«Вояджер» и «Пионер» - спутники покинувшие Солнечную систему. Миссия вояджер

Фаза пролета NE (Near Encounter) началась 22 января за 54 часа до встречи с Ураном. В этот же день планировался запуск «Челленджера», в экипаж которого была включена школьная учительница Криста МакОлифф. По свидетельству руководителя группы планирования миссии Voyager Чарлза Колхейза (Charles Е. Kohlhase), Лаборатория реактивного движения направила в NASA официальную просьбу сдвинуть старт шаттла на неделю, чтобы «развести» два высокоприоритетных события, но получила отказ. Причина была связана не только с напряженным графиком полетов по программе Space Shuttle. Почти никто не знал, что по инициативе Рональда Рейгана в программу полета «Челленджера» была включена церемония выдачи Кристой символической команды «Вояджеру» на исследование Урана. Увы, старт шаттла в силу различных причин задержался до 28 января - дня, когда «Челленджер» потерпел катастрофу.

Итак, 22 января Voyager 2 начал исполнять первую пролетную программу В751. Помимо регулярной съемки спутников, она включала мозаику колец Урана и цветную съемку Умбриэля с расстояния около 1 млн км. На одном из снимков 23 января Брэдфорд Смит нашел еще один спутник планеты - 1986 U9; впоследствии ему дали имя VIII Бьянка.

Интересная деталь: в 1985 г. советские астрономы Н. Н. Горькавый и А. М. Фридман попытались объяснить структуру колец Урана орбитальными резонансами с еще не открытыми спутниками планеты. Из предсказанных ими объектов четыре - Бьянка, Крессида, Дездемона и Джульетта - были найдены в действительности командой «Вояджера», и будущий автор «Астровитянки» получил Государственную премию СССР за 1989 год.
Тем временем навигационная группа выдала самые свежие целеуказания для приборов в программу В752, которая была загружена и активизирована за 14 часов до встречи. Наконец, 24 января в 09:15 оперативное дополнение LSU было отправлено на борт и принято за два часа до начала исполнения. Voyager 2 шел с опережением графика на 69 секунд, так что «подвижный блок» программы пришлось сместить на один шаг по времени, то есть на 48 сек.
Таблица основных баллистических событий этапа пролета Урана представлена ниже. В первой ее половине приведены расчетные времена - бортовое по Гринвичу и относительно максимального сближения с планетой - и минимальные расстояния до Урана и его спутников по прогнозу августа 1985 г. Во второй половине даны фактические значения из работы Роберта Джейкобсона (Robert A. Jackobson) с коллегами, опубликованной в июне 1992 г. в The Astronomical Journal. Здесь приводится эфемеридное время ЕТ, которое используется в модели движения тел Солнечной системы и которое во время описываемых событий было на 55.184 сек больше UTC.

Основные баллистические события встречи с Ураном 24 января 1986 года
Время, SCET	Время от пролета, час:мин:сек	Событие	Радиус объекта, км	Расстояние от центра объекта, км
Предварительный прогноз




		Нисходящий узел орбиты, плоскость колец
		Уран, минимальное расстояние
		Прохождение за кольцом ε
		Прохождение за кольцом 6
		Вход в тень
		Заход за Уран

		Выход из тени
		Выход из-за Урана
		Прохождение за кольцом 6
		Прохождение за кольцом ε
Результаты обработки навигационной и фотографической информации
		Титания, минимальное расстояние
		Оберон, минимальное расстояние
		Ариэль, минимальное расстояние
		Миранда, минимальное расстояние
		Уран, минимальное расстояние
		Заход за Уран
		Умбриэль, минимальное расстояние
		Выход из-за Урана

