Спутник который до сих пор летит
Обновлено: 06.07.2024
Существует такая версия, что аппараты класса «Вояджер» являются самыми удачными творениями человечества. Запуск зондов состоялся в 1977 году с мыса Канаверал. С самого начала своего путешествия по космосу, аппараты начали передавать огромное количество данных о нашей галактике. Именно благодаря этим орбитальным станциям человечество сегодня так много знает о нашей Солнечной системе. Два года назад оба аппарата покинули нашу галактику, и вышли в межзвездное пространство. Даже сегодня «Вояджер-1» и «Вояджер-2» продолжат передавать данные на Землю. Однако связь с зондами может в любой момент прекратиться, так как аппараты укомплектованы слишком старым оборудованием.
Главная задача проекта «Вояджер»
В конце 70-х годов началась сильная гонка между странами в области создания космических аппаратов. СССР сумело запустить первую межпланетную станцию в космос – «Луна-16». США не хотело отставать и уже через два года отправляет первую орбитальную станцию изучить Юпитер. Через пять лет после запуска «Пионер-10», НАСА запускает в космос аппараты класса «Вояджер». Главная особенность этих зондов в том, что на «борту» каждого спутника имелась золотая пластинка. На каждом таком «диске» записали самую важную информацию о человеческой цивилизации. Эксперты предполагали, что эти данные помогут понять нашу расу другим разумным существам в космосе, если они встретятся аппаратам.
Золотая пластинка «Вояджера». Источник globalintergold.info Золотая пластинка «Вояджера». Источник globalintergold.infoПервой задачей «Вояджеров» было изучение Сатурна и Юпитера. Однако за 42 года путешествия по космосу, аппараты сумели собрать данные о 4-х планетах и их лунах, которых более 25 штук. Каждый новый год отдалял «Вояджер-1» и «Вояджер-2» от Земли. Даже когда в 2018 году аппараты вышли за предел гелиосферы, они далее передавали сведения. Однако аппаратура зондов устарела, а генераторы работают всего на 38%. Таким образом, каждый день для них может стать последним.
Проект: Спасем «Вояджеры»
Летом 2019 года сотрудники НАСА создали специальный проект, который должен был продлить «жизнь» «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эксперты долгое время передавали сигналы спутникам, которые активировали резервные двигатели. Стоить отметить, что их не использовали с 1989 года. Включение резервных двигателей позволило аппаратам правильно «держать» антенну, которая передает информацию на Землю. Именно эта антенна является единственным методом связи Земли с «Вояджерами».
Проект «Вояджер». Источник yandex.ua Проект «Вояджер». Источник yandex.uaКонечно, двигатели не единственная проблема. Не так давно экспертам пришлось выключить обогрев на «Вояджер-2». Эти обогревательные приборы не давали замерзнуть зонду в космосе. Отключение обогрева существенным образом начало экономить энергию аппарата, что позволило ему покинуть пределы Солнечной системы.
Гелиопауза солнечной системы. Источник vselennaya.kiev.ua Гелиопауза солнечной системы. Источник vselennaya.kiev.uaПредполагается, что «Вояджеры» будут работать до конца этого года, но может и больше. За этот период времени, спутники сумеют собрать и передать на Землю новые факты о межзвездной среде, которая находится на краю гелиосферы. «Вояджер-1» и «Вояджер-2» сегодня находятся в таком месте, куда еще не один человеческий зонд не смог заглянуть. В скором времени нам все же придется проститься с «Вояджерами». Причин для этого много: отказ резервных двигателей, потеря связи с аппаратами и многое другое. Мы желаем «Вояджерам» безопасного полета и долгой «службы».
Ставьте лайки, делитесь статьями в социальных сетях, подписывайтесь на канал и читайте интересные факты про космос. Подписаться можно кликнув по названию канала Космос и Наука.
40 лет полёта «Вояджеров». Скоро они замолчат навсегда
40 лет назад ученые Земли отправили в далекий полет две межпланетные станции, которые получили названия «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти станции идентичны, различает их лишь название и время запуска.
Станцию «Вояджер-2» запустили 20 августа 1977 года, её близнеца — 5 сентября того же года. До сорокалетия «Вояджера-1» осталось подождать еще пару недель. Путаницы с нумерацией зондов нет, поскольку специалисты изначально запланировали, что «Вояджер-1» должен обогнать своего собрата. Так и получилось: зонд с номером один смог вырваться вперед между орбитой Марса и поясом астероидов.
Обе станции направились по разным маршрутам, что позволило им войти в историю. «Вояджер-1» на данный момент — самый удаленный от нашей планеты объект, созданный человеком. А «Вояджер-2» — первый и единственный пока зонд, который смог нанести визит сразу четырем планетам-газовым гигантам Солнечной системы: Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну.
«Вояджер-1» — не только самый удаленный от Земли рукотворный объект, но и самый быстрый. Его скорость составляет 17 км/с. Сейчас он находится на расстоянии в 139 астрономических единиц, это 21 миллиард километров. Данные полета обоих «Вояджеров» постоянно обновляются на специальной странице Лаборатории реактивного движения НАСА.
Границы Солнечной системы
Говорят, что «Вояджер-1» покинул границы Солнечной системы. Это случалось не единожды. Ученые несколько раз анонсировали, что зонд «уже точно» покинул нашу систему, после чего оказывалось, что это все-таки не так.
