Вояджер-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Значения Шаблон:Космический аппарат

«Вояджер-1» (англ. Шаблон:Langi-en2) — американский космический зонд, исследующий Солнечную систему с Шаблон:Д. Основная миссия космической программы «Вояджер» заключалась в исследовании Юпитера и Сатурна. «Вояджер-1» стал первым космическим зондом, который сделал детальные снимки спутников этих планет. По завершении основной миссии он приступил к выполнению дополнительной миссии по исследованию отдалённых регионов Солнечной системы, включая пояс Койпера и границу гелиосферы.

«Вояджер-1» является самым быстрым из покидающих Солнечную систему космических зондов, а также наиболее удалённым от Земли объектом из созданных человеком. Текущее удаление «Вояджера-1» от Земли и от Солнца, скорость его движения и статус научной аппаратуры отображаются в режиме реального времени на сайте NASA[1].

На борту аппарата закреплён футляр с золотой пластинкой, где для предполагаемых инопланетян указано местонахождение Земли, а также записан ряд изображений и звуков.

История

Основные исследования

Файл:Vulcanic Explosion on Io.jpg
Вулкан на Ио, впервые обнаруженный «Вояджером-1» (фото от 4 марта 1979 года с расстояния 490 тыс. км)

«Вояджер-1» стартовал 5 сентября 1977 года. Длительность миссии первоначально была определена в Шаблон:Число. Его близнец, космический зонд «Вояджер-2», был запущен на Шаблон:Число раньше, но он никогда не догонит «Вояджер-1». Основное отличие программы «Вояджер-1» — то, что для него была выбрана более короткая трасса, чем для «Вояджера-2»: «Вояджер-1» должен был посетить только Юпитер и Сатурн[2].

Аппарат впервые передал детальные снимки Юпитера и Сатурна (а также ряда их спутников) и другие научные данные (снимки «Пионеров» были менее подробными).

Устройство аппарата

См. описание его близнеца в Вояджер-2#Устройство аппарата.

Рекорды дальности и скорости

17 февраля 1998 года «Вояджер-1» на расстоянии Шаблон:Число (около Шаблон:Число) от Солнца «обогнал»Шаблон:Ref+ аппарат «Пионер-10», до того момента бывший наиболее отдалённым из созданных людьми космических объектов[3][4].

Файл:PaleBlueDot.jpg
Снимок Земли, сделанный космическим аппаратом «Вояджер-1» в 1990 году с расстояния в Шаблон:Число (Шаблон:Число) от Земли

По состоянию на конец 2017 года, «Вояджер-1» является самым быстрым из покидающих Солнечную систему космических аппаратов[5]. Хотя запущенный 19 января 2006 года в сторону Плутона аппарат «Новые горизонты» имел более высокую стартовую скорость, в конечном итоге он движется медленнее обоих «Вояджеров» благодаря удачным гравитационным манёврам последних[6].

В определённый период года расстояние между «Вояджер-1» и Землёй уменьшается. Это связано с тем, что скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца (около Шаблон:Число) выше, чем скорость, с которой «Вояджер-1» отдаляется от него[7].

Выход за пределы гелиосферы

Последняя научная задача «Вояджера-1» — исследование окраин гелиосферы, ограничивающей её гелиопаузы и находящейся за этой границей области межзвёздной среды. «Вояджер-1» стал первым зондом, передавшим информацию об условиях, царящих в межзвёздной среде.

В 2004 году на расстоянии Шаблон:Num от Солнца «Вояджер-1» пересёк границу ударной волны, создаваемой снижением скорости солнечного ветра ниже скорости звука в составляющей его плазме. Аппарат оказался в области, называемой гелиосферной мантией (англ. Шаблон:Langi-en2)[8], где солнечный ветер ведёт себя как упругий газ, сжимаясь и разогреваясь от взаимодействия с межзвёздной средой.

По мере удаления от границы ударной волны регистрируемая радиальная скорость частиц солнечного ветра неуклонно снижалась. С апреля по июнь 2010 года «Вояджер-1» пересёк область, лежащую на расстоянии Шаблон:Число от Солнца, в которой радиальная составляющая скорости солнечного ветра упала до нуля. Для уточнения сведений (впервые после 1990 года) были предприняты манёвры по переориентации аппарата. Учёные пришли к выводу, что в этой области солнечный ветер отклоняется в сторону давлением межзвёздной среды[9].

