[Из песочницы] Сегодня исполняется 38 лет, со дня запуска Вояджера-1
За время исследования Вояджеров с ними произошло много событий, но сейчас я хотел бы рассказать о самых интересных фактах, связанных с аппаратами:
Текущее расстояние до Вояджера-1 и Вояджера-2 — 19,8 и 16,2 млрд км соответственно, это означает что для получения ответа от аппаратов требуется 36 ч 43 мин и 30 ч 4 мин, только на путь сигнала туда и обратно, без учета времени на обработку сигнала самими аппаратами. Для сравнения: для «пинга» аппарата на луне требуется 2,5 сек (без учета реакции самого аппарата), для Марса — от 6 мин до 44,5 мин (в зависимости от взаимного положения планет).
Все исследовательские аппараты, направляющиеся за пределы Солнечной системы (за исключением «Новых горизонтов»): Вояджеры, Пионеры 10 и 11, при отлете от земли имели скорость меньше третьей космической (которая необходима для покидания Солнечной системы), причиной того, что они таки набрали необходимую скорость — использования гравитационных маневров у планет гигантов. Однако даже аппарат «Новые горизонты» использовал гравитационный маневр у Юпитера для близкого изучения планеты и экономии времени на достижение Плутона.
Все исследовательские аппараты, которые покидают пределы Солнечной системы на данный момент, принадлежат космическому агентству NASA.
Текущие скорости аппаратов больше 17 км/с для Вояджера-1 и 15 км/с для Вояджера-2 (их скорости постепенно падают, за счет притяжения Солнца), при этом третья космическая скорость составляет примерно 16,65 км/с для Земли. Причина того что Вояджер-2 так же как и Вояджер-1 покинет Солнечную систему состоит в том, что третья космическая скорость меняется в зависимости от вашего местоположения — и с удалением от Солнца становится меньше.
Необходимость набора колоссальной для ракетных химических двигателей скорости означало необходимость использования ракетоносителя тяжелого класса, но даже при этом вес аппарата был сильно ограничен — при стартовой массе ракеты в 632,97 тонны, вес аппаратов (полезная нагрузка) составлял всего 721,9 кг, что составляет всего 0,00114 от стартовой массы ракеты.
По тем же причинам использовался ракетоноситель Titan 3E с дополнительной 4-й ступенью. Конструкция выглядела так: первая ступень располагается поперечно (двигатели первой и второй ступени включаются одновременно на старте), последующие — продольно (включение происходит после выработки топлива предыдущей ступени). В качестве топлива первой и второй ступени использовались азотный тетраоксид и аэрозин — смесь НДМГ и гидразина, на третьей ступени (разгонный блок «Центавр») — жидкий водород и кислород, на четвертой (Star-37E) — твердое топливо.
Вояджер-2 был запущен 20 августа (на 16 дней раньше Вояджера-1), причина такого наименования аппаратов — то что Вояджер-1 изначально должен был обогнать собрата между орбитой Марса и поясом астероидов, до встечи с целями миссии.
Каждый из аппаратов имеет на борту 3 РИТЭГа — радиоизотопных термоэлектрических генератора, их мощность на момент запуска — 470 Ватт электрической мощности. Текущая мощность — около 315 Ватт, падение мощности связано как с деградацией термопары, так и с процессом ядерного распада плутония-238 который является источником тепловой энергии (так как период полураспада составляет 87,7 лет, то текущая тепловая мощность снизилась до 74,1% от изначальной).
Все четыре аппарата, покинувшие гелиосферу Солнца на данный момент — можно было отправить одним запуском Falcon Heavy, или же такими ракетоносителями сверхтяжелого класса, как Сатурн-5, Н-1, Энергия, при этом они составляли бы лишь половину от нагрузки, которую эти ракетоносители могли запустить на орбиту. При этом два Сатурна-5 после закрытия программы Аполлон стали музейными экспонатами, а две готовые Н-1 вообще были сняты прямо со стартовых столов и порезаны на металл.
«Золотые пластинки» Вояджеров, представляющие из себя медный позолоченный диск диаметром 30,48 см, содержит приветствия на 55 языках, музыку, различные звуки природы и 116 рисунков, а так же обращения президента США и генерального секретаря ООН.