Над трудностью определения космических рекордов шутил комикс xkcd. Количество раз, которые «Вояджер-1» покинул границы Солнечной системы, xkcd:1189
Границы были нащупаны в 2012 году. В это время аппарат вошел в зону гелиопаузы, где давление солнечного ветра уравновешивает давление межзвездной среды. Сама гелиосфера — это область околосолнечного пространства, где солнечный ветер всё ещё преобладает над “галактическим ветром” — потоком частиц межзвёздной среды.
В 2013 году несколько раз сообщалось, что «Вояджер-1» вышел за границы влияния Солнца, и в сентябре того же года поступило подтверждение.
Таким образом, зонд все же оказался в межзвездном пространстве. Окончательно ученые убедились в этом лишь в 2014 году. Сейчас плазма, которая окружает зонд, примерно в 40 раз более плотная, чем это было в пределах Солнечной системы.
Надо заметить, что ученые, говоря о том, что аппарат покинул систему, говорят именно о гелиосфере. Если же говорить о выходе за пределы орбиты небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, то этого еще не произошло. Зонд не достиг еще орбиты Седны, транснептунового объекта, не говоря об облаке Оорта. Это облако, «населенное» долгопериодическими кометами, считается внешним краем Солнечной системы.
Набор скорости
Для того, чтобы аппараты смогли набрать достаточную скорость, их запускали при помощи тяжелой ракеты Titan 3E с дополнительной четвертой ступенью. Первая и вторая ступень была заправлена азотным тетраоксидом и аэрозином. В третьей ступени использовался жидкий водород и кислород, а в четвертой уже твердое топливо.
Особенности зондов
Ученые учли, что через несколько лет после старта «Вояджерам» не хватит энергии солнечных панелей для работы всех систем. Поэтому каждый из аппаратов оснащен сразу тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами, мощность которых на момент запуска составляла 470 Ватт. Сейчас из-за полураспада мощность уже ниже — около 300 Ватт. С течением времени она будет падать. Считается, что уже через несколько лет получаемой зондами энергии будет не хватать для нормальной работы, так что системы продолжат путь в радиомолчании.
Конструкция устройств также предусматривает наличие трех типов компьютеров. Первый служит для управления научными инструментами и приборами, второй — управляет полетами, третий — командный. Для резервирования компьютеров каждого типа установлено по два.
Работа над созданием «Вояджера» продолжается (9 июля 1976), НАСА
Весточка Земли
40 лет назад конструкторы, которые разрабатывали зонды, захотели связаться с инопланетным разумом. Авторы проекта заложили в аппараты весточку от землян.
Длина линий, которые соединяют каждый пульсар с Солнцем (это центральный элемент на карте) показывают, насколько далеко каждый из них находится от нашей звезды. Скорость вращения пульсаров записана в бинарном коде, так что все данные удалось сократить всего до 12 символов. Помимо местоположения Земли, карта способна дать понимание того, когда был запущен зонд.
«Вояджеры» — угроза Земле?
Как уже говорилось выше, все больше людей сейчас склоняется к мысли, что «Вояджеры» представляют собой угрозу для человечества, поскольку они несут информацию о точном местоположении Земли. Эти данные могут быть использованы инопланетным разумом, например, для нападения на нашу планету.
Сейчас, благодаря телескопу «Кеплер», ученые уже знают, что экзопланеты — это правило для Вселенной, а не исключение, причем землеподобных планет тоже много. В итоге вполне может быть, что жизнь в космосе — тоже правило, а не исключение.
Но поскольку мы даже не представляем о том, что может быть «по ту сторону космоса», то отправлять какие-либо данные о себе может быть крайне необдуманным поступком. «В те годы почти все люди, с которыми я общался, были оптимистами, считающими, что если инопланетяне и существуют, то они, скорее всего, дружелюбны», — заявил недавно Дрейк. «Никто не думал о том, что то, чем мы занимаемся, может быть попросту опасным».
Тем не менее, тот же Дрейк считает, что вероятность того, что карты на борту зондов попадут к внеземной цивилизации, крайне мала. «Они движутся со скоростью более 10 километров в секунду. При этой скорости аппараты смогут добраться до ближайшей звезды лишь через полмиллиона лет, затем еще полмиллиона понадобится для того, чтобы прибыть к другой звезде. И понятно, что они не направлены к конкретному светилу. Они просто летят туда, куда их направили».
Если уж инопланетяне и обнаружат Землю, считает ученый, то по радиошуму и другим признакам существования на планете цивилизации. А вот зонды, скорее всего, будут лететь в тишине Вселенной вечно, оставаясь незамеченными в течение миллионов лет.
Пока аппараты продолжают работать, а значит, они до сих пор присылают на Землю ценнейшие данные о том, что представляет собой дальний космос.
Так что «Вояджеры» — все же благо, а не зло. Они принесли огромную пользу, а вред послания человечества вряд ли возможен.
Миссия по спасению «Вояджеров»
В июле этого года NASA разработали целую программу по поддержанию работоспособности зондов. Чтобы поддерживать Вояджер на ходу, ученым приходится принимать трудные решения. Используя радиоволны, они передают аппаратам разные команды. Так, Вояджер-2 получил инструкции переключиться на резервные двигатели, которые зонд не использовал с 1989 года. Двигатели помогают Вояджеру находится в устойчивом состоянии, а те, которые использовал зонд постепенно выходили из строя.
