Расстояние от солнца до вояджера 1

«Вояджер-1» (англ. Voyager-1 ) — американский космический зонд, исследующий Солнечную систему с 5 сентября 1977 года. 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.

Источник

«Вояджер-1» — 40 лет в полете

Вояджер мчится среди звезд

12 сентября 2013 года NASA проинформировало, что космическая станция «Вояджер-1» стала первым рукотворным искусственным аппаратом, который достиг межзвёздного пространства, покинув Солнечную систему. Такие выводы специалисты NASA сделали на основе данных, поступавших с борта аппарата в последнее время.

Граница Солнечной системы

Этого знаменательного события в истории изучения космоса ученые всего мира ждали несколько лет. В декабре 2010 года появилась первая информация о достижении аппаратом «Вояджер-1» границ Солнечной системы. Воздействие солнечного ветра в этой зоне равно нулю.

Радиосигнал Вояджера-1 имеет определенную поляризацию, которая помогла его идентификации.

В середине июня 2012 года приборы космического зонда зафиксировали резкое увеличение потока галактических космических лучей и одновременно резкое уменьшение солнечных заряженных частиц. Это означало, что межпланетная станция приблизилась к границе межзвёздного пространства.

«Вояджер-1», по состоянию на 1 сентября 2013 года, находился на удалении около 19 млрд. км от Солнца. Такое расстояние луч света преодолевает за 17 часов и 21 минуту.

Так видят радиотелескопы сигнал от Вояджера-1. Передатчик зонда в настоящий момент имеет мощность всего 22 ватта, это меньше чем у бытовой лампочки

История проекта

Проект «Вояджер» возник в конце шестидесятых годов прошлого столетия, когда только начиналось освоение околоземного пространства космическими аппаратами. Первоначально в основную задачу двух зондов «Вояджер» входило только исследование двух планет, Юпитера и Сатурна.

Однако при создании проекта специалисты заложили в космические аппараты такие возможности, которые позволили бы им долететь до самых дальних планет нашего светила. Впрочем, когда «Вояджеры» 40 лет назад отправились в космос, мало кто верил в такой феноменальный успех.

Послание

Позолоченная пластина с сообщением

На борту каждого «Вояджера» ученые установили алюминиевую коробку, поместив в нее позолоченный видеодиск, с общей информацией о нашей цивилизации, и приветствие, обращенное к представителям других цивилизаций.
«Вояджеры» не оборудовались солнечными батареями, поскольку они неэффективны на большом удалении от Солнца. В качестве источника электроэнергии «космических путешественников» используются радиоизотопные термоэлектрические генераторы, работающие на плутонии-238.

Задачи аппаратов

Вид на наши планеты с 6-ти миллиардов километров. Вояджер-1.

Так как задачи у аппаратов были различны, их запуск с мыса Канаверал был осуществлен в разное время; «Вояджер-1» стартовал — 5 сентября 1977 года, а «Вояджер-2» — 20 августа.

«Вояджер-1», после успешно выполненной миссии по изучению Юпитера и Сатурна, продолжил путь к окраине Солнечной системы. Космический зонд «Вояджер-2», закончив основную программу исследований, был направлен на изучения Нептуна и Урана, которое он успешно завершил в 1989 году.

Технические решения, которые ученые заложили в конструкции «Вояджеров», позволили сохранить работоспособность аппаратов на протяжении почти четырех десятилетий. За время полета аппаратов, инженеры на Земле провели модернизацию системы космической связи, что позволило устойчиво принимать сигналы «Вояджеров», несмотря на их ослабевание по мере удаления аппаратов.

Вояджеры сегодня

На сегодняшний день «Вояджеры», сконструированные в 60-х годах, выглядят анахронизмами. Например, на каждом из «Вояджеров» машинная память составляет всего лишь 68 килобайт, что меньше памяти iPod Nano в 100 000 раз. Однако сведения, которые по-прежнему передают космические зонды, бесценны.

