Программа "Вояджер" - Voyager program
Программа " Вояджер" - это продолжающаяся американская научная программа, в которой используются два межзвездных робота- зонда , " Вояджер-1" и " Вояджер-2" . Они были запущены в 1977 году, чтобы воспользоваться благоприятным расположением Юпитера и Сатурна , чтобы летать рядом с ними , собирая данные для передачи обратно на Землю. После запуска было принято решение дополнительно отправить Voyager 2 вблизи Урана и Нептуна для сбора данных для передачи на Землю.
По состоянию на 2021 год два "Вояджера" все еще находятся в эксплуатации за внешней границей гелиосферы в межзвездном пространстве . Они оба продолжают собирать и передавать на Землю полезные данные.
"Вояджер" сделал то, чего никто не предсказывал, нашел сцены, которых никто не ожидал, и обещает пережить своих изобретателей. Подобно великой картине или постоянному учреждению, она обрела собственное существование, судьба, недоступная для тех, кто ее обслуживает.
- Стивен Дж. Пайн
По состоянию на 2021 год " Вояджер-1" двигался со скоростью 61 045 километров в час (37 932 миль в час) относительно Солнца и находился на расстоянии 22 676 000 000 километров (1,4090 × 10 10 миль) от Солнца, достигая расстояния 152,6 а.е. (22,8 миллиарда км). ; 14,2 миллиарда миль ) от Земли по состоянию на 24 апреля 2021 года. 25 августа 2012 года данные « Вояджера-1» показали, что он вошел в межзвездное пространство.
По состоянию на 2021 год " Вояджер-2" двигался со скоростью 55 150 километров в час (34 270 миль в час) относительно Солнца и находился на расстоянии 18 980 000 000 километров (1,179 × 10 10 миль) от Солнца, достигая расстояния 126,9 а.е. (19,0 миллиарда км). ; 11,8 миллиарда миль ) от Земли по состоянию на 24 апреля 2021 года. 5 ноября 2019 года данные « Вояджера-2» показали, что он также вошел в межзвездное пространство. 4 ноября 2019 года ученые сообщили, что 5 ноября 2018 года зонд Voyager 2 официально достиг межзвездной среды (ISM), области космического пространства, находящейся вне влияния солнечного ветра , и теперь присоединился к зонду Voyager 1, который достигла ISM ранее в 2012 году.
Хотя «Вояджеры» вышли из-под влияния солнечного ветра, им еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем покинуть Солнечную систему . НАСА указывает: «[Если] мы определим нашу солнечную систему как Солнце и все, что в основном вращается вокруг Солнца,« Вояджер-1 »будет оставаться в пределах солнечной системы, пока не выйдет из облака Оорта еще через 14–28 тысяч лет».
Данные и фотографии, собранные камерами, магнитометрами и другими приборами "Вояджеров", раскрыли неизвестные подробности о каждой из четырех планет-гигантов и их спутниках . На снимках крупным планом с космического корабля были нанесены на карту сложные облачные формы Юпитера , ветры и штормовые системы, а также обнаружена вулканическая активность на его спутнике Ио . Было обнаружено, что кольца Сатурна имеют загадочные косы, изгибы и спицы и сопровождаются мириадами «локонов».
На Уране " Вояджер-2" обнаружил сильное магнитное поле вокруг планеты и еще десять лун . Его пролет над Нептуном выявил три кольца и шесть ранее неизвестных спутников , планетарное магнитное поле и сложные, широко распространенные полярные сияния . По состоянию на 2021 год " Вояджер-2" - единственный космический корабль, посетивший ледяные гиганты Уран и Нептун.
В августе 2018 года НАСА подтвердило на основе результатов космического корабля New Horizons существование « водородной стены » на внешних краях Солнечной системы, которая была впервые обнаружена в 1992 году двумя космическими кораблями «Вояджер».
Космический корабль "Вояджер" был построен в Лаборатории реактивного движения в Южной Калифорнии и финансировался Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которое также финансировало их запуски с мыса Канаверал , Флорида , их отслеживание и все остальное, что касается зондов.
Стоимость первоначальной программы составляла 865 миллионов долларов, а добавленная позже Межзвездная миссия "Вояджер" стоила еще 30 миллионов долларов.
История
Два космических зонда "Вояджер" изначально были задуманы как часть программы " Маринер" , и поэтому изначально были названы " Маринер-11" и " Маринер-12" . Затем они были перемещены в отдельную программу под названием «Маринер Юпитер-Сатурн», позже переименованная в программу «Вояджер», поскольку считалось, что конструкция двух космических зондов значительно превзошла конструкцию семейства «Маринер» и заслуживает отдельного названия.
Программа «Вояджер» была похожа на « Гранд-тур по планетам», запланированный в конце 1960-х - начале 1970-х годов. Гранд-тур будет использовать выравнивание внешних планет, обнаруженное Гэри Фландро , аэрокосмическим инженером из Лаборатории реактивного движения. Это выравнивание, которое происходит раз в 175 лет, произойдет в конце 1970-х годов и позволит использовать гравитационные помощи для исследования Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона . Планетарный Гранд Тур должен был отправить несколько пар зондов, чтобы они пролетели мимо всех внешних планет (включая Плутон, который тогда еще считался планетой) по различным траекториям, включая Юпитер-Сатурн-Плутон и Юпитер-Уран-Нептун. Ограниченное финансирование завершило программу Гранд-тура, но элементы были включены в программу «Вояджер», которая выполнила многие из целей Гранд-тура, за исключением посещения Плутона.
«Вояджер-2» был запущен первым. Его траектория была разработана таким образом, чтобы обеспечить возможность облетов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. "Вояджер-1" был запущен после " Вояджера-2" , но по более короткой и быстрой траектории, которая была разработана для обеспечения оптимального пролета спутника Сатурна Титана , который, как известно, был довольно большим и обладал плотной атмосферой. Эта встреча отправила " Вояджер-1" из плоскости эклиптики, завершив его планетологическую миссию. Если бы « Вояджер-1» не смог совершить облет Титана, траекторию « Вояджера-2» можно было бы изменить, чтобы исследовать Титан, отказавшись от посещения Урана и Нептуна. "Вояджер-1" не был запущен по траектории, которая позволила бы ему продолжить полет к Урану и Нептуну, но мог бы продолжить полет от Сатурна до Плутона, не исследуя Титан.
В 1990-е годы « Вояджер-1» обогнал более медленные зонды дальнего космоса « Пионер 10» и « Пионер 11» и стал самым удаленным от Земли созданным человеком объектом - рекорд, который он сохранит в обозримом будущем. New Horizons зонд, который имел более высокую скорость запуска , чем Voyager 1 , двигается медленнее из - за увеличение скорости Voyager 1 , полученной от его пролетов Юпитера и Сатурна. "Вояджер-1" и "Пионер-10" - наиболее удаленные друг от друга созданные человеком объекты, поскольку они движутся примерно в противоположных направлениях от Солнечной системы .
В декабре 2004 года " Вояджер-1" пересек границу ударной волны , где солнечный ветер замедляется до дозвуковой скорости, и вошел в гелиооболочку , где солнечный ветер сжимается и становится турбулентным из-за взаимодействия с межзвездной средой . 10 декабря 2007 года « Вояджер-2» также достиг конечной ударной волны, примерно на 1,6 миллиарда километров (1 миллиард миль) ближе к Солнцу, чем от того места, где « Вояджер-1» впервые пересек его, что указывает на асимметричность Солнечной системы .
В 2010 году « Вояджер-1» сообщил, что исходящая скорость солнечного ветра упала до нуля, и ученые предсказали, что он приближается к межзвездному пространству . В 2011 году данные «Вояджеров» определили, что гелиооболочка не гладкая, а заполнена гигантскими магнитными пузырьками, которые, как предполагается, образуются, когда магнитное поле Солнца искажается на краю Солнечной системы.
Ученые НАСА сообщили, что « Вояджер-1» был очень близок к выходу в межзвездное пространство, на что указывает резкий рост высокоэнергетических частиц за пределами Солнечной системы. В сентябре 2013 года НАСА объявило, что « Вояджер-1» пересек гелиопаузу 25 августа 2012 года, став первым космическим кораблем, вошедшим в межзвездное пространство.
В декабре 2018 года НАСА объявило, что `` Вояджер-2 '' пересек гелиопаузу 5 ноября 2018 года, став вторым космическим кораблем, вошедшим в межзвездное пространство.
По состоянию на 2017 год " Вояджер-1" и " Вояджер-2" продолжают отслеживать условия на внешних просторах Солнечной системы. Ожидается, что космический корабль "Вояджер" сможет работать с научными приборами до 2020 года, когда ограниченная мощность потребует отключения приборов один за другим. Где-то примерно в 2025 году мощности для работы каких-либо научных инструментов больше не будет.
В июле 2019 года был реализован пересмотренный план управления питанием, чтобы лучше управлять истощающимся источником питания двух датчиков.
Дизайн космического корабля
Каждый космический корабль "Вояджер" весит 773 кг (1704 фунта). Из этого общего веса каждый космический корабль несет 105 кг (231 фунт) научных инструментов. Одинаковые использование космического аппарата трехосной стабилизированного Voyager система наведения , которые используют гироскопические и акселерометр входы их управления ориентации компьютеров , чтобы указать их с высоким коэффициентом усиления антенны в направлении Земли и их научные инструменты по отношению к своим целям, иногда с помощью подвижного инструмента платформы для небольших инструментов и системы электронной фотографии .
На схеме показана антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA) с тарелкой диаметром 3,7 м (12 футов), прикрепленная к полому десятиугольному контейнеру для электроники . Также имеется сферический бак, в котором находится монотопливо на основе гидразина .
Золотая пластинка « Вояджера» прикреплена к одной из сторон автобуса. Угловая квадратная панель справа - это цель оптической калибровки и радиатор избыточного тепла. Три радиоизотопных термоэлектрических генератора (РИТЭГ) установлены встык на нижней стреле.
Платформа сканирования включает: инфракрасный интерферометрический спектрометр (IRIS) (самая большая камера вверху справа); ультрафиолетовый спектрометр (UVS) чуть выше IRIS; две камеры видикона Imaging Science Subsystem (ISS) слева от UVS; и Фотополяриметрическая система (PPS) под МКС.
Поддерживаются только пять следственных групп, хотя данные собираются по двум дополнительным инструментам. Подсистема полетных данных (FDS) и один восьмидорожечный цифровой магнитофон (DTR) обеспечивают функции обработки данных.
FDS настраивает каждый прибор и контролирует работу прибора. Он также собирает технические и научные данные и форматирует данные для передачи . DTR используется для записи высокоскоростных данных подсистемы плазменных волн (PWS). Данные воспроизводятся каждые шесть месяцев.
Подсистема Imaging Science, состоящая из широкоугольной и узкоугольной камеры, представляет собой модифицированную версию конструкции камеры с медленным сканированием видикона, которая использовалась в более ранних полетах Mariner. Подсистема Imaging Science состоит из двух телекамер, каждая с восемью фильтрами в управляемом колесе фильтров, установленном перед видиконами. Один имеет низкое разрешение 200 мм (7,9 дюйма) фокусное расстояние широкоугольный объектив с диафрагмой из F / 3 (широкоугольный камеры), в то время как другие применения более высокое разрешение 1500 мм (59 дюймов) узкий угол F / Объектив 8.5 (узкоугольный фотоаппарат).