Следует отметить, что изменения характера радиосигнала в ходе пролета регистрировались на Земле с задержкой на 2 час 44 мин 50 сек, а вот снимки записывались на борту, и передача их в реальном масштабе времени не предполагалась. Эта волнующая процедура была назначена на 25 января.
В день встречи с Ураном на борту «Вояджера» выдал пять сбоев компьютер подсистемы ориентации и приводов AACS (Attitude and Articulation Control System). К счастью, на выполнении программы они не сказались.
В пятницу 24 января начиная с 04:41 UTC в течение примерно четырех часов фотополяриметр PPS и УФ-спектрометр UVS регистрировали прохождение звезды σ Стрельца позади колец ε и δ. В 08:48 были сделаны и записаны наиболее качественные снимки Оберона, а 19 минутами позже - компоненты для сборки цветной фотографии Титании. В 09:31 аппарат выполнил единственный снимок только что открытого спутника 1985 U1, не входивший в первоначальную программу (для этого пришлось уменьшить на один число кадров Миранды). В 11:45 были сделаны лучшие кадры Умбриэля, а в 14:16 - Титании. Еще через 20 мин была проведена цветная съемка Ариэля.

В 14:45 аппарат перенацелился для регистрации экваториального плазменного слоя и для съемки Миранды и в 15:01 сделал ее цветные фотографии. Затем он вновь отвлекся на Ариэль, сделав в 16:09 качественные снимки этого спутника. Наконец, в 16:37 Voyager 2 начал мозаику из семи кадров Миранды с расстояний от 40300 до 30200 км, а еще через 28 минут прошел примерно в 29000 км мимо нее, как и планировалось. Сразу после съемки Миранды аппарат развернулся антенной HGA к Земле, чтобы участвовать в высокоточных допплеровских измерениях.

В 17:08 телесистема ISS сделала четыре снимка колец на фоне планеты перед самым прохождением через их плоскость. Радиоаппаратура PRA и прибор для изучения плазменных волн PWS вели в это время запись с повышенной частотой опроса с задачей оценки плотности пылевых частиц.
24 января 1986 г. в 17:58:51 UTC, или в 17:59:46.5 ЕТ, бортового времени американский КА Voyager 2 прошел на минимальном расстоянии от центра Урана - оно составило 107153 км. Отклонение от расчетной точки не превысило 20 км. Баллистическим результатом гравитационного маневра у Урана стало довольно скромное увеличение гелиоцентрической скорости «Вояджера» с 17.88 до 19.71 км/с.
После этого аппарат был сориентирован так, чтобы профотометрировать два прохождения звезды β Персея за всей системой колец. Первое началось в 18:26, а второе - в 19:22. Линейное разрешение при этих измерениях достигало 10 м - на порядок лучше, чем давала камера ISS. Параллельно с 19:24 до 20:12 проводилось радиопросвечивание колец - теперь уже Voyager оказался за ними с точки зрения Земли. Телеметрия КА была выключена, и использовалась лишь несущая сигнала Х-диапазона.
В 20:25 аппарат вошел в тень Урана, а еще через 11 минут скрылся за диском планеты. Затмение продолжалось до 21:44, а радиотень - до 22:02. УФ-спектрометр отслеживал заход Солнца, чтобы установить состав атмосферы, а камера ISS в тени в течение 20 минут снимала кольца «на просвет». Разумеется, затмение Земли Ураном использовалось и для радиозондирования его атмосферы с целью расчета давления и температуры. Аппарат по заранее заложенной программе и в соответствии с временной поправкой в LSU отслеживал в каждый момент ту точку лимба, за которой с точки зрения Земли и с учетом рефракции он находился. В ходе этого эксперимента передатчик S-диапазона был включен на полную мощность, а Х-диапазона - на малую, так как на оба сигнала мощности бортового радиоизотопного генератора уже не хватало. В Пасадене радиосигнал «Вояджера» был вновь принят около 16:30 местного времени, но телеметрия не включалась еще два часа - пока не закончилось повторное радиопросвечивание системы колец (22:35-22:54).
В ходе пролета УФ-спектрометр UVS вел съемку полярных сияний на Уране, отследил погружение у Пегаса в его атмосферу и выполнил сканирование лимба планеты. ИК-аппаратура IRIS изучала тепловой баланс и состав атмосферы планеты, а фотополяриметр PPS помимо затмений измерял показатель поглощения Ураном солнечной энергии.
25 января аппарат уходил от планеты, имея приблизительно одинаковую с ней угловую скорость и ориентируясь на Фомальгаут и Ахернар. Измерения параметров плазмы и частиц вели приборы LPS и LECP, а УФ-спектрометр регистрировал погружение звезды ν Близнецов в атмосферу планеты. Кроме того, в 12:37 камера ISS повторила мозаику колец с расстояния 1040000 км.
26 января, через 42 часа после Урана, началась послепролетная фаза РЕ (Post Encounter) с программой В771. Вплоть до 3 февраля аппарат передавал записанную информацию, параллельно снимая на отлете и при неблагоприятной фазе планету и ее кольца. 2 февраля было повторно измерено тепловое излучение Урана.
В рамках следующей программы В772 были выполнены малый научный маневр 5 февраля и калибровка магнитометра 21 февраля. Послепролетные наблюдения были закончены 25 февраля.
14 февраля была проведена коррекция ТСМ-В15, задающая предварительные условия пролета Нептуна. Следует отметить, что без этого маневра Voyager 2 все равно достиг бы восьмой планеты 27 августа 1989 г. и в 05:15 UTC прошел бы примерно в 34000 км от Нептуна. Более того, аппарат уже имел в памяти уставки для ориентации на Землю остронаправленной антенны на случай прекращения работы командного приемника.
Цель коррекции 14 февраля 1986 г. состояла в том, чтобы сместить момент прибытия примерно на двое суток и провести аппарат ближе к планете и ее главному спутнику Тритону, оставив при этом максимум свободы при окончательном выборе траектории. Двигатели «Вояджера» были включены на 2 час 33 мин - это была их самая продолжительная работа за весь полет. Расчетное приращение скорости было 21.1 м/с с основной компонентой вектора на разгон; фактически скорость до маневра составляла 19 698 м/с, а после - 19 715 м/с.
Параметры гиперболической гелиоцентрической орбиты «Вояджера» после коррекции составили:

