28 января зонд Voyager 1 преодолел символическую отметку, удалившись на расстояние в 25 млрд км от Земли. Об этом свидетельствуют данные трекера на сайте NASA, где указывается положение и скорость аппарата.
Несмотря на то, что с момента запуска Voyager 1 прошло уже более 47 лет, он все еще сохраняет работоспособность. На его борту имеется четыре действующих научных инструмента, которые передают результаты измерений на Землю. Правда, почтенный возраст Voyager 1 все больше и больше дает о себе знать. За последние годы с аппаратом произошел ряд инцидентов. В ходе последнего NASA на некоторое время потеряла с ним связь.
Следующей важной вехой для Voyager 1 станет дистанция в один световой день (25 902 068 371,2 км). Аппарат удалится на такое расстояние от Солнца в январе 2027 года — т. е. в год пятидесятилетия своего запуска. Ожидается, что к этому моменту Voyager 1 все еще будет функционировать, хотя из-за истощения ресурса радиоизотопных генераторов инженерам, вероятно, придется отключить часть его оставшихся научных инструментов.
С человеческой точки зрения дистанция в один световой день является невообразимо огромной. Но это совсем немного по астрономическим меркам. Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра находится от нас на расстоянии в 4,24 световых года. Чтобы пролететь эту дистанцию, Voyager 1 потребуется 74 тысячи лет.
В прошлом месяце космический аппарат «Вояджер-1» (Voyager 1), который находится на расстоянии почти 25 миллиардов километров от нашей планеты, неожиданно выключил свой основной радиопередатчик, называемый передатчиком X-диапазона, и включил гораздо более слабый передатчик S-диапазона.
Это обстоятельство не позволило команде инженеров получить научные данные и информацию о техническом состоянии зонда, который отправился в космос в далеком 1977 году.
В начале ноября инженерам после ряда манипуляций вновь удалось включить передатчик X-диапазона, а с 18 ноября аппарат возобновил сбор данных с четырех работающих научных приборов.
Оказалось, передатчик X-диапазона отключился системой защиты от неисправностей космического аппарата, когда инженеры активировали обогреватель для некоторых научных инструментов. Поэтому они снова отключили его и к своему удивлению обнаружили, что ряд приборов продолжал работать, несмотря на температуру ниже той, что была во время испытаний.
В середине ноября прошлого года «Вояджер-1» неожиданно начал передавать научные данные и показатели телеметрии в нечитаемом виде. При этом аппарат оставался на связи и получал команды с Земли.
Инженеры пришли к выводу, что сбой произошел в компьютере FDS (Flight Data Subsystem), который отвечает за формирование пакетов данных перед отправкой на Землю. Оказалось, что из строя вышел один из чипов памяти, на котором хранились важные элементы программного обеспечения FDS.
Чтобы восстановить работу компьютера, специалисты решили записать утраченный код на другой чип памяти, однако ни на одном из оставшихся чипов не оказалось достаточно свободного места. По этой причине восстанавливать программу FDS пришлось по частям таким образом, чтобы компьютер мог без ошибок запускать обновленный код.
Программный патч был отправлен на «Вояджер-1» 18 апреля — с учетом расстояния до аппарата его передача заняла почти 22,5 часа. 20 апреля зонд к радости инженеров прислал в ответ корректные данные телеметрии. В ближайшее время специалисты рассчитывают внести в код FDS исправления, которые позволят «Вояджеру» возобновить и передачу научных данных.
Команда проекта радуется успешной загрузке телеметрии с «Вояджера-1»
10 сентября 2024 года, НАСА объявило, что миссия «Вояджер-1» перешла на другой набор двигателей, нежели тот, который использовался в последние годы.
Запущенный в 1977 году «Вояджер-1», который в настоящее время является самым удаленным от Земли рукотворным объектом, путешествует в межзвездном пространстве, за пределами гелиосферы Солнца. Хотя он был рассчитан всего на пять лет, миссия была продлена намного больше, чем ожидалось. Это привело к износу важнейших систем, в том числе двигательных установок, которые в настоящее время удерживают зонд направленным на Землю, чтобы он мог получать команды, отправлять технические данные и предоставлять уникальные научные сведения, которые он собирает.
Спустя 47 лет трубка для подачи топлива в двигатели забилась диоксидом кремния — побочным продуктом, образующимся с возрастом из резиновой мембраны в баке для топлива. Засорение снижает эффективность работы двигателей при создании тяги.
