Космічні рекордсмени. Чому Вояджери — один із найбільш успішних космічних проєктів людства
Наукпоп7 вересня 2022, 20:03
Днями проєкту Вояджер виповнилося 45 років.
Вже майже півстоліття два зонди досліджують космічний простір, завдяки чому Вояджер вважається одним із найуспішніших проєктів у історії міжпланетних досліджень.
Цікаво, що основним завданням зондів було вивчення газових гігантів Сонячної системи — Юпітера і Сатурна. У той час у небі склався унікальний паззл, який збирається раз на 175 років: одразу чотири планети зовнішньої частини Сонячної системи — крім Юпітера та Сатурна це ще Уран і Нептун — вишикувалися в єдину лінію.
Завдяки цьому їх можна було дослідити не за 40−50 років, як раніше, а в десятки разів швидше. І, що найголовніше, дешевше.
Незважаючи на те, що початковий план передбачав вивчення лише газових гігантів, Вояджерам вдалося зробити знімки усіх чотирьох планет. Також вони допомогли вченим дізнатися більше інформації про їхні супутники, і до 1989 року їхня місія вже була перевиконана.
1990 року Вояджер-1 розвернувся і зробив фотографію Землі, яка зараз вважається одним із найвеличніших знімків в історії — автор ідеї, американський астроном і астрофізик Карл Саган, назвав її Pale Blue Dot (блідно-блакитна крапка).
Зараз обидва зонди є найвіддаленішими від Землі рукотворними об'єктами: Вояджер-1 знаходиться за 23,5 млрд км, а Вояджер-2 — майже за 20 млрд км від нашої планети.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Космічні кораблі не висять на місці, а поступово летять дедалі далі від Сонячної системи зі швидкістю 28 і 16 км/с відповідно. Тим не менш, до найближчої зірки кожному із зондів потрібно пролетіти щонайменше 40 трильйонів кілометрів, а тому вчені не розраховують вивчити за їх допомогою інші зіркові системи.
Тим не менш, дослідницька цінність у Вояджерів все ще є. Щонайменше тому, що це єдині наші зонди за межами Сонячної системи.
Нове головне завдання зондів — вимірювання зміни щільності плазми в сонячному та міжзоряному середовищі. Крім нього, у зондів є ще деякі технічні завдання: вимірювання магнітного поля, а також енергії та напрямку заряджених частинок у середовищі, через яке вони подорожують. Вчені хочуть розуміти, як змінюється вплив Сонця в міру віддалення від зірки, і як сонячна геліосфера взаємодіє з міжзоряним простором.
Раніше вважалося, що Сонячна система не має чіткої межі. Реальність виявилася іншою — більше того, дані з двох вояджерів показали нам, що вона є асиметричною. Якщо Вояджер-1 перетнув геліосферну ударну хвилю у грудні 2004 року на відстані 94 а.о. від Сонця, то Вояджер-2 перетнув її південну частину наприкінці серпня 2007 року на відстані 84,6 а.о. від нашої зірки.
У 2012 році Вояджер-1 залишив геліосферу — фактично він вийшов за межі Сонячної системи, досягнувши міжзоряного простору. Наприкінці 2018 року цим досягненням похвалився також Вояджер-2.
«Межа» характеризується різкою зміною характеристик плазми: якщо всередині Сонячної системи плазма набагато гарячіша і менш щільна (оскільки вона розходиться від Сонця), то поза геліосферою плазма холодна, проте щільніша.
З’ясувалося, що у міжзоряному просторі існує слабкий, але постійний гул, який створюють корональні викиди на Сонці. Вчені розраховують, що він допоможе їм скласти карту щільності плазми у міру просування Вояджерів далі від Сонячної системи. Також його можна використовувати для кращого розуміння взаємодії міжзоряного середовища та сонячного вітру.
Мало хто знає про ще одну місію Вояджерів, яка більше підходить сюжету науково-фантастичного фільму, а не реальним науковим дослідженням. Якщо на апарати натрапить розумна інопланетна цивілізація, до кожного з них прикріплена алюмінієва коробка, всередині якої знаходиться золота пластинка, схожа на вініл.
На них записано інформацію про людство: різні наукові дані, фотографії Землі та її континентів, опис людей та тварин, включно з будовою тіл та структурою ДНК. Крім того, там записано музику (Бах, Чак Беррі), різні звуки — спів птахів, плач дитини, шепіт матері, шум дощу та вітру, океанський прибій та шелест піску.
Джон Ломберг, який брав участь у створенні платівки, пояснює, що мета їх наукової групи полягала в тому, щоб створити автопортрет людства, який би описав нашу цивілізацію розумним істотам, які натраплять на зонд. Незважаючи на те, що серед іншої інформації, там є зашифрована карта, яка вказує на місце Сонячної системи, вчений каже, що це послання — це швидше наш некролог, ніж спроба знайти інопланетну цивілізацію в найближчому майбутньому.
Пара Вояджерів уже давно перевершила навіть найсміливіші припущення про їх роботу. Зараз на них працює вже менше половини доступних інструментів, а поступово віддалення від Сонця призведе до того, що апарати не зможуть приймати сигнали.
Інженери NASA планують використати унікальну можливість до останнього: наприклад, зовсім недавно вченим вдалося відремонтувати бортовий комп’ютер Вояджера-1, який надсилав неправильну інформацію про місцезнаходження зонда.
Однак головна проблема майбутнього Вояджерів — джерела живлення. Електроенергію для роботи зондів виробляють радіоізотопні термоелектричні генератори, для яких паливом служить плутоній-238. Період напіврозпаду плутонію-238 становить майже 88 років: з кожним роком паливо виробляє все менше електрики, через що вчені поступово відключали різні інструменти Вояджерів, щоби продовжити життя зондів.
Інженери вважають, що у найкращому разі Вояджери проживуть ще максимум 10 років, після чого вони стануть нашими мовчазними космічними послами.
Так, їхня другорядна «фантастична» місія стане останнім і єдиним можливим завданням, з яким вони зможуть впоратися навіть відключеними — мчати крізь далекий космічний простір до далеких зірок, сподіваючись, що колись хтось натрапить на них і розшифрує послання людства.
Хто знає, можливо, Вояджери несуть у собі не некролог, а послання нашим нащадкам.