stringtranslate.com

Программа «Вояджер»

Плакат с изображением планет и лун, посещённых в ходе программы «Вояджер».

Программа Voyager — американская научная программа, в которой задействованы два межзвездных зонда , Voyager 1 и Voyager 2. Они были запущены в 1977 году, чтобы воспользоваться благоприятным расположением двух газовых гигантов Юпитера и Сатурна и ледяных гигантов Урана и Нептуна, чтобы пролететь рядом с ними и собрать данные для передачи обратно на Землю. После запуска было принято решение отправить Voyager 2 вблизи Урана и Нептуна для сбора данных для передачи обратно на Землю. [1]

25 августа 2012 года данные с Voyager 1 показали, что он вышел в межзвездное пространство. [2] 5 ноября 2019 года данные с Voyager 2 показали, что он также вышел в межзвездное пространство. [3] 4 ноября 2019 года ученые сообщили, что 5 ноября 2018 года зонд Voyager 2 официально достиг межзвездной среды (ISM), области внешнего пространства за пределами влияния солнечного ветра , как и Voyager 1 в 2012 году. [4] [5] [6] В августе 2018 года НАСА подтвердило, основываясь на результатах космического корабля New Horizons , существование « водородной стены » на внешних краях Солнечной системы, которая была впервые обнаружена в 1992 году двумя космическими аппаратами Voyager. [7] [8] [9]

По состоянию на 2024 год «Вояджеры» все еще продолжают работу за пределами внешней границы гелиосферы в межзвездном пространстве . Voyager 1 движется со скоростью 61 198 километров в час (38 027 миль в час), или 17 км/с, относительно Солнца и находится на расстоянии 24 475 900 000 километров (1,52086 × 10 10  миль) от Солнца [10], достигнув расстояния 162  а.е. (24,2  миллиарда  км ; 15,1 миллиарда  миль ) от Земли по состоянию на 25 мая 2024 года. [11] По состоянию на 2024 год Voyager 2 движется со скоростью 55 347 километров в час (34 391 миль в час), или 15 км/с, относительно Солнца и находится на расстоянии 20 439 100 000 километров (1,27003 × 10 10  миль) от Солнца [12], достигнув расстояния 136,627  а.е. (20,4  млрд  км ; 12,7 млрд  миль ) от Земли по состоянию на 25 мая 2024 года. [11]

История

Маринер Юпитер-Сатурн

Траектории, которые позволили космическому аппарату «Вояджер» посетить внешние планеты и достичь скорости, необходимой для выхода за пределы Солнечной системы.
График гелиоцентрической скорости Voyager 2 в зависимости от расстояния от Солнца, иллюстрирующий использование гравитационного маневра для ускорения космического корабля Юпитером, Сатурном и Ураном. Для наблюдения за Тритоном Voyager 2 прошел над северным полюсом Нептуна, что привело к ускорению вне плоскости эклиптики и уменьшению его скорости вдали от Солнца. [13]

Voyager сделал то, что никто не предвидел, нашел сцены, которых никто не ожидал, и обещает пережить своих изобретателей. Подобно великой картине или неизменному институту, он обрел собственное существование, судьбу, которая находится за пределами понимания его управляющих.

Два космических зонда Voyager изначально были задуманы как часть Планетарного Гранд-тура, запланированного в конце 1960-х и начале 70-х годов, который был направлен на исследование Юпитера , Сатурна , луны Сатурна , Титана , Урана , Нептуна и Плутона . Миссия возникла из программы Гранд-тура , концептуализированной Гэри Фландро , аэрокосмическим инженером из Лаборатории реактивного движения, в 1964 году, которая использовала редкое выравнивание планет, происходящее раз в 175 лет. [14] [15] Такое выравнивание позволяло кораблю достичь всех внешних планет с помощью гравитационных вспомогательных средств . Миссия состояла в том, чтобы отправить несколько пар зондов, и набрала обороты в 1966 году, когда она была одобрена Лабораторией реактивного движения НАСА . Однако в декабре 1971 года миссия Гранд-тура была отменена, когда финансирование было перенаправлено на программу Спейс Шаттл . [16]

В 1972 году была предложена уменьшенная миссия (четыре планеты, два идентичных космических аппарата), использующая космический аппарат, полученный из серии Mariner , изначально предполагалось, что это будут Mariner 11 и Mariner 12. Техника гравитационного маневра , успешно продемонстрированная Mariner 10 , должна была использоваться для достижения значительных изменений скорости путем маневрирования через гравитационное поле промежуточной планеты, чтобы минимизировать время до Сатурна. [17] Затем космические аппараты были переведены в отдельную программу под названием Mariner Jupiter-Saturn (также Mariner Jupiter-Saturn-Uranus , [18] MJS или MJSU ), часть программы Mariner , позже переименованной, поскольку считалось, что конструкция двух космических зондов достаточно продвинулась за пределы семейства Mariner, чтобы заслужить отдельное название. [19]

Зонды «Вояджер»

Интерактивная 3D-модель космического корабля «Вояджер».