После нескольких недель тщательного планирования команда решила перейти на другой набор подруливающих двигателей. На самом деле зонд оснащен тремя наборами, или ветвями, двигателей: двумя наборами для приведения в движение и одним набором двигателей для коррекции траектории, которые в прошлом использовались для облета планет. Во время пролетов оба типа двигателей использовались для разных целей, но поскольку «Вояджер-1» движется по неизменной траектории за пределами Солнечной системы, его требования к двигателям проще, и обе ветви двигателей могут быть использованы для направления космического аппарата к Земле.
27 августа НАСА получило подтверждение того, что новая конфигурация работает надлежащим образом.
Проблемы с двигателями «Вояджера-1»
Подруливающие устройства «Вояджера-1» работают на жидком гидразине, который превращается в газ и выпускается в виде импульсов длиной в десятки миллисекунд, чтобы плавно наклонить антенну зонда в сторону Земли. Если бы засорившийся двигатель был здоров, он должен был бы проводить около 40 таких коротких импульсов в день.
Уже в 2002 году команда миссии заметила, что количество этих импульсов уменьшилось — симптом растущего потребления энергии и снижения эффективности: некоторые трубки в двигательной ветви, используемой для наклона зонда, засорились, поэтому команда переключилась на вторую ветвь. Когда в 2018 году и эта ветвь показала признаки засорения, команда переключилась на маневровые двигатели для коррекции траектории (третья ветвь) и с тех пор использует этот двигательный набор.
Теперь эти трубы засорились еще сильнее. Если изначально диаметр отверстия в трубе составлял 0,25 миллиметра, то в результате засорения он уменьшился до 0,035 мм (примерно половина ширины человеческого волоса).
Основной причиной этой проблемы стало длительное пребывание в межзвездном пространстве — экстремальной и богатой радиацией среде, которая повлияла на несколько компонентов зонда. С годами в каналах подачи топлива накапливались отложения, что постепенно снижало эффективность работы двигателей.
Тонкое балансирование ресурсов
В результате команде пришлось вернуться к одной из ветвей двигателей ориентации. Однако перед зажиганием необходимо было прогреть двигатели, чтобы предотвратить их повреждение из-за низких температур в космосе, но запас энергии на «Вояджере-1» настолько мал, что нельзя было задействовать неосновные нагреватели, не отключив что-то другое.
Отключение научного прибора было исключено из-за риска, что после этого он не вернется в строй. Поэтому инженеры решили на час отключить один из основных нагревателей зонда, чтобы высвободить достаточно энергии для включения нагревателей двигателей.
Этот сложный процесс управления энергией был результатом тщательного инженерного анализа, направленного на то, чтобы как можно дольше сохранить способность «Вояджера-1» собирать уникальные научные данные о межзвездной среде. И хотя эти двигатели не использовались десятилетиями, они эффективно сработали, продлив жизнь миссии.
В настоящее время «Вояджер-1» находится на этапе миссии, требующем тонкого баланса между экономией энергии и поддержанием научных операций. Радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG), питающий зонд, теряет около 4 ватт в год, что вынуждает команду постепенно отключать некоторые второстепенные приборы. Однако команда намерена поддерживать миссию в активном состоянии как минимум до 2025 года, чтобы продолжать получать ценную информацию о Вселенной за пределами нашей гелиосферы.
Команда зонда «Вояджер-1» в конце августа этого года смогла переключиться с двигателей коррекции траектории на двигатели управления ориентацией, чтобы продолжать удерживать антенну аппарата направленной на Землю. Для этого пришлось на час отключить один из действующих нагревателей аппарата, чтобы прогреть трубку подачи гидразина в двигатель, не использовавшийся несколько лет из-за засорения системы подачи топлива частицами диоксида кремния из топливного бака.
«Вояджер-1» — самый удаленный от Земли рукотворный объект, за 47 лет полета он преодолел 164,94 астрономических единиц (24,6 млрд км). Аппарат, как и «Вояджер-2», покинул гелиосферу и в настоящее время изучает межзвездное пространство.
17 апреля инженеры НАСА отдали команду Воябджеру-1 на частичное отключение ещё одного прибора LECP.
КДПВ с сайта NASA.
LECP (Low Energy Charged Particle instrument) предназначен для изучения низкоэнергетичных заряженных частиц. Точно такой же прибор есть и на Вояджере-2, но ради экономии энергии его отключили ещё марте 2025 года.
