Вояджер-1»; 40 лет в полете

«Вояджер-1» — 40 лет в полете

Вояджер мчится среди звезд

12 сентября 2013 года NASA проинформировало, что космическая станция «Вояджер-1» стала первым рукотворным искусственным аппаратом, который достиг межзвёздного пространства, покинув Солнечную систему. Такие выводы специалисты NASA сделали на основе данных, поступавших с борта аппарата в последнее время.

Где заканчивается Солнечная система?

Как всегда, это вопрос терминологии — все зависит от того, что именно считать Солнечной системой.

В привычном понимании она состоит из вращающихся вокруг нашей звезды восьми планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), их спутников, пояса астероидов (между орбитами Марса и Юпитера), множества комет, а также пояса Койпера.

В нем находятся в основном малые тела, оставшиеся от образования Солнечной системы, и несколько карликовых планет (в их числе Плутон, который чуть более десятилетия назад был разжалован в эту категорию из обычных планет). Пояс Койпера по сути похож на пояс астероидов, но значительно превосходит последний в размерах и массе.

Image caption Космический аппарат, улетевший с Земли дальше всех, был запущен 40 лет назад

Чтобы представить себе масштабы этой части солнечной империи, принято использовать астрономические единицы (а.е.) — одна единица равняется примерному расстоянию от Земли до Солнца (около 150 млн км или 93 млн миль).

Последняя планета — Нептун — удалена от звезды на расстояние около 30 а.е. До пояса Койпера — 50 а.е.

Прибавьте к этому еще чуть более 70 астрономических единиц — и мы подходим к первой условной границе Солнечной системы, которую и пересек «Вояджер», — внешней границе гелиосферы.

Читать еще:  Лунный календарь стрижек на 27 май 2021 года

Все вышеописанное — планеты, пояс Койпера и пространство за ним — находится под влиянием солнечного ветра — непрерывного потока заряженных частиц (плазмы), исходящего от солнечной короны.

Этот постоянный ветер формирует вокруг нашей системы некое подобие вытянутого пузыря, который «вытесняет» межзвездную среду и называется гелиосферой.

По мере удаления от Солнца скорость движения заряженных частиц снижается, поскольку они сталкиваются со все большим противодействием — натиском межзвездной среды, в основном состоящей из облаков водорода и гелия, а также более тяжелых элементов, например углерода, и пыли (всего около 1%).

Когда солнечный ветер резко замедляется и его скорость становится меньше скорости звука, наступает первая граница гелиосферы, называемая границей ударной волны (по-английски — termination shock). «Вояджер-1» пересек ее еще в 2004 году (его брат-близнец «Вояджер-2» — в 2007) и, таким образом, вошел в область под названием гелиощит (heliosheath) — некое «преддверие» Солнечной системы. В пространстве гелиощита солнечный ветер начинает взаимодействовать с межзвездной средой, и их давление друг на друга сбалансировано.

Image caption На этом графике НАСА показано, что «Вояджер-1» преодолел стадии ударной волны и гелиопаузы

Однако по мере продвижения дальше сила солнечного ветра начинает ослабевать еще больше и в конечном итоге полностью уступает внешней среде — эту условную внешнюю границу называют гелиопаузой. Преодолев ее в августе 2012 года, «Вояджер-1» вошел в межзвездное пространство и — если брать в качестве границ пределы наиболее ощутимого влияния солнечного ветра — покинул Солнечную систему.

Но на самом деле, согласно общепринятому в научной среде толкованию, зонд не проделал еще и половины пути.

Image caption Pale Blue Dot (бледно-голубая точка) — одна из самых знаменитых фотографий, сделанных «Вояджером». В 1990 году аппарату дали команду «оглянуться назад» и сфотографировать нашу планету

Содержание

«Вояджер-1» стартовал 5 сентября 1977 года. Длительность миссии первоначально была определена в 5 лет. Старт его близнеца, зонда «Вояджер-2», был произведён на 16 дней раньше, но он никогда не догонит «Вояджер-1». Основное отличие программы «Вояджер-1» — то, что для него была выбрана более короткая трасса, чем для «Вояджера-2»: «Вояджер-1» должен был посетить только Юпитер и Сатурн.

Читать еще:  Василий Яковлевич Струве - немецко-российский астроном

19 января 2006 года в сторону Плутона стартовал аппарат «Новые горизонты». Несмотря на то, что «Новые горизонты» был запущен с Земли с более высокой скоростью, чем оба «Вояджера», «Вояджер-1» сейчас имеет более высокую скорость благодаря нескольким гравитационным манёврам. На 10 января 2012 года текущая скорость относительно Солнца у «Новых горизонтов» — 15,5 км/с, а у «Вояджера-1» — 17,0 км/с [2] .

На 12 ноября 2010 года «Вояджер-1» был примерно в 115,25 а. е. (17,242 млрд км) от Солнца [2] и достиг границы ударной волны (граница столкновения солнечного ветра с межзвёздной плазмой). Последняя цель «Вояджера-1» — достигнуть гелиопаузы, которая является границей Солнечной системы. Если «Вояджер-1» всё ещё будет функционировать при достижении гелиопаузы, то он станет первым зондом, передавшим информацию об условиях, царящих в межзвёздной среде. С такого расстояния сигналы «Вояджера-1» будут идти более 16 часов до центра управления (Лаборатория реактивного движения, объединенный проект NASA и Caltech). Сейчас «Вояджер-1» движется по гиперболической траектории, то есть, он не вернётся в Солнечную систему под действием гравитационного притяжения Солнца. Наряду с «Вояджером-1», межзвёздными исследованиями занимается «Вояджер-2», а в будущем — и «Новые горизонты» [3] .

С июня 2010 года влияние солнечного ветра последовательно приближалось к нулю [4] . 13 декабря 2010 года «Вояджер-1» вошел в зону, в которой воздействие солнечного ветра равно нулю, то есть он достиг пределов Солнечной системы. Расстояние, которое он пролетел на середину декабря 2010 года, составляло приблизительно 116,38 а. е. (17,41 млрд км) [5] [6] [7] [8] .

В декабре 2011 аппарат «Вояджер-1» добрался до так называемого региона стагнации — последнего рубежа, отделяющего аппарат от межзвёздного пространства. Область стагнации представляет собой регион с довольно сильным магнитным полем (индукция резко возросла почти в два раза по сравнению с предыдущими значениями) — давление заряженных частиц со стороны межзвёздного пространства заставляет поле, создаваемое Солнцем, уплотняться. Кроме этого аппарат зарегистрировал рост количества высокоэнергетических электронов (примерно в 100 раз), которые проникают в Солнечную систему из межзвёздного пространства [9] .

Читать еще:  Космический аппарат Dawn (Рассвет)

14 июня 2012 аппарат вышел на границу межзвёздного пространства. Датчики автоматической станции зафиксировали резкий рост уровня галактических космических лучей — высокоэнергетических заряженных частиц межзвёздного происхождения. Кроме того, датчики зонда зафиксировали резкое снижение количества заряженных частиц, исходящих от Солнца. Эти данные заставляют ученых предполагать, что «Вояджер» приближается к границе Солнечной системы. Хотя аппарат ещё находится внутри гелиосферы, ученые ожидают, что вскоре он выйдет в межзвёздное пространство [10] .

В конце августа 2012 года датчики аппарата зафиксировали резкое снижение регистрируемых частиц солнечного ветра. В отличие от предыдущих подобных случаев, в этот раз тенденция к снижению сохраняется (по состоянию на начало октября 2012 года). Это может означать, что «Вояджер-1» оказался в межзвездном пространстве. [11]

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector