Вояджеры

​Voyager включил двигатели, которые не использовал 44 года: они все еще работают!

Когда космический аппарат запустили 47 лет назад, никто не ожидал, что его связь с Землей продлится так долго. Каждый раз, когда кажется, что «теперь-то точно конец», инженеры лаборатории реактивного движения NASA проявляют чудеса изобретательности и умудряются продлить его работу.

https://images.techinsider.ru/upload...ped_50x50.webp


Рома Назаров



Теги:Нетленка
Космос
NASA
Исследования космоса зондами
Космический зонд Вояджер




https://images.techinsider.ru/upload...d_510x340.webp


Space.com

VKOKTGMLink0



Voyager 1 был запущен 5 сентября 1977 г. Сейчас он находится в 24 000 000 000 км от Земли.



Космический аппарат направляется прочь от Солнечной системы. Чем дальше он отлетает, тем ценнее сообщения, приходящие с него. Сейчас он уже находится за пределами гелиосферы – области, в которой распространяется электромагнитное влияние Солнца и его плазменное облако, – поэтому его датчики напрямую фиксируют параметры межзвездного пространства.




https://images.techinsider.ru/upload...d_510x388.webp




К настоящему времени Voyager 1 уже вышел за пределы гелиосферы.

Wikipedia






Все время полета Voyager постоянно испытывает проблемы с двигателями

Одна из самых серьезных – засорение топливных трубок диоксидом кремния из-за постепенной деградации уплотнителей. Двигатели нужны, чтобы удерживать аппарат в положении антеннами к Земле – без этого связь с ним пропадет. Это означало бы конец его миссии для землян.












РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ








VKOKTGMLink0



У аппарата три комплекта двигателей: две системы ориентации, основная и резервная, и одна система управления траекторией. Последнюю использовали, например, чтобы благополучно миновать поле притяжения Юпитера и Сатурна, когда он пролетал мимо планет-гигантов в 1979 и 1980 годах. Сейчас двигатели включают около 40 раз в сутки: они делают очень короткий «пуфф», корректируя положение аппарата, и снова замолкают, экономя топливо – гидразин.


https://images.techinsider.ru/upload...d_510x286.webp




The Debrief








Впервые проблема засорения топливной системы проявилась в 2002 г., и инженерам пришлось переключиться на резервные двигатели ориентации.

Затем в 2018 г. обнаружилось, что и вторая система постепенно засоряется, и для корректировки положения пришлось использовать систему управлени траекторией, хотя она для этого и не предназначена.

Однако затем оказалось, что эта система засорена еще сильнее, чем две другие. Из-за отложений диаметр трубок уменьшился с 0,25 кв. мм до 0,035 кв. мм – примерно в семь раз.


https://images.techinsider.ru/upload...d_510x306.webp




Космические аппараты используют ракетные двигатели для коррекции своего положения в пространстве.

NASA Science








РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ








Чтобы запустить двигатели, их подогревают

Настало время попробовать еще раз оживить двигатели ориентации. Но для этого их сначала надо согреть.

В конструкцию Voyager встроены несколько радиоизотопных генераторов энергии, чтобы электроника могла работать в холоде космического пространства. Поскольку генераторы постепенно деградируют, инженеры NASA отключают обогреватели один за другим, экономя энергию.

Каждый раз приходится идти на компромисс, поскольку энергии не хватает, чтобы одновременно греть и систему управления тягой, и научные приборы – а ценность последних слишком велика, чтобы их отключить.


https://images.techinsider.ru/upload...d_510x483.webp





В 1979 г. Voyager впервые сфотографировал вблизи Большое красное пятно Юпитера.

NASA




https://images.techinsider.ru/upload...d_510x446.webp





А позже — облака на Нептуне.

NASA









Еще раз скрупулезно проведя расчеты, команда лаборатории реактивного движения сделала вывод, что ей нужно отключить прочие отопители всего на час, чтобы успеть запустить двигатели и проделать нужные маневры. 27 августа орбиту аппарата скорректировали.

Пользоваться основной системой ориентации можно будет еще 2 или 3 года

После этого есть шансы второй раз переключиться на резервную и еще на сколько-то продлить жизнь Voyager. Что дальше, пока непонятно.