Неработающие двигатели Вояджера могут привести к тому, что аппарат не сможет держать антенну по направлению к Земле. А это единственная точка связи между зондом и нами. Вояджер-1 также перешел на работу запасных двигателей в прошлом году.
Однако двигатели — не единственная проблема. На аппаратах установлены нагреватели, благодаря которым зонд не замерзает в открытом космосе. Но недавно инженеры отключили нагреватели Вояджера-2. Решение было принято после долгих раздумий — отключение нагревателей позволит зонду экономно расходовать энергию. Отключение было сделано уже после того, как информация о том, что Вояджер покинул Солнечную систему подтвердилась.
Возможной причиной нынешних трудностей является и то, что в 1977 году никто не думал о межзвездном путешествии. Инженеры NASA были нацелены на изучение планет Солнечной системы. Оба аппарата одновременно достигли Юпитера, после чего Вояджер-1 отправился к Сатурну и его спутникам. Больше всего ученых интересовал Титан. Планировалось, что если по какой-то причине Вояджер-1 не соберет достаточное количество данных, вслед за ним направят Вояджер-2. Когда оба зонда успешно справились с задачей, они направились к Урану и Нептуну.
Вскоре после этого инженеры задумались об экономии энергии. Первым шагом стало отключение камер, поскольку фотографировать разбросанные звезды не было необходимости.
По оценкам ученых Вояджеры проработают до 2020 года, но может и дольше. За это время зонды должны будут собрать информацию о свойствах межзвездной среды у границ гелиосферы. Так или иначе, покинув Солнечную систему, эти старые космические аппараты попали в космическое пространство, о котором ученым мало что известно. По этой причине ценность Вояджеров сложно переоценить.
И все же, рано или поздно придет пора отпустить Вояджеры в свободное плавание. В конце-концов в какой-то момент передатчики, с помощью которых мы поддерживаем с Вояджерами связь выйдут из строя. Или резервные двигатели, с помощью которых аппараты работают сегодня тоже перестанут функционировать. Вариантов может быть много, но мы вместе с инженерами NASA, желаем Вояджерам хорошего пути.
Спутники-долгожители
Ещё менее полугода назад мы праздновали 60-летие Спутника-1, и вот уже свой 60-летний юбилей празднует другой спутник, который всё это время остаётся на орбите: Авангард-1. Этот «грейпфрут» массой в 1,46 кг и 16,5 см в диаметре стал 3-й попыткой запуска спутника серии «Авангард», вторым американским и 4-м спутником в мире. И хотя его аккумуляторы вышли из строя ещё в июне 1958 года, а сам он перестал передавать сигналы в мае 1964-го — на орбите находится множество других старых спутников, работающих десятилетиями и имеющих длинные и весьма занимательные истории. О них и пойдёт сегодня речь.
GPS SVN-23 – 25 лет 2 месяца и 1 день
Запущенный 26 ноября 1990 года и вышедший на требуемую орбиту 30 декабря, спутник GPS также известный как USA-66 проработал в группировке вплоть до декабря 2004 года, когда был переведён в резерв. На тот момент он уже почти в два раза превзошёл свой гарантийный срок (составлявший 7,5 лет), однако в феврале 2008 года его решено было заново ввести в действие. В итоге он проработал вплоть до 25 января 2016 года, когда был переведён на орбиту захоронения и окончательно отключен. В момент его отключения программный баг вызвал отключение всех оставшихся 15-ти спутников GPS на 13,7 микросекунды.
Landsat 5 – 29 лет 3 месяца и 4 дня
Спутник Landsat 5 стал старейшим из изучающих Землю — запущенный 1 марта 1984 года, он сделал более 2,5 млн снимков Земли до конца 2012 года, когда вышел из строя одни из его гироскопов. У спутника оставалось ещё 2 рабочих гироскопа, которых было достаточно для работы — но руководство миссии решило не рисковать и отключить аппарат. Последние снимки он сделал 6 января 2013 года, и спустя 9 дней отправился на орбиту захоронения. Миссия аппарата закончилась 5 июня 2013 года, когда у аппарата закончилось всё топливо и ему была передана команда на отключение всех систем.
Аппарат предлагали вернуть на Землю с помощью Шаттлов, но для этого требовалось оставить много топлива на снижение орбиты (до его рабочей орбиты Шаттлы добраться не могли). Однако в итоге решено было потратить остатки топлива на продление его миссии. 10 февраля 2013 года он попал в книгу рекордов Гиннеса как самый долго эксплуатируемый спутник для наблюдения за землёй. Предполагается что он войдёт в плотные слои атмосферы в 2034 году.
IMP-8 – 32 года 11 месяцев и 11 дней
Старейший научный спутник на земной орбите: запущенный 26 октября 1973 года с плановым сроком работы 10 лет, он проработал вплоть до 7 октября 2006 года. Предназначенный для измерения свойств магнитного поля Земли и взаимодействия с ним солнечного ветра, он за свою долгую историю успел посодействовать миссии Улисс и своим главным конкурентам по долгожительству — Вояджерам. Этот аппарат стал источником для более тысячи научных публикаций.
GOES 3 – 38 лет и 13 дней
Спутник GOES 3 вполне мог занять место следующего спутника, если бы не выход из строя его камер: запущенный 16 июня 1978 года, он стал третьим метеоспутником Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). На спутнике были установлены камеры видимого и инфракрасного спектра для наблюдения за облаками, ветром и температурой поверхности на дневной/ночной стороне Земли. Спутник располагался на геосинхронной орбите, а его стабилизация осуществлялась вращением, так что наблюдать Землю спутник мог меньше 10% всего времени.
