Voyager 1 | |
---|---|
Voyager 1 | |
Kund | NASA |
Tillverkare | Jet Propulsion Laboratory |
Operatör | NASA |
Uppgifter | utforskning av Saturnus, Jupiter, heliosfärens gränser |
spänna | Saturnus, Jupiter |
startplatta | Cape Canaveral , SLC-41 |
bärraket | Titan IIIE |
lansera | 5 september 1977 12:56:00 UTC |
Flygtid | under flygning 45 år 1 månad 29 dagar |
COSPAR ID | 1977-084A |
SCN | 10321 |
Specifikationer | |
Vikt | 721,9 kg |
Kraft | 420 W |
Nätaggregat | 3 RTG:er |
voyager.jpl.nasa.gov | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Voyager 1 ( eng. Voyager-1 ) är en amerikansk rymdsond som har utforskat solsystemet sedan 5 september 1977. Huvuduppdraget för rymdprogrammet Voyager var att utforska Jupiter och Saturnus. Voyager 1 var den första rymdsonden som tog detaljerade bilder av dessa planeters månar. Efter att ha slutfört huvuduppdraget, gav han sig ut på ytterligare ett uppdrag för att utforska de yttre delarna av solsystemet, inklusive Kuiperbältet och kanten av heliosfären .
Voyager 1 är den snabbaste rymdsonden som någonsin lämnat solsystemet, och det konstgjorda objektet längst bort från jorden. Det aktuella avståndet för Voyager 1 från jorden och från solen, dess hastighet och status för vetenskaplig utrustning visas i realtid på NASA :s webbplats [1] .
Fäst till rymdfarkosten är ett fodral med en guldplåt , som anger var jorden befinner sig för påstådda utomjordingar, samt ett antal bilder och ljud.
Voyager 1 lanserades den 5 september 1977. Uppdragets varaktighet var ursprungligen satt till 5 år . Dess tvilling, rymdsonden Voyager 2 , lanserades 16 dagar för tidigt, men den kommer aldrig ikapp Voyager 1. Den största skillnaden med Voyager 1-programmet är att en kortare rutt valdes för det än för Voyager 2: Voyager 1 var tänkt att endast besöka Jupiter och Saturnus [2] .
Enheten överförde detaljerade bilder av Jupiter och Saturnus (liksom ett antal av deras månar) och andra vetenskapliga data för första gången ( Pionjärbilderna var mindre detaljerade).
Den sista vetenskapliga uppgiften för Voyager 1 är att studera utkanten av heliosfären , heliopausen som begränsar den, och området för det interstellära mediet som ligger bortom denna gräns. Voyager 1 blev den första sonden att överföra information om förhållandena som rådde i det interstellära mediet.
2004, på ett avstånd av 94 AU. från solen korsade Voyager 1 gränsen för den stötvåg som skapades av minskningen av solvindens hastighet under ljudets hastighet i dess plasmabeståndsdel. Apparaten hamnade i en region som kallas heliosfärisk mantel ( eng. heliosheath ) [3] , där solvinden beter sig som en elastisk gas, komprimerar och värms upp från interaktion med det interstellära mediet.
När vi rörde oss bort från stötvågsgränsen minskade den registrerade radiella hastigheten för solvindspartiklar stadigt. Från april till juni 2010 korsade Voyager 1 regionen på ett avstånd av 113,5-115,7 AU. från solen, där den radiella komponenten av solvindens hastighet sjönk till noll. För att förtydliga informationen (för första gången sedan 1990) genomfördes manövrar för att omorientera apparaten. Forskare har kommit fram till att i detta område avleds solvinden åt sidan av trycket från det interstellära mediet [4] .
I december 2011 hade Voyager 1 gått i pension vid 119 AU. ( 17,8 miljarder km ) från solen och nådde den så kallade "stagnationsregionen". Denna region kännetecknas av en fördubbling av magnetfältets styrka, vilket förklaras av förtätningen av solvindsmaterialet, som stannar och till och med vänder tillbaka av trycket från det interstellära mediet. Antalet högenergielektroner som penetrerar från det interstellära rymden vid denna tidpunkt har ökat med cirka 100 gånger jämfört med 2010 [5] [6] .
Ungefär samtidigt gjorde en ny metod för att bearbeta data från Voyager ultravioletta detektorer, utvecklad av Rosina Lalleman från Paris Observatory , det möjligt att detektera Lyman-alfa ultraviolett strålning som sänds ut av väteatomer i Vintergatans regioner bortom solsystemet för första gången i historien. Observationer från jordens omloppsbana tillåter inte detta, eftersom den yttre strålningen dränks av ett starkare analogt utsläpp av väte från det nära-solära rymden [7] .
