Что делает космический корабль в 23 миллиардах километров от Земли?

Технология

Мини-журнал

Воскресенье, 30 апреля 2023 г., 21:04 (GMT+7)
21:04 30.04.2023

Космические корабли-близнецы «Вояджер-1» и «Вояджер-2» продолжают исследовать Вселенную спустя 45 лет после запуска с Земли и в 22 световых часах от планеты.

«Вояджер-2» был запущен с космодрома на мысе Канаверал (США) 20 августа 1977 года, а его брат-близнец, «Вояджер-1», был запущен примерно через две недели. В то время как «Вояджер-1» исследовал Юпитер и Сатурн, «Вояджер-2» посетил обе планеты, а также Уран и Нептун. «Вояджер-2» также стал единственным аппаратом, исследовавшим эти две планеты в XX веке, созданным человеком.

В ноябре 2018 года NASA объявило, что космический аппарат пересек внешнюю границу Солнечной системы — границу, которую «Вояджер-1» пересек в 2012 году.

Оба аппарата «Вояджер-1» и «Вояджер-2» исследуют межзвёздное пространство — пространство между различными звёздными системами. Наблюдатели могут отслеживать орбиты космических аппаратов, которые обновляются каждые пять минут, с помощью приложения NASA Eyes on the Solar System. Расстояние и скорость обновляются в режиме реального времени.

Инструменты, которые работают спустя 45 лет

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» в настоящее время находятся на расстоянии около 23 миллиардов километров от Земли. Поскольку «Вояджер-2» задумывался как резервная копия «Вояджера-1», оба космических аппарата имеют одинаковую конструкцию и оснащены 10 научными приборами. На сегодняшний день на каждом аппарате всё ещё работают по 4 из этих приборов.

Тестовая модель, представленная в камере для моделирования космических условий в лаборатории НАСА в 1976 году. Это копия двух космических зондов «Вояджер», запущенных в 1977 году. Фото: NASA/JPL-Caltech.

Первая — это Подсистема космических лучей (CRS), которая отслеживает высокоэнергетические частицы, часто встречающиеся в интенсивных радиационных полях, окружающих некоторые планеты, например, Юпитер. Эти частицы проходят через CRS и оставляют явный след своего пребывания там.

Этот прибор предоставляет информацию об энергосодержании, происхождении, ускорении и динамике космических лучей в галактике, а также помогает понять нуклеосинтез элементов в источниках космических лучей. CRS — это инструмент, который помог «Вояджерам» измерить заряды частиц в магнитосферах Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Инструмент для измерения низкоэнергетических заряженных частиц (LECP) можно представить в виде куска дерева, а регистрируемые им частицы – в виде пуль. Чем быстрее летит пуля, тем глубже она проникает в древесину, и LECP показывает скорость частиц. Количество «пулевых отверстий» с течением времени показывает, сколько частиц пришло от солнечного ветра и планет, а направление, которое пули оставляют в древесине, показывает направление их движения.

Моделирование «Вояджера-2» с помощью приложения NASA для отслеживания в реальном времени. Фото: NASA .

Магнитометр (МАГ), основной задачей которого является измерение изменений магнитного поля Солнца с течением времени и на расстоянии, чтобы определить, имеет ли каждая планета магнитное поле и как ее спутники взаимодействуют с этими полями.

Наконец, радиоастрономический (PRA) и плазменный волновой приёмник (PWS) с антеннами, образующими V-образную форму, – это прибор связи с Землёй. PWS охватывает диапазон частот от 10 Гц до 56 кГц, а приёмник PRA имеет два диапазона частот: от 20,4 кГц до 1300 кГц и от 2,3 МГц до 40,5 МГц.

Что сделали космические корабли «Вояджер»?

Когда-то НАСА предполагало, что обе миссии «Вояджера» продлятся пять лет, а теперь они работают уже 45 лет и продолжают собирать ценные научные данные из самых дальних уголков космоса, которых когда-либо достигало человечество.

Два космических аппарата продемонстрировали, как межзвёздное пространство взаимодействует с солнечным ветром — потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем. «Вояджер» также предоставил данные о гелиосфере — своего рода защитном пузыре вокруг Солнечной системы.

Гелиосфера создаётся солнечным ветром и формируется условиями межзвёздного пространства. Граница Солнечной системы – там, где заканчивается солнечный ветер и начинается межзвёздное пространство – называется гелиосферой.

Каждый из зондов НАСА «Вояджер» оснащён тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ), изображёнными здесь. РИТЭГи обеспечивают космический аппарат энергией, преобразуя тепло, выделяемое при распаде плутония-238, в электричество. Фото: НАСА/JPL-Caltech .

По данным НАСА, космический аппарат «Вояджер» предоставил исследователям новую информацию о межзвёздном пространстве. Например, они обнаружили, что космические лучи за пределами гелиосферы примерно в три раза сильнее, чем глубоко внутри неё.

Ученые объединили наблюдения «Вояджера» с данными более новых миссий, «чтобы получить более полную картину Солнца и того, как гелиосфера взаимодействует с межзвездным пространством», заявили в НАСА.

Никола Фокс, директор отдела физики Солнца в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, округ Колумбия, заявила, что Voyager предоставил информацию о влиянии Солнца на всю нашу Солнечную систему.

Каждый космический аппарат «Вояджер» оснащён термоэлектрической системой, содержащей плутоний. По мере распада плутония тепловыделение снижается, и аппарат теряет мощность. Чтобы компенсировать это, НАСА заявляет, что отключило все несущественные системы, включая обогреватели, защищающие приборы от сурового космического холода.

Однако космическое агентство сообщает, что, несмотря на отключение обогревателей в 2019 году, некоторые приборы всё ещё работают. Учёные НАСА до сих пор не понимают, почему «Вояджер» продолжает работать при температурах, значительно ниже тех, на которые он изначально был рассчитан.

«После 45 лет непрерывных исследований космоса Voyager 1 и 2 продолжают предоставлять человечеству наблюдения за неизведанными территориями», — сказала Линда Спилкер, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА.

Большие вопросы - Вселенная

В книге рассматриваются фундаментальные проблемы естествознания, в форме обсуждения 20 вопросов астрономии и Вселенной, таких как: Что такое Вселенная? Насколько она велика? Почему планеты всегда вращаются по своим орбитам?...

Хоанг Нам

космический корабль солнце земля космос