События

"Вояджер 1" на сегодняшний день является первым и единственным объектом, созданным человеком, который сумел оказаться так далеко от Земли. Недавно аппарат попал в новый район на краю Солнечной системы , который немало озадачил физиков. Их теории не могли предсказать ничего подобного.

Запущенные 36 лет назад , беспилотные космические аппараты-близнецы "Вояджер 1" и "Вояджер 2" первыми прошли по невероятному пути мимо всех планет, посылая по дороге на Землю множество полезных сведений .

Первый "Вояджер" успел пролететь через всю систему уже к 1980-му году и с тех пор держит путь к межзвездному пространству. Сегодня этот объект находится от нас на расстоянии в 120 раз большем , чем расстояние между Землей и Солнцем.

Неожиданный поворот событий

Первоначально ученые полагали, что переход "Вояджера" в новую реальность, где влияние всей галактики более заметно, будет осуществляться постепенно и не будет особенно интересным . Однако оказалось, что этот переход стал намного более сложным, чем подозревали исследователи. Сейчас аппарат попал в странную область, найти объяснение которой ученые затрудняются. Все модели, которые предсказывали, что должно происходить в этом районе, оказались неверными .

Солнечный ветер и космические лучи

Солнце производит поток заряженных частиц, который называется солнечным ветром. Этот ветер "дует" со скоростью более 1 миллиона километров в час . Частицы несут с собой солнечное магнитное поле.

В конечном итоге солнечный ветер сталкивается с межзвездной средой - совершенно другим потоком частиц, которые появились в результате взрывов массивных звезд . Сверхинтенсивные ионы, которые были выделены в результате взрывов, известны под названием галактические космические лучи .

Солнечный ветер блокирует попадание космических лучей в Солнечную систему. Галактика, в свою очередь, имеет свое собственное магнитное поле , которое, по предположениям, расположено под значительным углом к солнечному полю.

Известно, что "Вояджер 1" добрался до границы космического ветра еще в 2003 году . Инструменты аппарата показали, что частицы вокруг него двигаются с дозвуковой скоростью, то есть их движение замедляется по мере удаления от Солнца.

Примерно год назад вокруг аппарата все стало спокойно. Оборудование "Вояджера 1" показало снижение скорости солнечного ветра в тысячу раз. Этот показатель оказался настолько значительным, что стало ясно, что солнечный ветер совсем "затих" . Интересно, что переход аппарата в этот район был невероятно быстрым и занял всего пару дней.

В то же время галактические космические лучи значительно усилились . Ученые считают, что это значит только одно: "Вояджер 1" вышел из-под контроля Солнца.

Странное место

В этой ситуации есть одна странность: если солнечный ветер полностью исчез, галактические космические лучи должны "литься" со всех сторон. Однако "Вояджер 1" зафиксировал, что лучи идут только из одного направления .

Более того, хотя солнечные частицы пропали, аппарат не засек каких-либо изменений в магнитном поле вокруг себя. Объяснить это довольно тяжело, так как предполагается, что магнитное поле галактики наклонено на 60 градусов по отношению к магнитному полю Солнца. Никто из астрофизиков пока не может точно понять, что же происходит.

Создается впечатление, что "Вояджер 1" собирается вот-вот покинуть свой солнечный дом, однако вместо этого стоит в "фойе" с открытой дверью, в которую задувает ветер из галактики . Ученые не подозревали, что имеется такое "фойе", а также они не имеют понятия, сколько аппарат будет в нем находиться.

Может пройти несколько месяцев или лет, прежде чем "Вояджер 1" доберется до межзвездного пространства. Пока ученые не располагают моделями, позволяющими это определить.

Пока можно сказать, что "Вояджер 1" не покинул в полной мере пределы Солнечной системы , однако он покинул район влияния солнечного ветра. Что произойдет с аппаратом далее – остается только гадать.

Интересные факты о космических аппаратах "Вояджерах"

1) Космические аппараты "Вояджер 1" и "Вояджер 2" – близнецы, то есть они абсолютно единичны по конструкции . Вес каждого из них около 680 килограмм . Аппараты оснащены полезными инструментами для различных исследований, включая инструменты для фотосъемки и измерения концентрации плазмы.

2) Некоторые из 65 тысяч компонентов аппаратов кажутся смешными сегодня, но в конце 1970-х считались продвинутыми технологиями, например, цифровой многодорожечный магнитофон .

3) "Вояжеры" были рассчитаны на срок около 5 лет, но на деле оказались работоспособными уже более 30 лет .

4) "Вояджер 1" на самом деле был запущен через 16 дней после "Вояджера 2" . Это произошло 5 сентября 1977 года . Дело в том, что раз в 175 лет планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют такое расположение относительно друг друга, которое позволяет аппарату, пролетая мимо, поймать и использовать их гравитационные поля , чтобы с легкостью преодолевать огромные расстояния.

Аппараты были запущены с разной траекторией . Один из аппаратов успел посетить все четыре планеты, а другой – "Вояджер 1" побывал в гостях у Юпитера и Сатурна прежде, чем отправиться в далекий космос.

"Вояджер 1" догнал "Вояджер 2" в районе пояса астероидов и занял лидирующую позицию в ходе миссии , как и было запланировано.

5) Инженерам НАСА пришлось рассмотреть более 10 тысяч возможных траекторий для миссии "Вояджеров" .

6) В настоящее время требуется 16 часов и 38 минут , чтобы получить сигнал с "Вояджера 1" . Аппарат находится на расстоянии около 12 миллиардов километров от Земли

Радиотелескоп Сети дальней космической связи НАСА (Калифорния, США), который принимает сигналы "Вояджера 1"

7) В феврале 1990 года , когда планеты оказались за спиной "Вояджера 1" , исследователи дали сигнал аппарату включить камеры и заснять то, что осталось позади. Таким образом, с помощью 60-ти снимков, сделанных аппаратом, удалось получить "семейный портрет" Солнечной системы .

8) Оба аппарата содержат послания инопланетным формам жизни от землян в виде позолоченных медных дисков. На этих дисках содержится информация, которую подготовил для НАСА астроном Карл Саган . Тут можно найти изображения, записи звуков природы, приветствия на 55 языках и музыкальные композиции различных культур и времен.

November 14th, 2016 , 10:45 pm

Космический зонд «Вояджер-2», по необъяснимым причинам посылает на Землю сигналы на неизвестном человечеству языке.

Космический аппарат «Вояджер-2» американцы запустили в космос ещё в августе 1977 года, для исследования планет Солнечной системы. В январе 1986 года «Вояджер-2» достиг Урана, а в августе 1989 года он был на Нептуне.
Научные работники НАСА рассчитали, что их космический зонд сейчас находится приблизительно в 15 млрд километров от Земли. А с летательным аппаратом по их словам, происходит нечто странное.

Представители американского национального космического агентства заявили, что «Вояджер-2» по никому не понятным причинам изменил кодировку сообщений, которые отправлял на Землю. Эксперты уверяют, что сам по себе аппарат не мог изменить кодировку передаваемого сигнала.

Уфологи, услышав данное заявление, незамедлительно предположили, что зонд был захвачен представителями внеземной цивилизации, и сейчас инопланетяне посылают на Землю зашифрованные послания.

Астрофизик Кевин Бэйнс, работающий в НАСА более 30 лет, сообщает, что «Вояджер-2» как бы самопроизвольно начал посылать сигналы не неизвестном учёным языке. И по его заверениям, сам он изменить кодировку никак не мог.
Получается что сотрудники НАСА признают, что кто-то извне изменил систему связи аппарата. Но вопрос кто же может сделать такое в далёком космосе остаётся открытым.

«ВОЯДЖЕР»: САМЫЙ БЫСТРЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ВО ВСЕЛЕННОЙ

19 января 2006 года земляне запустили зонд «Новые горизонты» — автоматическую межпланетную станцию, которая должна будет изучить Плутон, Харон и объект в поясе Койпера. Полная миссия аппарата рассчитана на 15—17 лет. Окрестности Земли «Новые горизонты» покинул с самой большой скоростью среди известных космических аппаратов — 16,26 км/с относительно Земли. Гелиоцентрическая скорость — 45 км/с, что позволило бы аппарату уйти из Солнечной системы без гравитационного маневра. Однако есть в этой Вселенной аппарат, созданный руками человека, который летит еще быстрее и равных ему в скорости пока нет.

Два космических зонда Voyager побили все рекорды по пройденным расстояниям. Они отправили нам фотографии Юпитера, Сатурна и Нептуна и продолжают двигаться прочь из Солнечной системы. 22 февраля 2014 года «Вояджер-1» находился на расстоянии около 19 миллиардов километров от Земли и по-прежнему отсылает нам данные — 10 часов они идут от зонда к нашей планете. Несколько лет назад мы писали, что «Вояджер-1» покинул Солнечную систему. Как зондам удается передавать данные так далеко?

Космический корабль «Вояджер» использует 23-ваттный радиопередатчик. Это больше, чем у обычного мобильного телефона, но в общем порядке вещей этот передатчик достаточно маломощный. Большие радиостанции на Земле передают десятки тысяч ватт, но все равно сигнал достаточно слабый.

Ключом к успеху, благодаря которому сигнал будет доходить вне зависимости от мощности радиопередатчика, стала комбинация трех вещей:

Очень большие антенны.
Направленные друг на друга антенны (земная и вояджеровская).
Радиочастоты с малым количеством помех.
Антенны, которые использует «Вояджер», достаточно велики. Вы наверняка видели спутниковые тарелки у любителей телевидения. Обычно они 2—3 метра в диаметре. У антенны «Вояджера» диаметр 3,7 метра, и она передает данные, которые принимает 34-метровая антенна на Земле. Антенна «Вояджера» и антенна Земли направлены прямо друг на друга. Всенаправленная маленькая антенка вашего телефона и 34-метровый гигант — совершенно разные вещи.

Спутники «Вояджер» передают данные в 8-гигагерцевом диапазоне, на этой частоте мало помех. Антенна на Земле задействует мощный усилитель и получает сигнал. После этого отправляет сообщение обратно на зонд с помощью мощнейшего передатчика, чтобы «Вояджер» наверняка получил сообщение.

На передовой
«Вояджер-1» передает данные на Землю с 1977 года. Но члены команды, контролирующей миссию в Лаборатории реактивного движения NASA, не так давно обрадовали нас интересной новостью. 12 сентября 2013 года NASA подтвердило, что зонд вступил в область гелиопаузы, где солнечный ветер нашего Солнца уже не так силен, чтобы сталкиваться с солнечными ветрами соседних звезд. В этот момент «трехосный магнитометр» зафиксировал изменение магнитного поля, перпендикулярного направлению движения зонда. «Вояджер-1» стал первым объектом техногенного происхождения, покинувшим Солнечную систему.

Золотая Запись на борту «Вояджера»: 117 изображений Земли, приветствие на 54 языках, земные звуки

Циники — как и большинство астрономов, космологов и само NASA — говорят, что граница Солнечной системы определяется как точка, где объект перестает подвергаться воздействию солнечной гравитации. Но гравитация, как вы знаете, определяет Вселенную в огромных масштабах. И эта точка располагается на дистанции в 50 000 раз большей, чем расстояние от Солнца до Земли. «Вояджер-1» проехал 123 расстояния от Земли до Солнца (примерно 18 миллиардов километров). И ему понадобится еще 14 000 лет, чтобы при нынешней его скорости покинуть гравитационный захват Солнца.

Ничто не мешает программе «Вояджер» делать отличные наблюдения. «Вояджер-1» и его двойник, «Вояджер-2», вылетевший на 15 дней раньше, но опоздавший из-за экскурсии к Урану и Нептуну, обнаружили следы четырех газовых гигантов и множество странных астрономических явлений. И хотя «Вояджер-1» некоторое время оставался в пределах Солнечной системы, он вошел в зону, где заряженные частицы солнечного ветра сменятся пылью и другими материалами, заполняющими пространство между звездами.

За годы «Вояджеры» обнаружили ряд астрономических сюрпризов. Один из последних появился летом 2012 года, когда «Вояджер-1» обнаружил ранее неизвестное явление под названием «магнитное шоссе». В этом регионе, как показали инструменты на борту зонда, сталкиваются солнечное и межзвездное магнитные поля. Эдвард Стоун, главный по программе «Вояджера» с 1972 года, объяснил, что это происходит, когда частицы с низкой энергией внутри «гелиосферы» подменяются более высокоэнергетичными частицами из космоса.

Создатели зондов рассчитывали, что те будут достаточно крепкими и прочными, чтобы выдержать все капризы космоса. Особенно во время близкого подлета к Юпитеру и Сатурну, а также экскурсиям к Урану и Нептуну в исполнении «Вояджера-2». Поэтому когда в 1973 году «Пионер-10» измерил радиацию вокруг Урана и Нептуна и обнаружил, что она выше, чем ожидалось, команда Стоуна потратила 9 месяцев на замену и реконструкцию каждого элемента зонда, который может пострадать. Конечно, зонды были спроектированы с избыточным запасом прочности. Например, каждый из зондов несет по две копии трех отдельных компьютерных систем. Но пока что мало какие бортовые системы нуждаются в перезагрузке. Можно с уверенностью сказать, что Стоун по-отцовски гордится своим творением и его подвигами.

Забота, с которой зонды делали здесь, на Земле, тоже сыграла свою роль в успехе миссии. Когда основной и дополнительный приемники на «Вояджере-2» отказали спустя год от начала миссии, земная команда активировала резервную систему, которая работает и по сей день. В 2010 году, получив искаженное сообщение от зонда, команда провела тщательный дамп памяти, используя один из резервных компьютеров, и выяснила, что один бит в программе изменился с 0 на 1. Перезагрузка программы все исправила.

Команда ученых регулярно обновляет систему управления для обеспечения оптимального использования ресурсов зондов во время их активной работы. Только за юпитерианскую фазу «Вояджера-1» это сделали 18 раз. Возьмем, к примеру, передачу данных. Когда «Вояджеры» облетали Юпитер и Сатурн, зонды были достаточно близки к Земле, чтобы послать несжатое изображение и другие данные на относительно высокой скорости передачи: 115 000 и 45 000 бит в секунду соответственно. Но поскольку сила сигнала изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между передатчиками, во время исследования Урана «Вояджер-2» передавал данные со скоростью 9000 бит/сек. У Нептуна число упало до 3000, тем самым уменьшив количество фотографий и данных, которые можно отправить домой.

Большинство резервных компьютеров включаются в работу, когда основная терпит крушение. Однако одна из вспомогательных систем зондов была активирована и работала совместно с основной. Это позволило отправлять 640-килобайтные изображения Урана с потерей качества после сжатия всего до 256 килобайт.

