 1 ในอนาคตอันใกล้ด้วยเช่นกัน