4 марта 1977 года НАСА объявило конкурс на переименование миссии, полагая, что существующее название не подходит, поскольку миссия существенно отличалась от предыдущих миссий Mariner . В качестве нового названия было выбрано Voyager , ссылаясь на более раннее предложение Уильяма Пикеринга , который предложил название Navigator . Из-за смены названия, произошедшей близко к запуску, зонды по-прежнему иногда называли Mariner 11 и Mariner 12, или Voyager 11 и Voyager 12. [16]

Были установлены две траектории миссии: JST, нацеленная на Юпитер, Сатурн и усиливающая пролёт Титана , в то время как JSX служила в качестве запасного плана. JST сосредоточилась на пролёте Титана, в то время как JSX предоставила гибкий план миссии. Если JST преуспеет, JSX сможет продолжить Гранд-тур, но в случае неудачи JSX может быть перенаправлен на отдельный пролёт Титана, утратив возможность Гранд-тура. [17] Второй зонд, теперь Voyager 2 , следовал по траектории JSX, что дало ему возможность продолжить путь к Урану и Нептуну. После того, как Voyager 1 выполнил свои основные задачи на Сатурне, Voyager 2 получил продление миссии, что позволило ему продолжить путь к Урану и Нептуну. Это позволило Voyager 2 отклониться от первоначально запланированной траектории JST. [16]

Зонды будут запущены в августе или сентябре 1977 года, и их главной целью будет сравнение характеристик Юпитера и Сатурна, таких как их атмосферы , магнитные поля , среды частиц, кольцевые системы и луны . Они будут пролетать мимо планет и лун по траектории JST или JSX. После завершения своих пролетов зонды будут связываться с Землей, передавая важные данные с помощью своих магнитометров , спектрометров и других инструментов для обнаружения межзвездного , солнечного и космического излучения . Их радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) будут ограничивать максимальное время связи с зондами примерно десятилетием . После своих основных миссий зонды продолжат дрейфовать в межзвездном пространстве. [17]

Voyager 2 был запущен первым. Его траектория была разработана так, чтобы обеспечить пролёты Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Voyager 1 был запущен после Voyager 2 , но по более короткой и быстрой траектории, которая была разработана для обеспечения оптимального пролёта спутника Сатурна Титана , [20] который, как известно, был довольно большим и обладал плотной атмосферой. Это столкновение вывело Voyager 1 из плоскости эклиптики, завершив его планетарную научную миссию. [21] Если бы Voyager 1 не смог выполнить пролёт Титана, траектория Voyager 2 могла быть изменена для исследования Титана, отказавшись от посещения Урана и Нептуна. [22] Voyager 1 не был запущен по траектории, которая позволила бы ему продолжить путь к Урану и Нептуну, но мог бы продолжить путь от Сатурна до Плутона, не исследуя Титан. [23]

В 1990-х годах Voyager 1 обогнал более медленные зонды глубокого космоса Pioneer 10 и Pioneer 11, став самым удаленным от Земли объектом, созданным человеком, рекорд, который он сохранит в обозримом будущем. Зонд New Horizons , у которого была более высокая скорость запуска, чем у Voyager 1 , движется медленнее из-за дополнительной скорости, которую Voyager 1 получил от пролетов Юпитера и Сатурна. Voyager 1 и Pioneer 10 являются наиболее удаленными друг от друга объектами, созданными человеком, поскольку они движутся примерно в противоположных направлениях от Солнечной системы .

В декабре 2004 года Voyager 1 пересёк конечную ударную волну , где солнечный ветер замедляется до дозвуковой скорости, и вошёл в гелиооболочку , где солнечный ветер сжимается и становится турбулентным из-за взаимодействия с межзвёздной средой . 10 декабря 2007 года Voyager 2 также достиг конечной ударной волны, примерно на 1,6 миллиарда километров (1 миллиард миль) ближе к Солнцу, чем от того места, где Voyager 1 впервые пересёк её, что указывает на асимметричность Солнечной системы . [24]

В 2010 году «Вояджер-1» сообщил, что внешняя скорость солнечного ветра упала до нуля, и ученые предсказали, что он приближается к межзвездному пространству . [25] В 2011 году данные с «Вояджеров» определили, что гелиооболочка не гладкая, а заполнена гигантскими магнитными пузырями, которые, как предполагается, образуются, когда магнитное поле Солнца деформируется на краю Солнечной системы. [26]

В июне 2012 года ученые из NASA сообщили, что Voyager 1 был очень близок к выходу в межзвездное пространство, о чем свидетельствовал резкий рост количества высокоэнергетических частиц из-за пределов Солнечной системы. [27] [28] В сентябре 2013 года NASA объявило, что Voyager 1 пересек гелиопаузу 25 августа 2012 года, став первым космическим аппаратом, вошедшим в межзвездное пространство. [29] [30] [31]

В декабре 2018 года НАСА объявило, что «Вояджер-2» пересек гелиопаузу 5 ноября 2018 года, став вторым космическим аппаратом, вошедшим в межзвездное пространство. [3]

По состоянию на 2017 год Voyager 1 и Voyager 2 продолжают следить за условиями во внешних пространствах Солнечной системы. [32] Ожидается, что космический аппарат Voyager сможет управлять научными приборами до 2020 года, когда ограниченная мощность потребует отключения приборов по одному. Где-то около 2025 года больше не будет достаточно энергии для работы каких-либо научных приборов.