Как говорится, все гениальное — просто. Команда Стоуна экипировала зонды передовым аппаратным обеспечением под названием дешифратор Рида — Соломона. Устройство значительно снижает уровень погрешности, мешающий корректному прочтению сообщений в случае потерь отдельных битов. Первоначально «Вояджер» использовал старую и хорошо проверенную систему, которая отсылала один бит, «корректирующий ошибки», на каждый бит в сообщении. Дешифратор Рида — Соломона правил одним битом пять других. Забавно то, что в 1977 году способ дешифрации скорректированных данных по методу Рида — Соломона еще не существовал. К счастью, к тому времени, когда «Вояджер-2» достиг Урана в 1986 году, все было готово.

Знаменитый снимок Земли «Pale Blue Dot» 1990 года: последняя миссия «Вояджера-1». 6 миллиардов километров

В настоящее время данные, которые приходят от «Вояджеров» на радиотелескопы по всему земному шару, идут со скоростью всего 160 бит в секунду. Это решение было принято сознательно, чтобы поддерживать постоянную скорость на протяжении всей миссии. Основные камеры были отключены после пролета последней планеты Солнечной системы, активными остались только несколько инструментов. Каждые шесть месяцев на протяжении 30 минут данные с 8-контактной цифровой ленты переносятся в сжатый архив на скорости 1400 бит в секунду.

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы на основе плутония-238 будут поддерживать работу инструментов минимум до 2021 года. А к 2025 году после почти полувекового путешествия туда, где нет ничего человеческого, команда отключит зонды и будет сообщаться с ними в немного сентиментальной односторонней манере, чтобы «Вояджеры» верно шли своим курсом. И они будут лететь все дальше и дальше во тьму.

«Вояджер-1» несет достаточно ядерного топлива, чтобы продолжать служить во благо науки до 2025 года, а после смерти плыть по течению. По своей нынешней траектории зонд в конце концов должен оказаться в 1,5 световых годах от нас у звезды Camelopardalis в северном созвездии, которое выглядит чем-то средним между жирафом и верблюдом. Никто не знает, есть ли планеты возле этой звезды и обоснуют ли инопланетяне там резиденцию к моменту прибытия зонда.

История миссии

«Вояджер » («Voyager») – проект по изучению дальних планет в Солнечной системе, осуществленный с помощью двух аппаратов, запущенных в 1977 году.

Аппараты «Вояджер-1 » и «Вояджер-2» были построены в Лаборатории реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory), эта миссия стала одним из самых успешных межпланетных исследований в последней четверти XX века, ведь спутники «Вояджер» впервые сделали качественные снимки Юпитера и Сатурна, а «Вояджер-2» стал первым космическим аппаратом, достигшим Урана и Нептуна. Землю отделяют от планет-гигантов расстояния, которые слишком велики для средств наблюдения Земли, поэтому полученные от Вояджеров данные и сейчас имеют большую научную ценность.

Планы миссии впервые появились в конце 1960-х годов, и поначалу планировалось изучить только Юпитер и Сатурн. Но благодаря удачному расположению планет-гигантов, выстроившихся в сравнительно узком секторе Солнечной системы (создав так называемый «парад планет»), стало возможно использовать гравитационные манёвры для достижения всех планет внешней Солнечной системы, за исключением Плутона, хотя официально исследование Урана и Нептуна так и не было предусмотрено программой миссии. После того, как успешного выполнения аппаратом «Вояджер-1» программы исследований Сатурна и его спутника Титана, было окончательно решено направить «Вояджер-2» к Урану и Нептуну, для этого пришлось скорректировать траекторию его полета, пожертвовав близким пролетом около Титана.

Научное оснащение аппарата

Каждый аппарат миссии «Вояджер» оснащен:

Телевизионными камерами с чёткостью 800 строк, с использованием специальных видиконов с памятью. Для считывания одного кадра требуется 48 секунд.
широкоугольной камерой (с полем около 3 градусов), фокусным расстоянием 200 мм;
узкоугольной камерой (0,4 градуса), фокусным расстоянием 500 мм;
Спектрометрами:
Инфракрасным, с диапазоном от 4 до 50 мкм;
Ультрафиолетовым, с диапазоном от 50 до 170 нм;
Фотополяриметром;
Плазменным комплексом:
детектором плазмы;
детектором заряженных частиц низких энергий;
детектором космических лучей;
магнитометрами высокой и низкой чувствительности;
приёмником плазменных волн.

Энергооснащение аппарата

В аппаратах, работающих во внешней Солнечной системе, нельзя использовать солнечные батареи, так как на таком расстоянии поток солнечного излучения очень мал. Исключением стала , но следует понимать, что она была запущена в 2011 году и технологии фотоэлементов очень сильно продвинулись вперед.

Питание аппараты проекта «Вояджер» получают от трех радиоизотопных термоэлектрических генераторов, в качестве топлива в них применяется плутоний-238. В начале миссии их мощность составляла 470 Ватт при напряжении 30 Вольт постоянного тока. Плутоний-238 обладает периодом полураспада примерно 87,74 года, в результате генератор, работающий на этом изотопе теряет 0,78 % своей мощности за год. В 2006 году, спустя 29 лет с момента запуска, выходная мощность такого генератора должна равняться 373 Вт, то есть примерно 79,5 % от начальной. Также постепенно теряет эффективность биметаллическая термопара, конвертирующая выделяемое РИТЭГом тепло в электричество, что также приводит к уменьшению мощности.

Мощность РИТЭГов «Вояджера-1» и «Вояджера-2» по данным от 11 августа 2006 года уменьшилась до 290 Вт и 291 Вт. Это составляет около 60 % этого показателя при запуске, полученные данные лучше предполетных предсказаний.

Технические проблемы «Вояджера-2» и их решение

В связи с тем, что полет «Вояджера-2» продлился гораздо дольше, чем было предусмотрено, после пролета Юпитера перед учеными миссии встало множество технических проблем.

Наиболее значимые и успешно решенные проблемы «Вояджера-2»:

выход из строя автоматической подстройки частоты гетеродина. Без автоматической подстройки приёмник может принимать лишь сигналы в пределах собственной полосы пропускания, которая составляет менее 1/1000 нормального её значения. Даже доплеровские сдвиги от суточного вращения Земли превышают её в 30 раз. Оставался единственный выход из положения - каждый раз рассчитывать новое значение передаваемой частоты и подстраивать наземный передатчик так, чтобы после всех сдвигов сигнал как раз попадал в полосу пропускания приемника. Это и было сделано - компьютер теперь включен в контур передатчика.
выход из строя одной из ячеек оперативной памяти бортовой ЭВМ - программу удалось переписать и загрузить так, что этот бит перестал влиять на неё;
на определённом участке полёта применявшаяся система кодирования управляющего сигнала уже переставала отвечать требованиям достаточной помехозащищённости из-за ухудшения отношения сигнал/шум. В бортовую ЭВМ была загружена новая программа, осуществлявшая кодирование гораздо более защищённым кодом (был применён двойной код Рида - Соломона).
при пролёте плоскости колец Сатурна бортовая поворотная платформа с телекамерами была заклинена, вероятно, частицей этих колец. Осторожные попытки поворота её несколько раз в противоположные стороны позволили, в конце концов, разблокировать платформу;
падение мощности питающих изотопных элементов потребовало составления сложных циклограмм работы бортового оборудования, часть которого начали время от времени отключать, чтобы предоставить другой части достаточно электроэнергии;
незапланированное вначале удаление аппаратов от Земли потребовало многократной модернизации наземного приёмо-передающего комплекса, чтобы принимать слабеющий сигнал.