Сам приборчик, картинко спёрто с wikimedia.org
Всё дело в том, что изотопный источник питания не вечен и инженерам NASA ради экономии энергии приходится жертвовать приборами. Увы, приборчик отпахал 49 лет, но юбилей ему отметить не дали. За это время он передал на Землю ценнейшую инфу о распределении ионов, электронов и космических лучей, исходящих из нашей Солнечной системы и галактики. Благодаря ему были обнаружены фронты давления и области с различной плотностью частиц в пространстве за пределами нашей гелиосферы. Но отключили LECP не полностью, оставили в работе двигатель, который вращает платформу, это даст возможность включить данное устройство в дальнейшем, по всей видимости это единственный механический компонент и если остановить моторчик, то стартануть его уже не удастся. Потребляет он всего 0.5 ватта.
Из научных приборов на Вояджере осталось в работе всего два - первый улавливает плазменные волны, второй который измеряет магнитные поля.
И да, сейчас Вояджер-1 находится на расстоянии 25 миллиардов километров от Земли, т.е. примерно в 23х световых часа. Надеюсь он сможет достичь расстояния в один световой день в работающем состоянии.
Специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США 19 мая, впервые с ноября прошлого года, получили данные от двух из четырех рабочих научных инструментов космического аппарата «Вояджер-1» (Voyager 1).
Нормальная работа запущенного 46 лет назад зонда прервалась в 2023 году, когда «Вояджер-1» начал передавать на Землю повторяющийся шаблон из единиц и нулей.
Инженеры долго разбирались в проблеме, поскольку аппарат находится на расстоянии более 24 миллиардов километров от нашей планеты: потребовалось свыше 22 с половиной часов, чтобы сообщение с Земли достигло зонда, и столько же времени, чтобы его ответ вернулся в Центр управления полетами. Специалисты установили, что примерно 3% рабочей памяти «Вояджер-1» повреждено, однако им удалось переписать программное обеспечение зонда, чтобы избежать использования поврежденной памяти.
В апреле «Вояджер-1» прислал точные данные о состоянии бортовых инженерных систем, а в ответ на запрос, отправленный 17 мая, космический аппарат направил на Землю данные, полученные от магнитометра и инструмента для исследований плазменной среды. Два оставшихся действующих научных прибора зонда в ближайшее время пройдут калибровку и, как планируют инженеры, вернутся к полноценной научной работе.
«Вояджер-1» находится на расстоянии более 24 млрд. км от
Земли. Некоторые его двигатели за истекшие годы засорились диоксидом
кремния в результате разрушения резиновой мембраны топливного бака, что
снизило их эффективность. Поэтому в НАСА решили найти им замену, а
именно — подключить другую группу двигателей.
«Вояджер-1» оснащен тремя комплектами двигателей, необходимых
для облета планет. С выходом за пределы Солнечной системы потребность в
них исчезла и теперь любую из этих групп можно использовать для
ориентирования зонда относительно Земли. Неизвестно, сколько еще времени
космический аппарат-долгожитель будет подавать признаки жизни, очевидно
одно — свою первоначальную миссию «Вояджер-1» перевыполнил многократно.
Научитесь видеть мир по-новому, благодаря удивительным открытиям в
науке, космосе и технологиях, которые мы делимся с вами каждый день!
Присоединяйтесь к каналу Наука Космос Технологии! 🐼
В пастельных оттенках коричневого и белого перед нами раскрываются гигантские облачные полосы газового гиганта — каждая шириной в тысячи километров. На снимке запечатлен водоворот бушующих штормов и турбулентных потоков, где ветры достигают скорости 600 километров в час.
Это фото, сделанное 2 марта 1979 года с расстояния в сотни тысяч километров, стало одним из первых детальных взглядов на самую большую планету Солнечной системы.
14 января 2005 года спускаемый аппарат Европейского космического агентства (ESA) "Гюйгенс" совершил мягкую посадку на поверхность Титана, одного из сотен спутников Сатурна. Это событие — единственная в истории человечества посадка во внешней Солнечной системе, за пределами пояса астероида, раскинувшегося между орбитами Марса и Юпитера.
"Гюйгенс" назвали в честь голландского астронома Христиана Гюйгенса (14 апреля 1629 года — 8 июля 1695 года), открывшего Титан 25 марта 1655 года — спустя три с половиной века аппарат, носящий его имя, коснулся поверхности спутника, который ученый когда-то видел лишь смазанным пятнышком в свой примитивный телескоп.
Сам аппарат провел почти семь лет в полете, прикрепленный к орбитальному зонду NASA "Кассини", и был отделен от него за три недели до сближения с Титаном, чтобы затем нырнуть в атмосферу спутника на скорости около 20 000 км/ч.