Возможно, с Voyager 1 все же придется попрощаться. Кстати, следом за ним летит Voyager 2 – он сейчас в 20 млрд км от Земли. Ему также приходилось переключаться с одной системы тяги на другую в 1999 и 2019 годах, но его двигатели находятся в лучшем состоянии, говорят специалисты. Возможно, ему удастся собрать данные о еще более далеких частях пространства и передать на Землю.

​Кэролайн Порко присоединилась к Voyager в 1983 году после работы над диссертацией по Сатурну. Сейчас она вспоминает о том, как велика была разница в знаниях об этой удивительной планете до и после полета Voyager’ов. «Мы даже не знали, что в кольцах Сатурна есть какая-то структура!», со смехом уверяет она. Voyager 1 много работал над Сатурном, особенно с Титаном, используя метод дистанционного зондирования, который измеряет физические характеристики Луны. Телеметрический сигнал проходил сквозь планету, что позволяло ученым определить профиль ее плотности, состав, давление и температуру на поверхности.

Первоначально астрономы посчитали, что на Титане может быть жидкий азот, но после ряда вычислений пришли к тому, что эта луна слишком холодна. Другое дело — жидкий метан. Voyager не мог рассмотреть что-либо за густой атмосферой Титана, а потому ограничился фотографиями оранжевой дымки, за которой можно было лишь угадывать очертания тех или иных геоструктур. Но через 20 лет другой космический аппарат, всем известный Cassini, отправил на Титан зонд Гюйгенса, а сам еще раз провел обширное сканирование спутника.


https://images.techinsider.ru/upload...d_510x289.webp












РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ








Миссия Cassini подтвердила то, что команда Voyager подозревала еще 40 лет назад: на Титане и в самом деле обнаружились моря. Не из воды, конечно: это огромные скопления углеводородов, преимущественно метана и этана. Может ли в этих условиях зародиться жизнь, пускай и не белковая — вопрос, который волнует ученых до сих пор.

Жидкая вода за 1400 миллионов километров от Солнца



https://images.techinsider.ru/upload...d_510x510.webp












Еще одной луной, которая вызвала у астрономов NASA неподдельный интерес, стал другой спутник Сатурна — Энцелад. Voyager выяснил точный размер луны, который составил 513 км в поперечнике со средним радиусом в 252 км, так что при желании ее можно утопить в Мексиканском заливе. Но что гораздо важнее, именно с экспедиции Voyager началась череда фантастических открытий, связанных с Энцеладом, которая продолжается и сегодня. Зонд обнаружил, что все старые кратеры на планете были стерты. Это удивило астрономов, потому что если планета «мертва» и на ней отсутствует геологическая активность, то все кратеры и трещины сохраняются в первозданном виде. К примеру луны, подобные Каллисто, покрыты кратерами как оспинами, потому что верхние слои их тектонических структур неподвижны. Энцелад же, вопреки ожиданиям, был гладким как жемчуг.



Кратеры, судя по всему, были стерты криовулканическими процессами. Что это такое? Представьте, что поверхность луны покрыта полужидким, слякотным льдом — достаточно теплым, чтобы подтаивать местами и постоянно обеспечивать смещение ледяных массивов и образование новых. Такой лед встречается в космосе довольно редко. Десять лет спустя Cassini удалось открыть, что под ледяным панцирем Энцелада скрывается огромный подземный океан, глубина которого может достигать 100 км!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ









https://images.techinsider.ru/upload...d_510x353.webp












Заключение


Астрономы во всем мире одержимы идеей поиска жизни в других звездных системах. Оказалось, впрочем, что и родная Солнечная система таит в себе еще столько неразгаданных тайн, что за ними совершенно необязательно лететь за многие световые годы. Быть может, уже в ближайшем будущем, когда у человечества появится возможность более пристально изучить поверхность и состав далеких планет и их спутников, нас ждет еще множество великих открытий. В космосе точно есть жизнь — и это человек.

Что касается «Вояджеров», то они продолжают делать удивительные открытия за пределами нашей системы, где плотность космоса оказалась выше.