Наклонение- 2.49°;
- минимальное расстояние от Солнца - 1.4405 а.е. (215.5 млн км);
- эксцентриситет - 5.810.

Двигаясь по новой траектории, аппарат должен был достичь Нептуна 25 августа в 16:00 UTC и пройти на высоте всего 1300 км над его облаками. Минимальное расстояние от Тритона было определено в 10000 км.
Средства на полет к Нептуну и его исследование были впервые запрошены в проекте бюджета 1986 ф.г., одобрены и с этого времени выделялись в полном объеме.

«До туманных топей Оберона»

Планета, ее спутники и кольца

Подводя предварительный итог проведенной работе, 27 января бессменный научный руководитель проекта Эдвард Стоун сказал: «Система Урана просто полностью отличается от всего, что мы видели раньше». Что же нашел Voyager 2? Что удалось увидеть сразу и что открылось ученым лишь после тщательной обработки (первые ее результаты легли в основу серии статей в номере Science за 4 июля 1986 г., а уточнения публиковались на протяжении еще нескольких лет)?
25 января в Лаборатории реактивного движения принимали записанные «Вояджером» фотографии спутников Урана, а 26 января они были представлены общественности. Гвоздем программы, конечно, оказались снимки Миранды с расстояния всего 31000 км с разрешением 600 м: тело со столь сложным рельефом еще не встречалось ученым в Солнечной системе! Планетолог Лоренс Содерблом (Laurence A. SoderbLom) охарактеризовал его как фантастический гибрид геологических деталей разных миров - долины и потоки Марса, разломы Меркурия, покрытые желобами равнины Ганимеда, уступы шириной по 20 км и три невиданных прежде свежих «овоида» длиной до 300 км, местами расчерченных «в линеечку» - по меньшей мере десять типов рельефа сошлись на небесном теле каких-то 500 км в диаметре...

"ВОЯДЖЕР-2": УРАН

Миранда с расстояния в 31 000 км.

"ВОЯДЖЕР-2": УРАН

Миранда с расстояния в 36 000 км.

"ВОЯДЖЕР-2": УРАН

Экзотическая картина требовала нестандартных объяснений: быть может, в процессе дифференциации Миранда неоднократно сталкивалась с другими телами и собиралась из обломков вновь, и то, что в итоге застыло и оказалось перед нами, включает внутренние части первоначального спутника. Заметный наклон плоскости орбиты Миранды к экватору планеты (4°) мог остаться свидетельством таких столкновений. Низкая температура поверхности (86 К в подсолнечной точке) исключала возможность современного вулканизма, но приливное трение могло сыграть свою роль в истории Миранды.