Любопытная деталь: "Гюйгенс" проектировался прежде всего как атмосферный зонд, а не посадочный модуль. Ключевой задачей его миссии было изучение плотной атмосферы Титана во время медленного спуска, который длился 2 часа 27 минут 50 секунд, а успешное достижение поверхности рассматривалось скорее как приятный бонус, чем четко запланированный результат. Ученые, готовя миссию, понятия не имели, куда упадет зонд — на твердый грунт, в метановое озеро или в какую-нибудь вязкую полужидкую массу. Поэтому "Гюйгенс" проектировали так, чтобы он мог не только сесть на каменистую или ледяную поверхность, но и продержаться на плаву.
Необычная поверхность
Данные акселерометра показали, что когда "Гюйгенс" коснулся поверхности, то оставил после себя 12-сантиметровое углубление, отскочил на ровную поверхность, проскользнул около 30 сантиметров и лишь затем окончательно замер.
Физик Джон Зарнецки, один из ведущих специалистов миссии, впоследствии образно сравнил консистенцию поверхности Титана с кремом-брюле — твердая корочка сверху, под которой скрывается куда более мягкий, влажный материал.
Точное строение коры и ее состав — вопрос открытый.
Потерянная половина данных
Информация с "Гюйгенса" должна была передаваться по двум независимым радиоканалам — А и Б — каждый со своим передатчиком и приемником, что в теории должно было позволить передать за ограниченное время куда больше данных.
Так как "Гюйгенс" двигался относительно "Кассини", находящегося на орбите, частота сигнала смещалась в зависимости от их взаимной скорости (эффект Доплера), и приемник нужно было заранее настроить на это смещение.
Для канала Б все сделали правильно. А вот команду для канала А, которая должна была включить приемник "Кассини", инженеры забыли добавить в программу полета еще на этапе подготовки миссии. Из-за этого приемник не был включен и не мог захватить сигнал — половина данных была потеряна безвозвратно.
Час ожидания
Расстояние от Земли до Сатурна настолько велико, что радиосигналу требовалось 67 минут, чтобы долететь до нашей планеты. Поэтому, когда ESA узнало об успешной посадке, аппарату оставалось жить всего несколько минут (после посадки он проработал 72 минуты), а значит отдать какую-либо команду "Гюйгенсу" уже физически было невозможно.
Когда успех миссии был подтвержден, центр управления разразился аплодисментами. А в это время на поверхности чужого мира в полном одиночестве сидел наш посланник, усердно передающий последние данные в своей недолгой жизни.
Порадовало внимание к деталям. Игрок изображает семикратного чемпиона Формулы 1 Льюиса Хэмилтона. Во время прогрева звучат реальные радиопереговоры между Льюисом и его гоночным инженером. На старте игрок придерживает лепестки сцепления, схватившись за руль сверху - так делает только Льюис.
Японская корпорация Shimizu предложила концепцию, способную раз и навсегда решить энергетические проблемы Земли – гигантское кольцо из солнечных панелей вокруг Луны.
Идея впервые прозвучала ещё в 2011 году, но недавняя публикация Daily Galaxy вновь подняла дискуссию вокруг этого амбициозного замысла.
Концепция под названием "Лунное кольцо" (Luna Ring) предполагает строительство колоссальной структуры протяжённостью около 11 000 километров, полностью опоясывающей Луну. Такое кольцо теоретически обеспечило бы непрерывный, круглосуточный сбор солнечной энергии для последующей передачи на Землю, полностью устранив зависимость от угля, нефти и других ископаемых источников.
Преимущества лунного расположения перед земным очевидны. По словам президента Shimizu Corporation Тэцудзи Ёсиды, солнечные панели на Земле генерируют лишь одну двадцатую часть энергии, которую произвёл бы аналогичный массив в космосе.
На Луне отсутствуют облака и атмосфера, поглощающие солнечный свет, а кольцо, охватывающее всю окружность спутника, исключает проблему ночного цикла – какая-то часть структуры всегда будет освещена.
Схема передачи энергии выглядит так:
солнечный свет преобразуется в электричество прямо на лунной структуре
затем передающие станции конвертируют его в микроволновые лучи
лазеры направляют энергию на приёмники на Земле
на Земле энергия снова преобразуется в электричество
Впрочем, от идеи до реализации – огромный разрыв. Значительная часть необходимых технологий на сегодняшний день попросту не существует. Никто в истории не предпринимал строительство подобного масштаба. Даже сам процесс возведения структуры потребовал бы продвинутой робототехники, управляемой людьми с Земли, для минимизации рисков.
Ёсида отметил:
Если мы сможем продолжить исследования, мы считаем, что есть огромный шанс воплотить это в реальность.
Япония не собирается строить гигантское кольцо вокруг Луны в ближайшем будущем, но сама концепция остаётся предметом серьёзного обсуждения.
Комментарии