В июле 2019 года был внедрен пересмотренный план управления питанием для лучшего управления истощением запасов энергии двух зондов. [33]

Проектирование космических аппаратов

Космический зонд с приземистым цилиндрическим корпусом, увенчанным большой параболической радиоантенной тарелкой, направленной влево, трехэлементным радиоизотопным термоэлектрическим генератором на стреле, направленной вниз, и научными приборами на стреле, направленной вверх. Диск закреплен на корпусе, обращенном вперед влево. Длинная трехосная стрела простирается вниз влево, а две радиоантенны простираются вниз влево и вниз вправо.
Схема космического корабля «Вояджер»

Каждый космический аппарат Voyager весит 773 килограмма (1704 фунта). Из этого общего веса каждый космический аппарат несет 105 килограммов (231 фунт) научных приборов. [34] Идентичные космические аппараты Voyager используют трехосные стабилизированные системы наведения , которые используют гироскопические и акселерометрические входные сигналы для своих компьютеров управления ориентацией, чтобы направлять свои антенны с высоким коэффициентом усиления на Землю , а свои научные приборы — на свои цели, иногда с помощью подвижной инструментальной платформы для меньших инструментов и электронной фотографической системы.

На схеме показана антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA) с тарелкой диаметром 3,7 м (12 футов), прикрепленной к полому десятиугольному электронному контейнеру. Также имеется сферический бак, содержащий гидразиновое монотопливо .

Voyager Golden Record прикреплен к одной из сторон автобуса. Наклонная квадратная панель справа — это оптическая калибровочная мишень и излучатель избыточного тепла. Три радиоизотопных термоэлектрических генератора (РИТЭГ) установлены встык на нижней стреле.

Платформа сканирования включает в себя: инфракрасный интерферометрический спектрометр (IRIS) (самая большая камера вверху справа); ультрафиолетовый спектрометр (UVS) чуть выше IRIS; две видиконовые камеры подсистемы научной обработки изображений (ISS) слева от UVS; и фотополяриметрическую систему (PPS) под ISS.

Пока поддерживается только пять следственных групп, хотя данные собираются для двух дополнительных приборов. [35] Подсистема полетных данных (FDS) и один восьмидорожечный цифровой магнитофон (DTR) обеспечивают функции обработки данных.

FDS настраивает каждый инструмент и управляет работой инструмента. Он также собирает инженерные и научные данные и форматирует данные для передачи . DTR используется для записи высокоскоростных данных Plasma Wave Subsystem (PWS), которые воспроизводятся каждые шесть месяцев.

Подсистема Imaging Science Subsystem, состоящая из широкоугольной и узкоугольной камер, представляет собой модифицированную версию конструкции медленно сканирующей видиконовой камеры, которая использовалась в более ранних полетах Mariner. Подсистема Imaging Science Subsystem состоит из двух камер телевизионного типа, каждая из которых имеет восемь фильтров в управляемом колесе фильтров, установленном перед видиконами. Одна из них имеет широкоугольный объектив с низким разрешением 200 мм (7,9 дюйма) и фокусным расстоянием f /3 (широкоугольная камера), а другая использует узкоугольный объектив с более высоким разрешением 1500 мм (59 дюймов) и f/8,5 (узкоугольная камера).

Было построено три космических корабля: Voyager 1 (VGR 77-1), Voyager 2 (VGR 77-3) и тестовая запасная модель (VGR 77-2). [36] [37]

Научные приборы

Компьютеры и обработка данных

На космическом аппарате Voyager есть три разных типа компьютеров, по два каждого типа, иногда используемых для избыточности. Это фирменные, изготовленные на заказ компьютеры, построенные на основе КМОП и ТТЛ- среднемасштабных КМОП-интегральных схем и дискретных компонентов, в основном из серии 7400 Texas Instruments . [40] Общее количество слов среди шести компьютеров составляет около 32 тыс. Вояджер 1 и Вояджер 2 имеют идентичные компьютерные системы. [41] [42]

Система компьютерных команд (CCS), центральный контроллер космического корабля, имеет два 18-битных процессора прерываемого типа с 4096 словами каждый из энергонезависимой памяти с пластинчатыми проводами . В течение большей части миссии Voyager два компьютера CCS на каждом космическом корабле использовались без резервирования для увеличения возможностей управления и обработки космического корабля. CCS почти идентична системе, используемой на космическом корабле Viking. [43]

Система полетных данных (FDS) представляет собой две 16-битные текстовые машины с модульной памятью по 8198 слов каждая.

Система управления ориентацией и артикуляцией (AACS) представляет собой две 18-битные текстовые машины по 4096 слов каждая.

В отличие от других бортовых приборов, работа камер для видимого света не является автономной, а скорее контролируется таблицей параметров изображения, содержащейся в одном из бортовых цифровых компьютеров , Подсистеме полетных данных (FDS). Более поздние космические зонды, начиная примерно с 1990 года, обычно имеют полностью автономные камеры.

Подсистема компьютерных команд (CCS) управляет камерами. CCS содержит фиксированные компьютерные программы , такие как процедуры декодирования команд, обнаружения и исправления неисправностей, процедуры наведения антенн и процедуры последовательности космических аппаратов. Этот компьютер является улучшенной версией того, который использовался в орбитальном аппарате Viking . [43] Аппаратное обеспечение в обеих специально разработанных подсистемах CCS в Voyagers идентично. Существует только незначительная модификация программного обеспечения для одной из них, которая имеет научную подсистему, которой нет в другой.

