После 40 лет службы космические зонды «Вояджеры» по-прежнему в строю

Почти 40 лет назад космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» отправились в путешествие, в итоге став самыми удаленными от Земли рукотворными космическими объектами в истории космических исследований. В рамках своих миссий оба зонда потратили около двух десятилетий только для того, чтобы добраться до двух газовых гигантов нашей Солнечной системы – Юпитера и Сатурна. И в то время как «Вояджер-1» решил не задерживаться в системе и сразу же поспешил к ее внешним границам, «Вояджер-2» по пути посетил еще Уран и Нептун, став первым космическим зондом в истории, проведшим исследование этих миров.

В конце этого лета зонды будут отмечать 40-ю годовщину с момента своего запуска – 20 августа и 5 сентября соответственно. Несмотря на то, что космические аппараты летят уже так долго и находятся далеко от дома, они по-прежнему поддерживают связь с аэрокосмическим агентством NASA, передавая ему ценную информацию. Поэтому можно с уверенностью сказать, что помимо того, что они являются самыми удаленными космическими аппаратами, «Вояджер-1» и «Вояджер-2» выполняют еще и самые продолжительные миссии в истории исследований космического пространства.

Помимо продолжительности и дальности космических миссий, «Вояджерам» можно приписать и множество других достижений. Например, в 2012 году «Вояджер-1» стал первым и единственным космическим аппаратом, достигшим межзвездного пространства. В свою очередь, «Вояджер-2» стал первым и единственным зондом, исследовавшим все четыре газовых/ледяных гиганта нашей Солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Запуск космической миссии «Вояджер-2». 20 августа 1977 года

В заслуги аппаратов также можно добавить первое открытие активных вулканов за пределами Земли (на Ио, спутнике Юпитера), получение первых доказательств вероятного наличия подповерхностного океана на Европе, подтверждение плотной атмосферы вокруг Титана (единственного планетарного объекта, не считая Земли, обладающего плотной и богатой азотом атмосферы), открытие скалистой поверхности спутника Урана Миранды, а также ледяных гейзеров Тритона, крупнейшего спутника Нептуна.

Все эти открытия принесли астрономическому сообществу огромную пользу и проложили путь для запуска новых космических миссий: отправки зондов «Галилей» и «Джуно», «Кассини-Гюйгенс», а также «Новых горизонтов».

«Я считаю, что немногие миссии будут способны достичь такого уровня масштаба, коим обладают миссии «Вояджер», вот уже почти 40 лет бороздящие просторы космоса. Они открыли для нас неизвестные чудеса Вселенной и по-настоящему вдохновили человечество на исследование нашей Солнечной системы и космоса за ее пределами», — отметил Томас Цурбюхен, начальник управления Дирекции научных миссий NASA в недавнем пресс-релизе.

Но, возможно, самым запоминающимся вокруг миссий «Вояджеров» является то, что они несут на своем борту. На обшивке каждого космического аппарата закреплены так называемые Золотые пластинки, на которые записана коллекция различных земных звуков, картинок и сообщений с координатами Земли и информацией о человеческой истории и культуре. Эти пластинки являются своеобразными «капсулами времени» и носителями сообщения для любой развитой цивилизации, которая может встретиться на их пути, о нашем существовании.

Оба «Вояджера», запущенные в 1977 году, несут с собой 12-дюймовые позолоченные пластинки с изображениями и звуками Земли

Как уже указывалось выше, аппараты по-прежнему поддерживают связь с аэрокосмическим агентством NASA и передают ему ценную научную информацию. Зонд «Вояджер-1» на момент написания этой статьи находится примерно в 20,9 миллиарда километров (или 140 астрономических единицах) от Земли. По отношению к плоскости планет зонд продолжает двигаться на север в межзвездное пространство и отправляет к нам информацию о космическом излучении, которое в межзвездном пространстве в четыре раза плотнее, чем вокруг Земли.

Из этого ученые выяснили, что гелиосфера – пространство, в котором находятся планеты Солнечной системы и имеется солнечный ветер, – выступает в качестве своеобразного щита от внешнего излучения. От значительного объема солнечного ветра нас защищает магнитное поле Земли (в противном случае ветер просто сдул бы нашу атмосферу в космос), а пространство, называемое гелиопаузой, в свою очередь, защищает планеты системы от атомных ядер, двигающихся в пространстве со скоростью, близкой к скорости света.

В то же время «Вояджер-2» находится на расстоянии примерно 17,7 миллиарда километров (114,3 астрономической единицы) от Земли. По отношению к плоскости расположения планет он двигается на юг и по ожиданиям должен войти в межзвездное пространство через несколько лет. Как и «Вояджер-1», он тоже изучает взаимодействие гелиосферы с окружающей межзвездной средой, используя для этого набор научных инструментов, с помощью которых он измеряет уровень заряда частиц, магнитные поля, радиоволны и плазму солнечного ветра.

Как только «Вояджер-2» войдет в межзвездное пространство, оба зонда смогут одновременно собирать информацию о межзвездной среде в разных областях. По мнению ученых, это может больше рассказать нам о магнитной среде, которая защищает нашу систему, и, возможно, предоставит новые данные об истории формирования Солнечной системы. Кроме того, это даст нам некоторое представление о том, с какими опасностями придется столкнуться в рамках возможных будущих миссий в межзвездное пространство.

Иллюстрация показывает, каким образом космический телескоп «Хаббл» следит за путями движения космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в рамках их путешествия через Солнечную систему в межзвездное пространство

«То, что оба зонда по-прежнему активны после стольких лет работы – факт удивительный», — сказал Эдвард Стоун, профессор физики Калифорнийского технологического института и бывший вице-президент и директор Лаборатории реактивных движений, а также координатор программы «Вояджер».

«Никто из нас, когда мы запускали эти зонды 40 лет назад, даже не мог и предположить, что спустя 40 лет они по-прежнему будут работать и продолжать это новаторское путешествие. Вполне возможно, что самое удивительное их открытие состоится где-то через пять лет. Они могут найти что-то, о существовании чего мы могли даже не подозревать».

Поддержка зондов в рабочем состоянии всегда оставалась для ученых той еще задачей, так как количество энергии, которые они производят, сокращается примерно на уровень 4 Ватта ежегодно. Управление зондами-близнецами, постоянно теряющими энергию, заставило современных инженеров прибегнуть к старым схемам и чертежам, чтобы точнее понять возможности программного обеспечения и командных функций древних аппаратов.

Кроме того, это также дало возможность бывшим инженерам NASA, работавшим в программе «Вояджер», предложить молодому поколению свой опыт и экспертную оценку. Нынешняя команда программы подсчитала, что энергии у зондов осталось до 2030 года. Однако даже после этой даты они продолжат свое движение по проложенной траектории со скоростью 48 280 километров в час, преодолевая одну астрономическую единицу каждые 126 дней.

Космический зонд «Вояджер-1» начал перелет через так называемое «космическое чистилище» — пространство между нашей Солнечной системой и межзвездным космосом

С такой скоростью они продолжат свое путешествие, пока в конечном итоге через примерно 40 000 лет не доберутся до ближайшей звезды. По прогнозам, через 225 миллионов лет «Вояджеры» совершат полный орбитальный облет Млечного Пути, если, конечно, за это время ни с чем не столкнутся. Поэтому вполне возможно, что когда-нибудь Золотые пластинки найдут своего адресата. Опять же, когда-нибудь они даже смогут найти дорогу домой, обратно Землю, оповестив тем самым наших далеких, очень далеких родственников о жизни в 20-м веке.