Снимок Земли, сделанный космическим аппаратом «Вояджер-1» в 1990 году с расстояния в 6 млрд км (40 а. е.) от Земли

Спутник Сатурна Рея. Снимок сделан аппапартом «Вояджер - 1» 12 ноября 1980 года

Диона, один из спутников Сатурна. Снимок сделан аппапартом «Вояджер - 1» 1 ноября 1980 года

Положение аппаратов программы «Вояджер» в 2009 году

В какой точке искать «Вояджер-1»

Вояджер-1

Послание Вояджера

К борту каждого «Вояджера» прикрепили круглую алюминиевую коробку, положив туда позолоченный видеодиск. На диске 115 слайдов, на которых собраны важнейшие научные данные, виды Земли, её континентов, различные ландшафты, сцены из жизни животных и человека, их анатомическое строение и биохимическая структура, включая молекулу ДНК. Вместе с пластинкой в футляр упакованы фонографическая капсула и игла для воспроизведения записи. На футляре выгравирована схема, изображающая установку иглы на поверхности записи, скорость проигрывания и способ преобразования видеосигналов в изображение.

В двоичном коде сделаны необходимые разъяснения и указано местоположение Солнечной системы относительно 14 мощных пульсаров. В качестве «мерной линейки» указана сверхтонкая структура молекулы водорода (1420 МГц).

Кроме изображений, на диске записаны и звуки: шёпот матери и плач ребёнка, голоса птиц и зверей, шум ветра и дождя, грохот вулканов и землетрясений, шуршание песка и океанский прибой.

Человеческая речь представлена на диске короткими приветствиями на 55 языках народов мира. По-русски сказано: «Здравствуйте, приветствую вас!». Особую главу послания составляют достижения мировой музыкальной культуры. На диске записаны произведения Баха, Моцарта, Бетховена, джазовые композиции Луи Армстронга, Чака Берри, народная музыка многих стран.

На диске записано также обращение Картера, который в 1977 году был президентом США. Вольный перевод обращения звучит так:

«Этот аппарат создан в США, стране с населением 240 млн. человек среди 4-миллиардного населения Земли. Человечество всё ещё разделено на отдельные нации и государства, но страны быстро идут к единой земной цивилизации.

Мы направляем в космос это послание. Оно, вероятно, выживет в течение миллиарда лет нашего будущего, когда наша цивилизация изменится и полностью изменит лик Земли… Если какая-либо цивилизация перехватит «Вояджер» и сможет понять смысл этого диска - вот наше послание:

Это - подарок от маленького далёкого мира: наши звуки, наша наука, наши изображения, наша музыка, наши мысли и чувства. Мы пытаемся выжить в наше время, чтобы жить и в вашем. Мы надеемся, настанет день, когда будут решены проблемы, перед которыми мы стоим сегодня, и мы присоединимся к галактической цивилизации. Эти записи представляют наши надежды, нашу решимость и нашу добрую волю в этой Вселенной, огромной и внушающей благоговение».

В 2015 году НАСА приняло решение выложить в интернет все звуки с золотой пластинки для зондов «Вояджеров». Ознакомиться с ними может любой желающий на сайте НАСА.

Аппараты покидают Солнечную систему

После встречи с Нептуном траектория «Вояджера-2» отклонилась к югу. Теперь его полёт проходит под углом 48° к эклиптике, в южной полусфере. «Вояджер-1» поднимается над эклиптикой (начальный угол 38°). Аппараты навсегда покидают пределы Солнечной системы.

Технические возможности аппаратов таковы: энергии в радиоизотопных термоэлектрических батареях хватит для работы по минимальной программе примерно до 2025 года. Проблемой может стать возможная потеря Солнца солнечным датчиком, так как с большого расстояния Солнце становится всё более тусклым. Тогда направленный радиолуч отклонится от Земли, и приём сигналов аппарата станет невозможным. Это может произойти около 2030 года.

Теперь из научных исследований программы Вояджер на первом месте - изучение переходных областей между солнечной и межзвёздной плазмой. «Вояджер-1» пересёк гелиосферную ударную волну (англ. termination shock) в декабре 2004 года на расстоянии 94 а. е. от Солнца. Информация, поступающая с «Вояджера-2», привела к новому открытию: хотя аппарат на тот момент ещё не достиг данной границы, но получаемые от него данные показали, что она асимметрична - её южная часть примерно на 10 а. е. ближе к Солнцу, чем северная (вероятное объяснение - влияние межзвёздного магнитного поля). «Вояджер-2» пересёк гелиосферную ударную волну 30 августа 2007 года на расстоянии 84,6 а. е. Ожидается, что аппараты пересекут гелиопаузу примерно через 10 лет после пересечения гелиосферной ударной волны.

Космический аппарат «Вояджер-2», запущенный 20 августа 1977 года, пересёк в августе 2007 года границу Солнечной системы (точнее, гелиосферы). 10 декабря 2007 года NASA сообщило о результатах анализа данных, присланных «Вояджером».

На определённом расстоянии скорость солнечного ветра резко падает и перестаёт быть сверхзвуковой. Область (практически поверхность), в которой это происходит, называется границей ударной волны (termination shock или termination shockwave). Это и есть граница, которую пересекли «Вояджеры». Можно считать её границей внутренней гелиосферы. По некоторым определениям, гелиосфера здесь и кончается.

«Вояджер-2» подтвердил, что гелиосфера - не идеальный шар, она сплющена: её южная граница находится ближе к Солнцу, чем северная. Кроме того, аппарат сделал ещё одно неожиданное наблюдение: торможение солнечного ветра за счёт противодействия межзвёздного газа должно было бы приводить к резкому повышению температуры и плотности плазмы ветра. Действительно, на границе ударной волны температура была выше, чем во внутренней гелиосфере, но всё равно в 10 раз меньше, чем ожидалось. Чем вызвано расхождение и куда уходит энергия, неизвестно.

«С этими двигателями, которые все еще функционируют после 37 лет простоя, мы сможем продлить срок службы космического корабля «Вояджер-1» на два-три года», - заявила Сюзанна Додд, руководитель проекта «Вояджер» в Лаборатории реактивного движения NASA. Двигатели планируется использовать для корректировки ориентации аппарата, с тем чтобы его антенны были направлены на Землю. Сигнал к космическому аппарату шел 19 часов 35 минут.

Команда на запуск двигателей была дана во вторник, 28 ноября. О ее успешном выполнении ученые узнали на следующий день, когда получили ответ со станции. Для того чтобы выполнить эту процедуру, ученые изучили документацию на программное обеспечение аппарата, которое было написано на устаревшем к этому времени языке программирования.

40 лет назад были запущены космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Всего за 12 лет они пролетели вблизи четырех больших планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Оба космических зонда работают непрерывно и посылают данные на Землю, хотя в настоящее время они находятся далеко за пределами орбиты Плутона.

Давайте вернемся в 1965 год, когда активно шло соревнование за первенство в высадке на Луну, а у НАСА были деньги и уверенность в осуществлении большой мечты.

В тот момент никто и не думал о «Вояджере», потому что все считали, что космическая техника еще не была готова для путешествий длинной во много миллиардов километров за пределы Солнечной системы.

Но уже были деньги для приглашения на работу молодых и многообещающих математиков, занимавшихся наукой в крупном исследовательском центре Калифорнии JPL, и двое из этой группы математиков создали основу для разработки «Вояджера».