Снимок извержения Сент-Хеленс 1980 года сделанный GOES 3
В 1988 году его камеры вышли из строя, и он потерял возможность работы по назначению, но сохранил возможность связи с землёй. Спутник решили не отключать, а изменить наклонение его орбиты так чтобы он пролетал над Тихим океаном, и передали его университету Гаваев в Маноа который по программе PEACESAT осуществлял с помощью него трансляцию учебных программ, помощь в ликвидации последствий стихийных бедствий, медицинские услуги и ряд других услуг для жителей Тихоокеанских островов в 1990-1995 годах.
В 1995 у аппарата начало заканчиваться топливо, использовавшееся на поддержание точного положения и его перевели на полярную орбиту, где он мог обеспечивать связь станции Амундсена-Скотта в течении 6,5 часов в сутки со скоростью 1 Мбит/с. В этой роли он проработал вплоть до 15 июня 2016 года, когда его решили окончательно отключить. После 14 дней маневрирования, он добрался до орбиты захоронения и 29 июня 2016 года был окончательно отключён.
ATS-3 – 39 лет
ATS-3 является одним из старейших коммуникационных спутников, а выполняемые им по совместительству метеорологические функции на геостационарной орбите позволили ему поставить рекорд другого рода: сделанный им 10 ноября 1967 года снимок (спустя 5 дней после запуска) лишь на немного уступил пальму первенства в получении первых цветных снимком Земли – они были сделаны спутником DODGE в августе.
В общей сложности по метеорологическому назначению он проработал 11 лет вместо запланированных 3-х, а в качестве коммуникационного спутника – до 2001 года, держа звание старейшего спутника такого рода вплоть до 2008 года, когда отдал это звание другому спутнику ниже.
Вояджер-2 – 40 лет 6 месяцев и 21 день
Со своим собратом Вояджером-1 (который моложе на 26 дней) они являются старейшими спутниками, находящимися в непрерывной работе. Вояджер-1 и 2 отдалились от Солнца уже на 21,1 и 17,5 млрд км, и продолжают удаляться (Вояджер-1 должен отдалиться от нас на 1 св. день к 2027 году). Недавно Вояджер-1 включил свои двигатели спустя 37 лет и 20 дней простоя — это было необходимо чтобы сэкономить ещё немного энергии требовавшейся для работы гироскопов. Возможно Вояджерам удастся сохранить свою работоспособность до 2036 года — тем самым Вояджер-2 тоже возможно достигнет дистанцию в 1 св. день в рабочем состоянии, а также протянет 59 лет — тем самым поставив рекорд, который практически невозможно будет побить. А в целом об Вояджерах можно писать практически бесконечно.
AMSAT-OSCAR-7 – 43 года 4 месяца и 2 дня
Спутник на вибрационном стенде
AMSAT-OSCAR-7 является старейшим коммуникационным и любительским спутником: запущенный ещё 15 ноября 1974 года он потерял батареи в 1981 году, в связи с чем с тех пор он прерывает свою работу, когда на его солнечные батареи не светит Солнце (это происходит когда его орбита оказывается в тени Земли, что случается летом и осенью), но сам он при этом сохранил способность работы до сих пор. Кроме связи радиолюбителями, летом 1982 года он также использовался польским антикоммунистическим движением «Борющаяся солидарность» так как с декабря предыдущего года в связи с введением военного положения обычная телефонная связь стала прослушиваться, а обычные любительские станции было легко засечь. Спутник продолжает функционировать и с помощью этих данных о частотах и орбитальных параметрах его можно попробовать засечь.
LES1 – потерянный на 46 лет
Это был один из 9-ти спутников серии Lincoln Experimental Satellite предназначенных для экспериментов по связи в X-диапазоне. Из-за отказа разгонной ступени этот спутник, запущенный аж 11 февраля 1965 года остался на круговой орбите в 2800 км вместо эллиптической орбиты 2800x15000 км, однако это не помешало проводить с ним эксперименты в течении следующих 2-х лет. Однако затем связь с ним была потеряна, и в период с 1967 по 2013 годы он молчал, пока его сигнал на частоте 237 МГц не поймал один радиолюбитель.
Transit 5B-5 – 53 года 3 месяца и 4 дня
Относится к серии «Transit» навигационных спутников, предназначенных для ВМС США. Этот спутник был запущен 13 декабря 1964 года и всего спустя 19 дней спутник перестал отвечать на команды с земли, в связи с чем ему на замену был запущен другой спутник. Однако не смотря на то что связь с ним оказалась невозможна, он всё также продолжает передавать телеметрию на частоте 136,65 МГц, которую при желании можно засечь. В связи с тем, что его батареи и РИТЕГ давно не работают, связь с ним возможно только когда на него светит Солнце.
Российские спутники
Я подумал, что всем интересно будет узнать, как эти мировые достижения соотносятся с тем что удалось достичь у нас. Пока что цифры не столь впечатляющие, но более всего тут удручает даже не это, а то что большая часть наших спутников – военные, при этом существует хроническая нехватка метеорологических спутников, для спутникового телевидения — используются чужие спутники, а в плане науки Россия периодически оказывается и вовсе без научных спутников.