Антенна NASA Deep Space Network для связи с Вояджерами

Несмотря на то, что сигнал до Земли от станции идет около 16 часов, такие условия пока позволяют ученым не только получать информацию, но и подавать команды аппарату, при помощи которых происходит корректировка работы научных приборов.

По расчётам специалистов, генераторы на плутонии-238, смогут поддерживать минимальную жизнедеятельность космических аппаратов до 2025-30 годов.

После того, как связь с Землёй прекратится, «Вояджеры» продолжат своё бесконечное путешествие. Примерно через 40 000 лет «Вояджер-1» будет находиться в 1 световом годе от Солнечной системы, а через 285 000 лет аппарат может достичь Сириуса, расположенного в 8,6 световых годах от Земли.

‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — «Вояджер-1» — 40 лет в полете» title=»«Вояджер-1» — 40 лет в полете»>

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

Вояджер-1: самый далекий от Земли рукотворный объект

История создания космического зонда — Исследование Юпитера — Исследование Сатурна — Дополнительная программа космических исследований — Золотая пластинка «Вояджеров» — Что будет с «Вояджером-1» дальше?

Космические аппараты типа «Вояджер» (1 и 2) стали практически синонимами успешной космической миссии. Оба они были запущены в 1977 году и первоначально предполагалось, что проработают они всего по 5 лет. Однако в реальности связь с обоими “Путешественниками” (так можно перевести название Voyager) поддерживается до сих пор и до сих пор, несмотря на давно устаревшее и наполовину не функционирующее оборудование, оба аппарата продолжают передавать на Землю научные данные.

Оба “Вояджера” были собраны в Лаборатории реактивного движения NASA. Так как для обоих аппаратов изначально предполагался полет в сторону Юпитера и Сатурна, то есть “на задворки” Солнечной системы, куда попадает не так много солнечных лучей, они не оснащены привычными нам солнечными батареями и получают энергию от своеобразной “ядерной батарейки” – плутония-238 в трех радиоизотопных термоэлектрических генераторах. Энергии выделяемой этой батарейкой хватит примерно до 2025 года, хотя уже сейчас из-за её недостатка, часть приборов “Вояджеров” пришлось отключить от энергопотребления.

Вояджер-1 на фоне Юпитера, как это представил художник. Между прочим диаметр антенны «вояджеров» составляет почти 4 метра, это чтобы лучше представлять размеры аппарата.

Оба космических аппарата несут на корпусах золотую пластинку – своеобразное послание инопланетным цивилизациям с образцами земной культуры. Каждый “Вояджер” также оснащен телекамерами, спектрометрами, фотополяриметром и агрегатом для изучения плазмы. Общий вес каждого аппарата составляет 721,9 кг, а первоначальная мощность бортовой системы электропитания достигала 420 Ватт.

На сегодня, первый из пары: “Вояджер-1” является самым далеким от Земли рукотворным объектом созданным человеком, а также самым быстрым из покидающих Солнечную систему космических зондов. Текущее расстояние до “Вояджера-1”, а также сведения о его научной аппаратуре действующей в настоящий момент, вы можете получить на специализированном сайте NASA посвященным этому проекту.

История создания космического зонда “Вояджер-1”

В чем не откажешь инженерам NASA, так это в последовательности. Полет “вояджеров” был спланирован ещё в 1960-х г.г., однако тогда у ученых было мало информации относительно того, с чем придется столкнутся космическому зонду, находясь под влиянием таких планет как Юпитер и Сатурн.

Поэтому начали с малого – по сути космические зонды “Пионер-10” и “Пионер-11” стали прототипами будущих “вояджеров”. Их полеты и телеметрика, помогли инженерам спроектировать новые космические зонды так, чтобы эффективно справляться с интенсивным радио-излучением Юпитера, уделить внимание повышенному уровню защиты от повышенной радиации и, спроектировать систему связи так, чтобы обеспечить бесперебойный контакт с зондом как в пределах Солнечной системы, так и за её пределами.

Первоначально космический аппарат “Вояджер-1” готовился как “Маринер-11”, т.е. входил в исследовательскую программу “Маринер”. Но из-за сокращения бюджета миссия в самом начале была урезана и предполагала только облет Юпитера и Сатурна, потому зонды переименовали в “Маринер: Юпитер-Сатурн”.

Однако по мере развития программы, новые аппараты получились настолько непохожими на предыдущие “маринеры”, что было принято решение выделить их полет в отдельную исследовательскую программу, которая и известна нам теперь как “Вояджер”.

Один из снимков «Вояджера-1», где одновременно запечатлены Земля и Луна

Конструкция космического зонда “Вояджер-1”

Вояджер 1 был построен Лаборатории реактивного движения NASA.

Его конструкция включает в себя 16 гидразиновых основных и 8 резервных двигателей, трехосный стабилизатор в пространстве обеспечивающий точную направленность антенны на Землю, силовую установку, систему радиосвязи и 11 научных приборов для изучения космических объектов.

Так как заведомо предполагалось, что миссия “Вояджера-1” может оказаться гораздо длиннее, чем запланировано, большая часть оборудования на борту была дублирована и хорошо защищена от радиационного излучения.

Система связи “Вояджера-1” включает 3,7-метровую антенну Кассегрена с высоким коэффициентом усиления для передачи и приема радиоволн с помощью трех станции Deep Space Network расположенных на Земле. Если “Вояджер-1” не может передать данные напрямую, на его борту расположен цифровое хранилище данных, способное вместить до 67 мегабайт (для 1977 года – предел мечтаний, на самом деле) информации для передачи в другое время.

Силовая установка “Вояджера-1” включает три радиоизотопных термоэлектрических генератора, вынесенных из корпуса на мачте. Каждый из них содержит 24 прессованных сферы оксида плутония-238.

В момент запуска источники питания вырабатывали около 470 Вт электроэнергии, а остальная часть рассеивалась в виде отработанного тепла. Выходная мощность со временем снижается из-за естественного полураспада топлива (87,7 летний период) и деградации термопар, но запаса батарей вполне хватит до 2025 года. По состоянию на 22 февраля 2021 года “Вояджер-1” имеет 70,93% плутония-238, от того количества, что имелось при запуске. К 2050 году у него останется 56,5%, к 2080 42,04%, а к 2110 году это число уменьшиться до 27,58% и достигнет нуля к 2167 году.

Схема утройства космического зонда «Вояджер-1»

Научные приборы “Вояджера-1” представлены ниже:

• Система измерения космических лучей (CRS) (включен в настоящее время)
• Анализатор низкоэнергетических заряженных частиц (LECP) (включен в настоящее время)
• Магнитометр (MAG) (включен в настоящее время)
• Подсистема измерения плазменных волн (PWS) (включена в настоящее время)
• Плазменный спектрометр (PLS) (вышел из строя)
• Система визуализации (фотокамера) (ISS) (выключена)
• Инфракрасный интерферометр спектрометр и радиометр (IRIS) (выключен)
• Фотополяриметрическая система (PPS) (вышла из строя)
• Анализатор планетарного излучения (PRA) (выключен)
• Ультрафиолетовый спектрометр (UVS) (выключен)

Первоначальная программа космического зонда «Вояджер-1»

Первоначальная программа “Вояджер-1” была рассчитана на 5 лет и по сравнению с программой “Вояджера-2” была сокращенной, т.е. включала только исследование Юпитера и Сатурна. За несколько лет до “Вояджеров”, у Юпитера и Сатурна уже побывали “гости” – «Пионер-11» и «Пионер-10», но их фотографии были очень низкого качества.

Исследование Юпитера «Вояджером-1»

«Вояджер-1» был запущен 5 сентября 1977 года. Вопреки нумерации, “первый” из “путешественников” был запущен вторым – через 16 дней после собрата с номером 2. 18 сентября 1977 года “Вояджер-1” вошел в историю первый раз, засняв на одной фотографии одновременно и Луну и Землю.