Майкл Минович (Michael Minovich) и Гэри Флэндроу (Gary Flandro) получили задание исследовать возможные траектории полета космических зондов в Солнечной системе. Это было исследование под лозунгом «Своевременная осмотрительность», которое должно было продолжаться до того момента, пока ракетная техника не достигнет необходимого уровня развития.

Никто не рассчитывал на какие-либо выдающиеся результаты, но эти два молодых математика установили, что в период с 1976 по 1979 год существует уникальная возможность для запуска космического зонда в полет вблизи четырех крупных планет без больших затрат горючего. Это была возможность, которая возникала раз в 176 лет. Именно в эти три года планеты располагались таким образом, что было можно использовать гравитацию одной планеты для полета зонда дальше к следующей планете.

Контекст

В какой части Солнечной системы оказался «Вояджер 1»?

Boing Boing 13.09.2013

«Вояджер-1» обнаружил странный участок на краю Солнечной системы

Wired Magazine 01.07.2013

Человечество стремится за пределы Солнечной системы

The Verge 21.03.2013 Это было удачным открытием. Последний раз это происходило в 1801 году, когда мы были заняты войнами Наполеона и Копенгагенским морским сражением. А вот следующий раз это произойдет в 2153 году.

НАСА не упустило эту возможность: были быстро разработаны планы большой экспедиции по Солнечной системе.

Планировалось послать по меньшей мере четыре космических зонда и помимо этого исследовать далекий Плутон. В 1976-77 году планировалось отправить два зонда к Юпитеру, Сатурны и Плутону, а в 1979 — еще два зонда к Юпитеру, Урану и Нептуну.

Но американскому Конгрессу, узнавшему, что этот проект стоит больше миллиарда долларов, это пришлось не по душе. В то время это были большие деньги. Конгресс хотел выделить деньги только для двух космических зондов, которые воспользуются благоприятным расположением планет для исследования Юпитера и Сатурна.

НАСА готовится к «Большой прогулке»

НАСА совершила небольшой акт гражданского неповиновения, который, правда, сейчас уже прощен.

«Вояджер-1» точно выполнял официальный план, который ограничивался посещением лишь Юпитера и Сатурна, что дало возможность с близкого расстояния исследовать спутник Юпитера Ио и большой спутник Сатурна Титан.

Но это также означало, что «Вояджер-1» получил орбиту, с которой невозможно было лететь дальше к Урану и Нептуну. У ученых была тайная мысль держать в запасе «Вояджер-2». Он получил медленный трек и поэтому все время летел за «Вояджером-1». Пока «Вояджер-1» решал свои задачи, «Вояджеру-2» было позволено выполнить первоначальную миссию и лететь к четырем большим планетам, то есть совершить «Большую прогулку», как потом назвали эту экспедицию.

У этого решения было смешное последствие: «Вояджер-2» был запущен до «Вояджера-1». В результате этого быстрый «Вояджер-1» первым достиг Юпитера и Сатурна. А медленный «Вояджер-2» должен был довольствоваться вторым местом, но зато получил возможность стать первым зондом, достигшим Урана и Нептуна.

Большой недосмотр приводит к дополнительной работе

Поэтому «Вояджер-2» был запущен 20 августа. И хотя это был «медленный» зонд, он тем не менее достиг скорости в 52 тысячи км в час, в результате чего пролетел мимо орбиты Луны менее чем за 10 часов.

Две недели спустя был запущен быстрый «Вояджер-1», и теперь все надеялись на спокойный полет к Юпитеру. Но тут произошел сбой, в результате которого немалому числу инженеров в течение последующих 12 лет пришлось работать сверхурочно.

Центр управления забыл отправить рутинное сообщение «Вояджеру-2». Когда компьютер «Вояджера-2» не получил ожидаемого сообщения, то в его инструкции было записано, что это может произойти только в случае неисправности бортового приемника. Считалось, что центр управления просто не мог забыть об этой операции.

«Вояджер-2» послушно перешел на запасной приемник, но тот не имел соответствующей настройки и мог принимать сигналы только в очень узком диапазоне частот 96 герц, и это создало проблемы.

Центр управления естественно посылал сигналы на совершенно определенной частоте, но поскольку «Вояджер» двигался очень быстро относительно Земли, из-за эффекта Допплера он принимал сигнал на другой частоте. Поэтому приемник был настроен таким образом, чтобы принимать сигналы в диапазоне 100 000 герц.

«Вояджер-2» молчал

Первой реакцией был перевод «Вояджера-2» к главному приемнику, но этот приемник тотчас же полностью сломался. В результате НАСА лишилось возможности посылать команды космическому зонду.

Это оказалось гораздо более серьезной проблемой, чем ожидалось. Скорость относительно Земли рассчитывалась легко, но гораздо хуже было то, что даже очень небольшие изменения температуры зонда величиной менее 0,3 градуса так сильно меняли частотный диапазон приемника, что контакт с Землей прерывался. Было обнаружено, что даже при включении одного прибора или использовании одного из двигателей управления температура космического зонда менялась.

Инженеры НАСА в течение нескольких лет разработали полную математическую модель «Вояджера», которая могла рассчитать температуру зонда с точностью до одной сотой градуса. Модель разрабатывалась в течение всего полета зонда к Нептуну, связь с ним прерывалась на несколько дней.

«Вояджер» посылает первые снимки на Землю

В марте 1979 года «Вояджер-1» достиг Юпитера, и ученые были буквально поражены фантастическими фотографиями, присланными в центр: облака и красное пятно на Юпитере, оранжевый спутник Ио и белая, вся покрытая льдом Европа.

Ученые узнали, что значит понятие «Instant Science» (моментальная наука), когда журналисты в JPL сразу попросили дать пояснения о фотографиях, которые поступили всего несколько часов назад и поэтому не были тщательно проанализированы экспертами.

Для много ученых, привыкших к спокойной жизни и вдруг очутившихся в большой аудитории перед десятками желающих получить ответ журналистов, это стало настоящим испытанием.

Дождливая погода над Австралией создает проблемы

Во время полета зонда над Австралией, где расположена крупная станция слежения, сильный дождь создал проблемы. «Вояджер» посылал свои данные на Землю только на волне 3,6 см, а радиоволны столь короткой длины с трудом проходили через дождевые облака. Из-за этого пропадали данные за нескольких часов.

Но неожиданное событие произошло лишь спустя несколько дней, когда «Вояджер-1» был на пути от Юпитера к Сатурну.

Для надежной навигации необходимо точно знать положение «Вояджера», а это должно было, в частности, происходить с помощью фотографирования спутника Ио вместе с массой звезд на заднем плане. Поэтому применялась большая выдержка съемки, в результате чего Ио на фотографии выглядел как освещенный белый диск.

Задачу анализа фотографий на компьютере выполняла молодая сотрудница навигационной команды Линда Морабито (Linda Morabito). Она обнаружила, что над Ио находилось нечто, напоминающее облако. На Ио нет атмосферы, поэтому никто не ожидал, что в нескольких сотнях километров над поверхностью будут облака.

Приливно-отливные силы и вулканическая активность

Сразу же возникло подозрение, что это было извержение вулкана, но эксперты, которые могли изучить фотографии, были на отдыхе в выходные дни. Поэтому прошло целых три дня, прежде чем НАСА смогло рассказать, что были открыты первые активно действующие вулканы за пределами Земли.

Эта новость имела особое значение для трех американских ученых. Всего лишь неделю назад они опубликовали в Science статью, где предсказали существование вулканов как следствие действовавших на Ио мощных приливно-отливных сил Юпитера и соседних спутников Европы и Ганимеда.

Спустя четыре месяца «Вояджер-2» подошел к Юпитеру. Теперь ученые были готовы следить за вулканами на Ио и внимательнее рассмотреть неповрежденную ледяную поверхность Европы. Сегодня существует мнение, что эта ледяная поверхность скрывает море, глубина которого может достигать 100 км и в котором может существовать жизнь.

И благодаря измерениям «Вояджера» мы теперь знаем, что приливно-отливные силы заставляют твердую поверхность Ио двигаться вверх и вниз с перепадом высот до 100 метров. Поэтому не удивительно, что тепло, возникающее в результате этого, приводит к мощной вулканической активности.

«Вояджер-1» подлетает близко к Титану

Наступило спокойное время перед подлетом «Вояджера-1» к Сатурну в ноябре 1980 года. Ученые могли снова просто сидеть и с восторгом рассматривать фантастические фотографии колец Сатурна. Однако самые большие ожидания были связаны с полетом вблизи Титана. Этот полет мимо Титана исключал для «Вояджера-1» возможность продолжать полет к Урану и Нептуну.

Но единственным, что можно было увидеть, был совершенно непроницаемый оранжевый облачный покров. Тем не менее, был изучен состав атмосферы, который в основном состоит из углекислого газа с небольшим количеством метана. Поверхностное давление было в 1,6 раза сильнее земного.

Измерения показали, что в оранжевой дымке вокруг Титана возникают большие количества органических молекул, когда свет солнца воздействует на метан. Это значит, что Титан во всяком случае получает много молекул, являющихся предпосылкой к возникновению жизни. К сожалению, измерения показали температуру минус 180 градусов. Это холодновато для жизни, но это температура, дающая хорошую возможность найти на поверхности моря метан.

Должно было все-таки пройти 30 лет, прежде чем космический зонд Кассини с помощью радара смог несмотря на облачный покров увидеть знаменитые моря метана на северном и южном полюсах Титана.

«Вояджер-2» снова сталкивается с проблемами

«Вояджер-2» в августе 1981 года долетел до Сатурна, и сначала все шло хорошо несмотря на проблемы с приемником. Он сфотографировал маленький спутник Энкелад, на котором, как мы сегодня знаем, из трещин на покрытой льдом поверхности вырываются громадные гейзеры, и сделал фотографии ледяного спутника Гипериона, который очень напоминает губку для мытья.

Но потом начались проблемы. Заело поворотную платформу с научными приборами, была потеряна масса данных. Снова инженеры должны были работать дополнительно, но положение продолжало ухудшаться, потому что у НАСА из-за сокращений штата сотрудников было 108 человек вместо 200.

Большая рабочая нагрузка привела к физической и психической усталости многих сотрудников.

Но неполадки были установлены, они были связаны с коробкой передач, управляющей поворотной платформой. Проблема заключалась в смазке. При быстром повороте платформы смазка в невесомости слетала с зубчатых колес, это означало, что металлические части касались друг друга. Появлялись и отрывались маленькие металлические стружки, блокировавшие движение. Проблемы можно было избежать медленным поворотом платформы.

Полет к Урану

К счастью, было достаточно времени для решения этой проблемы, потому что «Вояджер-2» должен был лететь от Сатурна до Урана почти пять лет. Тем не менее это было трудное время, потому что, как уже было сказано, полет к Урану проходил не совсем спокойно.

Нужно было модернизировать три большие станции слежения в Калифорнии, Испании и Австралии, чтобы они смогли принимать необычайно важные сигналы от маленького передатчика «Вояджера», мощность которого составляла всего 20 ватт. Один из способов — с помощью электронных приборов соединять большие параболические антенны размером в 64 метра с меньшими антеннами размером в 34 метра, чтобы они могли функционировать как одна большая.

Другой проблемой была большая скорость, на которой «Вояджер-2» пролетал мимо Урана. Фотографии получались очень смазанными, так как солнечный свет в районе Урана настолько слаб, что необходимо долго выдерживать кадр. Все это помогло найти гениальные решения — в дополнение к тому, что было сделано с поворотной платформой (В конце концов все закончилось тем, что вместо поворота одной лишь платформы из опасений, что ее снова заклинит, стали поворачивать весь космический зонд).

Несчастный случай при встрече с Ураном

Когда «Вояджер-2» подлетел к Урану в январе 1986 года, единственным, что можно было разглядеть, был большой голубовато-зеленый шар без видимых признаков облаков. То, что «Вояджер» видел, казалось слоем дымки в глубокой атмосфере, состоящей из легкого водорода и гелия с небольшим количеством метана и других углеводов.

Но полет «Вояджера» запомнился кое-чем иным.

28 января 1986 года НАСА должно было представить первые фотографии небольших спутников Урана — в частности, Миранду, где, как оказалось, есть отвесные ледяные скалы высотой почти в 10 километров. Но пресс-конференция так и не состоялась, потому что на телевизионных экранах аудитории появились другие кадры. Был показал взрыв космического челнока «Челленджера», при котором погибли семь астронавтов.

Снова и снова показывали белое облако пара от взрыва и два вспомогательных ракетных двигателя, разлетавшихся в разные стороны. После этого никто не захотел участвовать в пресс-конференции, посвященной Урану. Поэтому «Вояджер-2» тихо покинул Уран и начал свой трехлетний путь к Нептуну.

Прощание и новое начало

В августе 1989 года «Вояджер-2» подлетел к Нептуну — последней цели «Большой прогулки», которую конгресс никогда не разрешал.

На этот раз речь шла о настоящем празднике космических аппаратов в Пасадене, где находится JPL. В нем приняли участие тысячи людей, которые были вознаграждены интересными фотографиями красивого голубого Нептуна с белыми облаками, которых шторм гнал со скоростью 2 000 км в час.

По-прежнему остается загадкой, как планета на таком большом расстоянии от Солнца и с очень низкой температурой — минус 215 градусов = может иметь достаточно энергии, чтобы создавать такие мощные бури.

Вскоре пришло время сказать прощай «Вояджеру-2». и этим прощанием были фотографии большого ледяного спутника Тритон, который удивил наличием гейзеров. Было найдено по меньшей мере 50 мест с длинными темными следами некой формы извержения.

Некоторые фотографии показывают, что высота гейзеров достигает 8 километров, где они встречают некий реактивный поток в очень разреженной атмосфере. Она растягивает отвесные гейзеры, превращая их в длинные полоски дыма. Считается, что гейзеры — такие темные, потому что они состоят не только из пара, но также содержат пыль и органические вещества.

Полет только начался

Полет мимо Нептуна был окончанием «Большой прогулки», путешествия, которое с полным правом можно сравнить с посадками на Луну. Но это не было прощанием с Солнечной системой, которую ни «Вояджер-1», ни «Вояджер-2» пока еще не покинули.

Чтобы отметить завершение, была сделана прощальная фотография всех планет Солнечной системы в 1990 году. На них Земля видна как маленькая «светло-голубая точка». Этот снимок нашей Земли с расстояния в 6 миллиардов км стал неким символом, показывающим, как мало места мы, собственно, занимаем во вселенной.

Оба зонда «Вояджер» сейчас находятся далеко от орбиты Плутона и от пояса Койпера, состоящего из небольших ледяных планет. Но им еще предстоит проделать путь продолжительностью в тысячи лет, прежде чем они достигнут последнего форпоста нашей Солнечной системы, а именно — Облака Оорта, которое считают местом рождения многих комет.