Согласно Книге рекордов Гиннесса, CCS удерживает рекорд «самого длительного периода непрерывной работы компьютера». Он работает непрерывно с 20 августа 1977 года. [44]

Подсистема управления положением и артикуляцией (AACS) контролирует ориентацию космического корабля (его положение). Она удерживает антенну с высоким коэффициентом усиления направленной на Землю, контролирует изменения положения и направляет платформу сканирования. Специально разработанные системы AACS на обоих кораблях идентичны.

В Интернете ошибочно сообщалось [45] , что космические зонды Voyager управлялись версией RCA 1802 ( микропроцессор RCA CDP1802 "COSMAC" ), но такие заявления не подтверждаются первичными проектными документами. Микропроцессор CDP1802 позже использовался в космическом зонде Galileo , который был спроектирован и построен несколько лет спустя. Цифровая управляющая электроника Voyager не была основана на микросхеме микропроцессора.

Коммуникации

Связь по восходящей линии осуществляется с помощью микроволновой связи S-диапазона . Связь по нисходящей линии осуществляется с помощью микроволнового передатчика X-диапазона на борту космического корабля, с передатчиком S-диапазона в качестве резервного. Вся дальняя связь с и на два Вояджера осуществлялась с использованием их 3,7-метровых (12 футов) антенн с высоким коэффициентом усиления. Антенна с высоким коэффициентом усиления имеет ширину луча 0,5° для X-диапазона и 2,3° для S-диапазона. [46] : 17  (Антенна с низким коэффициентом усиления имеет усиление 7 дБ и ширину луча 60°.) [46] : 17 

Из-за закона обратных квадратов в радиосвязи , скорость передачи цифровых данных, используемая в нисходящих каналах связи с Вояджеров, постоянно уменьшалась по мере удаления от Земли. Например, скорость передачи данных, используемая с Юпитера, составляла около 115 000 бит в секунду. Она уменьшилась вдвое на расстоянии Сатурна, и с тех пор она постоянно снижалась. [46] По пути на земле были приняты некоторые меры для уменьшения влияния закона обратных квадратов. В период с 1982 по 1985 год диаметры трех основных параболических антенн-тарелок Сети дальнего космоса были увеличены с 64 до 70 м (от 210 до 230 футов) [46] : 34  значительно увеличили их площади для сбора слабых микроволновых сигналов.

Пока корабль находился между Сатурном и Ураном, бортовое программное обеспечение было обновлено для обеспечения некоторой степени сжатия изображений и использования более эффективного кодирования Рида-Соломона с исправлением ошибок . [46] : 33 

Затем, между 1986 и 1989 годами, были введены в действие новые методы для объединения сигналов от нескольких антенн на земле в один, более мощный сигнал, в своего рода антенной решетке . [46] : 34  Это было сделано в Голдстоуне, Калифорния , Канберре (Австралия) и Мадриде (Испания) с использованием дополнительных антенн-тарелок, доступных там. Кроме того, в Австралии радиотелескоп Паркса был включен в решетку как раз к пролету Нептуна в 1989 году. В Соединенных Штатах Very Large Array в Нью-Мексико был временно введен в эксплуатацию вместе с антеннами Deep Space Network в Голдстоуне. [46] : 34  Использование этой новой технологии антенных решеток помогло компенсировать огромное радиорасстояние от Нептуна до Земли.

Власть

РИТЭГи для программы «Вояджер»

Электропитание обеспечивается тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) MHW-RTG . Они работают на плутонии-238 (отличаются от изотопа Pu-239, используемого в ядерном оружии) и обеспечивали около 470 Вт при 30 вольтах постоянного тока при запуске космического корабля. Плутоний-238 распадается с периодом полураспада 87,74 года [47] , поэтому РИТЭГ, использующие Pu-238, будут терять множитель 1−0,5 (1/87,74) = 0,79% своей выходной мощности в год.

В 2011 году, через 34 года после запуска, тепловая мощность, вырабатываемая таким РИТЭГом, будет снижена до (1/2) (34/87,74) ≈ 76% от его первоначальной мощности. Термопары РИТЭГа , преобразующие тепловую энергию в электрическую, также со временем деградируют, снижая доступную электрическую мощность ниже этого расчетного уровня.

К 7 октября 2011 года мощность, вырабатываемая Voyager 1 и Voyager 2, упала до 267,9 Вт и 269,2 Вт соответственно, что составляет около 57% от мощности при запуске. Уровень выходной мощности оказался лучше, чем предварительные прогнозы, основанные на консервативной модели деградации термопары. По мере снижения электрической мощности нагрузки космических аппаратов должны быть отключены, что исключает некоторые возможности. К 2032 году может не хватить мощности для связи. [48]

Межзвездная миссия «Вояджер»

Voyager 1 пересёк гелиопаузу, или край гелиосферы , в августе 2012 года.
Voyager 2 пересёк гелиопаузу в ноябре 2018 года. [3] [49]

Основная миссия Voyager была завершена в 1989 году, когда Voyager 2 пролетел близко к Нептуну . Voyager Interstellar Mission (VIM) — это расширение миссии, которая началась, когда два космических аппарата уже находились в полете более 12 лет. [50] Отдел гелиофизики Управления научных миссий NASA провел обзор Heliophysics Senior Review в 2008 году. Группа пришла к выводу, что VIM «является миссией, которую абсолютно необходимо продолжать» и что финансирование VIM «близко к оптимальному уровню и увеличение поддержки DSN ( Deep Space Network ) оправданы». [51]