Миранда с расстояния в 42 000 км.

"ВОЯДЖЕР-2": УРАН

На остальных четырех больших спутниках камера «Вояджера» нашла более привычные ландшафты: кратеры, лучи, долины и эскарпы.
На Обероне был обнаружен особенно крупный кратер с ярким центральным пиком, дно которого было частично покрыто очень темным материалом. Некоторые из более мелких ударных кратеров диаметром 50-100 км были окружены яркими лучами, как на Каллисто, а на их дне также фиксировались темные отложения последующих эпох. Интересной и неожиданной деталью оказалась гора, выступавшая над краем спутника на экваторе примерно на б км. Если в действительности это был центральный пик невидимого «Вояджеру» кратера, его полная высота могла быть 20 км и даже больше.

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.

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".

Покинуть Солнечную систему и улететь к звездам очень сложно. Сначала, истратив немало топлива, надо взлететь над Землей в космос. При этом ваша скорость относительно Земли может оказаться нулевой, но если вы взлетели вовремя и в нужном направлении, то относительно Солнца вы будете лететь вместе с Землей, с ее орбитальной скоростью относительно Солнца 30 км/с.

Вовремя включив дополнительный двигатель и увеличив скорость еще на 17 км/с относительно Земли, относительно Солнца вы получите скорость 30 + 17 = 47 км/с, которая называется третьей космической. Она достаточна, чтобы безвозвратно покинуть Солнечную систему. Но топливо для рывка в 17 км/с доставлять на орбиту дорого, и ни один космический аппарат до сих пор не развивал третью космическую скорость и не покидал Солнечную систему таким способом. Самый быстрый аппарат «Новые горизонты» полетел к Плутону, включив дополнительный двигатель на орбите Земли, но развил скорость только в 16,3 км/с.

Более дешевый способ покинуть Солнечную систему - разогнаться за счет планет, сближаясь с ними, используя их как буксиры и постепенно наращивая скорость около каждой. Для этого нужна определенная. конфигурация планет - по спирали - чтобы, расставаясь с очередной планетой, лететь именно к следующей. Из-за медлительности самых далеких Урана и Нептуна такая конфигурация возникает редко, примерно раз в 170 лет. Последний раз Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в спираль в 1970-е годы. Американские ученые воспользовались этим построением планет и отправили за пределы Солнечной системы космические аппараты: «Пионер-10» (Pioneer 10, стартовал 3 марта 1972 года), «Пионер-11» (Pioneer 11, стартовал 6 апреля 1973), «Вояджер-2» (Voyager 2, стартовал 20 августа 1977) и «Вояджер-1» (Voyager 1, стартовал 5 сентября 1977).

Все четыре аппарата к началу 2015 года удалились от Солнца на границу Солнечной системы. «Пионер-10» имеет скорость 12 км/с относительно Солнца и находится от него на расстоянии около 113 а. е. (астрономических единиц, средних расстояний от Солнца до Земли), что составляет приблизительно 17 млрд км. «Пионер-11» - со скоростью 11,4 км/с на расстоянии 92 а.е., или 13,8 млрд км. «Вояджер-1» - со скоростью около 17 км/с на расстоянии 130,3 а.е., или 19,5 млрд км (это самый далекий от Земли и Солнца объект, созданный людьми). «Вояджер-2» - со скоростью 15 км/с на расстоянии 107 а. е„ или 16 млрд км. Но до звезд этим аппаратам лететь еще очень далеко: соседняя звезда Проксима Центавра находится дальше аппарата «Вояджер-1» в 2 000 раз. И не забывайте, что звезды маленькие, а расстояния между ними большие. Поэтому все аппараты, не запущенные специально к конкретным звездам (а таких пока нет), вряд ли вообще когда-нибудь пролетят рядом со звездами. Конечно, по космическим меркам «сближениями» можно считать: пролет «Пионера-10» через 2 миллиона лет в будущем на расстоянии несколько световых лет от звезды Альдебаран, «Вояджера-1» - через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды АС+79 3888 в созвездии Жирафа и «Вояджера-2» - через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды Росс 248.

