Космические рекордсмены. Почему Вояджеры — один из величайших космических проектов человечества
Научпоп7 сентября 2022, 20:03
На днях проекту Вояджер исполнилось 45 лет.
Уже почти полвека два зонда исследуют космическое пространство, благодаря чему Вояджер считается одним из самых успешных проектов в истории межпланетных исследований.
Интересно, что изначально основной задачей зондов было изучение газовых гигантов Солнечной системы — Юпитера и Сатурна. В то время в небе сложился уникальный паззл, который собирается раз в 175 лет: сразу четыре планеты внешней части Солнечной системы — помимо Юпитера и Сатурна это еще Уран и Нептун — выстроились в единую линию.
Благодаря этому их можно было исследовать не за 40−50 лет, как раньше, а в десятки раз быстрее. И, что самое главное, дешевле.
Несмотря на то, что изначальный план предполагал изучение лишь газовых гигантов, Вояджерам удалось сделать снимки всех четырех планет. Также они помогли ученым узнать больше информации об их спутниках, и к 1989 году их миссия уже была перевыполненной.
В 1990 году Вояджер-1 развернулся и сделал фотографию Земли, которая сейчас считается одним из величайших снимков в истории — автор идеи, американский астроном и астрофизик Карл Саган, назвал ее Pale Blue Dot (бледно-голубая точка).
Сейчас оба зонда являются самыми отдаленными от Земли рукотворными объектами: Вояджер-1 находится в 23,5 млрд км, а Вояджер-2 — в почти 20 млрд км от нашей планеты.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Космические корабли не висят на месте, а постепенно летят все дальше от Солнечной системы со скоростью 28 и 16 км/с соответственно. Тем не менее, до ближайшей звезды каждому из зондов нужно пролететь как минимум 40 триллионов километров, а потому ученые не рассчитывают изучить с их помощью другие звездные системы.
Тем не менее, исследовательская ценность у Вояджеров все еще есть. Как минимум потому, что это единственные наши зонды за пределами Солнечной системы.
Новая главная задача зондов — измерение изменения плотности плазмы в солнечной и межзвездной среде. Кроме него, у зондов есть еще некоторые технические задачи: измерение магнитного поля, а также энергии и направления заряженных частиц в среде, через которую они путешествуют. Ученые хотят понимать, как меняется воздействие Солнца по мере отдаления от звезды, и как солнечная гелиосфера взаимодействует с межзвездным пространством.
Ранее считалось, что у Солнечной системы нет четкой границы. Реальность оказалась другой — более того, данные с двух Вояджеров показали нам, что она является ассиметричной. Если Вояджер-1 пересек гелиосферную ударную волну в декабре 2004 года на расстоянии 94 а.е. от Солнца, то Вояджер-2 пересек ее южную часть в конце августа 2007 года на расстоянии 84,6 а.е от нашей звезды.
В 2012 году Вояджер-1 покинул гелиосферу — фактически, он вышел за пределы Солнечной системы, достигнув межзвездного пространства. В конце 2018 года этим достижением похвастал также Вояджер-2.
«Граница» характеризуется резким изменением характеристик плазмы: если внутри Солнечной системы плазма намного горячее и менее плотная (поскольку она расходится от Солнца), то за пределами гелиосферы плазма холодная, однако более плотная.
Выяснилось, что даже в межзвездном пространстве существует слабый, но постоянный гул, который создают корональные выбросы на Солнце. Ученые рассчитывают, что он поможет им составить карту плотности плазмы по мере продвижения Вояджеров все дальше от Солнечной системы. Также его можно использовать для лучшего понимания взаимодействия межзвездной среды и солнечного ветра.
Немногие знают о еще одной миссии Вояджеров, которая больше подходит сюжету научно-фантастического фильма, а не реальным научным исследованиям. Если на аппараты наткнется разумная инопланетная цивилизация, к каждому из них прикреплена алюминиевая коробка, внутри которой находится золотая пластинка, похожая на винил.
На них записана информация о человечестве: различные научные данные, фотографии Земли и ее континентов, описание людей и животных, включая строение тел и структуру ДНК. Кроме того, там записана музыка (Бах, Чак Берри), различные звуки — пение птиц, плач ребенка, шепот матери, шум дождя и ветра, океанский прибой и шуршание песка.
Джон Ломберг, участвовавший в создании пластинки, объясняет, что цель их научной группы состояла в том, чтобы создать автопортрет человечества, который описал бы нашу цивилизацию разумным существам, которые наткнутся на зонд. Несмотря на то, что среди прочей информации, там есть зашифрованная карта, которая указывает на местоположение Солнечной системы, ученый говорит, что это послание — это скорее наш некролог, чем попытка найти инопланетную цивилизацию в обозримом будущем.
Пара Вояджеров уже давно превзошла даже самые смелые предположения об их работе. Сейчас на них работают уже меньше половины доступных инструментов, а постепенно удаление от Солнца приведет к тому, что аппараты не смогут принимать сигналы.
Инженеры NASA планируют использовать уникальную возможность до последнего: например, совсем недавно ученым удалось починить бортовой компьютер Вояджера-1, который отправлял неправильную информацию о местонахождении зонда
Однако главная проблема будущего Вояджеров — источники питания. Электроэнергию для работы зондов вырабатывают радиоизотопные термоэлектрические генераторы, топливом для которых служит плутоний-238. Период полураспада плутония-238 составляет почти 88 лет: с каждым годом топливо вырабатывает все меньше электричества, из-за чего ученые постепенно отключали различные инструменты Вояджеров, чтобы продлить жизнь зондов.
Инженеры считают, что в лучшем случае Вояджеры проживут еще максимум 10 лет, после чего они станут нашими молчаливыми космическими послами.
Так, их второстепенная «фантастическая» миссия станет последним и единственным возможным заданием, с которым они смогут справиться даже будучи отключенными — мчаться сквозь далекое космическое пространство к далеким звездам в надежде, что когда-нибудь кто-нибудь наткнется на них и расшифрует послание человечества.
Кто знает, возможно Вояджеры несут в себе не некролог, а послание нашим потомкам.