Нашими старейшими навигационными спутниками являются Глонасс №716 и 717 находящиеся в работе 11 лет 3 месяца и 23 дня. Запущенный вмести с ними 25 декабря 2006 года 715-й собрат недавно вышел из строя, а с 716-м ранее пропадала связь – но 717-й продолжает исправно работать лишь с плановыми перерывами на профилактику (для спутников серии «Парус» навигационной системы «Циклон» указывают рекорд в 12 лет – но сведений об этом спутнике мне не удалось найти).
Одних из самых старых российских спутников является Гонец-Д1 входящий в состав одноимённой системы спутниковой связи, который проработавший на орбите 20 лет – с момента запуска 19 февраля 1996 года вплоть до 2015-го. Из тех спутников что остаются в строю, старейшими являются спутник связи Ямал-202, запущенный 24 ноября 2003 года и проработавший уже 14 лет 3 месяца и 20 дней (полезную нагрузку для него изготавливала Alcatel Space) а самым старым – любительский спутник RS-15 запущенный ещё 26 декабря 1994 года – хотя его передатчик по всей видимости вышел из строя, его маяк по прежнему продолжает работать на частоте 29.3525 МГц спустя 23 года и 3,5 месяца.
Миссия «Вояджер»
Во время гонки вооружений между СССР и США каждая сторона норовила опередить другую. В 1970-х началась эпоха роботизации космических аппаратов. Первую автоматическая межпланетную станцию «Луна-16» запустили СССР в сентябре 1970 года. Аппарат успешно достиг Луны и вернулся на Землю, доставив ученым лунный грунт.
Ответ NASA не заставил себя долго ждать. В 1972 году в космос взмыл «Пионер-10» — первый аппарат, которым не нужно было управлять. «Пионер» достиг Юпитера и сфотографировал газового гиганта. Пять лет спустя в космос отправились роботизированные аппараты Вояджер с золотой пластиной, прикрепленной корпусу.
Так выглядит золотая пластина Вояджера
На каждую из пластин, согласно идее выдающегося астрофизика и популяризатора науки Карла Сагана, фонографическим способом записана информация о нашей цивилизации. Сделано это на случай, если на пути Вояджера встретятся разумные формы жизни.
А как вам кажется, является ли запуск Вояджеров величайшим достижением человечества? Делитесь своим мнением в нашем Telegram-чате.
Что произошло с «Вояджер» за последние 42 года в космосе?
Существует мнение, что зонды Вояджер — лучшее, что сделали представители нашего вида. Вояджеры покинули Землю с мыса Канаверал в 1977 году. С тех пор аппараты передали ученым огромное количество данных о Солнечной системе. Именно благодаря Вояджерам мы знаем так много. В декабре 2018 года зонд Вояджер-2 вышел в межзвездное пространство. Но несмотря на то, что оба аппарата до сих пор отправляют нам данные, оборудование Вояджеров стареет и связь с ними может прерваться в любой момент.
«Вояджер»: величайшая из космических миссий
Он уже очень давно летит сквозь космос.
На первом этаже неописуемого пригородного офисного блока, выполненного в бежевых цветах, в Пасадене, штат Калифорния, творится история.
Творится история здесь буквально каждый день.
Это центр управления миссией в Лаборатории реактивного движения (JPL), где NASA следит за космическим аппаратом «Вояджер». Это становится понятно, если взглянуть на самодельный картонный знак над компьютерными мониторами, который гласит: «Критически важное оборудование миссии «Вояджер». ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ТРОГАТЬ!».
Это не похоже на центр управления одной из самых амбициозных и дерзких миссий в истории человечества. Но это он.
За последние 40 лет два космических аппарата «Вояджер» исследовали Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они показали нам в подробностях эти странные миры, спрятанные подо льдом луны, покрытые вулканами и залитые смогом. Эти миссии изменили наш взгляд на Землю и, благодаря золотым граммофонным записям, прикрепленным к бокам спутников, отправили человеческую культуру к звездам.
Что самое важное, оба космических «Вояджера» до сих пор работают. Всякий раз, когда «Вояджер-1» отправляет на Землю сигнал, он совершает это с самого дальнего расстояния из всех объектов, которые когда-либо выходили с Земли.
«Вояджер-1» покинул Солнечную систему в 2013 году и (на момент написания этой статьи) прошел 20 миллиардов километров. «Вояджер-2», двигающийся по другой траектории, находится в 17 миллиардах километров. Вам было бы проще представить это так: радиосигнал, двигающийся на скорости света, добирается от Земли до «Вояджера-1» и обратно за 38 часов. «Вояджеру-2» нужно на это порядка 30 часов.
Эти сигналы поступают в глубокую космическую сеть NASA — гигантские спутниковые антенны, разбросанные по всему миру и предназначенные для сбора данных с отдаленных космических аппаратов. Пока я смотрю, диспетчер миссии Энрике Медина вызывает наземную станцию возле Канберры в Австралии, чтобы установить связь с «Вояджером-2». Космический аппарат настолько далеко, что инженерам нужно выстроить два приемника, чтобы поймать сигнал с окраины Солнечной системы.
«Мощность передатчика на космическом аппарате составляет около 12 ватт», говорит Медина. «Когда он работает на пике, она составляет около 20 ватт — примерно как у лампочки в холодильнике».