Основной целью VIM было расширить исследование Солнечной системы за пределы внешних планет до гелиопаузы (самой дальней точки, в которой излучение Солнца преобладает над межзвездными ветрами) и, если возможно, даже за ее пределы. Voyager 1 пересек границу гелиопаузы в 2012 году, а затем Voyager 2 в 2018 году. Прохождение границы гелиопаузы позволило обоим космическим аппаратам провести измерения межзвездных полей, частиц и волн, не затронутых солнечным ветром . Двумя важными открытиями на сегодняшний день стали открытие области магнитных пузырей [52] и отсутствие признаков ожидаемого сдвига в магнитном поле Солнца. [53]

Вся сканирующая платформа Voyager 2 , включая все платформенные инструменты, была выключена в 1998 году. Все платформенные инструменты Voyager 1 , за исключением ультрафиолетового спектрометра (UVS) [54] , также были выключены.

Платформа сканирования Voyager 1 должна была выйти из строя в конце 2000 года, но была оставлена ​​для исследования УФ-излучения с наветренного направления. Данные UVS все еще собираются, но сканирование больше невозможно. [55]

Эксплуатация гироскопа завершилась в 2016 году для Voyager 2 и в 2017 году для Voyager 1. Эксплуатация гироскопа используется для вращения зонда на 360 градусов шесть раз в год для измерения магнитного поля космического корабля, которое затем вычитается из научных данных магнитометра.

Оба космических аппарата продолжают работать, хотя и с некоторой потерей избыточности подсистем, но сохраняют способность возвращать научные данные с помощью полного комплекта научных приборов межзвездной миссии «Вояджер» (VIM).

Оба космических аппарата также имеют достаточную электроэнергию и топливо для управления ориентацией, чтобы продолжать работу примерно до 2025 года, после чего может не хватить электроэнергии для поддержки работы научных приборов; возврат научных данных и эксплуатация космических аппаратов прекратятся. [56]

Подробности миссии

Эта диаграмма гелиосферы была опубликована 28 июня 2013 года и включает результаты, полученные с космического корабля «Вояджер». [57]

К началу VIM Voyager 1 находился на расстоянии 40 а.е. от Земли, а Voyager 2 — на расстоянии 31 а.е. VIM находится в трех фазах: фаза конечной ударной волны, исследование гелиооболочки и фаза межзвездного исследования. Космический аппарат начал VIM в среде, контролируемой магнитным полем Солнца, при этом среди плазменных частиц преобладали те, что содержатся в расширяющемся сверхзвуковом солнечном ветре. Это характерная среда фазы конечной ударной волны. На некотором расстоянии от Солнца сверхзвуковой солнечный ветер будет сдерживаться от дальнейшего расширения межзвездным ветром. Первой особенностью, с которой столкнулся космический аппарат в результате этого взаимодействия — между межзвездным ветром и солнечным ветром — была конечная ударная волна, где солнечный ветер замедляется до дозвуковой скорости, и происходят большие изменения в направлении потока плазмы и ориентации магнитного поля. Voyager 1 завершил фазу терминальной ударной волны в декабре 2004 года на расстоянии 94 а.е., в то время как Voyager 2 завершил ее в августе 2007 года на расстоянии 84 а.е. После входа в гелиооболочку космические аппараты оказались в области, в которой доминируют магнитное поле Солнца и частицы солнечного ветра. Пройдя через гелиооболочку, два Voyager начали фазу межзвездного исследования. Внешняя граница гелиооболочки называется гелиопаузой. Это область, где влияние Солнца начинает уменьшаться и можно обнаружить межзвездное пространство. [58]

Voyager 1 покидает Солнечную систему со скоростью 3,6 а.е. в год в 35° к северу от эклиптики в общем направлении солнечного апекса в Геркулесе , в то время как скорость Voyager 2 составляет около 3,3 а.е. в год, направляясь в 48° к югу от эклиптики . Космический аппарат Voyager в конечном итоге отправится к звездам. Примерно через 40 000 лет Voyager 1 окажется в пределах 1,6 световых лет (ly) от AC+79 3888, также известной как Gliese 445 , которая приближается к Солнцу. Через 40 000 лет Voyager 2 окажется в пределах 1,7 световых лет от Ross 248 (еще одной звезды, приближающейся к Солнцу), а через 296 000 лет он пройдет в пределах 4,6 световых лет от Сириуса , который является самой яркой звездой на ночном небе. [2] Ожидается, что космический корабль не столкнется со звездой в течение 1 секстиллиона (10 20 ) лет. [59]

В октябре 2020 года астрономы сообщили о значительном неожиданном увеличении плотности в пространстве за пределами Солнечной системы , обнаруженном космическими зондами Voyager . По словам исследователей, это означает, что «градиент плотности является крупномасштабной особенностью VLISM ( очень локальной межзвездной среды ) в общем направлении гелиосферного носа ». [60] [61]

Золотая пластинка Вояджера

Обложка золотой пластинки

Оба космических аппарата несут 12-дюймовую (30 см) золотую граммофонную пластинку, которая содержит изображения и звуки Земли, символические указания на обложке для воспроизведения пластинки и данные, подробно описывающие местоположение Земли. [32] [28] Запись задумана как комбинация капсулы времени и межзвездного сообщения для любой цивилизации, инопланетной или человеческой из далекого будущего, которая может найти любой из Вояджеров. Содержание этой записи было выбрано комитетом, в который входил Тимоти Феррис и который возглавлял Карл Саган . [28]

Бледно-голубая точка

С расстояния 6 миллиардов километров (3,7 миллиарда миль) Земля выглядит как « бледно-голубая точка » (голубовато-белое пятнышко примерно посередине светлой полосы справа).

