1977年8月から9月にかけて打ち上げられたボイジャー1号と2号は、現在も活動を続ける探査機の中で、最も古く、最も遠くまで到達した探査機です。また、太陽系を離れ、より広大な宇宙空間へと進出した唯一の探査機でもあります。その長寿命の秘密は？原子力です。しかし、いつかは彼らのミッションも終わりを迎えます。
ボイジャーは惑星探査ミッションとしてスタートしました。その目的は、いわゆる「惑星グランドツアー」、つまり太陽系の外縁4惑星を一連のフライオーバー（高空飛行）で訪れることでした。探査機に搭載されたロボットカメラと数々の科学機器のおかげで、木星、土星、天王星、そして海王星は新たな姿を現しました。
木星とその大赤斑。
NASA/ボイジャー特に、氷の巨星である天王星と海王星は、ボイジャー2号によって史上初めて、そして唯一観測されました。一方、木星と土星の観測成功は、ガリレオ探査機、ジュノー探査機、カッシーニ・ホイヘンス探査機といった、その後のこれらの惑星への惑星間探査ミッションの基礎となりました。一方、ボイジャー1号は、土星最大の衛星であり、太陽系外縁部で最も興味深い衛星の一つであるタイタンを主な探査目標としていました。
ボイジャー計画によって撮影された土星。
スミスコレクション/ガド/ゲッティイメージズボイジャー号の惑星探査が終わると、新たなミッションフェーズを開始することができました。最後の惑星探査の後、両探査機は太陽系脱出速度に達し、太陽の重力から解放されました。ボイジャー1号は2012年以降、ボイジャー2号は2018年以降、星間空間に到達しました。これは、探査機に搭載されたセンサーが、太陽からの荷電粒子の数とエネルギーが銀河系環境で検出されたものよりも低下していることを示したためです。これは、太陽系の境界とその外部環境を研究する絶好の機会でした。
ボイジャー1号と2号宇宙船は、地球の生命と文化を地球外生命体に示すことを目的とした音声と画像の記録であるゴールデンレコードを搭載していました。
スペースフロンティアーズ/ゲッティイメージズ長生きの秘訣
これほどの距離に到達するには、適切なエネルギー源が必要です。多くの探査機は太陽電池パネルを使用していますが、太陽から遠ざかると役に立たなくなります（太陽電池パネルを使用している最も遠い探査機は、木星を周回する探査機ジュノーです）。ボイジャーの秘密は、その核となる原子にあります。両探査機には、機内で直接電力を生成できる小型発電機である放射性同位体熱電発電機（RTG）が3台搭載されています。各RTGには、総質量4.5キログラムのプルトニウム238酸化物球が24個入っています。
プルトニウム238は不安定同位体であり、放射性崩壊を起こします。RTG内のプルトニウム原子は、陽子2個と中性子2個からなるアルファ粒子を放出し、これがRTGキャニスターに衝突して加熱します。そして、その熱が電気に変換されます。
ボイジャー計画のために建造された RTG。
NASA/JPL/ボイジャーしかし、時間の経過とともに搭載されているプルトニウムは枯渇し、RTGの発電量は減少していきます。そのため、ボイジャー号は徐々に寿命を迎えています。原子力電池の寿命は最大60年です。
探査機の残存エネルギーを節約するため、ミッションチームは稼働中の探査機搭載の各種機器を段階的に停止させています。例えば、10月には、探査機を通過する荷電原子を測定するボイジャー2号のプラズマ科学機器が停止されました。ボイジャー1号に搭載されていた同じ機器は、2007年に故障により停止していました。これらの機器は太陽の磁場中の荷電粒子を研究するために使用されており、2018年にボイジャー2号が太陽圏を抜けて星間空間に入ったことを決定したのは、まさにこの検出器でした。
宇宙線や星間磁場といった銀河系環境の調査に用いられる磁力計をはじめとする4つの稼働中の機器が残っています。しかし、これらは既に運用終了の時期を迎えています。今後10年――正確な時期は分かりませんが――には、両探査機のバッテリーは完全に消耗してしまうでしょう。
この記事はもともとWIRED Italiaに掲載されたもので、イタリア語から翻訳されています。
