Космические зонды «Вояджеры» продолжают совершать удивительные открытия

26 Декабря 2016 в 21:30, Николай Хижняк 26 176 просмотров 30

Альфа Центавра b и a – две ближайшие к нам звезды-соседки

В августе 2012 года космический зонд «Вояджер-1» стал первым рукотворным космическим аппаратом, добравшимся туда, куда ранее никто и никогда не добирался: он достиг так называемой «гелиопаузы» — внешних границ гелиосферы Солнца — и вошел в межзвездное пространство. Перед тем как «Вояджер-1» покинул «пузырь» Солнечного воздействия, он собрал немало интересных данных.

Теперь космический аппарат «Вояджер-2» совершает то же самое путешествие – проходит через внешний слой нашей гелиосферы, направляясь в неизвестность. Однако через пять лет он сможет предоставить совсем иные по сравнению с «Вояджером-1» данные.

«Тот участок границы, где «Вояджер-2» покидает гелиосферу, несколько отличается от того участка, где был «Вояджер-1». Поэтому сравнивать и экстраполировать данные здесь не имеет смысла», — начал объяснение Эд Стоун, бывший директор Лаборатории реактивных движений NASA, выступая на Конференции геофизического союза на прошлой неделе.

Тем не менее Стоун все же привел некоторое сравнение, правда без каких-либо утверждений. Работать в проекте космической миссии «Вояджер-1» он начал еще с 1972 года, поэтому прекрасно понимает, насколько собранные зондами данные уникальны для науки. В рамках своего выступления он рассказал о разнице между тем, что увидел «Вояджер1» и «Вояджер-2», проходя внешние границы гелиосферы и предоставляя беспрецедентно уникальные данные о внешней структуре «пузыря», который мы называем своим домом.

В центре этого «пузыря» находится наше Солнце, излучающее потоки высокозаряженных частиц, называемых солнечным ветром. Как только эти потоки становятся более рассеянными, они формируют вокруг нашей системы что-то вроде «планетарной атмосферы», пузыря, оболочки, если хотите, которая называется гелиосферой.


Как и в случае атмосферы Земли, гелиосфера отделяет благодаря магнитному полю те объекты и материю, которые находятся внутри этого пузыря, от тех объектов и материи, которые находятся за ее пределами. В этом случае речь идет о межзвездном ветре, состоящем из различных частиц, оставленных после себя мертвыми звездами. Грубо говоря – магнитное поле Солнца создает гигантский пузырь размером около 100 астрономических единиц (1 а. е. = дистанция между Солнцем и Землей).

Диаграмма гелиосферы с приблизительной траекторией движения космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2»

Однако гелиосфера не герметична. Межзвездное пространство и гелиосфера находятся в постоянном взаимодействии, как правило, на уровне малоизученного нами региона, носящего название «гелиощит». Именно этот отрезок пространства в настоящий момент преодолевает космический зонд «Вояджер-2». В рамках своего выступления на конференции и в последующих интервью Стоун рассказал о том, что полученная от зонда информация позволяет по-новому взглянуть на то, что происходит в этом отрезке космоса.

Когда «Вояджер-1», двигаясь к северу от солнечного экватора, пересек гелеощит между 2004-2012 годами, он стал свидетелем возросшего количества высокозаряженных частиц, называемых галактическими космическими лучами. Однако когда «Вояджер-2» стал пересекать гелеощит с южной части солнечного экватора, этих лучей он не заметил.

«В случае с «Вояджером-1» объем галактических космических лучей увеличился вдвое, как только мы пересекли последний рубеж. В случае «Вояджера-2» — интенсивность частиц все время оставалась на одинаковом уровне», — говорит Стоун.

Стоун предполагает, что такая разница может объясняться тем, что в настоящий момент мы находимся в более активной фазе солнечного цикла. Галактические космические лучи весьма активны. И их число, пересекающих границы нашей системы, резко возрастает со снижением активности солнечного ветра. Вполне вероятно, что свидетелем именно такого явления и оказался «Вояджер-1», когда пересекал границу.

«Когда «Вояджер-1» находился в среде гелиощита, то здесь наблюдалась относительно низкая солнечная активность. Когда к гелиощиту подобрался «Вояджер-2», эта активность была выше. Благодаря этим данным мы теперь больше знаем о том, насколько сильным может быть барьер нашего пузыря», — делится Стоун.

Факт того, что наше Солнце способно снижать свой максимум активности, может в конечном итоге помочь объяснить еще одно несоответствие. Дело в том, что данные «Вояджера-2» указывают на то, что внутри гелиощита солнечный ветер может приобретать закрученную форму и отклоняться от общего потока, образуя очень длинный хвост, похожий на хвост кометы.