Изначально программа рассчитывалась на 5 лет, то есть аппараты превысили свой «гарантийный срок службы» в 7,5 раз, хотя для NASA это далеко не предел — марсоход «Оппортьюнити» превысил свой срок службы (90 марсианских суток) в 48 раз.
Предполагалось, что половину от всей дозы радиации, за время их многолетних миссий Вояджеры получат за несколько дней, пока они будут исследовать Юпитер и его спутники (изначально в программу не закладывалось исследования пояса Койпера или гелиосферы Солнца).
Комичный факт, не связанный напрямую с Вояджерами — аппарат «Новые горизонты» отправленный 19 января 2006 года для изучения Плутона, в статусе планеты. Однако уже 24 августа Плутон был разжалован в статус карликовых планет, однако в штатах Нью-Мексико и Иллинойс позднее за Плутоном был юридически закреплен статус планеты.
Вояджерам принадлежат несколько известных фотографий, получивших свои собственные имена:
Family portrait (Семейный портрет) — он был сделан Вояджером-1 после того как он вышел из плоскости эклиптики Солнечной системы, на фото нет нескольких планет: Меркурий слишком близок к Солнцу, чтобы его можно было различить с такого расстояния, Марс и Плутон (в тот момент он еще был планетой) слишком тусклые, чтобы их можно было различить.
Схема, отображающая взаимное расположение планет во время «семейного портрета».
Pale blue dot (бледно-голубая точка) — часть «семейного портрета», фотография сделана с расстояния чуть больше 6 млрд км.
Первая совместная фотография Земли и Луны, произведена Вояджером-1 при его отлете с дистанции в 11,66 млн км до Земли.
Эти фотографии так же знамениты, как и Blue Marble (Синий шарик) Аполлона-17, и «восходом Земли» снятым Аполлоном-11.
Хронология исследований Вояджеров:
20.08.1977 Запуск Вояджера-2 ракетой Titan 3E со стартового стола LC-41 на мысе Канаверал
05.09.1977 Запуск Вояджера-1 ракетой Titan 3E (стартовая позиция использовалась таже)
10.12.1977 Вхождение Вояджера-1 и Вояджера-2 в пояс астероидов
19.12.1977 Вояджер-1 обгоняет Вояджер-2
06.1977 Проблемы с основным радиоприемником Вояджера-2
05.03.1979 Сближение Вояджера-1 с Юпитером
09.07.1979 Сближение Вояджера-2 с Юпитером
12.10.1980 Сближение Вояджера-1 с Сатурном
26.08.1981 Сближение Вояджера-2 с Сатурном
04.11.1985 Сближение Вояджера-2 с Ураном
05.06.1989 Сближение Вояджера-2 с Нептуном
17.02.1998 Вояджер-1 обогнал Пионер-10 и стал самым далеким когда-либо созданным человеком объектом
14.02.1990 Вояджер-1 сделал «Фамильный портрет» планет Солнечной системы, после этого на аппаратах были отключены телекамеры
13.11.1998 Отключение ультрафиолетовой обсерватории Вояджера-2
02.02.2007 Отключение детекторов плазмы Вояджера-1
16.01.2008 Отключение магнитометров Вояджера-1
22.02.2008 Отключение магнитометров Вояджера-2
07.11.2011 Переключение на запасные рулевые двигатели Вояджера-2 для экономии энергии
25.08.2012 Пересечение Вояджером-1 гелиопаузы
Хотелось бы добавить, по поводу последней даты, гелиопауза — эта граница, на которой солнечный ветер тормозится межзвездным веществом, и его скорость падает до нуля, она не является фиксированной, а движется в зависимости от Солнечной погоды, при этом скорость с которой она движется, значительно превосходит скорости Вояджеров. Так что после каждого повышения солнечной активности, сопровождавшейся увеличением выбросов вещества, аппараты оказывались снова в пределах гелиосферы Солнца (но это не афишировалось прессой в виду низкой «сенсационности» такой новости). И соответственно, при падении активности — аппараты снова выходили за пределы гелиосферы, что моментально трактовалось как «Вояджер-1 вышел за пределы Солнечной системы».
Ссылки:
http://voyager.jpl.nasa.gov/ Сайт NASA посвященный программе Вояджеров
https://soundcloud.com/nasa Записи звуковых сигналов, размещенные на «золотых пластинках»
https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_program
