ボイジャー1号、核エネルギー枯渇に挑むハイリスクなデジタル考古学

時速3万8000マイルで飛行中のコンピューターで、いかにしてメモリアドレスを特定するか。現代の航空宇宙エンジニアたちは、保管されていた紙のマニュアルを引っ張り出し、退職したかつての同僚に電話をかけている。ようやくコマンドを決定しても、たった一度の無線信号の往復に丸2日を要する。これはもはや深宇宙探査ではない。長距離のデジタル考古学である。

NASAのJet Propulsion Laboratory（ジェット推進研究所）において、目下の脅威はデータの喪失ではなく、低電圧故障保護システムの作動だ。Voyager 1のプルトニウム電源が減衰するにつれ、許容される誤差は消えつつある。宇宙船の電圧が臨界しきい値を下回れば、地球からはほぼ復旧不可能な自動サバイバルモードが起動してしまう。

この熱的な死を回避するため、エンジニアたちは事実上の「計画的な飢餓状態」を開始した。NASAは探査機のLow-Energy Charged Particle（LECP：低エネルギー荷電粒子）装置をシャットダウンし、コアプラットフォームを維持するために機能するハードウェアを犠牲にしたのである。

低電圧の罠

JPLでVoyagerミッションマネージャーを務めるKareem Badaruddin氏は、このシャットダウンを「利用可能な最善の選択肢」と呼んだ。これはレガシーシステムを管理する者にはお馴染みの残酷な計算である。つまり、ペイロードを犠牲にして直接プラットフォームを維持するという判断だ。

プルトニウム減衰という物理法則を覆す広報戦略など存在しない。Voyager 1は現在、プラズマ波を観測する装置と磁場を測定する装置の2つを残すのみとなっている。これらがオンラインを維持しているのは、ミッションの継続的な運用コストを正当化するために必要な、最低限のデータストリームを供給しているからに過ぎない。

もし最後のセンサーまでもが停止すれば、この700キログラムの探査機は、沈黙した記念碑と化す。それまでの間、エンジニアたちはハイステークスな電力管理ゲームに挑んでいる。ヒドラジンスラスターの配管が凍結しないように必要な熱量を確保しつつ、旧式のコンピューターの電気負荷とのバランスを取らなければならない。

宇宙の虚空に漂うシリコン

ヘリオスフィアで生存を賭けて戦うハードウェアと、現代の工場から出荷されるシリコンの間には、極めて大きな隔たりがある。現代の半導体サプライチェーンは、消費者向け電子機器の2年ごとの更新サイクルに最適化されており、真空中で半世紀を過ごすようには設計されていない。

欧州の産業政策によって補助金が投入されている窒化ガリウムや炭化ケイ素のチップは、大幅な効率向上をもたらすだろう。しかし、論理ゲートを日常的に不安定にする深宇宙の宇宙放射線に耐えうるかという点については、依然として理論上の予測の域を出ない。

1970年代に設計されたVoyagerの真空密封・放射線耐性アーキテクチャは、現在とは異なる前提条件のもとで構築されたものだ。今日、私たちはかつてないほどの速さでコンポーネントを製造しているが、そのサプライチェーンは、何十年にもわたる容赦ない放射線攻撃に耐えうる特注のハードウェアを生産するようには設計されていない。

2030年代初頭の限界

LECP装置の無効化はトリアージ（優先順位付け）の一環であり、Voyager 1の運用寿命を5年から7年ほど延ばすものだ。2030年代初頭には、探査機の放射性同位体熱電気転換器からの出力は、送信機を駆動させるために必要なワット数を必然的に下回ることになる。

Voyager 1が最終的に沈黙するとき、その原因は壊滅的な機械故障ではないだろう。単に温かさを維持できなくなるだけである。LECP装置がゆっくりと星間空間の周囲温度まで冷えていく中で、ミッションは最後の状態へと一歩ずつ近づいていく。

私たちは、その設計図を描いたエンジニアたちよりも長生きする機械を作り上げた。いま、最大の課題は、この探査機が最後の別れを告げるための電力を確保することである。