Kosminiai zondai „Voyager 1“ir „Voyager 2“buvo paleisti prieš 40 metų. Vos per 12 metų jie išskrido šalia keturių pagrindinių Saulės sistemos planetų - Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno. Abu kosminiai zondai veikia nuolat ir siunčia duomenis į Žemę, nors šiuo metu jie yra toli už Plutono orbitos.
Grįžkime į 1965 m., Kai vyko varžybos dėl mėnulio nusileidimo, o NASA turėjo pinigų ir pasitikėjimo savimi, kad įgyvendintų didelę svajonę.
- „Salik.biz“
Tuo metu apie „Voyager“niekas negalvojo, nes visi tikėjo, kad kosminė technologija dar nėra pasirengusi nukeliauti ilgus milijardus kilometrų už Saulės sistemos.
Bet jau buvo pinigų įdarbinti jaunus ir perspektyvius matematikus, dirbančius mokslo srityje dideliame Kalifornijos tyrimų centre JPL, ir du iš šios matematikų grupės sudarė pagrindą „Voyager“plėtrai.
Michaeliui Minovičiui ir Gary'ui Flandro buvo pavesta ištirti galimus Saulės sistemos kosminių zondų skrydžio maršrutus. Tai buvo tyrimas pagal šūkį „Laiku pasirenkama nuožiūra“, kuris turėjo tęstis iki to momento, kai alpinizmas pasiekė reikiamą išsivystymo lygį.
Niekas nesitikėjo jokių puikių rezultatų, tačiau šie du jauni matematikai nustatė, kad 1976–1979 m. Buvo unikali galimybė paleisti kosminį zondą netoli keturių pagrindinių planetų be didelių išlaidų degalams. Tai buvo galimybė, kuri atsirado kartą per 176 metus. Būtent per šiuos trejus metus planetos buvo išdėstytos taip, kad buvo galima panaudoti vienos planetos sunkumą, norint skristi zondu toliau į kitą planetą.
Tai buvo laimingas atradimas. Paskutinį kartą tai nutiko 1801 m., Kai mes buvome užimti Napoleono karų ir Kopenhagos jūrų mūšio metu. Bet kitą kartą tai įvyks 2153 m.
NASA nepraleido šios progos: greitai buvo sudaryti plačios ekspedicijos į Saulės sistemą planai.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Buvo planuojama atsiųsti bent keturis kosminius zondus ir papildomai ištirti tolimą Plutoną. 1976–77 buvo planuojama nusiųsti du zondus Jupiteriui, Saturnui ir Plutonui, o 1979 m. - dar du zondus Jupiteriui, Uranui ir Neptūnui.
Tačiau Amerikos kongresas, sužinojęs, kad šis projektas vertas daugiau nei milijardo dolerių, jam nepatiko. Tuo metu tai buvo nemaži pinigai. Kongresas norėjo skirti pinigų tik dviem kosminiams zondams, kurie pasinaudos palankiomis planetos galimybėmis tyrinėti Jupiterį ir Saturną.
NASA ruošiasi „Didžiajam pasivaikščiojimui“
NASA padarė nedidelį pilietinio nepaklusnumo aktą, už kurį dabar atleista.
„Voyager 1“tiksliai įvykdė oficialų planą, kuris apsiribojo tik Jupiterio ir Saturno lankymu, kuris leido iš arti ištirti Jupiterio mėnulio Io ir Saturno didžiojo mėnulio Titaną.
Bet tai taip pat reiškė, kad „Voyager 1“buvo duota orbita, iš kurios buvo neįmanoma skristi toliau į Uraną ir Neptūną. Mokslininkai turėjo slaptą idėją laikyti „Voyager 2“sandėlyje. Jis įveikė lėtą kelią ir todėl visą laiką skraidė „Voyager 1“. Kol „Voyager 1“sprendė savo užduotis, „Voyager 2“buvo leista atlikti pradinę misiją ir nuskristi į keturias dideles planetas, tai yra, padaryti „Didįjį pasivaikščiojimą“, kaip ši ekspedicija vėliau buvo pavadinta.
Šis sprendimas turėjo juokingų padarinių: „Voyager 2“buvo paleistas prieš „Voyager 1“. Dėl to greitasis „Voyager 1“pirmasis pasiekė Jupiterį ir Saturną. Ir lėtas „Voyager 2“turėjo būti patenkintas antrąja vieta, tačiau gavo galimybę tapti pirmuoju zondu, pasiekusiu Uraną ir Neptūną.