Вдумайтесь в это. Я живу в сельской местности в 40 километрах от Лондона и с трудом получаю сигнал на мобильный телефон. NASA может поймать сигнал с расстояния в 20 миллиардов километров, отправленный с 40-летнего 12-ваттного передатчика.
«Не перестаю удивляться», говорит Медина. «Мы говорим о технологиях 1970-х годов».
Пока он говорит, экран наполняется цифрами — новыми данными с наших аватаров в глубоком космосе.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
«Люди всегда были исследователями, первооткрывателями», говорит ученый проекта «Вояджер» Эд Стоун. «Это просто новейшая история исследований при помощи роботизированных аппаратов. «Вояджер-1» сейчас имеет дело с материалом, который заполняет большую часть Вселенной».
Стоун — легенда среди ученых. В свои восемьдесят он руководил и руководит миссией «Вояджер» в JPL с самого начала проектирования и конструирования аппаратов в 1972 году. «Вояджер» — это основа почти всего, что я сделал», говорит он. «Его миссия дала нам широкий обзор всего, что там есть, — куда бы мы ни посмотрели, везде мы находим разнообразие природы».
Еще одна легенда, стоящая за миссиями «Вояджер», — покойный Карл Саган, который руководил проектом по прикреплению золотых пластинок к бокам каждого космического корабля. К середине 1970-х астрофизик и астроном Корнеллского университета стал одним из самых известных ученых в мире. Помимо работы над миссиями NASA, в том числе «Викинг-1», первым зондом, успешно приземлившимся на Марс, он писал научно-популярные книги и регулярно участвовал в теле- и радиопрограммах.
Так все начиналось.
С золотыми пластинками Саган сыграл важную роль в преобразовании того, что было по сути научной миссией, в миссию художественную и культурную. Медные диски, рассчитанные на один миллиард лет, напоминают виниловые пластинки и точно так же проигрываются иглой, включенной в украшенный гравировкой корпус. Задуманная как послание от планеты Земля к другим цивилизациям, записи включают речь, музыку, звуки и даже картинки, закодированные в канавках.
«Мы пытались рассказать немного о том, что такое планета Земля, о существах, что на ней живут, и, в частности, о видах, которые сделали эту запись», говорит художник Джон Ломберг, директор по дизайну проекта золотой записи. «Основными условиями были такие, что это послание не от NASA или Соединенных Штатов, а от Земли, отражающее всю Землю, а не нацию или агентство, которые ее отправляли».
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Но у Сагана и Ломберга была проблема: в NASA им дали только шесть недель, от начала до конца, на завершение проекта. «По окончании шести недель мы должны были представить им физическую запись», говорит Ломберг. «Это абсурд».
Около трети музыки на золотом диске принадлежит западным композиторам, включая Баха, Бетховена и Моцарта. Тем не менее они постарались также представить и музыку мира. Там было все, от азербайджанских музыкальных инструментов до песен посвящения девочек из Заира. Возможно, это был первый сборник всей музыки мира.
И хотя Дюк Эллингтон, Чак Берри и американский госпел были представлены на пластинке, Элвис Пресли — который умер незадолго до запуска «Вояджера-2» — нет.
«Вообще, потрясающе посмотреть на то, что они засунули туда, с точки зрения американской музыки», говорит Стефани Нельсон, профессор Калифорнийского государственного университета в Лос-Анджелесе и специалист по мировой музыке. «В основном это черная американская музыка, что весьма интересно».
Музыка была наименее спорным аспектом всего этого проекта. Предшественники «Вояджера», «Пионеры» 10 и 11 гордо несли на себе бляшки, на которых были выгравированы голые мужчина и женщина. Команда «Вояджера» надеялась включить образ обнаженной пары на золотой диск.
Первые этапы пути
«Мне казалось, что это сама суть человеческой природы», говорит Ломберг, который провел много дней в поисках подходящего изображения, которое не было бы порнографическим или академическим. Он нашел изображение беременной женщины. «Казалось, что это то, что нужно, но в NASA сказали: ни в коем случае!».
«Когда я рассказываю это аудитории, она смеется», говорит Ломберг. «Это кажется настолько интимным, настолько человечным, что аж смешно».
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
«Вояджер-2» был запущен с мыса Канаверал 20 августа 1977 года; «Вояджер-1» — 5 сентября. Хотя на борту аппаратов не было никакой обнаженки, выбор 1977 года не был совпадением.
«Именно в этот год он мог пролететь мимо четырех гигантских планет», говорит Стоун. «Мы могли запустить первый космический аппарат к Юпитеру и Сатурну, и, если преуспели, второй отправился бы к Урану и Нептуну».
Помимо помощи космическому аппарату, положение планет также повлияло на коэффициент рождаемости в JPL. «Я рассказываю своим дочерям, что их роды совпали с парадом планет», говорит Линда Спилкер, которая начала свою карьеру с «Вояджером» и сейчас руководит миссией «Кассини» к Сатурну. «Все было подсчитано — очень много детей «Вояджера» родилось в пятилетие между Сатурном и Ураном».
В 1978 году, спустя 18 месяцев после запуска, «Вояджеры» 1 и 2 начали исследование Юпитера, раскрывая его пылающие облака в беспрецедентных подробностях. Качество изображений с бортовой телевизионной камеры было замечательным.
«Каждый раз, когда проводилось наблюдение, всегда было что-то новенькое», говорит руководитель команды визуализации Гарри Хант. Выходец из Имперского колледжа Лондона, Хант был единственным высокопоставленным британским ученым в миссии. «История менялась».