Pale Blue Dot — фотография Земли , сделанная 14 февраля 1990 года космическим зондом Voyager 1 с расстояния около 6 миллиардов километров ( 3,7 миллиарда миль, 40,5 а. е .) в рамках серии снимков Солнечной системы Family Portrait того дня . [62] Открытия программы Voyager на первом этапе ее миссии, включая новые цветные фотографии крупных планет крупным планом, регулярно документировались печатными и электронными СМИ. Среди самых известных из них — изображение Земли в виде Pale Blue Dot , сделанное в 1990 году Voyager 1 и популяризированное Карлом Саганом, [63]

Подумайте еще раз об этой точке. Это здесь. Это дом. Это мы... Земля - ​​очень маленькая сцена на огромной космической арене... По-моему, нет, пожалуй, лучшей демонстрации глупости человеческих представлений, чем этот далекий образ нашего крошечного мира. Для меня это подчеркивает нашу ответственность относиться друг к другу более добрее и сострадательнее, а также беречь и лелеять эту бледно-голубую точку, единственный дом, который мы когда-либо знали.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Фантастическое путешествие Вояджера". The Attic . 9 января 2020 г. Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. Получено 3 марта 2020 г.
  2. ^ ab Jpl.Nasa.Gov. "Voyager Enters Interstellar Space – NASA Jet Propulsion Laboratory". Jpl.nasa.gov. Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 года . Получено 14 сентября 2013 года .
  3. ^ abc Браун, Дуэйн; Фокс, Карен; Кофилд, Калия; Поттер, Шон (10 декабря 2018 г.). «Выпуск 18-115 – Зонд NASA Voyager 2 входит в межзвездное пространство». NASA . Архивировано из оригинала 27 июня 2023 г. . Получено 10 декабря 2018 г. .
  4. Университет Айовы (4 ноября 2019 г.). «Voyager 2 достигает межзвездного пространства — прибор, управляемый Айовой, обнаруживает скачок плотности плазмы, подтверждающий, что космический корабль вошел в царство звезд». EurekAlert! . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. . Получено 4 ноября 2019 г. .
  5. ^ Чанг, Кеннет (4 ноября 2019 г.). «Открытия Voyager 2 из межзвездного пространства — в своем путешествии за пределы пузыря солнечного ветра зонд обнаружил некоторые заметные отличия от своего близнеца, Voyager 1». The New York Times . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. . Получено 5 ноября 2019 г.
  6. ^ "Исследование Солнечной системы". JPL-NASA. Архивировано из оригинала 18 апреля 2019 года . Получено 19 февраля 2021 года .
  7. ^ Гладстон, Г. Рэндалл и др. (7 августа 2018 г.). «Небесный фон Лаймана-α, наблюдаемый New Horizons». Geophysical Research Letters . 45 (16): 8022–8028. arXiv : 1808.00400 . Bibcode : 2018GeoRL..45.8022G. doi : 10.1029/2018GL078808. S2CID  119395450.
  8. ^ Летцтер, Рафи (9 августа 2018 г.). «NASA обнаружило огромную светящуюся «водородную стену» на краю нашей Солнечной системы». Live Science . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. Получено 10 августа 2018 г.
  9. ^ "Voyager – Fact Sheet". voyager.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 года . Получено 17 мая 2018 года .
  10. ^ "Статус миссии Voyager". JPL. Архивировано из оригинала 1 января 2018 года . Получено 10 февраля 2022 года .
  11. ^ ab "Voyager – Mission Status". Jet Propulsion Laboratory . National Aeronautics and Space Administration . Архивировано из оригинала 1 января 2018 года . Получено 24 апреля 2021 года .
  12. ^ "In Depth – Voyager 2". JPL. Архивировано из оригинала 20 апреля 2017 года . Получено 10 февраля 2022 года .
  13. Дэйв Дуди (15 сентября 2004 г.). «Основы космического полета. Раздел I. Окружающая среда космоса». .jpl.nasa.gov. Архивировано из оригинала 17 августа 2015 г. Получено 29 декабря 2017 г.
  14. ^ Фландро, Гэри (1966). «Быстрые разведывательные миссии во внешнюю часть Солнечной системы с использованием энергии, полученной из гравитационного поля Юпитера» (PDF) . Astronautica Acta . 12 : 329–337. Архивировано (PDF) из оригинала 30 марта 2019 г. . Получено 1 июня 2024 г. .
  15. ^ "Planetary Voyage". USA.gov. 30 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 27 ноября 2013 г. Получено 15 октября 2013 г.
  16. ^ abc Butrica, Andrew J. (1998). "Voyager: The Grand Tour of Big Science". В Mack, Pamela E. (ред.). От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy. Вашингтон, округ Колумбия: NASA. ISBN 978-1-4102-2531-3. Архивировано из оригинала 23 августа 2014 . Получено 25 августа 2014 .