Файл:Voyager 1 entering heliosheath region - RUS.jpg
Положение аппаратов программы «Вояджер» в 2009 году
Файл:Point of Voyager-1.png
В какой точке искать «Вояджер-1»

К декабрю 2011 года «Вояджер-1» удалился на Шаблон:Число (Шаблон:Число) от Солнца и достиг так называемого «региона стагнации». Этот регион характеризуется удвоением напряжённости магнитного поля, что объясняется уплотнением вещества солнечного ветра, который останавливается и даже разворачивается назад давлением межзвёздной среды. Количество высокоэнергетических электронов, проникающих из межзвёздного пространства, к этому времени повысилось примерно в 100 раз относительно показателей 2010 года[10][11].

Примерно в это же время новый метод обработки данных от детекторов ультрафиолетового излучения «Вояджеров», разработанный Розиной Лаллеман из Парижской обсерватории, позволил впервые в истории обнаружить ультрафиолетовое излучение в диапазоне Лайман-альфа, испускаемое атомами водорода в находящихся за пределами Солнечной системы областях нашей галактики. Наблюдения с орбиты Земли не позволяют этого сделать, поскольку внешнее излучение заглушается более сильным аналогичным излучением водорода околосолнечного пространства[12].

С января по начало июня 2012 года датчики «Вояджера-1» года зафиксировали рост уровня галактических космических лучей — высокоэнергетических заряженных частиц межзвёздного происхождения — на 25 %. Эти данные указали учёным, что «Вояджер-1» приближается к границе гелиосферы и вскоре выйдет в межзвёздное пространство[13].

28 июля на расстоянии около Шаблон:Num от Солнца датчиками «Вояджера-1» было зафиксировано резкое снижение числа частиц и космических лучей, относящихся к гелиосфере, с одновременным повышением интенсивности галактических космических лучей. Вскоре показания вернулись к прежним значениям. Такие изменения происходили пять раз, и после 25 августа возврата к прежним значениям больше не произошло[8].

Ранее считалось, что выход за пределы гелиосферы должен сопровождаться изменением направленности магнитного поля, но было зафиксировано лишь изменение его интенсивности без существенного изменения направленности. Это вызвало сомнения относительно того, действительно ли «Вояджер-1» пересёк гелиопаузу и находится в межзвёздной среде. Вопрос оставался дискуссионным до 12 сентября 2013 года, когда группа учёных под руководством Шаблон:Нп5 опубликовала результаты исследования колебаний окружающей аппарат плазмы, доказывающие, что её электронная плотность соответствует ожидаемой для межзвёздной среды. Хотя отсутствие изменений в направленности магнитного поля оставалось не объяснённым, было признано, что «Вояджер-1» преодолел границу гелиосферы около 25 августа 2012 года[8][14].

Работоспособность и предполагаемая дальнейшая судьба аппарата

Хотя запланированный срок работы обоих «Вояджеров» давно истёк, часть научных приборов продолжает работать. Аппаратура получает энергию от трёх радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на плутонии-238. На старте суммарная электрическая мощность генераторов составляла Шаблон:Nobr. Постепенно она снижается из-за распада плутония и деградации термопар. К 2012 году электрическая мощность упала примерно на 45 %. Тем не менее, ожидается, что минимально необходимое для исследований электроснабжение будет поддерживаться приблизительно до 2025 года[15].

28 ноября 2017 года были успешно опробованы 10-миллисекундными включениями четыре двигателя коррекции траектории MR-103, не включавшиеся более 37 лет, с 8 ноября 1980 года, когда «Вояджер-1» находился вблизи Сатурна. В дальнейшем эти двигатели предполагается в случае необходимости использовать вместо комплекта двигателей ориентации (того же типа), которые с 2014 года проявляют признаки некоторого ухудшения работоспособности[16][17].

«Вояджер-1» движется по гиперболической траектории, поэтому он не вернётся в Солнечную систему под действием её гравитационного притяжения[18]. Если с ним ничего не случится по пути, примерно через Шаблон:Число он должен пролететь в Шаблон:Число (15 трлн км) от звезды Глизе 445 созвездия Жирафа, которая движется в сторону созвездия Змееносца. В дальнейшем, вероятно, «Вояджер-1» будет вечно странствовать по галактике Млечный Путь[19].

Примечания

Комментарии

Шаблон:Примечания

Источники

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Навигация

Шаблон:ВС Шаблон:Вояджер Шаблон:Исследование Юпитера АМС Шаблон:Исследование Сатурна АМС

Шаблон:Космические запуски в 1977