Didelė priežiūra lemia papildomą darbą
Todėl „Voyager 2“buvo paleistas rugpjūčio 20 d. Ir nors tai buvo „lėtas“zondas, vis dėlto jis pasiekė 52 tūkstančių kilometrų per valandą greitį, dėl kurio jis per Mėnulio orbitą skriejo mažiau nei per 10 valandų.
Po dviejų savaičių buvo paleistas greitasis „Voyager 1“, o dabar visi tikėjosi sklandaus skrydžio į Jupiterį. Bet tada įvyko nesėkmė, dėl kurios nemaža dalis inžinierių per kitus 12 metų turėjo dirbti viršvalandžius.
Valdymo centras pamiršo nusiųsti įprastą pranešimą „Voyager 2“. Kai „Voyager 2“kompiuteris negavo laukto pranešimo, instrukcijose buvo parašyta, kad taip gali nutikti tik tuo atveju, jei suveikia borto imtuvas. Buvo manoma, kad valdymo centras tiesiog negali pamiršti šios operacijos.
„Voyager 2“pareigingai perjungė į atsarginį imtuvą, tačiau jis neturėjo tinkamo nustatymo ir galėjo priimti signalus tik labai siaurame 96 hertų dažnių diapazone, ir tai sukūrė problemų.
Valdymo centras natūraliai siųsdavo signalus labai konkrečiu dažniu, tačiau kadangi „Voyager“Žemės atžvilgiu judėjo labai greitai, dėl Doplerio efekto jis gavo signalą kitu dažniu. Todėl imtuvas buvo sureguliuotas taip, kad būtų galima priimti signalus 100 000 Hz diapazone.
„Voyager 2“tylėjo
Pirmoji reakcija buvo „Voyager 2“perkėlimas į pagrindinį imtuvą, tačiau šis imtuvas iškart visiškai sugedo. Dėl to NASA negalėjo nusiųsti komandų į kosminį zondą.
Tai pasirodė kur kas rimtesnė problema, nei tikėtasi. Greitį žemės atžvilgiu buvo nesunku apskaičiuoti, tačiau daug blogiau buvo tai, kad net labai maži zondo temperatūros pokyčiai, mažesni nei 0,3 laipsniai, imtuvo dažnio diapazoną pakeitė tiek, kad kontaktas su žeme buvo nutrauktas. Buvo nustatyta, kad net įjungus vieną instrumentą arba naudojant vieną iš valdymo variklių, kosminio zondo temperatūra pasikeitė.
Bėgant metams, NASA inžinieriai sukūrė išsamų „Voyager“matematinį modelį, kuris galėjo apskaičiuoti zondo temperatūrą iki šimtosios laipsnio. Modelis buvo sukurtas viso zondo skrydžio į Neptūną metu, ryšys su juo buvo nutrauktas kelioms dienoms.
„Voyager“į Žemę siunčia pirmuosius vaizdus
1979 m. Kovo mėn. „Voyager 1“pasiekė Jupiterį, o mokslininkus tiesiogine prasme nustebino į centrą išsiųstos fantastiškos nuotraukos: debesys ir raudona dėmė ant Jupiterio, Io oranžinis mėnulis ir balta, visa ledu padengta Europa.
Jupiterio didžioji raudonoji dėmė. Nuotrauka padaryta „Voyager 1“
Mokslininkai sužinojo, ką reiškia „momentinis mokslas“, kai JPL žurnalistai iškart paprašė paaiškinimų apie nuotraukas, kurios buvo gautos vos prieš kelias valandas ir todėl nebuvo kruopščiai išanalizuotos ekspertų.
Daugeliui mokslininkų, kurie priprato prie ramaus gyvenimo ir netikėtai atsidūrė didelėje auditorijoje priešais dešimtis žurnalistų, norinčių gauti atsakymą, tai buvo tikras išbandymas.
Lietingas oras virš Australijos kelia problemų
Zondo skrydžio metu virš Australijos, kur yra didelė sekimo stotis, smarkus lietus sukėlė problemų. „Voyager“savo duomenis į Žemę siuntė tik 3,6 cm atstumu, o tokio trumpo ilgio radijo bangos vos nepraėjo pro lietaus debesis. Dėl šios priežasties duomenys dingo per kelias valandas.
