Два космічних зонда Voyage побили всі рекорди по пройденим відстаням. Вони відправили нам фотографії Юпітера, Сатурна і Нептуна і продовжують рухатися геть з Сонячної системи. «Вояджер-1» зараз знаходиться на відстані близько 11 мільярдів кілометрів від Землі і як і раніше відсилає нас дані - 10 годин вони йдуть від зонда до нашої планети. Не так давно ми писали, що «Вояджер-1» покинув Сонячну систему. але виявилося, що поки немає. Як зондам вдається передавати дані так далеко?
Ключем до успіху, завдяки якому сигнал буде доходити незалежно від потужності радіопередавача, стала комбінація трьох речей:
1. Дуже великі антени.
2. Спрямовані один на одного антени (земна і Вояджеровські).
3. Радіочастоти з малою кількістю перешкод.
Супутники «Вояджер» передають дані в 8-гігагерцевому діапазоні, на цій частоті мало перешкод. Антена на Землі задіє потужний підсилювач і отримує сигнал. Після цього відправляє повідомлення назад на зонд за допомогою найпотужнішого передавача, щоб «Вояджер» напевно отримав повідомлення.
Листи іншого світу
Золота Запис на борту "Вояджера": 117 зображень Землі, вітання на 54 мовах, земні звуки.
Циніки - як і більшість астрономів, космологов і саме NASA - кажуть, що кордон Сонячної системи визначається як точка, де об'єкт перестає бути під впливом сонячної гравітації. Але гравітація, як ви знаєте, визначає Всесвіт у величезних масштабах. І ця точка розташовується на дистанції в 50 000 разів більшою, ніж відстань від Сонця до Землі. «Вояджер-1» проїхав 123 відстані від Землі до Сонця (приблизно 18 мільярдів кілометрів). І йому знадобиться ще 14 000 років, щоб за нинішньої його швидкості, покинути гравітаційний захоплення Сонця.
Ніщо не заважає програмі «Вояджер» робити відмінні спостереження. «Вояджер-1» і його двійник, «Вояджер-2», що вилетів на 15 днів раніше, але спізнився через екскурсії до Урану і Нептуну, виявили сліди чотирьох газових гігантів і безліч дивних астрономічних явищ. І хоча «Вояджер-1» деякий час буде залишатися в межах Сонячної системи, скоро він увійде в зону, де заряджені частинки сонячного вітру зміняться пилом та іншими матеріалами, що заповнюють простір між зірками. Вчені з нетерпінням чекають новин з незвіданого фронту нової території.
За роки «Вояджери» виявили ряд астрономічних сюрпризів. Останній з'явився влітку минулого року, коли «Вояджер-1» виявив раніше невідоме явище під назвою «магнітне шосе». У цьому регіоні, як показали інструменти на борту зонда, стикаються сонячне і міжзоряний магнітні поля. Едвард Стоун, головний за програмою «Вояджера» з 1972 року, пояснив, що це відбувається, коли частинки з низькою енергією всередині «геліосфери» підміняються більш високоенергетичних частинками з космосу.
Дуже скоро «Вояджер-1» остаточно поставить крапку в цікавому питанні. Вважають, що Сонце, яке мчить крізь міжзоряне середовище, створює щось на зразок «ударної хвилі». Її існування цілком підтримують багато астрономів, але докази, зібрані «Вояджер» і програмою IBEX (Дослідник міжзоряних кордонів), показали, що Сонце може рухатися занадто повільно і не викликати подібний ефект.
Творці зондів розраховували, що ті будуть досить міцними і міцними, щоб витримати всі капризи космосу. Особливо під час близького підльоту до Юпітера і Сатурну, а також екскурсій до Урану і Нептуну у виконанні «Вояджера-2». Тому коли в 1973 році «Піонер-10» виміряв радіацію навколо Урана і Нептуна і виявив, що вона вище, ніж очікувалося, команда Стоуна витратила 9 місяців на заміну і реконструкцію кожного елемента зонда, який може постраждати. Звичайно, зонди були спроектовані з надмірною запасом міцності. Наприклад, кожен з зондів несе по дві копії трьох окремих комп'ютерних систем. Але поки що мало які бортові системи потребують перезавантаження. Можна з упевненістю сказати, що Стоун по-батьківськи пишається своїм творінням і його подвигами.
Команда вчених регулярно оновлює систему управління для забезпечення оптимального використання ресурсів зондів під час їх активної роботи. Тільки за юпітеріанскую фазу «Вояджера-1» це зробили 18 разів. Візьмемо, наприклад, передачу даних. Коли «Вояджери» облітали Юпітер і Сатурн, зонди були досить близькі до Землі, щоб послати незжаті зображення та інші дані на відносно високій швидкості передачі: 115 000 і 45 000 біт в секунду відповідно. Але оскільки сила сигналу змінюється обернено пропорційно квадрату відстані між передавачами, під час дослідження Урана «Вояджер-2» передавав дані зі швидкістю 9000 біт / сек. У Нептуна число впало до 3000, тим самим зменшивши кількість фотографій і даних, які можна відправити додому.
Більшість резервних комп'ютерів включаються в роботу, коли основна зазнає аварії. Однак одна з допоміжних систем зондів була активована і працювала спільно з основною. Це дозволило відправляти 640-кілобайтні зображення Урана з втратою якості після стиснення всього до 256 кілобайт.
Як то кажуть, все геніальне - просто. Команда Стоуна екіпіровані зонди передовим апаратним забезпеченням під назвою дешифратор Ріда-Соломона. Пристрій значно знижує рівень похибки, який заважає коректному прочитання повідомлень в разі втрат окремих бітів. Спочатку «Вояджер» використовував стару і добре перевірену систему, яка відсилала один біт, «коригувальний помилки», на кожен біт в повідомленні. Дешифратор Ріда-Соломона правил одним бітом п'ять інших. Цікаво те, що в 1977 році спосіб дешифрування скоригованих даних за методом Ріда-Соломона ще не існував. На щастя, на той час, коли «Вояджер-2» досяг Урана в 1986 році, все було готово.
В даний час дані, які приходять від "Вояджер" на радіотелескопи по всій земній кулі, йдуть зі швидкістю всього 160 біт в секунду. Це рішення було прийнято свідомо, щоб підтримувати постійну швидкість протягом всієї місії. Основні камери були відключені після прольоту останньої планети Сонячної системи, активними залишилися лише кілька інструментів. Кожні шість місяців протягом 30 хвилин дані з 8-контактного цифрового стрічки переносяться в стислий архів на швидкості 1400 біт в секунду.
Радіоізотопні термоелектричні генератори на основі плутонію-238 будуть підтримувати роботу інструментів мінімум до 2021 року. А до 2025 року після майже півстолітнього подорожі туди, де немає нічого людського, команда відключить зонди і буде повідомлятися з ними в трохи сентиментальною односторонньої манері, щоб «Вояджери» вірно йшли своїм курсом. І вони будуть летіти все далі і далі в темряву.
Місія «Вояджер». 18 мільярдів кілометрів від Землі Ілля Хель
До статті можу додати, що "Вояджер-1" - це найшвидший апарат коли-небудь створений людиною. Для прискорення він використовував гравітаційне поле Юпітера і Сатурна (це називається "гравітаційний маневр"). Тепер "Вояджер" ріже простір зі швидкістю близько 17 км / с! Гравітація газових гігантів неймовірно сильна, наприклад на орбіті Юпітера вона утримує понад 67-і супутників, деякі з яких більше землі. Ця сила навіть витягує і стискає деякі з обертові по відносно близькій орбіті супутники. Якщо порівняти Юпітер з піщинкою, то його гравітаційне поле утворило-б сферу більше нашої планети, проте це лише "на площі захвату" гіганта, в дійсності все тіла в Сонячній системі так чи інакше відчувають гравітацію Юпітера. Без такого "гравітаційного заслону" Землю-б постійно бомбардували астеройди з зовнішнього пояса. Саме цій силі Вояджер зобов'язаний своєю феноменальною швидкістю.