Диаграмма гелиосферы, созданная в июне 2013 года, в которой включены наблюдения «Вояджера-1»

По крайней мере именно это и ожидали увидеть ученые, согласно нашему теоретическому пониманию того, что происходит с солнечным ветром, когда он сталкивается с межзвездным ветром. Однако «Вояджер-1» таких изменений в направлении солнечного ветра не наблюдал.

«Когда «Вояджер-1» попал в зону застоя, скорость ветра замедлилась, но при этом его направление не поменялось. Однако «Вояджер-2» наблюдал совсем иную картину», — говорит Стоун.

Космический аппарат «Вояджер-1», находящийся на расстоянии 137 астрономических единиц от Солнца, направляется в сторону созвездия Змееносца, что на севере от солнечного экватора. «Вояджер-2» находится на расстоянии 113 астрономических единиц от родной звезды и ускоряется в сторону созвездия Павлина, что на юге. Стоун подозревает, что «Вояджер-2» войдет в межзвездное пространство в течение года или двух, однако в этом пока никто не уверен.

«Мы ожидаем скорое пересечение «Вояджером-2» гелиопаузы, однако зная то, что было с «Вояджером-1», мы понимаем, сейчас второй аппарат находится совсем в ином месте, не похожем на то, что было в случае с первым зондом», — говорит Стоун.

Однако ожидания Стоуна, кажется, совсем не волнуют, и он готов дождаться результатов.

«Мы изучаем взаимодействие звезд с тем, что находится снаружи их систем. Раньше у нас были только идеи и модели, но теперь есть реальные данные».

Если вас интересует вопрос о том, насколько долго зонды смогут держать с нами связь, то объясним. РИТЭГи обоих космических аппаратов работают на базе плутония-238, чей период полураспада составляет 88 лет. Жестокая реальность заключается в том, что с каждым годом у зондов остается меньше питания для работы, по сравнению с каждым предыдущим годом.

«Мы уже полностью отключили множество вещей и продолжим выключать остальные до тех пор, пока зонды будут в состоянии продолжать свое движение», — говорит Стоун.

Если все пойдет, как было запланировано, то у обоих зондов в запасе еще пара десятков лет до тех пор, пока они не канут в пустоту. А пока до этих дней миссия космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» будет продолжать дарить нам новые знания о нашем космическом «пузыре» и бесконечной неизвестности, что лежит за его пределами.

Космические зонды «Вояджеры» продолжают совершать удивительные открытия

30 комментариев

  1. Jeck

    Молодцы американцы.

  2. Asmodeus55555

    Интересно, а современные поделки так долго проработают?

    • Epistolog

      Asmodeus55555, а с чего им не работать? Марсоходы НАСА начала 2000ых (Спирит и Оппортюнити) задумывали на 90 дней, один из них работает до сих пор

  3. tabasko

    Почему на земле нельзя использовать систему приближающихся радио частиц? Неужели солнечный ветер всё перекрывает? Ведь при радиоактивном проникновении альфачастиц им ничто не мешает а солнце ещё и добовляет,что мешает посчитать разницу в разные врремена года? Когда солнце с обратной стороны то и частиц должно быть меньше учитывая полюсы солнца можно рассчитать с какой стороны излучение больше и чем это вызванно (сверхновыми либо фоновым излучением) я не астроном но почему это не взять за основу? Только лишъ изза магнитного поля земли? На орбите столько телескопов чем не улавливотели частиц? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Хутор

      tabasko, Ага, их ночью надо фиксировать, когда Солнце ложится спать и не светит. И ловить эти частицы сачком для бабочек, они же так выделяются среди всех других частиц гелиосферы, и размерами, и формами, и свойствами...

  4. 4loveK

    Скорен всего 100 лет вояджеры отметят в рабочем состоянии , молодцы инжинеры , вот это понимаю на век сделано. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. amd212

    Пройдут тысячелетия, а эти рукотворные песчинки так и будут пожирать карту вселенной ... микрон за микроном ... микрон за микроном ... микрон за микроном

    • Ce3apyc

      amd212, Скорее парсек за парсеком. Скорость то практически не теряется - на нее энергии не нужно.

      • amd212

        Ce3apyc, в масштабах карты вселенной разложенной на нашем столе - это микроны
        Проходят года, и мы познаём всё больше и больше ... о всё меньшем и меньшем :-)

  6. Ifath

    Интересно, откуда вояджеры берут энергию. Ведь в таком расстоянии свет от солнца совсем малая.

    • Epistolog

      Ifath, Они вообще не используют энергию света. Из вики:

      В отличие от космических аппаратов, исследующих внутренние планеты, «Вояджеры» не могли использовать солнечные батареи, так как поток солнечного излучения, по мере удаления аппаратов от Солнца, становится слишком мал — например, вблизи орбиты Нептуна он примерно в 900 раз меньше, чем на орбите Земли.

      Источником электроэнергии являются три радиоизотопных термоэлектрических генератора (РИТЭГа). Топливом в них служит плутоний-238 (в отличие от плутония-239, используемого в ядерном оружии); их мощность в момент старта космического аппарата составляла примерно 470 ватт при напряжении 30 вольт постоянного тока. Период полураспада плутония-238 составляет примерно 87,74 года, и генераторы, использующие его, теряют 0,78 % своей мощности в год. В 2006 году, через 29 лет после запуска, такие генераторы должны иметь мощность только 373 Вт, то есть около 79,5 % от исходной.

    • cats.can.fly

      Ifath, Так РИТЕЭГ же)) Ядерная батарейка.

    • Николай Хижняк

      Ifath, я же в конце статьи написал

  7. Ifath

    Теперь следующий вопрос в тему. А какого хрен не могли снабдить плутоний-238 зонд Филы? Тогда бы он все еще работал и работал бы не боясь подыхать перевернутым в тени.

    • Epistolog

      Ifath, видимо вопрос цены и целесообразности

    • ereke

      Ifath, Вояджеры были сделаны по варварски... они снабжены радиоактивными элементами питания. От них стараются отказаться, хотя бы в межпланетных исследованиях. Больше использовать энергию солнца. Даже на Юпитер уже летят с солнечными батареями... Экология

      • Epistolog

        ereke, Какая к черту экология в космосе? Тот же Кюриосити 2009 года имеет такие же радиоизотопные термоэлектрические генераторы

      • amd212

        ereke, Какое к чорту солнце в миллиардах километрах от солнца?

      • cats.can.fly

        ereke, Наркоман что ли? А ну ка иди погугли таблицу где написано сколько солнечные панели вырабатывают энергии в зависимости от расстояния. Что ставить на КА решается в зависимости от того сколько энергии надо и сколько ватт\кг даёт в этой ситуации тот или иной источник.

        • Fred

          cats.can.fly, Он видимо "зеленый", и до смерти боится загадить космос) Ему невдомек что в космосе и так радиации хоть отбавляй, и солнечной и галактической.

      • starpiv

        ereke, Эх, бедные инопланетяне. Жили себе, никого не трогали, и тут на тебе, радиоактивный плевок в душу от человеков) упадёт на кого-нибудь вот такой вояджер, будет им вторая Хиросима) ну или не дай бог облучится кто-нибудь, не хотелось бы потом связываться с межгалактическим судом, в который подадут инопланетяне ввиду лучевой болезни. Хотя наши юристы выкрутятся, думаю, будут настаивать на том, что радиоактивности в космосе в триллионы раз больше, чем в 1000 таких воярджерах. Так что докажите, что это вы заряженные частицы подцепили именно от нас?
        Хотя конечно мы Варвары, не могли использовать другой тип энергии, например керосин) (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • amd212

      Ifath, дорого

    • cats.can.fly

      Ifath, Может вес экономили? Там ограничение по дельте наверное жесткие, ещё бы рандеву манёвр, наверное вообще пришлось до грамма выжимать.

    • Николай Хижняк

      Ifath, потому что проект не такой дальноплановый был изначально

    • matva

      Ifath, Просто плутоний 238 это побочный продукт при обогащении для ядерных боеголовок... в восьмидесятых было достигнуто соглашение (мораторий) о прекращении наращивания ядерного вооружения. Следовательно запасы плутония 238 не увеличивались и не увеличиваются. Для филы хотели использовать такое топливо, но тогда вставал вопрос о других миссиях - к дальним планетам солнечной системы, где солнечного света мало для солнечных батарей. Поэтому и отказались от использования этого топлива для филы. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  8. spl43

    Мужики, просто современные миссии планируются относительно кратковременными. Запуск и полет это не весь бюджет. Содержание центра наблюдения и управления в разы дороже. Никто не хочет содержать свой ЦУП 80 лет. Это перекроет научные достижения аппарата. Да и плутония 238 на планете ограниченное количество (погуглите, его меньше и меньше)... "...миром правят деньги, брат..."

    • Fred

      spl43, Американцы его надеялись производить на каком-то новом ускорителе, а тот что на марсоходах вообще куплен в 90-е в России, когда можно было по дешёвке хоть боевой лазер купить, хоть мифическую красную ртуть))

  9. Elitnyy

    Вместо того чтобы плодить однотипные аппараты для ближнего космоса, лучше б делали побольше вот таких важных зондов.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.