40 мгновений «Вояджеров»

Ровно 40 лет тому назад был дан старт, без какого-либо преувеличения, одному из самых эпохальных путешествий в истории человечества. Именно 20 августа 1977 состоялся запуск «Вояджер-2». Спустя две недели к нему присоединился «Вояджер-1». Они коренным образом изменили наши представления о внешней части Солнечной системе. Даже по прошествии четырех десятилетий значительная часть наших знаний о планетах-гигантах по-прежнему основана на данных, собранных этой парой путешественников. Пять лет назад «Вояджер-1» стал первым в истории космическим аппаратом, вышедшим в межзвездное пространство, а «Вояджер-2» по-прежнему является единственной станцией, посещавшей Уран и Нептун.

Про удивительное долголетие «Вояджеров» и колоссальный масштаб решенных за время миссии технических задач можно написать немало книг. Но я отмечу один момент, показывающий как многое порой зависит от случая и смекалки. Основной передатчик «Вояджера-2» вышел из строя еще в марте 1978 года. Следуя программе, аппарат переключился на запасной. Но к ужасу инженеров, «Вояджер-2» не воспринял команды с Земли. Все выглядело так, что и резервный передатчик тоже сломался. Это означало конец миссии.

К счастью, как следует поломав голову, инженеры сумели определить причину сбоя — запасной передатчик потерял возможность отслеживать частоту приходящего с Земли радиосигнала. Он все еще мог «слышать» Землю, но в очень узком диапазоне относительно некоторой фиксированной частоты. Далее, инженеры разработали алгоритм, как посылать команды на медленно меняющейся частоте, чтобы компенсировать доплеровский сдвиг. С тех пор «Вояджер-2» так и управляется. Просто представьте, что работоспособность всего одного компонента определила, сможем ли мы увидеть Уран и Нептун.

В честь сегодняшнего юбилея я решил сделать подборку из 40 изображений, охватывающих 40-летнее путешествие «Вояджеров» через всю Солнечную систему и за ее пределы.

Схема технического устройства «Вояджеров».

Траектория полета «Вояджера-1» и «Вояджера-2». Вся миссия стала возможной благодаря случающемуся раз в 175 лет расположению планет-гигантов, позволявшему посетить их все с помощью одного аппарата.

3.6-метровая антенна, с помощью которой «Вояджеры» связываются с Землей.

Чтобы получить возможность принимать сигналы «Вояджеров», NASA пришлось существенно модернизировать свою систему дальней космической связи. Сейчас она состоит из трех 70-метровых антенн, расположенных в Голдстоуне, Канберре и Мадриде.

Научные инструменты на выносной штанге «Вояджера».

На корпусе аппарата также размещен защитный футляр, внутри которого расположено послание для внеземных цивилизаций.

Подготовка «Вояджера-1» к запуску.

20 августа 1977 года. «Вояджер-2» покидает Землю.

Изображение Земли и Луны (тонкий серп вверху), сделанное «Вояджером-1» 18 сентября 1977 года с дистанции 11.6 миллионов км. Это первая в истории фотография, где наша планета и ее спутник находится целиком в одном кадре.

Юпитер. «Вояджеры» посетили его в марте и июле 1979 года.

Большое красное пятно. В момент визита «Вояджеров», его диаметр превышал 23 тысячи км.

Мозаика Ганимеда.

Извержение вулкана на Ио. Обнаружение действующих вулканов за пределами Земли стало одним из главных  открытий всей миссии.

Мозаика южного полюса Ио. На этом спутнике находятся сотни действующих вулканов, а его поверхность полностью покрыта мощными слоями вулканических отложений.

Ледяная поверхность Европы.

Кольцевые структуры на поверхности Каллисто.

Сатурн. «Вояджеры» посетили шестую планету Солнечной системы в ноябре 1980 и августе 1981 года.

Крупный план колец Сатурна. «Вояджеры» впервые продемонстрировали, насколько сложно устроена его кольцевая система.

Кратерированная поверхность Реи — второго по величине спутника Сатурна.

Слои углеводородной дымки в атмосфере Титана — крупнейшего спутника Сатурна. Из-за нее «Вояджеру-1» не удалось сфотографировать поверхность луны.

Прощальная фотография Сатурна от «Вояджера-1». После пролета Титана, аппарат ушел по траектории, уводящей его вверх по отношению к плоскости Солнечной системы.

Уран. «Вояджер-2» посетил его в январе 1986 года.

Миранда. Этот 500-километровый спутник Урана обладает наиболее экстремальным рельефом среди всех известных тел Солнечной системы. Существует предположение, что некогда она была раздроблена в результате мощного столкновения и затем под действием сил гравитации снова «собралась» из обломков.

Ариэль — четвертый по величине спутник Урана.

Нептун. «Вояджер-2» посетил его в августе 1989 года.

Карл Саган и Чак Берри на празднованиях, устроенных NASA в честь визита «Вояджера-2» к Нептуну. Саган является одним из авторов послания для внеземных цивилизаций, размещенном на борту «Вояджеров». Песня Чака Берри «Johnny B. Goode» — одна из 27 музыкальных композиций, вошедших в состав послания.

Стенд, информирующий о расстоянии «Вояджера-2» по отношению к Земле и Нептуну.

Работники Лаборатории реактивного движения в ожидании снимков крупнейшего спутника Нептуна — Тритона.

Мозаика Тритона.

Прощальное фото Нептуна и Тритона.

14 февраля 1990 года «Вояджер-1» сделал одну из своих последний фотографий. Едва различимая бледная голубая точка — это наша Земля с дистанции 6 миллиардов км.

Помимо Земли, «Вояджер-1» сфотографировал и другие планеты Солнечной системы. Эти снимки получили название «семейный портрет». На этой фотографии можно увидеть Карла Сагана на фоне «семейного портрета». Именно Саган уговорил NASA устроить прощальную фотосессию Солнечной системы.

25 августа 2012 года «Вояджер-1» вышел в межзвездное пространство. На этом графике показаны данные приборов аппарата об изменении количества регистрируемых заряженных частиц солнечного ветра.

Зал, откуда некогда управляли «Вояджерами». На пике проекта в нем работали сотни человек. После пролета Нептуна, финансирование программы было значительно урезано, а большая часть команды переключилось на другие миссии. Сейчас штат «Вояджеров» исчисляется примерно десятком человек.

Вот так выглядит современное рабочее место одного из контроллеров миссии.

Важное оборудование миссии.

Бессменный руководитель проекта «»Вояджер» Эд Стоун. В этом году ему исполнился 81 год. Средний возраст остальных сотрудников проекта не намного меньше.

Защитный футляр и золотая пластинка, на которой размещено послание для внеземных цивилизацией. На ней записаны послания генсека ООН и Джимми Картера, приветствия на 55 языках, музыка, звуки Земли и 116 фотографий, призванных дать общей представление нашей планете и человеческой цивилизации.

Радиоизотопный термоэлектрогенератор, благодаря которому «Вояджеры» получают энергию. В момент старта они генерировали 470 Вт. Из-за постепенного полураспада плутония-238 и деградации термопары, сейчас они выдают примерно 245 Вт. Каждый год, «Вояджеры» теряют примерно по 4 Вт мощности.

Предполагается, что связь с «Вояджерами» удастся поддерживать примерно до середины следующего десятилетия.

Источник