Från januari till början av juni 2012 registrerade Voyager 1:s sensorer en ökning av nivån av galaktiska kosmiska strålar - högenergiladdade partiklar av interstellärt ursprung - med 25 %. Dessa data indikerade för forskare att Voyager 1 närmade sig kanten av heliosfären och snart skulle komma in i det interstellära mediet [8] .
28 juli på ett avstånd av cirka 121 AU. från solen registrerade Voyager 1-sensorerna en kraftig minskning av antalet partiklar och kosmiska strålar relaterade till heliosfären, med en samtidig ökning av intensiteten hos galaktiska kosmiska strålar. Snart återgick avläsningarna till sina tidigare värden. Sådana förändringar inträffade fem gånger, och efter den 25 augusti var det ingen återgång till de tidigare värdena [3] .
Tidigare trodde man att att gå bortom heliosfären skulle åtföljas av en förändring i magnetfältets riktning, men endast en förändring i dess intensitet registrerades utan en betydande riktningsändring. Detta väckte tvivel om huruvida Voyager 1 faktiskt korsade heliopausen och befinner sig i det interstellära mediet. Frågan förblev diskutabel fram till den 12 september 2013, då en grupp forskare ledda av Donald Garnett publicerade resultaten av en studie av svängningarna i plasman som omger apparaten, vilket bevisade att dess elektrontäthet motsvarar den som förväntas för interstellären. medium. Även om bristen på förändring i magnetfältets riktning förblev oförklarad, accepterades det att Voyager 1 passerade kanten av heliosfären runt den 25 augusti 2012 [3] [9] .
Anordningens massa vid starten var 798 kg , nyttolastmassan var 86 kg . Längd - 2,5 m . Apparatens kropp är ett tiosidigt prisma med en central öppning. En reflektor av en riktad antenn med en diameter på 3,66 meter [10] är monterad på kroppen . Ström tillhandahålls av tre radioisotop termoelektriska generatorer placerade på staven , med plutonium-238 i form av oxid (på grund av avståndet från solen skulle solpaneler vara värdelösa). Vid tidpunkten för lanseringen var den totala värmeavledningen för generatorerna cirka 7 kilowatt, deras kisel-germanium termoelement gav 470 watt elektrisk effekt [11] . När plutonium-238 sönderfaller (dess halveringstid är 87,7 år ) och termoelement bryts ned, minskar effekten hos termoelektriska generatorer. Från och med den 11/03/2022 är balansen av plutonium-238 plutonium 70 % av den ursprungliga, 2025 kommer värmeavgivningen att sjunka till 68,8 % av den ursprungliga. Förutom staven av elektriska generatorer är två till fästa på kroppen: en stav med vetenskapliga instrument och en separat magnetometerstav [10] .
Voyager styrs av tre datorsystem. Dessa system kan omprogrammeras från jorden, vilket gjorde det möjligt att ändra det vetenskapliga programmet och kringgå nya felfunktioner [12] . Huvudrollen spelas av datorkommandoundersystemet , som innehåller två oberoende RAM-block med 4096 maskinord vardera och två processorer som kan arbeta antingen genom att duplicera varandra eller oberoende [13] . Kapaciteten hos en lagringsenhet baserad på magnetband är cirka 536 megabit (upp till 100 bilder från tv-kameror) [14] . Det triaxiala orienteringssystemet använder två solsensorer, en Canopus stjärnsensor , en tröghetsmätenhet och 16 jetmikromotorer. Bankorrektionssystemet använder fyra av dessa mikromotorer. De är designade för åtta korrigeringar med en total hastighetsökning på 200 m/s .
Det finns två antenner: rundstrålande och riktade. Båda antennerna arbetar med en frekvens på 2113 MHz för mottagning och 2295 MHz för sändning ( S-band ), och den riktade antennen fungerar också på 8415 MHz för överföring ( X-band ) [10] . Strålningseffekt - 28 W i S-bandet, 23 W i X-bandet. Voyager-radiosystemet sände en ström av information med 115,2 kbps från Jupiter och 45 kbps från Saturnus. I ett visst skede av uppdraget implementerades ett bildkomprimeringsschema , för vilket omborddatorn programmerades om. Den experimentella datakodaren som var tillgänglig på Voyager användes också: felkorrigeringsschemat i mottagna och överförda data ändrades från den binära Golay-koden till Reed-Solomon-koden , vilket reducerade antalet fel med en faktor på 200 [15] .
En guldplatta är fixerad ombord på enheten , på vilken solsystemets koordinater indikeras för potentiella utomjordingar och ett antal terrestra ljud och bilder spelas in.
Uppsättningen av vetenskaplig utrustning inkluderar följande instrument:
De flesta enheterna är placerade på en speciell stång, några av dem är installerade på en skivspelare [10] . Kroppen på enheten och enheterna är utrustade med olika värmeisolering, värmesköldar, plasthuvar.