  17. ^ abc Smurmeier, HM (1 апреля 1974 г.). "The Mariner Jupiter/Saturn 1977 Mission" (1974)". Embry–Riddle Aeronautical University . Архивировано из оригинала 20 апреля 2023 г. . Получено 16 мая 2024 г. .
  18. ^ «Вояджеры: беспрецедентная продолжающаяся миссия по исследованию». NASASpaceFlight.com . Джефф Голдадер, Крис Гебхардт. 7 августа 2011 г. Архивировано из оригинала 17 мая 2024 г. Получено 17 мая 2024 г.
  19. Глава 11 «Voyager: The Grand Tour of Big Science» Архивировано 29 февраля 2020 г. на Wayback Machine (раздел 268), Эндрю Дж. Бутрика, найдено в книге «From Engineering Science To Big Science» ISBN 978-0-16-049640-0 под редакцией Памелы Э. Мак, NASA, 1998 г. 
  20. Дэвид В. Свифт (1 января 1997 г.). Рассказы о путешественниках: личные взгляды на Гранд-тур. AIAA. стр. 69. ISBN 978-1-56347-252-7.
  21. ^ "Voyager FAQ". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Получено 1 января 2015 года .
  22. Джим Белл (24 февраля 2015 г.). Межзвездная эра: внутри сорокалетней миссии «Вояджера». Penguin Publishing Group. стр. 94. ISBN 978-0-698-18615-6. Архивировано из оригинала 24 июля 2024 . Получено 9 февраля 2016 .
  23. ^ Алан Стерн (23 июня 2014 г.). «Перспектива ПИ: Что, если бы «Вояджер» исследовал Плутон?». Новые горизонты: миссия НАСА на Плутон и пояс Койпера . Получено 29 августа 2020 г.
  24. ^ "NASA - Voyager 2 доказывает, что Солнечная система сплющена". www.nasa.gov . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 года . Получено 6 февраля 2020 года .
  25. Браун, Дуэйн; Кук, Цзя-Руй; Бакли, М. (14 декабря 2010 г.). «Приближаясь к межзвездному пространству, зонд NASA видит снижение солнечного ветра». Лаборатория прикладной физики, Университет Джонса Хопкинса. Архивировано из оригинала 15 декабря 2010 г.
  26. ^ Смит, Кэтрин (10 июня 2011 г.). «СМОТРЕТЬ: НАСА ОБНАРУЖИВАЕТ „пузыри“ на краю Солнечной системы». Huffington Post . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. Получено 11 июня 2011 г.
  27. Амос, Джонатан (15 июня 2012 г.). «Частицы указывают путь для Вояджера НАСА». BBC News . Архивировано из оригинала 15 июня 2012 г. Получено 15 июня 2012 г.
  28. ^ abc Ferris, Timothy (май 2012 г.). «Timothy Ferris on Voyagers' Never-Ending Journey» (Тимоти Феррис о бесконечном путешествии Вояджеров). Smithsonian Magazine . Архивировано из оригинала 4 ноября 2013 г. Получено 15 июня 2012 г.
  29. Кук, Цзя-Руй С.; Агл, округ Колумбия; Браун, Дуэйн (12 сентября 2013 г.). «Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство». НАСА . Архивировано из оригинала 11 июня 2020 г. Получено 12 сентября 2013 г.
  30. ^ "Вояджер-1 вошел в новую область космоса, на что указывают внезапные изменения в космических лучах". Архивировано из оригинала 22 марта 2013 года . Получено 20 марта 2013 года .
  31. ^ "Отчет: обновление статуса NASA Voyager о местоположении Voyager 1". NASA. Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 года . Получено 20 марта 2013 года .
  32. ^ ab Krauss, Lawrence M. (5 сентября 2017 г.). «Pondering Voyagers' Interstellar Journeys, and Our Own». The New York Times . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. Получено 5 сентября 2017 г.
  33. ^ Кофилд, Калла (8 июля 2019 г.). «Новый план по поддержанию работы старейших исследователей НАСА». НАСА . Архивировано из оригинала 13 апреля 2020 г. Получено 12 июля 2019 г.
  34. ^ Хейнс, Роберт (январь 1987 г.). «Как мы получаем снимки из космоса, пересмотренное издание». Факты о НАСА . NTRS. Архивировано из оригинала 30 июля 2023 г. Получено 7 июля 2017 г.
  35. Voyager - Spacecraft Архивировано 24 марта 2007 г. на сайте Wayback Machine Nasa
  36. ^ Пайн 2010, стр. 39.
  37. ^ Фолджер, Тим (июль 2022 г.). «Record-Breaking Voyager Spacecraft Begin to Power Down» (Рекордный космический корабль «Вояджер» начинает выключаться). Scientific American . Архивировано из оригинала 23 июня 2022 г. Получено 12 апреля 2024 г.
  38. ^ "Описание узкоугольной камеры Voyager 1". NASA. Архивировано из оригинала 11 августа 2011 года . Получено 17 января 2011 года .
  39. ^ "Описание широкоугольной камеры Voyager 1". NASA. Архивировано из оригинала 7 ноября 2021 г. Получено 17 января 2011 г.
  40. ^ «Voyagers 1 и 2 выводят встроенные компьютеры в межзвездное пространство». 25 июля 2022 г. Архивировано из оригинала 5 августа 2023 г. Получено 5 августа 2023 г.
  41. ^ "Voyager Frequently Asked Questions". Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года.
