Вояджер 1 на каком он расстоянии сейчас


По интересному совпадению, вчеры отмечадась не только 26-я годовщина пролета «Вояджером-2» Нептуна, но и ровно третья годовщина с момента официального выхода «Вояджера-1» в межзвездное пространство. Запущенные в 1977 году аппараты до сих пор функционируют и продолжают бить рекорды по продолжительности работы, а также удаленности от Земли. Но где именно они сейчас находятся?

По состоянию на сегодняшнее число, «Вояджер-1» находился на расстоянии чуть более 132.3 а.е. от Земли. Если перевести это в километры, получится цифра в 19 миллиардов 800 миллионов с небольшим хвостиком. Сейчас сигналу с Земли требуется 18 часов и 18 минут, чтобы добраться до аппарата.  «Вояджер-1» покидает Солнечную систему по траектории, угол которой составляет 35 градусов к плоскости эклиптики. Он приобрел ее после пролета в 1981 году Титана.Скорость аппарата по отношению к Солнцу составляет 17 километров в секунду, в год он преодолевает расстояние в 3.588 а.е.


настоящему моменту, «Вояджер-1» это самый удаленный от Земли и самый быстрый предмет, когда-либо созданный человеком. Там, где он сейчас находится, Солнце светит в 17 400 раз тусклее, чем на Земле. При движении с нынешней скоростью, «Вояджеру-1» потребуется 17 625 лет чтобы преодолеть расстояние в 1 световой год. Аппарат не направлен к какой-то конкретной звезде, согласно примерным расчетам через 40 000 лет он пройдет на расстоянии 1.6 световых года от красного карлика Gliese 445.
Что касается «Вояджера-2», то сейчас он  находится на расстоянии чуть более 108.2 а.е. от Земли – или примерно 16 миллиардов 200 миллионов километров. Сигнал с нашей планеты преодолевает это расстояние ровно за 15 часов. «Вояджер-2» также покидает Солнечную систему по траектории, угол которой составляет 35 градусов к плоскости эклиптики. Однако если «Вояджер-1» летит на «север», то «Вояджер-2» на «юг».  Эту траекторию аппарат приобрел после пролета в 1989 году Тритона. К сожалению, на тот момент еще было неизвестно о существовании пояса Койпера, так что возможности направить «Вояджер-2» куда-то еще не было.Визиты «Вояджер-2» к Урану и Нептуну замедлили его по отношению к собрату. Он движется с меньшей скоростью, чем «Вояджер-1» — в секунду аппарат пролетает 15.38 километров, в год же он преодолевает расстояние в 3.24 а.е.

ким образом, чтобы удалиться от Земли на 1 световой год «Вояджеру-2» потребуется  около 19 500 лет.Ученые надеются, что в ближайшие пару лет «Вояджер-2» также войдет в межзвездное пространство. Дело в том, что в отличии от «Вояджера-1», его детектор плазмы все еще работает, так что он может успеть провести первое прямое изучение характеристик межзвездной плазмы. Через 40 000 лет «Вояджер-2» пройдет на расстоянии 1.7 светового года от красного карлика Росс 248. Еще через 256 000 лет он пройдет на расстоянии 4.3 световых лет от системы Сириуса.Ресурса радиоизотопных генераторов «Вояджеров»  хватит, чтобы поддерживать с ними контакт до 2020 – 2025 года. Оба аппарата несут на своем борту золотую пластинку на тот случай, если их когда-нибудь обнаружат представители инопланетных цивилизаций.

Источник: kiri2ll.livejournal.com

История миссии

Запуск «Вояджера-2» на ракете-носителе Titan IIIE 20 августа 1977 года«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.


Космический аппарат миссии ВояджерПланы 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 АМС «Юнона», 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.

 

Послание Вояджера

Образец золотой пластинки, прикреплённой к аппаратамК 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.

Золотая пластинка с композициями и звуками ЗемлиЧеловеческая 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.


Позолоченный диск, закреплённый на корпусе «Вояджера»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

Иллюстрация выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системыПосле 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.

Учёные надеются, что связь с «Вояджерами» удастся поддерживать и после того, как они пересекут гелиопаузу.

Вояджеры в культуре

В честь программы названа земля Вояджера на Плутоне. Межпланетные станции «Вояджер» стали объектами ряда произведений изобразительного искусства

NASA удалось запустить выключенные 37 лет назад двигатели «Вояджер-1»

Вояджер-1 покидает Солнечную системуУченым Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) удалось запустить двигатели запущенной в 1977-м году межпланетной станции «Вояджер-1», находящейся сейчас на расстоянии более 20 млрд км от Земли. Об этом говорится в сообщении на сайте NASA. В последний раз эти двигатели запускались в 1980 году.