«Вояджер-1» установил рекорд, пройдя расстояние в 141 астрономических единиц от Солнца (одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца).

Медленный «Вояджер-2» проделал путь длинной всего в 116 ае. Оба зонда постоянно посылают на Землю данные, которые сейчас в основном касаются солнечного ветра и магнитного поля Солнца.

Ученые надеются поддерживать контакт с обоими старыми космическими зондами до 2025 года. Эти два зонда являются почти вечными представителями человечества, хотя они вряд ли будут найдены какой-нибудь другой цивилизацией.

Послание землян

Оба «Вояджера» несут с собой послание землян, написанное на покрытой золотом 30-сантиметровой пластине, установленной на их борту.

Послание разработано комиссией под руководством известного астронома и астробиолога Карла Сагана (Carl Sagan, 1934 — 1996). Поскольку вероятность того, что эти зонды когда-либо будут найдены, бесконечно мала, можно воспринимать это послание как послание нам самим.

Оно включает в себя как картинки, так и звуки, которые в зашифрованном виде размещены на пластине. Это серия картинок, описывающих, как можно воспроизвести содержание пластины. Воспроизведение должно идти со скоростью 16 2/3 оборота в минуту с использованием иглы, которая прилагается к пластине. Это старомодно, но технически надежно, если получатели сумеют разобраться в серии рисунков.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

МОСКВА, 20 авг - РИА Новости, Ольга Добровидова. Космический аппарат "Вояджер-2", который сейчас находится у границ Солнечной системы, отмечает 33-летие запуска - 20 августа 1977 года зонд начал свой путь к планетам-гигантам, Юпитеру и Сатурну, и одно из самых значительных путешествий в истории космических исследований.

Несмотря на почтенный для космического аппарата возраст и 13,8 миллиарда километров, отделяющих его от "родины", "Вояджер-2" не только передает на Землю научную информацию, но и периодически оказывается ньюсмейкером. Правда, поводы для этого вполне соответствуют образу "пенсионера": 22 апреля у зонда начались проблемы с передачей научной информации , из-за сбоя ученые не могли расшифровать данные.

Диагностика показала, что источником проблем стал сбой в одной из ячеек памяти бортового компьютера: значение в ячейке изменилось с нуля на единицу. Команда инженеров проекта отправила на аппарат команды перезагрузки 19 мая, и после подтверждения нормальной работы бортового компьютера "Вояджер-2" переключили в обычный режим.

Летом зонды-"близнецы", составляющие проект "Вояджер", прошли своеобразный рубеж "на подступах" к юбилеям запуска - 12 тысяч дней полета. "Вояджер-1", отставший от "брата" на две недели, отметит свое 33-летие 5 сентября.

Руководители проектной команды "Вояджеров" рассказали РИА Новости, чем "думают" и "дышат" аппараты, какие еще открытия могут ждать их впереди и будет ли НАСА высылать "погоню" за космическими долгожителями, которые сейчас являются самыми далекими от Земли действующими искусственными объектами.

Межпланетный вояж

Изначально Лаборатория реактивного движения (JPL) НАСА, управляющая проектом, планировала, что "Вояджеры" изучат Юпитер и Сатурн вместе с крупными спутниками этих планет. Исходя из такой программы, космические аппараты были рассчитаны на пять лет работы. Однако, как и в случае марсоходов "Спирит" и "Оппортьюнити" и множества других космических зондов, "Вояджеры" превзошли самые смелые ожидания создателей.

Вся миссия 1977 года была построена вокруг редкой расстановки Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, случающейся примерно раз в 175 лет. Положение планет позволило бы с минимальными затратами энергии и времени изучить их все. Однако создание такого аппарата сочли слишком дорогостоящим проектом, и "Вояджеры" нацелились лишь на Юпитер и Сатурн, говорится в исторической справке JPL.

Оба зонда добрались до Юпитера в 1979 году. "Вояджер-1" пролетел Сатурн в 1980 году, после чего траектория полета вывела его за пределы плоскости эклиптики, в которой движутся планеты Солнечной системы. Его "брат", пройдя Сатурн годом позже, оказался на пути к Урану. Выяснив, что аппарат сможет двигаться дальше с работающими инструментами, НАСА продлило миссию, и "Вояджер-2" оказался первым и пока единственным зондом, достигшим Урана и Нептуна.

После пролета Нептуна в 1989 году проект переименовали в "Межзвездную миссию Вояджер". Сейчас аппараты пересекли внутреннюю границу гелиосферы - так называемую границу ударной волны (termination shock). Впереди у "близнецов" гелиопауза, граница Солнечной системы, успешно пройдя эту "финишную ленточку", "Вояджеры" окажутся первыми зондами, работающими в межзвездной среде.

Анатомия героев

Сегодня у "Вояджеров", которых "снаряжали" для планов гораздо менее амбициозных, чем их нынешние достижения, отключена половина оборудования: работают лишь пять из десяти исходных инструментов. Зонды все еще могут изучать солнечный ветер, обнаруживать заряженные частицы низких энергий, измерять космическое излучение, напряженность и направление магнитного поля, а также "слушать" радиоволны. "Вояджер-1" при этом собирает и данные об ультрафиолетовом излучении, для чего ему пришлось "поступиться" наблюдениями за солнечным ветром.

Ограничивают размах ученых два фактора - источники энергии аппаратов и их электронная "начинка". Радиоизотопные источники питания "Вояджеров" работают на плутонии-238. При распаде плутония выделяется тепло, которое термоэлектрические элементы превращают в электричество. Постепенно мощность, генерируемая источниками питания, снижается, и инженерам приходится отключать второстепенные инструменты, экономя энергию для самых важных.

"Примерно в 2025 году энергии от источников питания будет хватать только на поддержку системы коммуникации, но не на научные инструменты", - сказал менеджер проекта "Вояджер" Эд Мэсси (Ed Massey).

Второе существенное ограничение - "мозги" аппаратов, запущенных в космос еще до создания первого персонального компьютера. Как пояснил Мэсси, на борту "Вояджеров" по шесть компьютеров, которые представляют три типа - компьютерную командную систему (Computer Command System), систему полетных данных (Flight Data System) и систему управления положением аппарата и соединениями (Attitude and Articulation Control System).

Общее количество "слов" - единиц данных определенной длины, которые перемещаются между процессором и хранилищем данных, на эти шесть компьютеров составляет около 32 тысяч.

"По моим подсчетам, на все шесть компьютеров (одного зонда) приходится всего около 557 килобайт - пустяки по сравнению с сегодняшними микропроцессорами. Мы, наверное, могли бы все нужные функции выполнять на одной современной плате, где еще осталось бы место для твердотельного накопителя и огромного количества программ контроля ошибок", - рассказал Мэсси.

Он добавил, что современные процессоры гораздо быстрее работающих на "Вояджерах", а сопоставимая система требовала бы меньшего количества энергии. С другой стороны, стали бы сложнее программы, но вместе с тем они были бы более гибкими и функциональными.

Большие достижения

Четыре планеты-гиганта, удаленные от Земли, астрономы изучали с помощью телескопов, поэтому "Вояджеры", подойдя к этим небесным телам "поближе", буквально засыпали ученых интересными фактами и измерениями стандартных характеристик планет и их спутников.