10 декабря 1977 года аппарат пересек границу пояса астероидов, 19 декабря 1977 года обогнал “Вояджер-2”, и только 8 сентября 1978 года без происшествий вышел из пояса астероидов и стал приближаться к Юпитеру, к которому приблизился 6 января 1979 года.

«Вояджеру-1» удалось приблизиться к Юпитеру на 349 тысяч км от центра планеты и сделать несколько тысяч снимков высокого разрешения. Он кружил вокруг газового гиганта с 5 по 7 марта 1979 года. Благодаря этому полету были обнаружены слабые кольца Юпитера, получены данные о магнитных полях и радиационном излучении. Серия снимков, сделанных на подлете к планете, позволила рассмотреть вблизи Большое красное пятно Юпитера и понять, что оно движется против часовой стрелки.

Знаменитый снимок спутника Юпитера Ио, на котором видно извержение вулкана, сделанный с борта зонда «Вояджер-1».

По снимкам «Вояджера-1» на спутнике Ио были открыты 9 извергающихся вулканов. Это было первое обнаружение вулканической активности вне Земли. Зонд передал информацию о составе поверхности, атмосферы и орбитальной плазмы Ио. Пролетая на расстоянии 732 000 км от Европы, другой луны Юпитера, аппарат сделал снимки, по которым ученые выдвинули гипотезу о наличии там жидкого океана. Ранее считалось, что вода встречается в Солнечной системе крайне редко.

Исследование Сатурна «Вояджером-1»

13 ноября 1980 года “Вояджер-1” добрался до Сатурна. Итогом встречи стали тысячи фотографий отличного качества и открытие новых планетарных колец. В числе важнейших достижений миссии “Вояджера-1” – обнаружение сатурнианского спутника Атлас, а также Пандоры и «картофелевидного» Прометея, которые «пасут» F-кольцо Сатурна, удерживая его чуть дальше от основной массы колец.

Траектория полета “Вояджера-1” пролегла мимо большинства крупных спутников Сатурна: Дионы, Энцелада, Мимаса, Реи, Тефии и Титана.

Титан при этом был исследован особенно тщательно, «Вояджер-1» приблизился к нему всего на 5600 км. Оранжевая дымка в атмосфере Титана, заснятая зондом, настолько взбудоражила исследователей, что впоследствии к Титану был отправлен аппарат «Кассини-Гюйгенс».

Кроме того, на всех встреченных спутниках был обнаружен лед, что подтвердило широкое распространение воды в Солнечной системе.

Дополнительная программа космических исследований космического зонда «Вояджер-1»

14 ноября 1980 года, “официальная” миссия “Вояджера-1” была закончена, при этом у космического аппарата оставалось достаточно ресурсов, чтобы продолжать исследования. Было решено “отпустить” космический зонд в свободное плавание, более не меняя его траекторию полета и продолжать собирать научные данные, пока не закончится заряд бортовой батареи. Так как “Вояджер-1” двигался по гиперболической орбите, т.е. его возвращения в Солнечную систему не предполагалось, то у ученых появился хороший шанс узнать точнее о границах солнечной системы и собрать данные о космической радиации.

Следующие 10 лет работа зонда была совершенно рутинной – время от времени он выходил на связь и передавал текущие параметры давления солнечного ветра, силу магнитных полей планет-гигантов, энергетических потоков, распределения ионов и т.п.

Полет «Вояджера-1» через Солнечную систему

Вспомнили о “Вояджере-1” 14 февраля 1990 года, когда у него получилось на одном снимке запечатлеть все 8 планет, сделав так называемый “семейный портрет солнечной системы”.

Следующая веха – 17 февраля 1998 года, когда “Вояджер-1” “обогнал” “Пионер-10” и стал самым далеким от Солнца космическим кораблем с Земли. Важная деталь – слово “обогнал” я взял в кавычки по той причине, что фактически никакого обгона не было, т.к. оба космических аппарата на самом деле движутся в разные стороны.