«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.

Источник: allmars.ru

В ноябре прошлого года «Вояджер-2» стал вторым рукотворным объектом в истории человечества, который оказался в межзвездном пространстве. Теперь несколько групп астрофизиков, работающих с данными зонда, опубликовали результаты их анализа, которые подтвердили это событие и позволили узнать о многих свойствах граничной области гелиосферы. Статьи (1,2,3,4,5) опубликованы в журнале Nature.

Программа «Вояджер» стартовала в конце 1970-х годов, когда к планетам-гигантам Солнечной системы были запущены два зонда, которые в дальнейшем направились к ее окраинам. Несмотря на то, что изначальный срок программы оценивался в пять лет, аппараты работают уже 42 года. Сейчас «Вояджер-2» находится на расстоянии почти 122 астрономических единиц от Земли. «Вояджер-1», расстояние до которого составляет 147,5 астрономических единиц, считается самым удаленным от Земли рукотворным объектом. 

25 августа 2012 года «Вояджер-1», находясь на расстоянии 121,6 астрономических единиц от Земли, пересек гелиопаузу, которая является границей гелиосферы (область пространства, где основной составляющей среды является солнечный ветер и магнитные поля Солнца), и вышел в холодную и относительно плотную местную межзвездную среду (Very Local Interstellar Medium, VLISM). Это было подтверждено изменением фиксируемых значений напряженности магнитного поля окружающей среды, а затем и свойствами плазмы, окружающей аппарат. Стоит отметить, что область гелиопаузы малоизучена и реагирует на любые изменения в потоке солнечного ветра, поэтому для подтверждения момента выхода в межзвездную среду астрономам приходится собирать большое количество данных. Так, например, «Вояджер-1» перед пересечением гелиопаузы побывал в двух межзвездных магнитных «трубках», где наблюдалось увеличение количества частиц космических лучей, которые проникли в гелиосферную мантию.

Сообщение о выходе «Вояджера-2» в межзвездную среду появилось еще в декабре прошлого года, однако только сейчас несколько групп астрономов, работающих с данными, получаемыми еще действующими научными приборами аппарата, такими как детекторы космических лучей CRS (Cosmic Ray Subsystem) и система детектирования низкоэнергетических частиц LECP (Low-Energy Charged Particles), опубликовали ряд статей, посвященных доказательствам этого события. 

Оказалось, что число частиц солнечного происхождения, регистрируемых приборами, стало постепенно уменьшаться, начиная с 7 августа 2018 года, когда «Вояджер-2» находился на расстоянии 118,2 астрономических единиц от Солнца, а количество частиц галактических космических лучей увеличилось на двадцать процентов в течение нескольких следующих недель. Резкий скачок концентрации частиц произошел 5 ноября, когда аппарат был в 119 астрономических единицах от Солнца, наблюдалось уменьшение числа частиц с энергией более 28 килоэлектронвольт и увеличение числа галактических космических лучей с энергией более 213 мегаэлектронвольт. Ширина пограничной области гелиосферы составляет примерно 1,5 астрономических единицы, плазма в ней замедляется, нагревается и в два раза плотнее, чем плазма гелиосферной мантии, сама же граница гелиосферы похожа на сферический фронт и обладает симметрией.

Данные аппарата показывают, что температура местной межзвездной плазмы составляет 30–50 тысяч кельвин, тогда как модели предсказывали температуру 15–30 тысяч кельвин, значения напряженности межзвездного магнитного поля также оказались выше, чем ожидалось. «Вояджер-2» не обнаружил наличия межзвездных магнитных «трубок», однако нашел пограничный слой сразу за гелиопаузой, своеобразный магнитный барьер, в котором низкоэнергетические частицы двигались вдоль магнитного поля. Таким образом, если учесть, что оба аппарата вышли из гелиосферы в разных ее частях, данные, получаемые с них, позволяют понять, что гелиосфера и местная межзвездная среда образуют сложную взаимосвязанную непрерывно изменяющуюся систему. Стоит отметить, что «Вояджеры» все еще не покинули Солнечную систему, граница которой находится за пределами внешнего края Облака Оорта, на расстоянии около ста тысяч астрономических единиц от Солнца.

О рекордно длительной миссии «Вояджеров» снимают документальные фильмы, также об истории проекта вы можете прочитать в нашем материале «3760000 тысяч лье над водой».

Александр Войтюк

Источник: nplus1.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.