Важно знать:

Третья космическая скорость - минимальная скорость, которую надо придать объекту около Земли для того, чтобы он покинул Солнечную систему. Равна 17 км/с относительно Земли и 47 км/с относительно Солнца.

Солнечный ветер - поток энергичных протонов, электронов и других частиц от Солнца в космическое пространство.

Гелиосфера - область пространства около Солнца, где солнечный ветер, двигаясь со скоростью порядка 300 км/с, является наиболее энергичной составляющей космической среды.

Все, что мы знаем о космосе за пределами Солнечной системы, мы узнаем, анализируя излучение (свет) и гравитацию космических объектов. При этом приходится делать много допущений. Например, массу черной дыры мы определяем, предполагая массы кружащих вокруг нее звезд. Их массы предполагаем, считая, что эти звезды похожи на Солнце.

«Пионеры» и «Вояджеры» - единственные пока эксперименты безо всяких допущений, организованные нами на краю (а в будущем - и за пределами) Солнечной системы. Прямой эксперимент - это совсем другое дело! Мы знаем массы этих аппаратов - мы их изготовили, поэтому мы точно вычисляем массу любого объекта, который влияет на аппараты. Вы скажете: «Таких нет, аппараты летят в межпланетной и межзвездной пустоте». Но оказалось, что это не пустота: даже пылинки, стучащие по аппаратам, существенно меняют их траекторию. В уникальных экспериментах всегда много мистики, ее полно и в истории «Пионеров» и «Вояджеров».

Первая странность: 15 августа 1977 года, за несколько дней до запуска максимально далеких аппаратов, был пойман самый загадочный радиосигнал «Wow!». Может быть, с его помощью инопланетяне сообщили друг другу о важном событии - готовящемся выходе людей за пределы Солнечной системы?

Каких успехов достигли «Вояджер» и «Пионер» в пути на край Солнечной системы

По дороге на край Солнечной системы «Пионер-10» исследовал астероиды и стал первым аппаратом, пролетевшим около Юпитера. И сразу озадачил ученых: энергия, излучаемая Юпитером в космос, оказалась в 2,5 раза больше энергии, получаемой Юпитером от Солнца. А крупнейшие спутники Юпитера оказались состоящими не из камней, а преимущественно изо льда. После 2003 года связь с «Пионером-10» потеряна. «Пионер-11» также исследовал Юпитер, а затем стал первым космическим аппаратом, исследовавшим Сатурн. В 1995 году связь с «Пионером-11» потеряна.

Аппараты «Вояджер » работают до сих пор и сообщают ученым о состоянии космоса вокруг них. После 37 лет полета! Это также можно считать мистикой, поскольку никто не рассчитывал на столь долгую работу: пришлось даже перепрограммировать счет времени внутри бортовых компьютеров «Вояджеров» - он не был рассчитан на даты после 2007 года. Внутри аппаратов энергию вырабатывают радиоизотопные генераторы, использующие ядерную реакцию распада плутония-238 - как в атомных электростанциях. Этой энергии должно хватить еще на десятки лет.

Основная аппаратура оказалась надежнее, чем предполагали создатели. Главная проблема - угасание радиосигналов связи с удалением аппаратов. Сейчас сигнал от аппаратов до Земли идет (со скоростью света) более 16 часов! Но антенны дальней космической связи, гигантские «тарелки» размером почти с футбольное поле, умудряются ловить сигналы «Вояджеров». Мощность передатчика «Вояджера» 28 Вт, примерно в 100 раз мощнее мобильного телефона. А падает мощность сигнала пропорционально квадрату расстояния. Легко сосчитать, что слышать сигнал «Вояджеров» - это как слышать мобильник с Сатурна (безо всяких станций сотовой связи!).

По пути на край Солнечной системы «Вояджеры» пролетели мимо Юпитера и Сатурна и получили детальные снимки их спутников. «Вояджер-2» пролетел, кроме того, мимо Урана и Нептуна, став первым и единственным пока аппаратом, посетившим эти планеты. «Вояджеры» подтвердили загадки, открытые «Пионерами»: многие спутники Юпитера и Сатурна оказались не только ледяными, но и, видимо, содержащими водоемы подо льдом.