17 декабря 2004 года “Вояджер-1” пересек границу гелиосферы и достиг той точки пространства, где солнечный ветер ослабевает до дозвуковой скорости (относительно Солнца, конечно) из-за взаимодействия с местной межзвездной средой. Пространство здесь как бы “уплотняется” и возмущается, подобно тому, как вспениваются два потока воды, идущие на встречу друг другу или сливающимися в один поток. Конечно это ещё не было границей солнечной системы, но явно свидетельствовало о её приближении. “Вояджер-1” в этот момент находился от нас на расстоянии 94 астрономических единиц.

2 февраля 2007 года отключен от питания плазменный спектрометр (PLS), 16 января 2008 отключено оборудование PLA для измерения радиоизлучения планет-гигантов.

Семейный портрет планет солнечной системы сделанный «Вояджером-1». Меркурий не виден из-за близости Солнцу, а Марс во-первых довольно мал, а во-вторых получался все время слишком темным и потому не видимым глазу

25 августа 2012 года “Вояджер-1” стал первым космическим аппаратом с Земли, пересекшим гелиопаузу и вышедшим в межзвездное пространство, т.е. на границу солнечной системы (121 астрономическая единица).

19 апреля 2016 г. отключён от питания ультрафиолетовый спектрометр.

28 ноября 2017 года удалось привести в действие двигатели коррекции траектории (последний раз включавшиеся в 1980 году!) и несколько продлить исследовательскую программу зонда за счет коррекции траектории.

После 2020 года начнется поэтапное выключение оставшихся подсистем, так, чтобы в итоге в работе остались только магнитометр, регистратор космических лучей и плазменно-волновая подсистема (PWS).

Принимать данные с зонда возможно будет вплоть до 2025 года (возможно до 2030 г), дополнительных коррекций для этого не потребуется, благо антена “вояджера” всегда направлена на Землю.

Та самая «золотая пластинка» с корпуса «Вояджера-1». Однажды её может найти другая цивилизация… Как минимум они там сильно удивятся!

Что будет с “Вояджером-1” дальше?

По состоянию на начало 2021 года, расстояние от “Вояджера-1” до Земли составляет

150 астрономических единиц. Свет от Солнца преодолевает это расстояние за 21 час. “Вояджер” продолжает передавать научные данные получаемые оставшимися приборами.

Примерно через 300 лет, зонд достигнет облака Оорта и пройдет через него примерно через 30 000 лет. Если за это время с “Вояджером” ничего не случится, то ещё через примерно 10 000 лет он должен будет пролететь на расстоянии 1,6 светового года от звезды Глизе 445 созвездия Жирафа, которая движется в сторону созвездия Змееносца.

В дальнейшем, вероятно, «Вояджер-1» будет вечно странствовать по галактике Млечный Путь. Если предположить, что полету зонда ничего не будет мешать и дальше, через 300 000 лет он пройдет на расстоянии меньше 1 светового года от звезды M3V TYC 3135-52-1.

Золотая пластинка “Вояджера-1” – какие данные записаны на ней?

Оба “Вояджера” имеют закрепленную на корпусе золотую пластинку в виде компакт-диска, на тот случай, если один из них вдруг окажется обнаруженным разумными формами жизни из других планетных систем.

На диске размещены фотографии Земли и форм жизни, которые её населяют, научная информация (включая координаты Земли относительно центра галактики), приветственная речь генерального секретаря ООН, президента США, а также набор “звуков Земли”, включающих голоса китов, плач ребенка, шум волн, и коллекцию музыки, включая произведения Вольфганга Амадея Моцарта, Вилли Джонсона, Чака Берри и Вали Балканской.

Также на диске представлены другие классические музыкальные произведения имеющие ценность для общемировой культуры, а также приветствия на 55 различных языках.

По схеме полета не совсем понятно направление полета «Вояджера-1», так как оно выглядит линейным. На самом деле «Вояджеры» в дополнительной программе исследований разлетелись в разные стороны – один выше плоскости солнечной системы, другой ниже

Источник