В NASA сообщили, что космический аппарат «Вояджер-2» покинул границы гелиосферы — условного пузыря из магнитных полей и плазмы, окружающей Солнце. Теперь это второй рукотворный объект в межзвездном пространстве, наряду со своим близнецом, «Вояджером-1». Он достиг той же отметки в 2012 году.
Been there. Done That. Got the poster. Download free print-quality #spaceposters, including this brand-new one celebrating Voyager 2's entry into interstellar space. https://t.co/mfMwuUZRgf pic.twitter.com/jbH5yuLK9S
— NASA Voyager (@NASAVoyager) December 10, 2018
«Вояджер-2» запустили в 1977 году. Несмотря на название, он стартовал раньше «Вояджера-1» — 20 августа против 5 сентября у «Вояджера-1». Их миссиям поспособствовал «парад планет» — сближение объектов Солнечной системы, которое позволило максимально эффективно использовать гравитационные маневры для разгона аппаратов. Это явление происходит раз в 177 лет. Зонды по очереди проходили мимо планет по касательной, после чего набирали скорость за счет поля тяготения и продолжали путь.
Изначально «Вояджер-2» занимался изучением газовых гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Но несмотря на ожидаемый срок службы в 5 лет, миссия успешно длится по сей день. Одна из причин долголетия «Вояджеров» — использование радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГов), которые работают на обогащенном плутонии-238. Это очень дорогой и сложный для выпуска источник энергии.
В отличие от своего ближайшего «брата», используемого в ядерных бомбах плутония-239, он излучает больше тепла и значительно меньше разрушительной радиации. Плутониевые батареи «Вояджера-2», по состоянию на сентябрь 2017 года, израсходовали около 28% заряда — их мощность достигнет 50% только после 2050 года.
Постер миссий «Вояджер». Источник: NASA
В США производство материала остановили с 1988 года, с окончанием Холодной войны. Потом плутоний-238 покупали у России, но и там его выпуск со временем закрыли. Нынешние крупные запасы (35 кг) запланировали израсходовать на оборудование нового марсхода и миссию к Европе, спутнику Юпитера. С 2015 по 2018 годы, из американского бюджета оплачивалось производство всего 1 кг плутония-238 в год.
В марте 2018 года руководство NASA объявило о прогрессе в этом направлении — создатели миссий для программы Discovery (небольшие проекты стоимостью до $500 млн) получили разрешение на использование плутония-238 для своих аппаратов. Ранее им приходилось проектировать устройства с другими типами энергообеспечения.
Но, например, даже самые передовые солнечные панели становятся бесполезны после преодоления границы Сатурна из-за значительного ослабления солнечного света. Нынешняя цель США — выйти на выпуск 1,5 кг плутония-238 в год к 2026.
Зафиксировать выход «Вояджера-2» из гелиосферы удалось благодаря показаниям бортовых сенсоров. Так, система регистрации условий плазменной среды PLS (Plasma Science Experiment) начала фиксировать изменения в поведении солнечного ветра. Его частицы сначала замедлились, а позже инструмент и вовсе перестал регистрировать ветер. Зато повысился уровень галактического излучения. Это позволило ученым заявить о выходе аппарата из гелиосферы.
Расположение «Вояджеров». Источник: NASA
Но «Вояджер-2» пока что не покинул пределы Солнечной системы — и не достигнет этой отметки в ближайшем будущем. Ее фронтир находится за внешними пределами Облака Оорта, гипотетической области скопления комет с длительными периодами обращения. Чтобы добраться до Облака Оорта, «Вояджеру-2» понадобится около 300 лет.
Для сравнения, расстояние от Земли до Солнца — около 150 млн км, в то время как до ближайшей границы Облака нужно пролететь около 150 млрд км. На выход из него у зонда может уйти еще до 30 000 лет. И лишь тогда можно будет наверняка заявить, что аппарат действительно покинул границы Солнечной системы. По крайней мере, согласно общепринятой научной терминологии.
Правда, сами «Вояджеры» перестанут функционировать задолго до достижения этой исторической отметки. В NASA надеются, что смогут довести общую длительность миссии «Вояджер-2» до 50 лет — но в ближайшие годы у аппарата начнут отключать научную аппаратуру ради поддержания его работы.
Сейчас у него работают 5 из 10 доступных сенсоров. После вывода их из строя, устройство будет просто передавать на Землю данные о своем техническом состоянии. При этом, уже сейчас сигнал с «Вояджера-2» идет около 15 часов.
Посмотреть за скоростью, удаленностью и другими показателями обоих «Вояджеров» можно на специальном разделе сайта NASA — данные обновляются в реальном времени. Так, по состоянию на 11 декабря, «Вояджер-2» разогнался до 15,4 км/сек. Также, можно посмотреть на 3D-модель «Вояджеров».
«Вояджер-2» интересен и как культурный объект. На его борту, помимо специализированной аппаратуры, также есть позолоченная табличка, игла для воспроизведения и руководство по их использованию. На диск записаны послания президента США Джимми Картера и генерального секретаря ООН Курта Вальдхайма, 116 изображений, 27 музыкальных композиций, 50 природных звуков (дождь, пение птиц, вулканы) и приветствия на 55 языках.
Отличились здесь и украинцы. В числе картинок есть снимок украинского бегуна Валерия Борзова, который выиграл золото в забеге на 100 метров на Олимпиаде 1972 года в Мюнхене. Среди приветствий звучат слова «Пересилаємо привіт із нашого світу, бажаємо щастя, здоров’я і многая літа». Автор записи неизвестен, в материалах экспедиции он значится как Andrew Cebelsky. Посмотреть содержимое обоих Золотых пластинок можно на сайте NASA, прослушать украинское приветствие — на Soundcloud.
«Бледно-голубая точка». Источник: Википедия
Как бы далеко не находились «Вояджеры» от своего дома, на Земле их всегда будут помнить. В том числе благодаря словам астрофизика и популяризатора науки Карла Сагана, который в 1996 году напомнил о фотографии «Бледно-голубая точка». Это снимок Земли, сделанный «Вояджером-1» с расстояния 6 миллиардов километров. На нем планета выглядит как крохотное святящееся пятнышко.
Взгляните еще раз на эту точку. Это здесь. Это наш дом. Это мы. Все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, о ком вы когда-либо слышали, все когда-либо существовавшие люди прожили свои жизни на ней. Множество наших наслаждений и страданий, тысячи самоуверенных религий, идеологий и экономических доктрин, каждый охотник и собиратель, каждый герой и трус, каждый созидатель и разрушитель цивилизаций, каждый король и крестьянин, каждая влюблённая пара, каждая мать и каждый отец, каждый способный ребёнок, изобретатель и путешественник, каждый преподаватель этики, каждый лживый политик, каждая «суперзвезда», каждый «величайший лидер», каждый святой и грешник в истории нашего вида жили здесь — на соринке, подвешенной в солнечном луче.
Примерно через 40 000 лет «Вояджеры» станут первыми рукотворными объектами, достигшими других звезд. «Вояджер-1» пролетит на расстоянии 1,6 световых лет от звезды AC+79 3888 в созвездии Жирафа, а «Вояджер-2» — на расстоянии 1,7 световых лет от звезды Росс-248 в созвездии Андромеды. Но гордиться ими человечество может уже сегодня.
