Warum die NASA um jedes Watt kämpft

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Wie verstopfte Arterien: Die NASA kämpft darum, die „Voyager“-Sonden am Leben zu halten

Von: Tanja Banner

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Die „Voyager“-Sonden altern, ihre Energie schwindet. Die US-Raumfahrtorganisation NASA wagt einen riskanten Stromspar-Trick, den „Big Bang“.

Pasadena – Die beiden „Voyager“-Raumsonden der US-Raumfahrtorganisation NASA sind 1977 ins Weltall gestartet – das macht sie zu Veteranen der Raumfahrt, die mittlerweile allerdings deutliche Alterserscheinungen zeigen. Die Treibstoffleitungen setzen sich mit Rückständen zu, die Plutoniumbatterien liefern immer weniger Energie, und selbst das Warmhalten des Treibstoffs wird zur Herausforderung. Was bei einem alten Menschen verstopfte Arterien wären, ist bei den Raumfahrzeugen ein Risiko für die Verbindung zur Erde.

Denn die Sonden sind auf ihre Triebwerke angewiesen, um ihre Antennen zur Erde auszurichten. Wenn die Leitungen für das Hydrazin blockieren oder zu viele Triebwerke ausfallen, könnten „Voyager 1“ und „Voyager 2“ keine Signale mehr senden. Die NASA muss daher mit der knapper werdenden Energie zugleich die alternden Treibstoffsysteme versorgen. „Wenn ein Mensch älter wird, hat er all diese Probleme. Bei einem Raumschiff ist es ähnlich“, zitiert die New York Times den NASA-Ingenieur Nshan Kazaryan.

NASA-Raumsonden sind Milliarden Kilometer von der Erde entfernt

Die Leitungen transportieren Hydrazin zu den Triebwerken. Rückstände aus einer Silikonblase können die Leitungen allmählich zusetzen. Zugleich muss das Hydrazin warm bleiben. Die dafür vorgesehenen Heizungen benötigen jedoch elektrische Leistung – die mittlerweile knapp wird.

„Voyager 1“ ist etwa 25,6 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt, „Voyager 2“ etwa 21,4 Milliarden Kilometer – mehr als viermal so weit wie Pluto. Ein Funksignal benötigt für den Hin- und Rückweg etwa zwei Tage. Trotzdem senden die Sonden weiterhin einzigartige Daten aus dem interstellaren Raum, also aus einer Region, in die auf absehbare Zeit kein anderes Raumfahrzeug vordringen wird.

NASA will „Voyager“-Sonden möglichst lange am Leben halten

Schon 2012 durchquerte „Voyager 1“ die Heliopause, die Grenze zwischen Sonnenwind und interstellarem Wind. Ihre Schwestersonde folgte 2018. Jeder zusätzliche Tag könnte neue Hinweise liefern, weshalb die NASA versucht, die alternden „Voyager“-Sonden so lange wie möglich am Leben zu halten. Ursprünglich war geplant, dass die „Voyager“-Missionen etwa fünf Jahre lang die äußeren Planeten des Sonnensystems erkunden – jetzt rückt der 50. Jahrestag unaufhaltsam näher.

Die Plutoniumbatterien der Sonden erzeugten zu Beginn jeweils etwa 470 Watt. Inzwischen liefert „Voyager 2“ noch 216 Watt, bei „Voyager 1“ ist es etwas weniger. Von den ursprünglich zehn wissenschaftlichen Instrumenten arbeiten auf „Voyager 2“ noch drei, auf „Voyager 1“ zwei. Eines der abgeschalteten Systeme lässt sich dabei nicht ohne Weiteres deaktivieren: Der defekte digitale Rekorder von „Voyager 1“ erzeugt noch Wärme und hilft damit, eine Treibstoffleitung warm zu halten. Die eigentliche Heizung wäre zwar sparsamer, aber nicht warm genug.

„Big Bang“ soll den „Voyager“-Sonden Zeit verschaffen – doch Risiken bleiben

Also versuchten die Ingenieure einen größeren Schritt. Statt einzelne Geräte nacheinander abzuschalten, veränderten sie mehrere elektrische Einstellungen gleichzeitig. Der „Big Bang“ getaufte Umbau wurde zunächst kurz getestet, dann sechs Stunden lang überprüft und schließlich bei „Voyager 2“ dauerhaft aktiviert. Rund zehn Watt spart die neue Konfiguration. Das könnte der Sonde bis 2031 Zeit verschaffen. Für „Voyager 1“ ist ein ähnlicher Eingriff geplant; sie kann damit bis 2030 durchhalten.

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Dass die Verantwortlichen dabei Risiken eingehen, ist ihnen bewusst. „Wir sind wie Piraten“, sagt Missionsmanager Kareem Badaruddin. Vor etwa zwei Jahren sendete „Voyager 1“ monatelang unverständliche Zeichen, nachdem ein Speicherchip ausgefallen war. Die Ingenieure fanden schließlich einen Weg, den Fehler zu umgehen.

Halten die „Voyager“-Sonden bis zu ihrem 50. Jahrestag durch?

Noch liefern die alten Sonden Erkenntnisse aus einer Region, in die kein anderes Raumfahrzeug so bald vordringen wird. Die Daten, die die Raumsonden dabei zur Erde schicken, sind für die Forschung unglaublich wertvoll. „Voyager 1“ registrierte beispielsweise eine anhaltende Veränderung des Magnetfelds und der Dichte geladener Teilchen im interstellaren Raum. Warum sie auftritt, ist ungeklärt. Möglicherweise können zusätzliche Messungen helfen. Das Team diskutiert derzeit darüber, ob man nach dem 50. Jahrestag der Sonden die abgeschalteten Instrumente noch einmal kurz aktiviert – doch das könnte die Mission gefährden. (Quellen: NASA, New York Times, eigene Recherche) (tab)