Граница Солнечной системы

Границу Солнечной системы можно определять по-разному. Гравитационная граница проходит там, где притяжение Солнца уравновешивается притяжением Галактики - на расстоянии примерно 0,5 парсека, или 100000 а.е. от Солнца. Но изменения начинаются гораздо ближе. Мы точно знаем, что дальше Нептуна нет больших планет, но есть множество карликовых, а также кометы и прочие малые тела Солнечной системы, состоящие в основном изо льда. Видимо, на расстоянии от 1000 до 100000 а.е. от Солнца Солнечную систему со всех сторон окружает рой комочков снега, комет - так называемое Облако Оорта . Возможно, оно простирается до соседних звезд. И вообще снежинки, пылинки и газы, водород и гелий, вероятно, являются типичными составляющими межзвездной среды. Это значит, что между звездами - не пусто!

Важно знать:

Граница ударной волны - граничная поверхность внутри гелиосферы вдали от Солнца, где происходит резкое замедление солнечного ветра из-за его столкновения с межзвездной средой.

Гелиопауза - граница, на которой солнечный ветер полностью тормозится галактическим звездным ветром и другими компонентами межзвездной среды.

Галактический звездный ветер (космические лучи) - аналогичные солнечному ветру потоки энергичных частиц (протонов, электронов и других), возникающие в звездах и пронизывающие нашу Галактику.

Еще одну границу определяет солнечный ветер, поток энергичных частиц от Солнца: область, где он господствует, называется гелиосферой. Такой ветер создают и другие звезды, поэтому где-то солнечный ветер должен встречаться с налетающим на Солнечную систему объединенным ветром звезд Галактики - галактическим звездным ветром, или по-другому космическими лучами. В столкновении с галактическим звездным ветром солнечный тормозится и теряет энергию. Куда она девается, не совсем ясно. В этом столкновении ветров должны возникать загадочные явления, с которыми в последние годы как раз встречаются аппараты «Вояджер» .

Как и ожидали ученые, на некотором расстоянии от Солнца солнечный ветер начал стихать - это так называемая граница ударной волны, граница гелиосферы. Аппарат «Вояджер-1» пересекал ее несколько раз, т.к. она оказалась очень запутанной. К декабрю 2010 года на расстоянии 17,4 млрд км от Солнца для «Вояджера-1» солнечный ветер стих совершенно. Вместо него почувствовалось мощное дуновение межзвездного, галактического ветра: к 2012 году в 100 раз возросло число электронов, сталкивающихся с аппаратом со стороны межзвездного пространства. Соответственно, проявился мощный электрический ток и создаваемое им магнитное поле. Видимо, «Вояджер-1» достиг гелиопаузы. Однако, вопреки ожиданиям, аппарат обнаруживает не четкую границу двух сталкивающихся потоков частиц, а хаотическое нагромождение огромных пузырей. Потоки частиц на их поверхностях создают мощные электрические токи и магнитные поля.

«Вояджер» и «Пионер» - послания инопланетянам

Все упомянутые аппараты несут послания для инопланетян. На борту «Пионеров» закреплены металлические пластины, на которых схематически изображены: сам аппарат; в том же масштабе - мужчина и женщина; два атома водорода как мера времени и длины; Солнце и планеты (еще включая Плутон); траектория аппарата с Земли мимо Юпитера и своеобразная космическая карта, на которой показаны направления с Земли, 14 пульсаров и центр Галактики. Пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звезды, в Галактике довольно редки, а частота их излучения является уникальной характеристикой, своеобразным «паспортом» каждого из них. Эта частота закодирована на табличке «Пионеров». Следовательно, космическая карта с пульсарами однозначно покажет инопланетянам, где в Галактике находится Солнечная система. Более того, со временем частота пульсара меняется вполне закономерно, и, сверив текущую частоту с указанной на карте, инопланетяне смогут определить, сколько времени прошло с момента запуска найденного ими аппарата «Пионер».