Научные инструменты
Название инструмента | Сокращенное название | Описание | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Используется система с двумя камерами (узкоугольная / широкоугольная) для получения изображений Юпитера, Сатурна и других объектов вдоль траектории. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Использовал телекоммуникационную систему космического корабля "Вояджер" для определения физических свойств планет и спутников (ионосферы, атмосферы, массы, гравитационные поля, плотности), а также количества и распределения материала в кольцах Сатурна и размеров колец. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Исследовал глобальный и локальный энергетический баланс и состав атмосферы. Вертикальные профили температуры были также получены от планет и спутников, а также состав, тепловые свойства и размер частиц в кольцах Сатурна . Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Предназначен для измерения свойств атмосферы и измерения радиации. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Предназначен для исследования магнитных полей Юпитера и Сатурна, взаимодействия солнечного ветра с магнитосферами этих планет и межпланетного магнитного поля до границы солнечного ветра с межзвездным магнитным полем и за ее пределами, если они пересекаются. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Исследовал макроскопические свойства ионов плазмы и измерял электроны в диапазоне энергий от 5 эВ до 1 кэВ. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Измеряет разницу в потоках энергии и угловых распределениях ионов, электронов и разницу в энергетическом составе ионов. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Определяет происхождение и процесс ускорения, историю жизни и динамический вклад межзвездных космических лучей, нуклеосинтез элементов в источниках космических лучей, поведение космических лучей в межпланетной среде и захваченную планетарную среду с энергетическими частицами. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Использовал радиоприемник с разверткой частоты для изучения сигналов радиоизлучения Юпитера и Сатурна. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Использовал 6-дюймовый телескоп Кассегрена типа Даля-Киркхэма с диафрагмой f / 1,4 с колесом анализатора, содержащим пять анализаторов на 0,60,120,45 и 135 градусов, и колесом фильтров с восемью спектральными полосами от 2350 до 7500A для сбора информации о текстуре и составе поверхности. Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а также информацию о свойствах рассеяния в атмосфере и плотности этих планет. Более
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Обеспечивает непрерывные, независимые от оболочки измерения профилей электронной плотности на Юпитере и Сатурне, а также основную информацию о локальном взаимодействии волны с частицами, полезную при изучении магнитосферы. (см. также Plasma ) Подробнее |
Компьютеры и обработка данных
На космическом корабле «Вояджер» есть три разных типа компьютеров, по два каждого типа, которые иногда используются для резервирования. Это проприетарные компьютеры, изготовленные по индивидуальному заказу, построенные из КМОП и ТТЛ интегральных схем среднего размера и дискретных компонентов. Общее количество слов среди шести компьютеров составляет около 32К. "Вояджер-1" и "Вояджер-2" имеют идентичные компьютерные системы.
Компьютерная командная система (CCS), центральный контроллер космического корабля, представляет собой два процессора с прерываниями по 18 битов, каждый из которых содержит 4096 слов в энергонезависимой памяти с металлическими проводами . В течение большей части миссии "Вояджер" два компьютера CCS на каждом космическом корабле использовались без резервирования для увеличения возможностей управления и обработки космического корабля. CCS почти идентична системе, установленной на космическом корабле "Викинг".
Система полетных данных (FDS) - это две 16-битные машины слов с модульной памятью по 8198 слов каждая.
Система управления отношением и артикуляцией (AACS) - это две машины с 18-битными словами по 4096 слов в каждой.
В отличие от других бортовых приборов, работа камер для видимого света не является автономной, а скорее управляется таблицей параметров изображения, содержащейся в одном из бортовых цифровых компьютеров , Подсистеме полетных данных (FDS). Более поздние космические зонды, появившиеся примерно с 1990 года, обычно имеют полностью автономные камеры.
Подсистема компьютерных команд (CCS) управляет камерами. CCS содержит фиксированные компьютерные программы, такие как процедуры декодирования команд, обнаружения и исправления неисправностей, процедуры наведения антенны и процедуры упорядочивания космических аппаратов. Этот компьютер является улучшенной версией того, который использовался на орбитальном аппарате " Викинг" . Аппаратное обеспечение обеих специально созданных подсистем CCS в «Вояджерах» идентично. Существует лишь небольшая модификация программного обеспечения для одного из них, в котором есть научная подсистема, которой нет в другом.
Подсистема управления ориентацией и артикуляцией (AACS) управляет ориентацией космического корабля (его ориентацией). Он удерживает антенну с высоким коэффициентом усиления направленной к Земле, контролирует изменения положения и направляет платформу сканирования. Изготовленные на заказ системы AACS на обоих кораблях идентичны.