Некоторые из самых больших научных сюрпризов исходили от спутников, которые «Вояджер» показывали как нечто большее, чем просто инертные куски камня. «До «Вояджеров» единственные активные вулканы знали только на Земле», говорит Стоун. «Затем мы пролетели мимо Ио, спутника Юпитера размером с нашу Луну, и на нем было в 10 раз больше вулканической активности, чем на Земле».
Вояджер видел и такое.
«Вояджер» перевернул наш земной взгляд на Солнечную систему с ног на голову. «До «Вояджера» единственный жидкий океан был здесь, на Земле», говорит Стоун. «Потом мы увидели спутник Юпитера Европу, с потрескавшейся поверхностью, и осознали, что под его поверхностью был жидкий океан».
Оригинальный архив изображений миссии теперь ограничен пыльным шкафом в подсобке в Колледже Королевы Марии в восточном Лондоне. Когда все изображения оцифрованы, на картонные фотокарточки уже никто не смотрит. Но те самые первые снимки были удивительно качественными. В частности, снимок, сделанный по достижении «Вояджером-1» Сатурна в 1980 году.
«Это был такой шок для нас», говорит Хант, просматривая снимки скалистой луны Сатурна Мимас. «Мы назвали ее „Звездой Смерти“».
В тот же год, когда был выпущен второй фильм «Звездные войны» — «Империя наносит ответный удар», ученых поразило, насколько этот спутник похож на полноценную боевую станцию. Мощный конический кусок был выбит массивным столкновением. «Удар был сильнейшим», говорит Хант. «Еще немного, и он бы разбил луну на части».
Но этим сюрпризы Сатурна не ограничились. Обнаруживая новые кольца и идентифицируя новые спутники, аппараты «Вояджер» нашли Титан с его толстой нефтехимической атмосферой и метановым дождем. Также они отправили обратно сделанные с небольшого расстояния снимки Энцелада. Этот крошечный ледовитый мир был размером с Англию и при этом был самым отражающим телом в Солнечной системе. Оба спутника впоследствии исследовала миссия Кассини-Гюйгенс, и сегодня Энцелад считается лучшим кандидатом для жизни.
Когда космический аппарат достиг своего последнего планетарного пункта назначения, Нептуна, в 1989 году, луны снова привлекли внимание ученых. Самый последний объект, который увидел «Вояджер-2», был не самым последним по привлекательности.
Так он летит и летит.
«Пролетая мимо спутника Нептуна Тритона, мы видели извергающиеся гейзеры азота», говорит Стоун. «Время от времени мы находили вещи на Земле, происходящие по всей Солнечной системе».
Из наследия «Вояджера» выросли несколько миссий — а также миссия Кассини-Гюйгенс к Сатурну, зонды «Галилей» и «Юнона», посетившие Юпитер, и другие. К Урану или Нептуну миссий не планировали — и снимки «Вояджера-2» остались единственными и неповторимыми.
Немногие экспедиции за всю историю человечества принесли так много научных достижений, как близнецы-зонды «Вояджер». Но мы также многим обязаны их технологическому наследию.
«Это был первый управляемый компьютером космический аппарат в истории», говорит Стоун. «Он все еще летит сам, он работает сам, сам себя проверяет и может переключаться на резервные системы, тоже сам».
Мы используем технологии, оставшиеся от «Вояджера» каждый день. «Поскольку сигналы, поступающие из глубокого космоса, настолько слабы, нам пришлось разработать систему кодирования», объясняет Стоун. «Сотовые телефоны и CD-плееры опираются на одну и ту же технологию, но кодирование изначально разрабатывалось для отправки вещей в космос». Аналогичным образом, возможности обработки изображений, встроенные в смартфоны, развивались из технологий, первоначально разработанных инженерами «Вояджера».
И все же самый важный момент для «Вояджера» произошел 14 февраля 1990 года. В этот день «Вояджер-2» обратил свои камеры на Землю, чтобы снять вид всей Солнечной системы. Вид, на котором Земля была одним пикселем, «бледно-голубой точкой», и который показывает нам наше место в космосе.
В 2013 году «Вояджер-1» пересек границу между пространством, в котором царило магнитное поле Солнца, и пространством меж звезд. «Солнце создает этот большой пузырь вокруг планет», говорит Стоун. «Это щит, защищающий нас от космических лучей извне — сейчас мы изучаем, как наш пузырь взаимодействует с материалом от других звезд».
«Вояджер-1» продолжает собирать информацию об этой пустоте, и в ближайшие годы «Вояджер-2» тоже выйдет за пределы Солнечной системы. Поскольку он уходит под другим углом, данные с «Вояджера-2» дадут ученым понимание формы солнечного пузыря.
Но время заканчивается. На космических аппаратах работают ядерные батареи с электричеством, вырабатываемым из тепла, выделяемого при распаде плутония. С каждым годом производится на четыре ватта меньше тепла.
«Цель состоит в том, чтобы держать их в полете как можно дольше», говорит программный менеджер «Вояджера» Сьюзи Додд. «За 40 лет один из близнецов стал хуже слышать, а другой видеть, поэтому нам нужно быть с ними осторожными».
«Мы отключаем лишние системы», говорит она. «Используем только инструменты, которые могут принимать данные, где бы аппараты ни были — мы больше не управляем камерами, потому что все равно ничего не видно, космос очень и очень темный».