На борту аппаратов «Вояджер» установлены золотые пластинки в футлярах. На пластинках записаны звуки Земли (ветер, гром, сверчки, птицы, поезд, трактор и т.д.), приветствия на разных языках (по-русски «Здравствуйте, приветствую вас»), музыка (Бах, Чак Берри, Моцарт, Луи Армстронг, Бетховен, Стравинский и фольклор) и 122 изображения (по математике, физике, химии, планетам, анатомии человека, жизни людей и т. д. - полный список можно найти на сайте НАСА http://уоуаеег.ipl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec.html. Прилагается устройство для воспроизведения этих звуков и изображений. На футляре пластинок - рисунок, в котором закодированы: два атома водорода для масштаба времени и длины; та же космическая карта с пульсарами и объяснение, как воспроизвести звуки и изображения.

Аномалия «Пионеров»

В 1997 году, через несколько месяцев после исчезновения сигнала «Пионера-11», один из ученых, анализируя данные, вскочил с кресла с криком: «Нас не пускают за пределы Солнечной системы!». Он обнаружил торможение аппарата после пересечения им орбиты Юпитера. У «Пионера-10» и долетавших до Юпитера аппаратов «Улисс» (Ulysses) и «Галилео» (Galileo) нашли такое же торможение. Только «Вояджеры» торможения не испытывали, поскольку при малейшем отклонении от графика полета разгонялись двигателями. Особый ажиотаж вокруг торможения «Пионеров» поднялся, когда выяснилось, что оно равно постоянной Хаббла, умноженной на скорость света. Выходит, что аппараты теряют энергию (тормозятся) точно так же, как частицы излучения (фотоны). И версия № 1: если фотоны теряют энергию из-за расширения Вселенной, значит, и «Пионеры» по той же причине. Другие объяснения: 2) ученые не учли какой-то вполне прозаичный источник потерь энергии (тогда, правда, совпадение с постоянной Хаббла чисто случайное) или 3) Вселенная наполнена субстанцией, отнимающей энергию при движении сквозь нее как у «Пионеров», так и у фотонов.

По космическим меркам «торможение «Пионеров» - очень маленькая величина: 1/1 ООО ООО ООО м/с2. Каждые сутки аппарат пролетает на 1,5 километра меньше, чем положенный миллион километров! Чтобы это объяснить, ученые 15 лет пытались учесть все остальные потери энергии и вещества, все силы, действующие на аппараты. Но поиски объяснения № 2 провалились. Правда, американский ученый Слава Турищев обнаружил, что тепло рассеивается аппаратами преимущественно в сторону от Солнца, т.е. в тень,- это и является непосредственной причиной торможения «Пионеров». Частица теплового излучения (фотон) имеет импульс, следовательно, покидая объект, излучение создает реактивную тягу в противоположном направлении (на этом основаны проекты аннигиляционных фотонных двигателей для межзвездных ракет). Но загадкой осталось, ЧТО именно заставляет аппараты так рассеивать тепло? И главное - аппараты разной конструкции!

Анализируя, с чем вообще в, казалось бы, пустом космосе взаимодействуют аппараты, ученые обнаружили, что по ним довольно часто стучат космические пылинки и льдинки. Приборы смогли определять направление и силу этих ударов. Оказалось, что Солнечную систему пронизывают мелкие твердые частицы двух сортов: одни летят вокруг Солнца, другие - к Солнцу из межзвездных далей. Именно вторые тормозят космические аппараты. При ударе кинетическая энергия пылинки становится внутренней, т.е.- теплом. Если пылинка остановлена аппаратом (что логично), то весь ее импульс передается аппарату. А ее энергия рассеивается в направлении ее прилета, т.е. в направлении от Солнца. Аппараты зарегистрировали немало ударов сравнительно крупными пылинками - порядка 10 микрон. И для объяснения торможения «Пионеров» им достаточно стукаться о такие пылинки в среднем каждые 10 км пути. Именно такую плотность пыли в межзвездном космосе увидели современные инфракрасные телескопы.

Вообще внешние области Солнечной системы (за Сатурном) оказались запылены, заснежены и загазованы гораздо сильнее, чем внутренние. Около Солнца пылинки, снежинки и газ когда-то слиплись в планеты, спутники и астероиды. Немало вещества осело и на Солнце. Но большинство пылинок, льдинок и атомов газов было изгнано Солнцем на периферию системы. К тому же, на периферию проникает межзвездная пыль, рождающаяся в оболочках других звезд. Значит, за Нептуном и далее в межзвездном и межгалактическом пространстве пылинок, льдинок и газа должно быть еще больше. Вполне возможно, что межзвездная среда, равномерно заполняющая Вселенную, действительно отнимает энергию как у космических аппаратов, так и у фотонов. Основную роль при этом играют крупные (10 микрон) пылинки и льдинки, а также молекулы водорода, которые другим образом себя не проявляют.