Den 17 februari 1998, Voyager 1 på ett avstånd av 69,419 AU. e. (cirka 10,4 miljarder km ) från solen "övertog" [Komm. 1] apparat " Pioneer-10 ", fram till det ögonblicket den mest avlägsna av rymdobjekten som skapats av människor [16] [17] .
I slutet av 2017 var Voyager 1 den snabbaste rymdfarkost som lämnade solsystemet [18] . Även om det lanserades den 19 januari 2006 mot Pluto, hade New Horizons- fordonet en högre uppskjutningshastighet, i slutändan rör sig det långsammare än båda Voyagers på grund av den senares framgångsrika gravitationsmanövrar [19] .
Den 18 augusti 2021 passerade Voyager 1 23 miljarder kilometer från solen.
Under vissa perioder av året minskar avståndet mellan Voyager 1 och jorden, detta beror på att hastigheten på jordens bana runt solen (cirka 30 km/s) är högre än hastigheten med vilken Voyager 1 rör sig bort från det [20] .
Även om båda Voyagers för länge sedan har gått ut, fortsätter vissa av deras vetenskapliga instrument att fungera. Utrustningen får energi från tre termoelektriska radioisotopgeneratorer som körs på plutonium-238 . Vid starten var den totala eleffekten för generatorerna 470 watt . Gradvis minskar det på grund av sönderfallet av plutonium och nedbrytningen av termoelement . År 2012 hade elkraften minskat med cirka 45 %. Det förväntas dock att den minsta strömförsörjning som krävs för forskning kommer att bibehållas till cirka 2025 [21] .
Den 28 november 2017 testades fyra MR-103-banakorrektionspropeller, som inte hade varit påslagna på mer än 37 år, framgångsrikt med 10 millisekunders skjutningar sedan den 8 november 1980, när Voyager 1 var nära Saturnus. Vid behov är dessa motorer tänkta att användas istället för en uppsättning orienteringsmotorer (av samma typ), som sedan 2014 visar tecken på försämring av prestanda [22] [23] .
I maj 2022 rapporterade Jet Propulsion Laboratory (JPL), som övervakar och kontrollerar Voyagers, ett telemetrifel i Voyager 1 attitydkontrollsystemet, som började producera kaotiska data. Samtidigt indikerade stabil kommunikation genom en starkt riktad antenn att själva orienteringssystemet fungerade korrekt. Felet utlöste inte skyddssystemen och initierade inte en övergång till "säkert läge". Resten av Voyager 1-systemen fungerade också normalt, enheten fortsatte att överföra vetenskapliga data [24] . I slutet av augusti fann JPL-experter att attitydkontrollsystemet sänder telemetri via en omborddator som misslyckades för många år sedan, vilket resulterade i att data förvrängs. På kommando från jorden byttes telemetribearbetning till en fungerande dator, och detta löste problemet. Grundorsaken till referensen av orienteringssystemet till den felaktiga datorn har ännu inte fastställts. Det spekuleras i att det felaktiga kommandot kan vara resultatet av ett fel i ett av Voyager 1:s datorsystem. Studien av de möjliga orsakerna till ett sådant fel pågår, och en komplett bild av orienteringssystemets minne är planerad att överföras till jorden för dess studie. Enligt Voyager-projektgruppen vid JPL är felet inte ett hot mot enhetens fortsatta funktion [25] .
Voyager 1 rör sig längs en hyperbolisk bana i förhållande till solsystemets masscentrum, så den kommer inte att återvända till det cirkumsolära rymden under påverkan av gravitationsattraktion [26] . Om inget händer honom på vägen bör han om cirka 40 000 år flyga 1,6 ljusår (15 biljoner km) från stjärnan Gliese 445 i stjärnbilden Giraffe , som rör sig mot stjärnbilden Ophiuchus . I framtiden är det troligt att Voyager 1 kommer att ströva omkring i Vintergatans galax för alltid [27] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
Voyager- program _ | |
---|---|
rymdskepp | |
Information |
|
Nyckelfigurer |
|
Jupiterutforskning med rymdskepp | |
---|---|
Från en flygande bana | |
Från omloppsbana | |
Landningssonder | |
Framtida uppdrag | |
Inställda uppdrag | |
se även |
Saturnus med rymdskepp | Utforskning av|
---|---|
Flygande |
|
Från omloppsbana | Cassini (2004-2017) |
Satellitutforskning | Huygens (till Titan, 2005) |
Planerade uppdrag |
|
Föreslagna uppdrag | |
Inställda uppdrag |
|
se även | |
Fet stil anger aktiva AMC:er |
|
|
---|---|
| |
Fordon som avfyras av en raket är åtskilda av ett kommatecken ( , ), uppskjutningar är åtskilda av en interpunct ( · ). Bemannade flyg är markerade med fet stil. Misslyckade lanseringar är markerade med kursiv stil. |