Американские космические аппараты "Вояджер""Вояджер" (путешественник) - наименование американских космических аппаратов
для исследования Юпитера, Сатурна и их спутников, а возможно, Урана с пролетной траектории с использованием поля
тяготения Юпитера и Сатурна для пертурбационного маневра. Масса космического
аппарата 798 кг. Герметичный корпус (имеет форму многогранной призмы с
центральным проемом) смонтирован на обратной стороне отражателя
остронаправленной антенны. Большинство приборов вынесены на специальном
кронштейне, причем часть их установлена на сканирующей платформе.
Электропитание от трех (вынесенных на кронштейне) изотопных генераторов,
имеющих в период полета около Юпитера общую мощность 421 Вт, а в период пролета
около Сатурна - 384 Вт. Ресурс установок 10 лет. В трехосной системе ориентации
используются датчики Солнца и Канопуса, а также
инерциальный измерительный блок. Исполнительными органами системы служат 12
микродвигателей (4 по каждой оси) тягой по 0,9 Н. Еще 4 таких микродвигателя
обеспечивают коррекции траектории. Запас гидразина для микродвигателей рассчитан
на 7 лет. Система терморегулирования использует жалюзи на пяти гранях
корпуса и на сканирующей платформе с научными приборами, многослойную
теплоизоляцию, теплозащитные экраны из полированного алюминия, металлические и
пластмассовые солнечные бленды, а также радиоизотопные нагреватели с тепловой
мощностью 1 Вт. Радиотехническая система включает остронаправленную антенну
с отражателем диаметром 3,66 м и ненаправленную антенну. Частота приема для
обеих антенн 2113 МГц, частота передачи 2295 МГц (диапазон S). Сдублированная
бортовая цифровая вычислительная машина имеет основную память емкостью 4096
18-разрядных слов, а также резервную такой же емкости. В состав научной
аппаратуры входят телевизионная камера с широкоугольным объективом (фокусное
расстояние 200 мм), камера с телеобъективом (1500 мм), детекторы космических
лучей, оборудование для регистрации радиоизлучения Юпитера и Сатурна в диапазоне
10 Гц - 56,2 кГц, детекторы заряженных частиц низкой энергии, фотополяриметр с
150-миллиметровым телескопом системы Кассегрена, детекторы плазмы (две чаши
Фарадея), ультрафиолетовый спектрометр и другое.На космических аппаратах
"Вояджер" установлены идентичные медные граммофонные пластинки в комплекте с
вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На
пластинках записаны "звуки Земли", которые должны дать представление о нашей
планете представителям внеземной цивилизации, если к ним попадут космические
аппараты. Продолжительность звучания пластинки 110 мин. На ней записаны
обращения Генерального секретаря ООН Вальдхайма, приветствия на 60 языках,
включая мертвые, азбука Морзе, музыкальные отрывки, крик ребенка, звуки прибоя,
дождя, извержения вулкана и т. д. Пластинка несет также видеозапись 115
изображений.Запущены два космических аппарата "Вояджер" с помощью ракеты
носителя "Титан-3Е", снабженных дополнительным разгонным блоком: "Вояджер-2"
20.8.1977 по "медленной" траектории к Юпитеру, "Вояджер-1" 5.9.1977 по "быстрой"
траектории. 10.12.1977 "Вояджер-1" вошел в пояс астероидов, 15.12.1977 обогнал
на траектории "Воядж-2", а 8.9.1978 вышел из пояса астероидов. 5.3.1979
"Вояджер-1" совершил пролет около Юпитера на расстоянии 280000 км, а 12.11.1980
прошел около Сатурна на расстоянии 124000 км от вершин его облачного покрова и
около его спутника Титана (минимальное расстояние от Титана ~4500 км).
Космический аппарат "Воядж-2" вошел в пояс астероидов 10.12.1977, вышел из него
21.10.1978. 9.7.1979 совершил пролет около Юпитера на расстоянии 648000 км.
Траекторию пролета около Сатурна космического аппарата "Воядж-2" предполагалось
выбрать за несколько месяцев до пролета. Первый вариант предусматривал пролет
около Сатурна по траектории, обеспечивающей оптимальные условия для исследования
спутника этой планеты Титана и околопланетного пространства, в частности проход
за кольцами Сатурна для их радиозатменного зондирования. Второй вариант
предусматривал пролет космического аппарата "Воядж-2" около Сатурна по
траектории, обеспечивающей пертурбационный маневр в поле тяготения планеты с
переходом на трассу полета к Урану (в этом случае аппарат пройдет на расстоянии
353000 км от Титана). Был выбран второй вариант. Космический аппарат "Воядж-2"
26.8.1981 совершил пролет около Сатурна на расстоянии 101 тыс. км и перешел на
траекторию полета к Урану. Он совершил пролет около Урана в январе 1986 года и
под влиянием тяготения этой планеты перешел на трассу полета к Нептуну, около
которого прошел в 1989 году.
После встречи с Нептуном траектория «Вояджера-2» отклонилась к югу. Теперь его полет проходит под углом 48° кэклиптике, в южной полусфере. «Вояджер-1» поднимается над эклиптикой (начальный угол 38°). Аппараты навсегда покидают пределы Солнечной системы.
Технические возможности аппаратов таковы: энергии в радиоизотопных термоэлектрических батареях хватит для работы по минимальной программе примерно до 2025 г. Проблемой может стать возможная потеря Солнца солнечным датчиком, так как с большого расстояния Солнце становится все более тусклым. Тогда направленный радиолуч отклонится от Земли, и приём сигналов аппарата станет невозможным. Это может произойти около 2030 г.
Теперь из научных исследований «Вояджеров» на первом месте — изучение переходных областей между солнечной и межзвёздной плазмой. «Вояджер-1» пересёк гелиосферную ударную волну в декабре 2004 годана расстоянии 94 а. е. от Солнца. Информация, поступающая с «Вояджера-2», привела к новому открытию: хотя аппарат ещё не достиг данной границы, но получаемые от него данные свидетельствуют, что она асимметрична — её южная часть примерно на 10 а. е. ближе к Солнцу, чем северная (вероятное объяснение — влияние межзвёздного магнитного поля). «Вояджер-2» пересек гелиосферную ударную волну 30 августа 2007 года на расстоянии 84,7 а.е. Ожидается, что аппараты пересекут гелиопаузу примерно через 10 лет после пересечения гелиосферной ударной волны.
Космический аппарат «Вояджер-2», запущенный в 1977 году, пересек в августе границу Солнечной системы (точнее, гелиосферы). 10 декабря 2007 NASA сообщило о результатах анализа данных, присланных «Вояджером».
На определенном расстоянии скорость солнечного ветра резко падает и перестает быть сверхзвуковой. Область, в которой это происходит, называется границей ударной волны (. Это и есть граница, которую пересекли «Вояджеры». Можно считать ее границей внутренней гелиосферы. По некоторым определениям, гелиосфера здесь и кончается.
«Вояджер-2» подтвердил, что гелиосфера — не идеальный шар, она сплющена: ее южная граница находится ближе к Солнцу, чем северная. Кроме того, аппарат сделал еще одно неожиданное наблюдение.
Торможение солнечного ветра за счет противодействия межзвездного газа должно было бы приводить к резкому повышению температуры и плотности плазмы ветра. Действительно, на границе ударной волны температура была выше, чем во внутренней гелиосфере, но все равно в десять раз меньше, чем ожидалось. Чем вызвано расхождение и куда уходит энергия, неизвестно.
Ученые надеются, что связь с «Вояджерами» удастся поддерживать и после того, как они пересекут гелиопаузу.
|