В Интернете ошибочно сообщалось, что космические зонды «Вояджер» управлялись версией RCA 1802 ( микропроцессор RCA CDP1802 «COSMAC» ), но такие утверждения не подтверждаются первичной конструкторской документацией. Микропроцессор CDP1802 позже был использован в космическом зонде Galileo , который был спроектирован и построен много лет спустя. Цифровая управляющая электроника «Вояджеров» не была основана на микропроцессорной микросхеме.
Связь
В восходящей линии связи выполняется с помощью S-диапазон СВЧ - связи . В нисходящей линии связи осуществляется с помощью Х-диапазона СВЧ - передатчика на борту космического аппарата, с передатчиком S-диапазона в качестве резервного. Вся дальняя связь между двумя «Вояджерами» осуществляется с использованием их 3,7-метровых (12 футов) антенн с высоким коэффициентом усиления. Антенна с высоким коэффициентом усиления имеет ширину луча 0,5 ° для диапазона X и 2,3 ° для диапазона S. (Антенна с низким усилением имеет усиление 7 дБ и ширину луча 60 °.)
Из-за закона обратных квадратов в радиосвязи скорость передачи цифровых данных, используемая в нисходящих линиях связи от "Вояджеров", постоянно снижается по мере удаления от Земли. Например, скорость передачи данных с Юпитера составляла около 115 000 бит в секунду. Это уменьшилось вдвое на расстоянии от Сатурна, и с тех пор оно постоянно снижалось. Некоторые меры были приняты на практике, чтобы уменьшить влияние закона обратных квадратов. В период с 1982 по 1985 год диаметры трех основных параболических тарелочных антенн сети дальнего космоса были увеличены с 64 до 70 м (от 210 до 230 футов), что резко увеличило их площади для сбора слабых микроволновых сигналов.
Пока корабль находился между Сатурном и Ураном, бортовое программное обеспечение было модернизировано, чтобы обеспечить определенную степень сжатия изображения и использовать более эффективное кодирование с исправлением ошибок Рида-Соломона .
Затем, между 1986 и 1989 годами, были задействованы новые методы объединения сигналов от нескольких наземных антенн в один, более мощный сигнал в виде антенной решетки . Это было сделано в Голдстоуне, Калифорния , Канберре и Мадриде с использованием имеющихся там дополнительных спутниковых антенн. Кроме того, в Австралии радиотелескоп Паркса был введен в группу как раз во время пролета Нептуна в 1989 году. В Соединенных Штатах очень большая антенная решетка в Нью-Мексико была введена во временное использование вместе с антеннами Deep Космическая сеть в Голдстоуне. Использование этой новой технологии антенных решеток помогло компенсировать огромное расстояние по радио от Нептуна до Земли.
Власть
Электроэнергия обеспечивается тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) MHW-RTG . Они питаются от плутония-238 (в отличие от изотопа Pu-239, используемого в ядерном оружии) и обеспечивали примерно 470 Вт при 30 вольт постоянного тока при запуске космического корабля. Плутоний-238 распадается с периодом полураспада 87,74 года, поэтому РИТЭГи, использующие Pu-238, будут терять коэффициент 1-0,5 (1 / 87,74) = 0,79% своей выходной мощности в год.
В 2011 году, через 34 года после запуска, тепловая мощность, вырабатываемая таким РИТЭГом, будет снижена до (1/2) (34 / 87,74) ≈ 76% от его начальной мощности. Термопары RTG , которые преобразуют тепловую энергию в электричество, также со временем деградируют, уменьшая доступную электрическую мощность ниже этого расчетного уровня.
К 7 октября 2011 года мощность, вырабатываемая « Вояджером-1» и « Вояджером-2», упала до 267,9 Вт и 269,2 Вт соответственно, что составляет около 57% мощности при запуске. Уровень выходной мощности был лучше, чем прогнозы до запуска, основанные на консервативной модели деградации термопары. По мере уменьшения электрической мощности нагрузки космических аппаратов необходимо отключать, что лишает их некоторых возможностей. К 2032 году может не хватить мощности для связи.