  42. ^ "Voyager 1 Instrument Host Information". seti.org. Архивировано из оригинала 24 июля 2024 года . Получено 10 августа 2019 года .
  43. ^ ab Tomayko, James E. (3 августа 1987 г.). "Распределенные вычисления на борту Voyager и Galileo (глава 6)". В Kent, Allen; Williams, James G. (ред.). Computers in Spaceflight: The NASA Experience. Encyclopedia of Computer Science and Technology. Vol. 18. Supplement 3. NASA. ISBN 978-0-8247-2268-5. Архивировано из оригинала 18 октября 2023 г. . Получено 26 июля 2022 г. – через NASA History.
  44. ^ «Самый длительный период непрерывной работы компьютера». Книга рекордов Гиннесса . 20 августа 1977 г. Архивировано из оригинала 28 апреля 2023 г. Получено 28 апреля 2023 г.
  45. ^ Джонсон, Херб (ноябрь 2014 г.). «COSMAC 1802 History in Space». Архивировано из оригинала 15 июля 2015 г. Получено 27 июля 2015 г.
  46. ^ abcdefg Людвиг, Роджер; Тейлор, Джим (март 2002 г.). "Voyager Telecommunications" (PDF) . NASA. Архивировано (PDF) из оригинала 18 марта 2021 г. Получено 26 марта 2016 г.
  47. ^ "The Actinide Research Quarterly: Summer 1997". lanl.gov . Архивировано из оригинала 8 марта 2022 года . Получено 6 февраля 2020 года .
  48. ^ Segal, Michael (1 сентября 2017 г.). "Beyond Voyager". Nautilus . Архивировано из оригинала 2 сентября 2017 г. Получено 2 сентября 2017 г.
  49. ^ Кофилд, Калия; Кук, Цзя-Руй; Фокс, Карен (5 октября 2018 г.). «NASA Voyager 2 может приблизиться к межзвездному пространству». NASA . Архивировано из оригинала 5 октября 2018 г. . Получено 6 октября 2018 г. .
  50. ^ "Interstellar Mission". NASA. Архивировано из оригинала 15 октября 2009 года . Получено 30 мая 2008 года .
  51. ^ "Senior Review 2008 of the Mission Operations and Data Analysis Program for the Heliophysics Operating Missions" (PDF) . NASA. стр. 7. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2008 г. Получено 30 мая 2008 г.
  52. ^ "GMS: Voyager Satellites Find Magnet Bubbles at Edge of Solar System". 9 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 г. Получено 11 августа 2022 г.
  53. ^ Грант, Эндрю (2019). «Сбивающие с толку магнитные показания Вояджера-1». Physics Today (2): 30645. Bibcode : 2019PhT..2019b0645G. doi : 10.1063/pt.6.3.20190215a. S2CID  242207067. Архивировано из оригинала 15 августа 2022 г. Получено 11 августа 2022 г.
  54. ^ "Ультрафиолетовый спектрометр". Voyager: The Interstellar Mission . NASA JPL. Архивировано из оригинала 5 марта 2006 года . Получено 11 июня 2006 года .
  55. ^ EC Stone; JD Richardson; EB Massey. «Предложение о межзвездной миссии Voyager для старшего обзора 2010 года Программы операций и анализа данных миссии для рабочих миссий Heliophysics» (PDF) . NASA. стр. 24. Архивировано из оригинала (PDF) 23 декабря 2016 года . Получено 20 ноября 2016 года .
  56. ^ "Веб-сайт Voyager – Spacecraft Lifetime NASA". Архивировано из оригинала 1 марта 2017 года . Получено 13 сентября 2011 года .
  57. ^ "NASA – Transitional Regions at the Heliosphere's Outer Limits". Архивировано из оригинала 8 июля 2013 года.
  58. ^ JPL.NASA.GOV. "Voyager – The Interstellar Mission". voyager.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 15 октября 2009 года . Получено 27 мая 2016 года .
  59. ^ Корин А. Л. Бейлер-Джонс, Давиде Фарноккиа (3 апреля 2019 г.). «Будущие звездные пролеты космических аппаратов «Вояджер» и «Пионер»». Научные заметки Американского астрономического общества . 3 (4): 59. arXiv : 1912.03503 . Bibcode : 2019RNAAS...3...59B. doi : 10.3847/2515-5172/ab158e . S2CID  134524048.
  60. ^ Старр, Мишель (19 октября 2020 г.). «Космический корабль Voyager обнаружил увеличение плотности пространства за пределами Солнечной системы». ScienceAlert . Архивировано из оригинала 19 октября 2020 г. . Получено 19 октября 2020 г. .
  61. ^ Курт, WS; Гурнетт, DA (25 августа 2020 г.). «Наблюдения радиального градиента плотности в очень локальной межзвездной среде с помощью Voyager 2». The Astrophysical Journal Letters . 900 (1): L1. Bibcode : 2020ApJ...900L...1K. doi : 10.3847/2041-8213/abae58 . S2CID  225312823.
  62. Staff (12 февраля 2020 г.). «Pale Blue Dot Revisited». NASA . Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 г. Получено 12 февраля 2020 г.
  63. ^ Саган, Карл (1997). Pale Blue Dot . США: Random House USA Inc. стр. 6-7. ISBN 978-0-345-37659-6.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Сайты НАСА

Страницы с информацией об инструментах NASA:

Сайты, не относящиеся к НАСА