У Юпитера зонды обнаружили три новых спутника - Адрастею, Метиду и Фиву, а также бледное кольцо из пыли. Ганимед при ближайшем рассмотрении оказался самым большим спутником планеты в Солнечной системе, Ио - первым космическим объектом, на котором обнаружились активные вулканы, а Европа - покрытой 30-километровой коркой льда, под которой может оказаться океан глубиной в 50 километров.

"Вояджеры" нашли новые кольца у Сатурна, а также открыли существование спутников-"пастухов", которые, взаимодействуя с кольцами, удерживают их форму. Зонды также детально изучили атмосферу планеты, обнаружив в ней мощные ветры со скоростью до 1,8 тысячи километров в час. "Вояджер-1" обнаружил у спутника Сатурна, Мимаса, огромный кратер, след от столкновения с объектом, который едва не разрушил спутник и одновременно сделал его знаменитым - с кратером Мимас похож на "Звезду смерти", космический корабль из саги "Звездные войны". Именно "Вояджеры" во многом проложили дорогу зонду "Кассини", который сейчас изучает Сатурн и его спутники.

К Урану и Нептуну "Вояджер-2" уже направился в одиночестве. Зонд доказал существование у Урана магнитного поля, которое из-за необычного положения планеты, "лежащей на боку", имеет закрученный "хвост", а также обнаружил сразу десять спутников планеты. У Нептуна "Вояджер-2" также открыл шесть из восьми известных спутников и "поймал" самые мощные в Солнечной системе ветры - в районе Большого темного пятна планеты их скорость доходит до 2 тысяч километров в час.

"Наверное, самое важное открытие, сделанное "Вояджерами", - неожиданное и невероятное разнообразие небесных тел в Солнечной системе. Мы сделали много важных открытий, но если бы мне пришлось выбрать какое-то одно, я бы выделил открытие восьми активных вулканов на спутнике Юпитера, Ио. Хотя, обнаружив, что поверхность Европы выглядит как ледяная шапка на поверхности океана, мы также, возможно, сделали открытие, не менее важное для продолжающихся поисков внеземной жизни", - заключил научный руководитель проекта доктор Эд Стоун (Ed Stone).

Продолжив путь уже в рамках межзвездной миссии, "Вояджеры" не перестали удивлять ученых. В частности, когда границу ударной волны пересек второй зонд, выяснилось, что гелиосфера - пузырь, "надуваемый" Солнцем, - не идеально круглая, а сплющенная. Пройдя большую часть пояса Койпера - области Солнечной системы за орбитой Нептуна, "Вояджер-1" не встретился ни с одним объектом. Облако Оорта, гипотетический следующий "круг" небесных тел и источник комет, еще слишком далеко от зондов и пока останется неизведанным - к моменту его достижения с "Вояджерами" уже не будет связи.

В ближайших "планах" у зондов - гелиопауза, теоретическая граница, где солнечный ветер уже смешивается с межзвездным веществом. Если "Вояджеры" "донесут" до нее свои научные инструменты, исследователи смогут зафиксировать прохождение гелиопаузы по смене направления, интенсивности и скорости космического ветра - за границей Солнечной системы этот ветер создают уже взрывы массивных звезд.

Фотография на память

Среди бесчисленного множества снимков, сделанных зондами, особо стоит выделить знаменитый "Семейный портрет" (Family Portrait) - мозаику из 60 фотографий планет Солнечной системы, сделанных "Вояджером-1" в 1990 году. Идею сфотографировать "семейство" планет активно продвигал известный американский астроном Карл Саган (Carl Sagan), тогда работавший в группе обработки изображений миссии.

На снимке нет Меркурия и Марса - с расстояния примерно в 6 миллиардов километров, где 20 лет назад находился аппарат, их не увидеть в блеске Солнца - а также Плутона, слишком маленького и далекого для камеры "Вояджера-1". Сама Земля на снимке выглядит как едва различимая бледно-голубая точка. Под этим названием (Pale Blue Dot) фотография планеты, откуда стартовал "фотограф", стала не менее знаменитой, чем снимок с "Аполлона-17", так называемый "синий мраморный шарик" (Blue Marble).

Стоун и Мэсси пояснили, что после легендарных снимков камеры и направляющую их автоматику отключили в целях экономии энергии и объема памяти. Кроме того, JPL "распустила" часть проектной команды, занимавшейся обработкой фотографий с "Вояджеров", поэтому больше фотографий с дальних пределов мы не увидим.

"К тому же мы считаем, что там уже нечего фотографировать, особенно в слабо освещенной области, где сейчас находятся аппараты. Даже если бы мы сделали какой-то снимок, передача его на Землю стала бы проблемой, поскольку уже нет ни людей, ни оборудования", - добавил Мэсси.

Где-то там за горизонтом

"Час икс" для двух космических долгожителей, по словам Мэсси и Стоуна, наступит где-то в районе 2025 года, когда энергии перестанет хватать для научной работы. В этот момент "Вояджер-1" будет удален от Солнца примерно на 166 астрономических единиц (24,8 миллиарда километров), а "Вояджер-2" - на 138 астрономических единиц (20,6 миллиарда километров). Первый близнец направляется к созвездию Жирафа, а второй - к галактике Андромеды, которая, в свою очередь, сама движется к Млечному Пути. По оценкам ученых, проходя более 440 миллионов километров в год, "Вояджеры" доберутся до ближайших к Солнцу звезд за 1 миллион лет.

На случай, если аппараты обнаружат разумные существа, на борту "Вояджеров" для них есть "открытка" от землян: золоченый диск с записью звуков Земли, приветствий на 55 языках мира, музыки разных жанров, в том числе джаза, а также с текстом приветствий президента США Джимми Картера и генсека ООН Курта Вальдхайма. На пластине, закрывающей диск, выгравирована инструкция, как следует воспроизводить запись, карта расположения Солнечной системы относительно наиболее ярких пульсаров, а также схематическое изображение молекулы водорода.

Если по счастливому стечению обстоятельств аппараты в 2025 году еще будут работать, команде проекта наверняка придется принимать непростое решение.

"Не знаю, как это сделают в 2025 году, но я бы отключил все инструменты, когда уровень энергии подойдет к нижнему пределу, и оставил только систему коммуникации. Вероятно, мы могли бы провести инженерные тесты, полезные для будущих аппаратов, которые пройдут такие расстояния от Земли", - предположил Мэсси.

Отвечая на вопрос о том, планирует ли НАСА продолжать изучение внешних пределов Солнечной системы с помощью специальных миссий, которые отправятся туда "без остановок", представитель руководства агентства сообщил, что такие планы, если они появятся, будут изложены в очередном Обзоре приоритетных направлений работы (Decadal Survey). Такие обзоры готовит Национальный исследовательский совет (NRC), который задает цели на очередное десятилетие. В области астрофизики и астрономии, в частности, такими приоритетами стали поиск экзопланет и исследование темной энергии.

Пока на Земле воздерживаются от комментариев, в космосе уже движется к Плутону вероятный "наследник" идей "Вояджеров", зонд New Horizons. Его основная цель - Плутон и его спутники, Харон, Никта и Гидра. Ожидается, что аппарат подойдет к Плутону на минимальное расстояние в июле 2015 года.

После этого он может продолжить исследования объектов в поясе Койпера, а затем и последовать примеру "юбиляров". К слову, ностальгические снимки планет, которые зонд оставляет за собой, New Horizons уже делает: в июле команда проекта опубликовала фотографию Юпитера, намекнув на имеющиеся планы "Семейного портрета 25 лет спустя".

Предыдущая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства Следующая статья: Чему равна скорость света

Данные с вояджера. Путешествие в бездну