Межзвездная миссия "Вояджер"
Основная миссия "Вояджера" была завершена в 1989 году, когда " Вояджер-2" пролетел вблизи Нептуна . Межзвездная миссия "Вояджер" (VIM) - это расширение миссии, которое началось, когда два космических корабля уже находились в полете более 12 лет. Подразделение гелиофизики Управления научных миссий НАСА провело в 2008 г. старшую проверку по гелиофизике. Группа пришла к выводу, что VIM «является абсолютно необходимой миссией для продолжения» и что финансирование VIM «приближается к оптимальному уровню и увеличено DSN ( Deep Space Network). ) поддержка гарантирована ".
Основная цель VIM - расширить исследование Солнечной системы за пределы внешних планет до внешнего предела и, если возможно, даже за его пределы. "Вояджеры" продолжают поиски границы гелиопаузы, которая является внешней границей магнитного поля Солнца. Прохождение границы гелиопаузы позволит космическому аппарату производить измерения межзвездных полей, частиц и волн, не подверженных влиянию солнечного ветра .
Вся платформа сканирования Voyager 2 , включая все инструменты платформы, была отключена в 1998 году. Все инструменты платформы Voyager 1 , за исключением ультрафиолетового спектрометра (UVS), также были выключены.
Платформа сканирования " Вояджер-1" должна была выйти из строя в конце 2000 года, но ее оставили для исследования УФ-излучения с наветренной стороны. Данные UVS по-прежнему фиксируются, но сканирование больше невозможно.
Работа гироскопа завершилась в 2016 году для Voyager 2 и в 2017 году для Voyager 1 . Гироскопические операции используются для вращения зонда на 360 градусов шесть раз в год для измерения магнитного поля космического корабля, которое затем вычитается из научных данных магнитометра.
Два космических корабля продолжают работать с некоторой потерей избыточности подсистем, но сохраняют способность возвращать научные данные от полного набора научных инструментов Voyager Interstellar Mission (VIM).
Оба космических корабля также имеют достаточную электрическую мощность и топливо для контроля ориентации, чтобы продолжить работу примерно до 2025 года, после чего может не хватить электроэнергии для поддержки работы научных приборов; возвращение научных данных и прекращение эксплуатации космических аппаратов.
Детали миссии
К началу VIM « Вояджер-1» находился на расстоянии 40 а.е. от Земли, в то время как « Вояджер-2» находился на расстоянии 31 а.е. VIM находится в трех фазах: завершающий удар, исследование гелиооболочки и фаза исследования межзвездного пространства. Космический аппарат начал VIM в среде, контролируемой магнитным полем Солнца, причем в плазменных частицах преобладают частицы, содержащиеся в расширяющемся сверхзвуковом солнечном ветре. Это характерная среда для фазы завершающего шока. На некотором расстоянии от Солнца сверхзвуковой солнечный ветер будет сдерживаться от дальнейшего расширения межзвездным ветром. Первой особенностью, с которой столкнулся космический аппарат в результате этого взаимодействия межзвездного ветра и солнечного ветра, была ударная волна, при которой солнечный ветер замедляется до дозвуковой скорости и происходят большие изменения направления потока плазмы и ориентации магнитного поля.
"Вояджер-1" завершил фазу завершающего шока в декабре 2004 г. на расстоянии 94 а.е., а " Вояджер-2" завершил его в августе 2007 г. на расстоянии 84 а.е. После входа в гелиооболочку космический корабль оказывается в зоне, где преобладает магнитное поле Солнца и частицы солнечного ветра. Пройдя через гелиооболочку, два «Вояджера» начнут фазу межзвездных исследований.
Внешняя граница гелиопаузы называется гелиопаузой, куда сейчас направляются космические корабли. Это область, где влияние Солнца начинает уменьшаться и межзвездное пространство может быть обнаружено. «Вояджер-1» покидает Солнечную систему со скоростью 3,6 а.е. в год в 35 ° к северу от эклиптики в общем направлении солнечной вершины в Геркулесе , в то время как скорость « Вояджера-2 » составляет около 3,3 а.е. эклиптика. В конечном итоге космический корабль "Вояджер" отправится к звездам. Примерно 40 тысяч лет , Voyager 1 будет находиться в пределах 1,6 световых лет (LY) переменного тока + 79 3888, также известный как Глизе 445 , которая приближается к Солнцу Через 40 000 лет " Вояджер-2" будет в пределах 1,7 св. Лет от Росс 248 (другой звезды, приближающейся к Солнцу), а через 296 000 лет он пройдет в пределах 4,6 св. Лет от Сириуса, самой яркой звезды в ночном небе.
Ожидается, что космический корабль не столкнется со звездой в течение 1 сектиллиона (10 20 ) лет.
В октябре 2020 года астрономы сообщили о значительном неожиданном увеличении плотности в космосе за пределами Солнечной системы, обнаруженном космическими зондами « Вояджер-1» и « Вояджер-2» . По словам исследователей, это означает, что «градиент плотности является крупномасштабной особенностью VLISM (очень локальной межзвездной среды ) в общем направлении носа гелиосферы ».
Телеметрия
Телеметрия поступает в блок модуляции телеметрии (TMU) отдельно как «низкоскоростной» канал 40 бит в секунду (бит / с) и «высокоскоростной» канал.
Телеметрия с низкой скоростью направляется через TMU, так что ее можно передавать по нисходящей линии только как некодированные биты (другими словами, исправление ошибок отсутствует). При высокой скорости одна из наборов скоростей от 10 бит / с до 115,2 кбит / с передается по нисходящей линии связи как кодированные символы.
TMU кодирует поток данных с высокой скоростью сверточным кодом, имеющим длину ограничения 7, с символьной скоростью, равной удвоенной скорости передачи битов (k = 7, r = 1/2).
Телеметрия Voyager работает на следующих скоростях передачи:
- 7200, 1400 бит / с воспроизведение на магнитофоне
- Поля, частицы и волны в реальном времени со скоростью 600 бит / с; полный УВС; инженерное дело
- 160 бит / с поля, частицы и волны в реальном времени; Подмножество UVS; инженерное дело
- Технические данные в реальном времени 40 бит / с, научных данных нет.
Примечание: при 160 и 600 бит / с разные типы данных чередуются.
Корабль "Вояджер" поддерживает три различных формата телеметрии:
Высокий уровень
- CR-5T (ISA 35395) Наука, обратите внимание, что это может содержать некоторые технические данные.
- FD-12 более высокая точность (и разрешение по времени) Технические данные, обратите внимание, что некоторые научные данные также могут быть закодированы.
Низкая ставка
- EL-40 Engineering, обратите внимание, что этот формат может содержать некоторые научные данные, но не все представленные системы.
Это сокращенный формат с усечением данных для некоторых подсистем.
Понятно, что существует существенное перекрытие телеметрии EL-40 и CR-5T (ISA 35395), но более простые данные EL-40 не имеют разрешения телеметрии CR-5T. По крайней мере, когда дело доходит до представления доступного электричества подсистемам, EL-40 передает только целочисленные приращения, поэтому подобное поведение ожидается и в других местах.
Дампы памяти доступны в обоих инженерных форматах. Эти стандартные диагностические процедуры выявили и исправили проблемы с прерывистым переключением битов памяти, а также выявили проблему с постоянным переключением битов, которая вызвала двухнедельную потерю данных в середине 2010 года.
Вояджер Золотой Рекорд
Оба космических корабля несут на себе 12-дюймовую (30 см) золотую фонографическую пластинку, которая содержит изображения и звуки Земли, символические указания на обложке для воспроизведения пластинки и данные о местонахождении Земли. Запись задумана как комбинация капсулы времени и межзвездного послания любой цивилизации, инопланетянам или людям далекого будущего, которые могут вернуть любого из Путешественников. Содержание этой записи было выбрано комитетом, в который входил Тимоти Феррис под председательством Карла Сагана .
Бледно-голубая точка
Открытия программы "Вояджер" на начальном этапе ее миссии, включая новые цветные фотографии крупных планет крупным планом, регулярно документировались печатными и электронными СМИ. Среди наиболее известных из них - изображение Земли в виде бледно-голубой точки , сделанное в 1990 году космическим аппаратом " Вояджер-1" и популяризированное Карлом Саганом.
Снова рассмотрим эту точку. Вот здесь. Это дом. Это мы ... Земля - очень маленькая сцена на огромной космической арене ... На мой взгляд, возможно, нет лучшей демонстрации глупости человеческого самомнения, чем этот отдаленный образ нашего крошечного мира. Для меня это подчеркивает нашу ответственность относиться друг к другу с большей добротой и состраданием, а также беречь и лелеять эту бледно-голубую точку, единственный дом, который мы когда-либо знали.
Смотрите также
- Семейный портрет
- Самый дальний , документальный фильм 2017 года по программе.
- Interstellar Express , пара китайских зондов, отчасти вдохновленная «Вояджерами».
- Межзвездный зонд
- Пионерская программа
- Планетарный Гранд Тур
- Хронология исследования Солнечной системы
использованная литература
внешние ссылки
Сайты НАСА
- Веб-сайт NASA Voyager - основной источник информации.
- Состояние миссии "Вояджер" (чаще, чем не менее трех месяцев назад)
- Срок службы космического корабля "Вояджер"
- Исследование космоса - роботизированные миссии
- Факты НАСА - Миссия "Вояджер" к внешним планетам (формат PDF)
- Атлас шести спутников Сатурна "Вояджер-1" и "2" (формат PDF) 1984 г.
- JPL Voyager Telecom Руководство
Страницы информации о приборе НАСА:
- "Обзор прибора" Вояджер " . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года.
- «CRS - ПОДСИСТЕМА КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ» . Архивировано из оригинала 3 августа 2014 года . Проверено 11 ноября 2017 года .
- "ISS NA - ПОДСИСТЕМА ИЗОБРАЖЕНИЯ НАУКИ - УЗКИЙ УГОЛ" .
- "ISS WA - ПОДСИСТЕМА ИЗОБРАЖЕНИЯ НАУКИ - ШИРОКИЙ УГОЛ" . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «ИРИС - ИНТЕРФЕРОМЕТР-ИНТЕРФЕРОМЕТР, СПЕКТРОМЕТР И РАДИОМЕТР» . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «LECP - НИЗКАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТИЦА» . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- "МАГ - ТРЕХОСНЫЙ МАГНИТОМЕТР С ЗАПОРНЫМ ЗАДВИЖЕНИЕМ" . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «PLS - ПЛАЗМЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ» . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «ППС - ПОДСИСТЕМА ФОТОПОЛЯРИМЕТРА» . Архивировано из оригинального 25 августа 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- "ПРА - ПЛАНЕТАРНЫЙ РАДИОАСТРОНОМИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК" . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «PWS - ПРИЕМНИК ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛН» . Архивировано из оригинала 18 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2009 года .
- «RSS - НАУЧНАЯ ПОДСИСТЕМА РАДИО» . Архивировано из оригинала 3 августа 2014 года . Проверено 11 ноября 2017 года .
- «УВС - УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР» . Архивировано из оригинала 3 августа 2014 года . Проверено 11 ноября 2017 года .
Сайты, не относящиеся к НАСА
- Космический корабль покидает Солнечную систему - текущее положение и схемы
- NPR: Science Friday, 24.08.07 Интервью по случаю 30-летия космического корабля "Вояджер"
- Иллюстрированный технический документ по RL Heacock , инженер проекта
- Грей, Меган. «Вояджер и межзвездное пространство» . Видео о глубоком космосе . Брэди Харан .
- PBS показала документальный фильм " Самый дальний путешественник в космосе"
- Альбом изображений "Вояджер" Кевина М. Гилла