Tačiau netikėtas įvykis įvyko tik po kelių dienų, kai „Voyager 1“buvo pakeliui iš Jupiterio į Saturną.
Norint patikimai naršyti, reikia tiksliai žinoti „Voyager“padėtį, o tai turėjo įvykti visų pirma fotografuojant Io palydovą kartu su žvaigždžių mase fone. Todėl buvo naudojamas lėtas išlaikymas, dėl kurio Io nuotraukoje atrodė kaip apšviestas baltas diskas.
Užduotį analizuoti nuotraukas kompiuteryje atliko jauna navigacijos komandos darbuotoja Linda Morabito. Ji sužinojo, kad virš Io yra kažkas, kas atrodė kaip debesis. Io neturi atmosferos, todėl niekas nesitikėjo, kad keli šimtai kilometrų virš paviršiaus bus debesų.
Atoslūgio jėgos ir ugnikalnių aktyvumas
Iškart buvo įtariama, kad tai buvo ugnikalnio išsiveržimas, tačiau ekspertai, galintys išstudijuoti nuotraukas, buvo savaitgalio pabėgime. Todėl prireikė trijų dienų, kol NASA galėjo pasakyti, kad buvo rasti pirmieji aktyvūs ugnikalniai už Žemės ribų.
Ši žinia buvo ypač aktuali trims Amerikos mokslininkams. Vos prieš savaitę jie paskelbė straipsnį „Science“, kuriame numatoma, kad ugnikalniai egzistuoja dėl Jupiterio ir kaimyninių mėnulių „Europa“ir „Ganymede“galingų potvynių jėgų, veikiančių Io.
Po keturių mėnesių „Voyager 2“kreipėsi į Jupiterį. Dabar mokslininkai buvo pasirengę stebėti Io ugnikalnius ir atidžiau pažvelgti į nepažeistą ledo paviršių Europoje. Šiandien manoma, kad šis ledo paviršius slepia jūrą, kurios gylis gali siekti 100 km ir kurioje gali egzistuoti gyvybė.
„Voyager“atliktų matavimų dėka mes dabar žinome, kad potvynio jėgos sukelia kietą Io paviršių aukštyn ir žemyn judant aukštyje iki 100 metrų. Todėl nenuostabu, kad dėl to susidariusi šiluma sukelia galingą ugnikalnio aktyvumą.
„Voyager 1“skrenda arti „Titan“
Buvo tylus laikas, kol „Voyager 1“išskrido į Saturną 1980 m. Lapkričio mėn. Mokslininkai vėl galėjo tiesiog sėdėti ir su malonumu žiūrėti į fantastiškas Saturno žiedų fotografijas. Vis dėlto didžiausi lūkesčiai buvo susiję su skrydžiu netoli Titano. Šis skrydis per Titaną atmetė „Voyager 1“galimybę tęsti skrydį į Uraną ir Neptūną.
Tačiau vienintelis dalykas, kurį buvo galima pamatyti, buvo visiškai nepralaidus oranžinių debesų dangtis. Tačiau buvo ištirta atmosferos sudėtis, kuri daugiausia yra anglies dioksidas su nedideliu kiekiu metano. Paviršiaus slėgis buvo 1,6 karto stipresnis nei žemės.
Matavimai parodė, kad apelsinų migloje aplink Titaną susidaro dideli organinių molekulių kiekiai, kai metanas yra veikiamas saulės šviesos. Tai reiškia, kad „Titan“bet kokiu atveju priima daug molekulių, kurios yra būtina gyvybės atsiradimo sąlyga. Deja, matavimai parodė minus 180 laipsnių temperatūrą. Tai yra vėsu visam gyvenimui, tačiau tai yra temperatūra, leidžianti jūros paviršiuje rasti metano.
Dar reikėjo 30 metų, kol „Cassini“kosminis zondas, naudojantis radaru, nepaisant debesų dangos, sugebėjo pamatyti garsiuosius metano vandenis Titano šiauriniame ir pietiniame poliuose.
„Voyager 2“vėl susiduria su iššūkiais
„Voyager 2“išskrido į Saturną 1981 m. Rugpjūčio mėn., Ir iš pradžių viskas pavyko gerai, nepaisant problemų su imtuvu. Jis fotografavo mažą mėnulį Enceladus, kuris, kaip žinome šiandien, iš įtrūkimų lediniame paviršiuje išmeta didžiulius geizerius, ir fotografavo apledėjusį mėnulio „Hyperion“, kuris labai primena skalbimo kempinę.
Bet tada prasidėjo problemos. Patefonas su moksliniais instrumentais įstrigo, prarasta daug duomenų. Inžinieriai vėl turėjo dirbti papildomai, tačiau padėtis ir toliau blogėjo, nes dėl personalo mažinimo NASA buvo 108, o ne 200.
Didelis darbo krūvis lėmė daugelio darbuotojų fizinį ir psichinį nuovargį.
Tačiau problemos buvo nustatytos, jos buvo susijusios su transmisija, valdančia patefoną. Problema buvo tepimas. Kai platforma greitai pasisuko, tepalas nubėgo nuo krumpliaračių esant nuliniam sunkio laipsniui, o tai reiškė, kad metalinės dalys liečiasi viena su kita. Atsirado ir atsitraukė smulkios metalinės drožlės, kurios kliudė judėjimą. Problemos būtų galima išvengti lėtai sukant platformą.
Skrydis į Uraną
Laimei, buvo pakankamai laiko išspręsti šią problemą, nes „Voyager 2“beveik penkerius metus turėjo skristi iš Saturno į Uraną. Nepaisant to, tai buvo sunkus laikas, nes, kaip jau minėta, skrydis į Uraną nebuvo visiškai ramus.
Trys didelės stebėjimo stotys Kalifornijoje, Ispanijoje ir Australijoje turėjo būti atnaujintos, kad galėtų priimti kritinius signalus iš mažo „Voyager“siųstuvo, kuris buvo tik 20 vatų. Vienas iš būdų yra elektroniniu būdu sujungti dideles 64 metrų parabolines antenas su mažesnėmis 34 metrų antenomis, kad jos galėtų veikti kaip viena didelė.
Kita problema buvo didelis greitis, kuriuo „Voyager 2“skrido pro Uraną. Fotografijos buvo labai neryškios, nes saulės spinduliai Urano regione yra tokie silpni, kad rėmelį reikia laikyti ilgą laiką. Visa tai padėjo rasti išradingus sprendimus - be to, kas buvo daroma su patefonu (Galų gale viskas pasibaigė tuo, kad užuot pasukę tik vieną platformą, bijodami, kad ji vėl užstrigs, jie pradėjo sukti visą kosminį zondą).
Nelaimingas atsitikimas, kai susitiko su Uranu
Kai „Voyager 2“išskrido į Uraną 1986 m. Sausio mėn., Vienintelis dalykas, kurį buvo galima pamatyti, buvo didelis melsvai žalias rutulys be matomų debesų ženklų. Tai, ką pamatė „Voyager“, pasirodė kaip miglos sluoksnis gilioje atmosferoje, sudarytas iš lengvojo vandenilio ir helio, su nedideliais metano ir kitų angliavandenių kiekiais.
Tačiau „Voyager“skrydis buvo prisimintas kažkuo kitokiu.
Urano nuotrauka iš „Voyager 2“
1986 m. Sausio 28 d. NASA turėjo pateikti pirmąsias mažų Urano mėnulių nuotraukas - ypač Mirandą, kur, kaip paaiškėjo, yra beveik 10 kilometrų aukščio absoliučios ledo uolos. Bet spaudos konferencija neįvyko, nes žiūrovų televizijos ekranuose pasirodė kiti kadrai. Buvo parodytas kosminio šaudyklos „Challenger“sprogimas, kurio metu žuvo septyni kosmonautai.
Laikas ir vėl parodė baltą sprogimo garo debesį ir du raketų pagalbininkus, skraidančius skirtingomis kryptimis. Po to niekas nenorėjo dalyvauti spaudos konferencijoje apie Uraną. Todėl „Voyager 2“tyliai paliko Uraną ir pradėjo trejų metų kelionę į Neptūną.
Atsisveikinimas ir nauja pradžia
1989 m. Rugpjūčio mėn. „Voyager 2“išskrido į Neptūną - galutinį Didžiojo pasivaikščiojimo tikslą, kurio kongresas niekada neleido.
Šį kartą tai buvo apie tikrą kosminių laivų festivalį Pasadena mieste, kuriame įsikūrusi JPL. Jame dalyvavo tūkstančiai žmonių, kurie buvo apdovanoti įdomiomis nuotraukomis, kuriose vaizduojamas gražus mėlynas Neptūnas su baltais debesimis, kuriuos audra varo 2000 km per valandą greičiu.
Lieka paslaptis, kaip planeta, esanti tokiu dideliu atstumu nuo Saulės ir turint labai žemą temperatūrą - minus 215 laipsnių = galėtų turėti pakankamai energijos tokioms galingoms audroms sukelti.
Netrukus atėjo laikas atsisveikinti su „Voyager 2“. ir šis atsisveikinimas buvo didelio ledinio mėnulio Tritono nuotraukos, kuris mus nustebino savo geizeriais. Buvo rasta mažiausiai 50 vietų su ilgais tamsiais tam tikros formos išsiveržimo pėdsakais.
Kai kurios nuotraukos rodo, kad geizeriai pasiekia 8 kilometrų aukštį, kur susiduria su reaktyviniu srautu labai retoje atmosferoje. Ji ištempia vieningus geizerius, paversdama juos ilgomis dūmų juostelėmis. Manoma, kad geizeriai yra tokie tamsūs, nes juose nėra ne tik garų, bet ir dulkių bei organinių medžiagų.
Skrydis tik prasidėjo
Skrydis per Neptūną buvo Didžiojo pasivaikščiojimo pabaiga, kelionė, kurią pagrįstai galima palyginti su nusileidimu Mėnulyje. Bet tai nebuvo atsisveikinimas su saulės sistema, kurios nei „Voyager 1“, nei „Voyager 2“dar neišleido.
Pabaigai pažymėti, kad 1990 m. Buvo padaryta visų Saulės sistemos planetų atsisveikinimo nuotrauka. Ant jų Žemė matoma kaip mažas „šviesiai mėlynas taškelis“. Šis mūsų žemės vaizdas iš 6 milijardų km atstumo tapo savotišku simboliu, rodančiu, kiek mažai vietos mes iš tikrųjų užimame visatoje.
Abu „Voyager“zondai dabar yra toli nuo Plutono orbitos ir nuo Kuiperio juostos, kurią sudaro mažos apledėjusios planetos. Tačiau jie vis dar turi tūkstančių metų kelionę, kol pasiekia paskutinį mūsų Saulės sistemos užrašą, būtent Oorto debesį, kuris laikomas daugelio kometų gimtinėje.
„Voyager 1“užfiksuotas 141 AU atstumo nuo saulės rekordas (vienas AU yra atstumas nuo Žemės iki Saulės).
Lėtas „Voyager 2“nuvažiavo tik 116 AU. Abu zondai nuolat siunčia duomenis į Žemę, kurie dabar daugiausia susiję su saulės vėjeliu ir saulės magnetiniu lauku.
Mokslininkai tikisi palaikyti ryšį su abiem senaisiais kosminiais zondais iki 2025 m. Šie du zondai yra beveik amžini žmonijos atstovai, nors vargu ar juos suras jokia kita civilizacija.
Žemininkų pranešimas
Abu „Voyagers“su savimi nešiojasi „Earthlings“pranešimą, parašytą ant auksu dengtos 30 centimetrų plokštės, pritvirtintos ant borto.
Pranešimą sukūrė komisija, kuriai vadovavo žinomas astronomas ir astrobiologas Carlas Saganas (Carl Sagan, 1934 - 1996). Kadangi tikimybė, kad kada nors bus rasti šie zondai, yra be galo maža, galime šią žinią priimti kaip pranešimą sau.
Jame yra ir nuotraukos, ir garsai, kurie užšifruoti lėkštėje. Tai paveikslėlių serija, apibūdinanti, kaip galima atkurti plokštelės turinį. Žaidimas turėtų būti atliekamas 16 2/3 aps / min greičiu, naudojant adatą, pritvirtintą prie plokštelės. Tai senamadiška, bet techniškai pagrįsta, jei gavėjai gali išsiaiškinti paveikslėlių serijas.
Henrikas ir Helė Stubas