Часть энергии уходит на то, чтобы поддерживать аппараты в тепле и чтобы не замерзли инструменты.
Однажды — в следующие 10 лет — «Вояджеры» 1 и 2 отключатся. «Думаю, это будет очень грустный день для NASA и для человечества — это будет как потерять дедушку или близкого родственника, который жил насыщенной и полноценной жизнью», говорит она. «Однажды мы будем ждать сигнала с «Вояджера» и не получим его».
В некотором смысле, однако, миссия «Вояджера» будет продолжаться вечно. Возможно, дольше, чем человеческая цивилизация.
«Хотелось бы верить, что однажды в будущем кто-то или что-то найдет их, проиграет золотую запись и посмотрит на, к тому времени уже древнюю, цивилизацию», говорит Додд. «Наша Земля может давно уже истлеть к тому времени, как золотую пластинку найдут».
«Вояджер» станет нашим тихим посланником в Млечном Пути», добавляет Стоун. «Они будут вращаться вокруг центра галактики миллиарды лет». Но он не думает, что спутники кто-то найдет. Потому что космос реально пуст. Но, возможно, это и не главное. С капсулами времени с Земли миссии «Вояджера» переносят мир 1977 года в далекое будущее.
Куда направляются зонды «Вояджеры» и «Пионеры», и как долго они будут туда лететь
К настоящему моменту «Воядже-1» и «Вояджер-2» преодолели и этот барьер. Тем не менее если «Пионер-10», «Пионер-11» и «Новые горизонты» продолжат свое путешествие, то и они в конечном итоге вырвутся за пределы сферы солнечного воздействия, называемого гелиосферой и выйдут в межзвездное пространство.
Рано или поздно у всех этих космических аппаратов закончится питание, и они «погибнут»; их научное оборудование перестанет функционировать и зонды больше не смогут выходить на связь с Землей. Кстати последние разы, когда «Пионер-10» и «Пионер-11» посылали сигналы обратно домой были в 2003 и 1995 годах соответственно. Несмотря на то, что эти аппараты больше не могут передавать данные на Землю, ученые смогли выяснить, возле каких звезд они будут пролетать через несколько миллионов лет.
Ученые говорят, что рассчитать эти данные было весьма непростой задачей, поскольку не только зонды отдаляются от Земли, но и космос вокруг них тоже. Астрономы Корин А. Л. Бэйлер-Джонс из Радиоастрономического института Макса Планка (Германия) и Давид Фарноккья из Центра изучения околоземный объектов в Лаборатории реактивного движения NASA (США, Калифорния) смогли высчитать траектории движения аппаратов и их вероятные пункты назначения используя трехмерные данные о расположении и радиальных скоростях 7,2 миллиона звезд, которые были получены в ходе второго анализа данных, собранных космической обсерваторией Gaia, чьей целью является изучение более 1 миллиарда окружающих нашу систему звезд.
В своем исследовании Бэйлер-Джонс и Фарноккья рассчитали, что следующей звездой, мимо которой через 16 700 лет будет пролетать зонд «Вояджер-1» является Проксима Центавра. Однако в этой встрече не будет ничего интересного, поскольку зонд и аппарат будет разделять 1,1 парсека, что эквивалентно почти 3,59 светового года. Это очень-очень далеко. На самом деле в настоящий момент «Вояджер-1» находится примерно в 1,3 парсека от этой звезды (4,24 световых года), что немногим дальше от его предстоящего места встречи с Проксимой. Для справки: Солнце находится в 1,29 парсека (4,24 светового года) от Проксимы Центавра.
Ученые также рассчитали более поздние перспективы встреч космических аппаратов с другими звездами. Например, «Воядежер-1» подберется достаточно близко к звезде TYC 3135-52-1, расположенной в 46,9 светового года от нас, примерно через 302 700 лет. Мимо светила зонд пролетит на расстоянии всего 0,30 парсека, что менее одного светового года – достаточно близко, чтобы проникнуть сквозь облако Оорта этой звезды, представляющей гипотетическую сферическую область системы, служащей источником долгопериодических комет (если, конечно, у этой звезды имеется аналого облака Оорта, который есть в нашей системе).
Помимо этого, исследователи выяснили, что «Вояджер-1» пролетит на весьма небольшом расстоянии (всего 0,39 парсека или 1,27 светового года) рядом со звездой Gaia DR2 2091429484365218432, расположенной в 159,5 парсека (520,22 светового года) от Солнца. Напомним, что наше Солнце и Проксиму Центавра (ближайшую к нам звезду) разделяет расстояние в 1,29 парсека (4,24 светового года). Согласно оценке астрономов, аппарат пролетит мимо Gaia DR2 через 3,4 миллиона лет.
Что происходит с «Вояджером» сегодня?
Изначально, целью Вояджеров было изучение Юпитера и Сатурна. В результате аппараты отправили на Землю данные о четырех планетах-гигантах и их спутниках. На протяжении 42 лет Вояджеры отдаляются от Земли. Но даже выйдя за пределы гелиосферы зонды продолжают передавать ученым новые данные.
Однако оборудование стареет. В результате каждый день может стать для Вояджеров последним. Это происходит потому, что двигатели аппаратов изнашиваются, а генераторы вырабатывают примерно на 40% меньше электроэнергии, чем при старте.
Читайте также: