«Вояджер-1» — космический зонд , запущенный НАСА 5 сентября 1977 года в рамках программы «Вояджер» по изучению внешней части Солнечной системы и межзвёздного пространства за пределами солнечной гелиосферы . Он был запущен через 16 дней после своего близнеца «Вояджера-2» . Он взаимодействует через сеть дальнего космоса НАСА для получения обычных команд и передачи данных на Землю. Данные о расстоянии и скорости в реальном времени предоставляются НАСА и Лабораторией реактивного движения . [5] Находясь на расстоянии 163 а.е. (24,4 миллиарда км ; 15,2 миллиарда миль ) от Земли по состоянию на январь 2024 года[обновлять], [5] это самый удаленный от Земли рукотворный объект. [6]
Зонд совершил облёты Юпитера , Сатурна и крупнейшего спутника Сатурна Титана . У НАСА был выбор: пролететь мимо Плутона или Титана; исследование Луны было приоритетом, поскольку было известно, что она имеет прочную атмосферу. [7] [8] [9] «Вояджер-1» изучал погоду, магнитные поля и кольца двух газовых гигантов и стал первым зондом, предоставившим подробные изображения их спутников.
В рамках программы «Вояджер» , как и его родственный корабль «Вояджер-2» , расширенная миссия космического корабля заключается в обнаружении и изучении регионов и границ внешней гелиосферы, а также в начале исследования межзвездной среды . «Вояджер-1» пересек гелиопаузу и вошел в межзвездное пространство 25 августа 2012 года, став первым космическим кораблем, сделавшим это. [10] [11] Два года спустя «Вояджер-1» начал испытывать третью волну корональных выбросов массы Солнца , которая продолжалась как минимум до 15 декабря 2014 года, что еще раз подтвердило, что зонд находится в межзвездном пространстве. [12]
Еще одним свидетельством надежности «Вояджера-1» является то, что в конце 2017 года команда «Вояджера» протестировала двигатели маневра коррекции траектории космического корабля (TCM) (впервые с 1980 года). Этот проект позволил продлить миссию на два до трех лет. [13] Ожидается, что расширенная миссия «Вояджера-1 » продлится примерно до 2025 года, когда его радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) перестанут обеспечивать достаточное количество электроэнергии для работы его научных инструментов. [14]
12 декабря 2023 года НАСА объявило, что система полетных данных «Вояджера-1 » в настоящее время не может использовать блок телеметрической модуляции, в результате чего зонд не может передавать полезные научные данные. В настоящее время неизвестно, сможет ли зонд продолжить свою миссию. [15]
В 1960-х годах было предложено совершить Гранд-тур по изучению внешних планет, что побудило НАСА начать работу над миссией в начале 1970-х годов. [16] Информация, собранная космическим кораблем «Пионер-10», помогла инженерам «Вояджера» спроектировать «Вояджер», способный более эффективно справляться с интенсивной радиационной средой вокруг Юпитера. [17] Однако незадолго до запуска на некоторые кабели были наклеены полоски кухонной алюминиевой фольги для дальнейшего усиления радиационной защиты. [18]
Первоначально «Вояджер-1» планировался как « Маринер-11 » программы «Маринер» . Из-за сокращения бюджета миссия была сокращена до облета Юпитера и Сатурна и переименована в зонды «Маринер Юпитер-Сатурн». По мере развития программы название позже было изменено на «Вояджер», поскольку конструкция зонда стала существенно отличаться от предыдущих миссий «Маринера». [19]
«Вояджер-1» был построен Лабораторией реактивного движения . [20] [21] [22] Он оснащен 16 гидразиновыми двигателями, трехосными гироскопами стабилизации и контрольными приборами , позволяющими удерживать радиоантенну зонда направленной на Землю. В совокупности эти инструменты являются частью подсистемы управления ориентацией и сочленением (AACS), наряду с резервными блоками большинства инструментов и 8 резервными двигателями. [23] Космический корабль также включал в себя 11 научных инструментов для изучения небесных объектов, таких как планеты, во время их путешествия в космосе. [24]
Система радиосвязи « Вояджера -1» была разработана для использования за пределами Солнечной системы . Система связи включает в себя антенну Кассегрена диаметром 3,7 метра (12 футов) с высоким коэффициентом усиления для отправки и приема радиоволн через три станции Deep Space Network на Земле. [25] Корабль обычно передает данные на Землю по 18-му каналу сети дальнего космоса, используя частоту 2,3 ГГц или 8,4 ГГц, в то время как сигналы с Земли на «Вояджер» передаются на частоте 2,1 ГГц. [26]
Когда «Вояджер-1» не может напрямую связаться с Землей, его цифровой магнитофон (DTR) может записать около 67 мегабайт данных для передачи в более позднее время. [27] По состоянию на 2023 год [обновлять]сигналы от «Вояджера-1» достигают Земли более 22 часов. [5]
«Вояджер-1» оснащен тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РТГ), установленными на стреле. Каждый MHW-RTG содержит 24 спрессованных сферы из оксида плутония-238 . [28] На момент запуска РИТЭГи вырабатывали около 470 Вт электроэнергии , остальная часть рассеивалась в виде отходящего тепла. [29] Выходная мощность ритэгов со временем снижается из-за 87,7-летнего периода полураспада топлива и деградации термопар, но ритэги корабля будут продолжать поддерживать некоторые его операции до 2025 года. [24] [28 ] ]
В отличие от других бортовых приборов, работа камер видимого света не является автономной, а контролируется таблицей параметров изображения, содержащейся в одном из бортовых цифровых компьютеров , подсистеме полетных данных (FDS). С 1990-х годов большинство космических зондов оснащаются полностью автономными камерами. [30]
Компьютерная командная подсистема (CCS) управляет камерами. CCS содержит фиксированные компьютерные программы, такие как процедуры декодирования команд, процедуры обнаружения и исправления неисправностей, процедуры наведения антенны и процедуры определения последовательности космических аппаратов. Этот компьютер представляет собой улучшенную версию того, который использовался в орбитальных кораблях «Викинг» 1970-х годов . [31]
Подсистема управления ориентацией и шарнирным соединением (AACS) управляет ориентацией космического корабля (его ориентацией ). Он удерживает антенну с высоким коэффициентом усиления направленной на Землю , контролирует изменения ориентации и направляет платформу сканирования. Специально созданные системы AACS на обоих «Вояджерах» одинаковы. [32] [33]
Более подробную информацию об идентичных комплектах инструментов космических зондов «Вояджер» можно найти в отдельной статье, посвященной общей программе «Вояджер» .
СМИ, связанные с космическим кораблем "Вояджер", на Викискладе?
Зонд «Вояджер-1» был запущен 5 сентября 1977 года со стартового комплекса 41 на базе ВВС на мысе Канаверал на борту ракеты -носителя «Титан IIIE» . Зонд «Вояджер-2» был запущен двумя неделями раньше, 20 августа 1977 года. Несмотря на более поздний запуск, «Вояджер-1» достиг Юпитера [40] и Сатурна раньше, следуя по более короткой траектории. [41]
Запуск «Вояджера-1 » почти провалился из-за преждевременного отключения второй ступени Титана LR-91, в результате чего несгорело 1200 фунтов (540 кг) топлива. Осознав недостаток, бортовые компьютеры ступени «Кентавр» в целях компенсации приказали провести горение, которое было намного дольше, чем планировалось. «Кентавр» расширил свое собственное горение и смог придать «Вояджеру-1» необходимую ему дополнительную скорость. На момент отсечки «Кентавру» оставалось всего 3,4 секунды до исчерпания топлива. Если бы тот же сбой произошел во время запуска «Вояджера-2 » несколькими неделями ранее, у «Кентавра» закончилось бы топливо до того, как зонд достиг правильной траектории. Юпитер находился в более выгодном положении по отношению к Земле во время запуска « Вояджера-1» , чем во время запуска «Вояджера-2» . [42]
Первоначальная орбита «Вояджера-1» имела афелий 8,9 а.е. (830 миллионов миль), что немного меньше орбиты Сатурна, равной 9,5 а.е. (880 миллионов миль). Первоначальная орбита «Вояджера-2» имела афелий размером 6,2 а.е. (580 миллионов миль), что значительно меньше орбиты Сатурна. [43]
«Вояджер-1» начал фотографировать Юпитер в январе 1979 года. Его ближайший подход к Юпитеру состоялся 5 марта 1979 года на расстоянии около 349 000 километров (217 000 миль) от центра планеты. [40] Из-за большего фотографического разрешения, обеспечиваемого более близким сближением, большинство наблюдений лун, колец, магнитных полей и окружающей среды радиационного пояса системы Юпитера было сделано в течение 48-часового периода, который включал в себя самое близкое сближение. «Вояджер-1» завершил фотографирование системы Юпитера в апреле 1979 года. [44]
Открытие продолжающейся вулканической активности на луне Ио, вероятно, стало величайшим сюрпризом. Это был первый раз, когда действующие вулканы были замечены на другом теле Солнечной системы . Похоже, что активность на Ио влияет на всю систему Юпитера . Ио, по-видимому, является основным источником материи, которая пронизывает магнитосферу Юпитера — область космоса, окружающую планету, находящуюся под сильным магнитным полем планеты . Сера , кислород и натрий , по-видимому, извергнутые вулканами Ио и выброшенные на поверхность в результате воздействия частиц высокой энергии, были обнаружены на внешнем краю магнитосферы Юпитера . [40]
Два космических зонда «Вояджер» сделали ряд важных открытий о Юпитере, его спутниках, его радиационных поясах и никогда ранее не наблюдавшихся планетных кольцах .
СМИ, связанные со встречей "Вояджера-1" с Юпитером, на Викискладе?
Оба «Вояджера» успешно прошли гравитационные вспомогательные траектории к Юпитеру, и два космических корабля продолжили посещение Сатурна и его системы спутников и колец. «Вояджер-1» столкнулся с Сатурном в ноябре 1980 года, а максимальное сближение произошло 12 ноября 1980 года, когда космический зонд подошел к вершинам облаков Сатурна на расстояние 124 000 километров (77 000 миль). Камеры космического зонда обнаружили сложные структуры в кольцах Сатурна , а его инструменты дистанционного зондирования изучили атмосферу Сатурна и его гигантского спутника Титана . [45]
«Вояджер-1» обнаружил, что около семи процентов объема верхней атмосферы Сатурна составляет гелий (по сравнению с 11 процентами атмосферы Юпитера), а почти все остальное — водород . Поскольку ожидалось, что внутреннее содержание гелия на Сатурне будет таким же, как у Юпитера и Солнца, более низкое содержание гелия в верхних слоях атмосферы может означать, что более тяжелый гелий может медленно опускаться через водород Сатурна; это могло бы объяснить избыток тепла, которое излучает Сатурн, по сравнению с энергией, которую он получает от Солнца. На Сатурне дуют ветры с большой скоростью. Около экватора «Вояджеры» измерили скорость ветра около 500 м/с (1100 миль в час). Ветер дует преимущественно восточного направления. [41]
«Вояджеры» обнаружили в атмосфере подобные полярным сияниям ультрафиолетовые выбросы водорода в средних широтах и полярные сияния в полярных широтах (выше 65 градусов). Высокая активность полярных сияний может привести к образованию сложных молекул углеводородов , которые переносятся к экватору . Полярные сияния в средних широтах, которые возникают только в освещенных солнцем регионах, остаются загадкой, поскольку бомбардировка электронами и ионами, которые, как известно, вызывают полярные сияния на Земле, происходит в основном в высоких широтах. Оба «Вояджера» измерили вращение Сатурна (продолжительность суток) за 10 часов 39 минут 24 секунды. [45]
Миссия «Вояджера-1 » включала облет Титана, крупнейшего спутника Сатурна, о наличии атмосферы которого давно было известно. Снимки, сделанные «Пионером-11» в 1979 году, показали, что атмосфера была существенной и сложной, что еще больше увеличило интерес. Облет Титана произошел, когда космический корабль вошел в систему, чтобы избежать любой возможности повреждения ближе к Сатурну, ставящей под угрозу наблюдения, и приблизился на расстояние 6400 км (4000 миль), пройдя позади Титана, если смотреть с Земли и Солнца. Измерения «Вояджером» влияния атмосферы на солнечный свет и наземные измерения его влияния на радиосигнал зонда были использованы для определения состава, плотности и давления атмосферы. Масса Титана также была измерена путем наблюдения за ее влиянием на траекторию зонда. Густая дымка препятствовала любому визуальному наблюдению за поверхностью, но измерения состава атмосферы, температуры и давления привели к предположению, что на поверхности могут существовать озера жидких углеводородов. [46]
Поскольку наблюдения за Титаном считались жизненно важными, траектория, выбранная для «Вояджера-1» , была разработана вокруг оптимального пролета Титана, в результате которого он оказался ниже южного полюса Сатурна и вышел из плоскости эклиптики , завершив его планетарную научную миссию. [47] Если бы «Вояджер-1» потерпел неудачу или не смог наблюдать Титан, траектория «Вояджера-2 » была бы изменена, чтобы включить пролет Титана, [46] : 94 , исключая любое посещение Урана и Нептуна. [7] Траектория, по которой был запущен «Вояджер-1» , не позволила бы ему продолжить путь к Урану и Нептуну, [47] : 155 , но могла быть изменена, чтобы избежать пролета Титана и отправиться от Сатурна к Плутону , прибывшему в 1986 году . [ 9]
СМИ, связанные со встречей Вояджера-1 с Сатурном, на Викискладе?.png/1280px-Family_portrait_(Voyager_1).png)
14 февраля 1990 года «Вояджер-1» сделал первый « семейный портрет » Солнечной системы, видимый снаружи, [49] который включает в себя изображение планеты Земля, известное как Бледно-голубая точка . Вскоре после этого его камеры были отключены, чтобы сэкономить энергию и компьютерные ресурсы для другого оборудования. Программное обеспечение камеры было удалено с космического корабля, поэтому теперь будет сложно заставить их снова работать. Земное программное обеспечение и компьютеры для чтения изображений также больше не доступны. [7]
17 февраля 1998 года «Вояджер-1» достиг расстояния 69 а.е. (6,4 миллиарда миль; 10,3 миллиарда км) от Солнца и обогнал « Пионер-10» как самый удаленный от Земли космический корабль. [50] [51] Путешествуя со скоростью около 17 км/с (11 миль/с), [52] он имеет самую высокую скорость гелиоцентрического спада среди всех космических кораблей. [53]
Пока «Вояджер-1» направлялся в межзвездное пространство, его инструменты продолжали изучать Солнечную систему. Ученые Лаборатории реактивного движения использовали эксперименты с плазменными волнами на борту "Вояджера-1" и "Вояджера -2" для поиска гелиопаузы , границы, на которой солнечный ветер переходит в межзвездную среду . [54] По состоянию на 2013 год [обновлять]зонд двигался с относительной скоростью к Солнцу около 61 197 километров в час (38 026 миль в час). [55] При той скорости, которую зонд поддерживает в настоящее время, «Вояджер-1» проходит около 523 миллионов км (325 миллионов миль) в год, [56] или около одного светового года за 18 000 лет.
Ученые из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса полагают, что «Вояджер-1» вошел в завершающую ударную волну в феврале 2003 года. [57] Это знаменует собой момент, когда солнечный ветер замедляется до дозвуковых скоростей. Некоторые другие учёные выразили сомнение и обсудили это в журнале Nature от 6 ноября 2003 года. [58] Вопрос не будет решен до тех пор, пока не станут доступны другие данные, поскольку детектор солнечного ветра «Вояджера-1 » перестал функционировать в 1990 году. Этот сбой означал, что что обнаружение завершающего удара должно быть сделано на основе данных других приборов на борту. [59] [60] [61]
В мае 2005 года в пресс-релизе НАСА говорилось, что по общему мнению, «Вояджер-1» находился в то время в гелиооболочке . [62] На научной сессии на встрече Американского геофизического союза в Новом Орлеане 25 мая 2005 года Эд Стоун представил доказательства того, что корабль преодолел завершающую ударную волну в конце 2004 года. [63] Предполагается, что это событие произошло 15 декабря. , 2004 г., на расстоянии 94 а.е. (8700 миллионов миль) от Солнца. [63] [64]
31 марта 2006 года радиолюбители из AMSAT в Германии отследили и приняли радиоволны от «Вояджера-1» , используя 20-метровую (66 футов) антенну в Бохуме с методом длинной интеграции. Полученные данные были проверены и сверены с данными со станции Deep Space Network в Мадриде, Испания. [65] Похоже, это первое любительское слежение за «Вояджером-1» . [65]
13 декабря 2010 года было подтверждено, что «Вояджер-1» преодолел зону действия радиального внешнего потока солнечного ветра , измеренного устройством для заряженных частиц низкой энергии. Предполагается, что солнечный ветер на таком расстоянии поворачивает в сторону из-за межзвездного ветра, давящего на гелиосферу. С июня 2010 года количество обнаружений солнечного ветра постоянно было на нуле, что является убедительным доказательством этого события. [66] [67] В этот день космический корабль находился примерно в 116 а.е. (17,4 миллиарда км; 10,8 миллиарда миль) от Солнца. [68]
В марте 2011 года (около 33 лет и 6 месяцев с момента запуска) «Вояджеру-1» было приказано изменить свою ориентацию, чтобы измерить боковое движение солнечного ветра в этом месте космоса. Испытательный полет, проведенный в феврале, подтвердил способность космического корабля маневрировать и переориентироваться. Курс корабля не изменился. Он повернулся на 70 градусов против часовой стрелки относительно Земли, чтобы обнаружить солнечный ветер. Это был первый раз , когда космический корабль совершил какое-либо серьезное маневрирование с тех пор, как в 1990 году была сделана фотография планет на « Семейном портрете » . возобновил отправку передач обратно на Землю. Ожидалось, что «Вояджер-1» выйдет в межзвездное пространство «в любое время». В тот момент «Вояджер-2» все еще обнаруживал исходящий поток солнечного ветра, но предполагалось, что в последующие месяцы или годы он будет испытывать те же условия, что и « Вояджер-1» . [69] [70]
Сообщалось, что космический корабль имел склонение 12,44°, прямое восхождение 17,163 часа и эклиптическую широту 34,9° (широта эклиптики меняется очень медленно), что помещало его в созвездие Змееносца , наблюдаемое с Земли 21 мая 2011 г. [7] ]
1 декабря 2011 года было объявлено, что «Вояджер-1» обнаружил первое излучение Лайман-альфа, исходящее из галактики Млечный Путь . Лайман-альфа-излучение ранее было обнаружено в других галактиках, но из-за помех со стороны Солнца излучение Млечного Пути обнаружить не удалось. [71]
5 декабря 2011 года НАСА объявило, что «Вояджер-1» вошел в новую область, известную как «космическое чистилище». В этой области застоя заряженные частицы, исходящие от Солнца, замедляются и поворачиваются внутрь, а магнитное поле Солнечной системы удваивается по силе, поскольку межзвездное пространство, по-видимому, оказывает давление. Количество энергичных частиц, происходящих из Солнечной системы, уменьшается почти вдвое, а количество обнаруженных извне высокоэнергетических электронов увеличивается в 100 раз. Внутренний край застойной области расположен примерно в 113 а.е. от Солнца. [72]
В июне 2012 года НАСА объявило, что зонд обнаружил изменения в окружающей среде, которые предположительно коррелируют с достижением гелиопаузы . [73] «Вояджер-1» сообщил о заметном увеличении количества обнаружений заряженных частиц из межзвездного пространства, которые обычно отклоняются солнечными ветрами в гелиосфере от Солнца. Таким образом, корабль начал входить в межзвездную среду на краю Солнечной системы. [74]
«Вояджер-1» стал первым космическим кораблем, пересекшим гелиопаузу в августе 2012 года, тогда на расстоянии 121 а.е. (1,12 × 10 10 миль; 1,81 × 10 10 км) от Солнца, хотя это не было подтверждено еще в течение года. [75] [76] [77] [78] [79]
По состоянию на сентябрь 2012 года солнечному свету потребовалось 16,89 часов, чтобы добраться до «Вояджера-1» , который находился на расстоянии 121 а.е. Видимая величина Солнца с космического корабля составила -16,3 (примерно в 30 раз ярче полной Луны). [80] Космический корабль двигался со скоростью 17,043 км/с (10,590 миль/с) относительно Солнца. При такой скорости ему потребуется около 17 565 лет, чтобы пройти один световой год . [80] Для сравнения, Проксима Центавра , ближайшая к Солнцу звезда, находится на расстоянии около 4,2 световых лет (2,65 × 10 5 а.е. ) далекие. Если бы космический корабль двигался в направлении этой звезды, ему потребовалось бы 73 775 лет, чтобы достичь ее. ( Вояджер-1 движется в направлении созвездия Змееносца . [80] )
В конце 2012 года исследователи сообщили, что данные о частицах, полученные с космического корабля, позволили предположить, что зонд прошел через гелиопаузу. Измерения с космического корабля выявили с мая устойчивый рост числа столкновений с частицами высокой энергии (свыше 70 МэВ), которые предположительно являются космическими лучами, исходящими от взрывов сверхновых далеко за пределами Солнечной системы , с резким увеличением количества этих столкновений в конце августа. В то же время в конце августа резко снизилось количество столкновений с частицами низкой энергии, которые, как полагают, происходят от Солнца. [81]
Эд Рулоф, ученый-космонавт из Университета Джонса Хопкинса и главный исследователь прибора для измерения заряженных частиц низкой энергии на космическом корабле, заявил, что «большинство ученых, участвовавших в проекте « Вояджер-1» , согласятся, что [эти два критерия] в достаточной степени удовлетворены». [81] Однако последний критерий для официального объявления о пересечении «Вояджером-1» границы — ожидаемое изменение направления магнитного поля (с направления Солнца на направление межзвёздного поля за его пределами) — не наблюдалось (поле изменилось направлении всего на 2 градуса [76] ), что наводило на мысль, что природа края гелиосферы была неверно оценена.
3 декабря 2012 года научный сотрудник проекта «Вояджер» Эд Стоун из Калифорнийского технологического института заявил: «Вояджер обнаружил новую область гелиосферы, о существовании которой мы даже не подозревали. Очевидно, мы все еще внутри. Но магнитное поле теперь связано с внешним миром. Так что это похоже на шоссе, пропускающее частицы внутрь и наружу». [82] Магнитное поле в этой области было в 10 раз интенсивнее, чем вояджер-1 , с которым столкнулся до терминальной ударной волны. Ожидалось, что это будет последний барьер перед тем, как космический корабль полностью покинет Солнечную систему и войдет в межзвездное пространство. [83] [84] [85]
В марте 2013 года было объявлено, что «Вояджер-1», возможно, стал первым космическим кораблем, вышедшим в межзвездное пространство, обнаружив 25 августа 2012 года заметное изменение плазменной среды. Однако до 12 сентября 2013 года этот вопрос оставался открытым. относительно того, был ли новый регион межзвездным пространством или неизвестной областью Солнечной системы. Тогда официально была подтверждена первая альтернатива. [86] [87]
В 2013 году «Вояджер-1» покидал Солнечную систему со скоростью около 3,6 а.е. (330 миллионов миль; 540 миллионов км) в год, а « Вояджер-2» двигался медленнее, покидая Солнечную систему на расстоянии 3,3 а.е. (310 миллионов миль; 490 миллионов км). ) в год. [88] Каждый год «Вояджер-1» увеличивает свое преимущество над «Вояджером-2» .
«Вояджер-1» достиг расстояния 135 а.е. (12,5 миллиардов миль; 20,2 миллиарда км) от Солнца 18 мая 2016 года . ) от Солнца, или чуть более 19 световых часов; в то время «Вояджер-2» находился на расстоянии 115,32 а.е. (10,720 миллиардов миль; 17,252 миллиардов км) от Солнца. [5]
За его ходом можно следить на сайте НАСА (см. § Внешние ссылки). [5]
.jpg/1280px-Interstellar_probes_(cropped).jpg)
12 сентября 2013 года НАСА официально подтвердило, что «Вояджер-1» достиг межзвездной среды в августе 2012 года, как и наблюдалось ранее. Общепринятая дата прибытия — 25 августа 2012 г. (примерно за 10 дней до 35-летия его запуска), дата, когда впервые были обнаружены устойчивые изменения плотности энергичных частиц. [77] [78] [79] К этому моменту большинство ученых-космонавтов отказались от гипотезы о том, что изменение направления магнитного поля должно сопровождать пересечение гелиопаузы; [78] новая модель гелиопаузы предсказала, что такого изменения не будет обнаружено. [89]
Ключевым открытием, убедившим многих учёных в том, что гелиопауза была пройдена, стало косвенное измерение 80-кратного увеличения плотности электронов, основанное на частоте плазменных колебаний, наблюдавшихся начиная с 9 апреля 2013 г. [78] , вызванных солнечной вспышкой. Это произошло в марте 2012 г. [75] (ожидается, что вне гелиопаузы плотность электронов будет на два порядка выше, чем внутри). [77] Более слабые наборы колебаний, измеренные в октябре и ноябре 2012 года [87] [90], предоставили дополнительные данные. Косвенное измерение потребовалось, поскольку плазменный спектрометр «Вояджера-1 » перестал работать в 1980 году. [79] В сентябре 2013 года НАСА опубликовало записи аудиопреобразований этих плазменных волн, первые из которых были измерены в межзвездном пространстве. [91]
Хотя обычно говорят, что «Вояджер-1» покинул Солнечную систему одновременно с гелиосферой, это не одно и то же. Солнечную систему обычно определяют как гораздо большую область космоса, населенную телами, вращающимися вокруг Солнца. В настоящее время корабль находится на расстоянии менее одной седьмой расстояния до афелия Седны и еще не вошел в облако Оорта , область-источник долгопериодических комет , которую астрономы считают самой дальней зоной Солнечной системы. [76] [87]
В октябре 2020 года астрономы сообщили о значительном неожиданном увеличении плотности пространства за пределами Солнечной системы , обнаруженном космическими зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» . По мнению исследователей, это означает, что «градиент плотности является крупномасштабной особенностью VLISM ( очень локальной межзвездной среды ) в общем направлении носа гелиосферы ». [92] [93]
В мае 2021 года НАСА впервые сообщило о непрерывном измерении плотности материала в межзвездном пространстве, а также о первом обнаружении межзвездных звуков. [94]
В мае 2022 года НАСА сообщило, что «Вояджер-1» начал передавать «загадочные» и «странные» телеметрические данные в сеть дальнего космоса (DSN). Он подтвердил, что рабочее состояние корабля осталось неизменным, но проблема связана с системой определения ориентации и управления (AACS). Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) 18 мая 2022 года опубликовала заявление о том, что AACS работает, но отправляет неверные данные. [95] [96] Проблема в конечном итоге была связана с тем, что AACS отправляла свои телеметрические данные через компьютер, который не работал в течение многих лет, что привело к повреждению данных. В августе 2022 года НАСА передало в AACS команду использовать другой компьютер, что решило проблему. Расследование причины первоначального переключения продолжается, хотя инженеры предположили, что AACS выполнила неверную команду от другого бортового компьютера. [97] [98]
В декабре 2017 года НАСА успешно запустило все четыре двигателя маневра коррекции траектории (TCM) « Вояджера -1 » впервые с 1980 года. Двигатели TCM использовались вместо устаревшего набора форсунок, чтобы помочь антенне зонда быть направленной в сторону Земля. Использование двигателей TCM позволило «Вояджеру-1» продолжать передавать данные в НАСА еще два-три года. [101] [102]
Из-за уменьшения доступной электроэнергии команде "Вояджера" пришлось расставить приоритеты, какие инструменты оставить включенными, а какие выключить. Нагреватели и другие системы космического корабля были отключены одна за другой в рамках управления питанием. Инструменты полей и частиц, которые с наибольшей вероятностью отправят обратно ключевые данные о гелиосфере и межзвездном пространстве, получили приоритет для продолжения работы. Инженеры ожидают, что космический корабль продолжит эксплуатировать как минимум один научный прибор примерно до 2025 года. [103]
Некоторые двигатели , необходимые для управления ориентацией космического корабля и направления его антенны с высоким коэффициентом усиления в направлении Земли, не используются из-за проблем с засорением гидразиновых линий . У космического корабля больше нет резервной системы двигателей, и «все на борту однострунное», по словам Сюзанны Додд, менеджера проекта «Вояджер» в Лаборатории реактивного движения , в интервью Ars Technica . [107] В связи с этим НАСА решило модифицировать компьютерное программное обеспечение космического корабля, чтобы снизить скорость засорения гидразиновых линий. НАСА сначала развернет модифицированное программное обеспечение на «Вояджере-2» , который менее удален от Земли, а затем развернет его на «Вояджере-1» . [107]
При условии, что «Вояджер-1» ни с чем не столкнется и не будет возвращен, космический зонд «Новые горизонты» никогда не пройдет мимо него, несмотря на то, что он был запущен с Земли на более высокой скорости, чем любой из космических кораблей «Вояджер». Космический корабль «Вояджер» получил выгоду от нескольких пролетов планет для увеличения своих гелиоцентрических скоростей, тогда как « Новые горизонты» получил только один такой импульс — от пролета Юпитера. По состоянию на 2018 год «Новые горизонты» движется со скоростью примерно 14 км/с (8,7 миль/с), что на 3 км/с (1,9 миль/с) медленнее, чем « Вояджер-1»[обновлять] , и продолжает замедляться. [108]
Ожидается, что «Вояджер-1» достигнет теоретического облака Оорта примерно через 300 лет [109] [110] и пройдет через него примерно за 30 000 лет. [76] [87] Хотя он не движется к какой-либо конкретной звезде, примерно через 40 000 лет он пройдет в пределах 1,6 световых лет (0,49 парсеков ) от звезды Глизе 445 , которая в настоящее время находится в созвездии Жирафа и 17,1 световых лет. - лет от Земли. [111] Эта звезда обычно движется к Солнечной системе со скоростью около 119 км/с (430 000 км/ч; 270 000 миль в час). [111] НАСА заявляет, что «Вояджерам суждено — возможно, вечно — странствовать по Млечному Пути». [112] Через 300 000 лет он пройдет менее чем в 1 световом году от звезды M3V TYC 3135–52–1. [113]
По состоянию на декабрь 2023 года «Вояджер-1» , находящийся в настоящее время на расстоянии более 15 миллиардов миль от Земли, не может отправлять обратно научные или системные данные из-за сбоя в его системе полетных данных (FDS). Система не взаимодействует должным образом с телекоммуникационным блоком зонда, в результате чего он передает только двоичный набор единиц и нулей. Несмотря на это, зонд все еще может получать команды с Земли, но решить эту проблему сложно из-за возраста космического корабля и технологий 1970-х годов. НАСА работает над решением проблемы связи между системой полетных данных (FDS) «Вояджера-1» и его блоком модуляции телеметрии (TMU). Проблема сохраняется, несмотря на попытки ее перезагрузки, и ее решение сложно из-за расстояния космического корабля (~ 15 миллиардов миль) и времени, которое требуется для команд на полет туда и обратно. [39] [114]
Оба космических зонда "Вояджер" несут позолоченный аудиовизуальный диск - компиляцию, призванную продемонстрировать разнообразие жизни и культуры на Земле в случае, если какой-либо космический корабль когда-либо будет найден инопланетными искателями. [115] [116] Запись, сделанная под руководством команды, в которую входили Карл Саган и Тимоти Феррис, включает фотографии Земли и ее форм жизни, ряд научной информации, устные приветствия от таких людей, как Генеральный секретарь Организация Объединенных Наций и президент Соединенных Штатов, а также попурри «Звуки Земли», включающее звуки китов, плач ребенка, волны, разбивающиеся о берег, а также сборник музыки, охватывающий разные культуры и эпохи, включая произведения Вольфганга . Амадей Моцарт , Слепой Уилли Джонсон , Чак Берри и Валя Балканска . Включены и другие классические произведения Востока и Запада, а также исполнения местной музыки со всего мира. Запись также содержит поздравления на 55 разных языках. [117] [118] Целью проекта было изобразить богатство жизни на Земле и стать свидетельством человеческого творчества и желания соединиться с космосом. [116] [36]
Алюминиевая фольга из супермаркета добавлена в последнюю минуту, чтобы защитить корабль от радиации
Космический корабль НАСА «Вояджер-1» официально является первым искусственным объектом, вышедшим в межзвездное пространство.
Все эти миссии опирались на технологии Viking. Как и в случае с командой
программы «Викинг»
в 1976 году, Марс продолжает вызывать особое восхищение. Благодаря преданности делу мужчин и женщин, работающих в центрах НАСА по всей стране, загадочный Марс нашего прошлого становится гораздо более знакомым местом.