Please enable JavaScript to view the

«Вояджер» - это исследовательский автоматический зонд, который нацелен на изучение Солнечной системы. Изначально эта программа создавалась для того, чтобы исследовать такие планеты, как Юпитер и Сатурн. Это устройство, которое было запущено в 1977 году, первое, которое могло делать детальные планетные снимки. Для инопланетных объектов, которые, по предположению, могут появиться рядом с аппаратом, на борту зафиксирована специальная золотая пластина, на которой указанно Земное месторасположение, и к тому же ряд звуков и изображений. «Вояджер-1» удалился от Земли на расстояние, которая превышает дистанцию от Солнца до неё в 120 раз.

Изначально, планировалось запустить «Вояджер-1» на пять лет, но в ходе исследований было решено продлить проект, который продолжается до сих пор. Идентичный автоматический зонд «Вояджер-2» был запущен даже раньше своего «брата-близнеца» на 16 дней. Но, тем не менее, он никогда не догонит «Вояджер-1», ведь для него была выбрана более длинная трасса. Этот проект стал первым, передающим информацию об условиях, которые царят в межзвездной среде. Информация со спутника идёт на Землю около 17 часов. 1 зонд прошёл мимо Сатурна и Юпитера, отправился в странствование по межзвездному пространству. А второй посетил Нептун и Уран. Область, охраняемая Солнцем, называется гелиосферой.

Не так давно оба аппарата покинули пределы Солнечной системы. Агентство NASA сообщают, что «Вояджеры» пересекли границы Солнечной системы далеко друг от друга, но, тем не менее, ученым приходят одинаковые отчеты, что свидетельствует об одинаковом строении границ Солнечной системы. За время путешествия спутников многие функции были усовершенствованы, что позволило им обладать большими ресурсами, чем те, с которых они начинали. За время исследования были изучены все планеты-гиганты, которые присутствуют в Солнечной системе, а также около 50 их спутников, систему их колец, и их магнитные поля. Кажется, что всё идёт по определенному плану, однако есть некоторая странность. Состоит она в том, что галактический ветер дует с одной стороны, но, предполагалось, что лучи должны идти отовсюду. Также поля, образованные вокруг «Вояджера-1» практически не изменились. Ученые не могут объяснить природу этих явлений. Скорее всего, магнитные линии галактического и солнечного полей образовывают «магнитные хайвэи». Сложно предположить, чем закончится этот эксперимент. Ясно одно, что для науки он имеет огромное значение.

Где Вояджеры в 2017 году:

Вояджер 1 на расстоянии 20,6 млн километров от Земли

Вояджер 1 на расстоянии 17 млн километров от Земли

Аристотель - великий естествоиспытатель сообщение доклад 5 класс кратко
Из истории мы узнаем, что Аристотель родился на побережье Эгейского моря, в небольшом городе под названием Стагир. Никто не знает, в какой год он точно родился, но дата рождения варьируется между
Жизнь и творчество Петра Ершова
Ершов Петр Павлович – это гордость нашей страны, русский талантливый поэт, драматург, детский писатель, сказочник, преподаватель.
Жизнь и творчество Альбера Камю
Альбер Камю – французский писатель, получивший в 1957г. Нобелевскую премию за достижения в литературе. Его считают представителем атеистического экзистенциализма.
Меценаты - сообщение доклад (5 класс обществознание) в России и в мире
Меценатом называют человека, который безвозмездно и добровольно оказывает финансовую и другую помощь музеям и библиотекам, школам и детским садам, спортивным клубам и больницам
Морской конек - сообщение доклад
Морской конек – представитель класса лучеперых рыб, принадлежащего к семейству игловых. Род насчитывает около 54 видов, размеры морских коньков варьируются от 2 до 30 см.

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Гармонические колебания Физика формула частоты колебаний