За последние полвека учёные получили огромный объём информации о Вселенной, включая как данные о Солнечной системе и её объектах, так и о дальнем космосе. Большую работу проделали космические аппараты, без них астрономы до сих пор гадали бы, например, что из себя представляет Европа, спутник Юпитера, или какова поверхность Плутона.
«Вояджер-1» и «Вояджер-2» — именно такие аппараты, ставшие надёжными инструментами изучения космоса и служащие человечеству вот уже почти 50 лет. К сожалению, ничто не вечно, и у первого «близнеца» сейчас серьёзные технические проблемы, которые уже вряд ли получится решить. О том, что он изучал, что происходит в настоящее время и будет дальше, — под катом.
С чего всё началось
5 сентября 1977 года «Вояджер-1» впервые отправил данные со своих приборов на Землю, и с тех пор поток информации не прекращает поступать, за исключением небольших перерывов. Зонд должен был изучать Юпитер и Сатурн, причём считалось, что он проработает всего несколько лет, после чего системы прекратят функционировать.
Но всё оказалось иначе — срок службы двух аппаратов превысил расчётный в десять раз. «Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера в 1979 году, после чего посетил и окрестности Сатурна в 1980 г. Он вместе со своим «близнецом» внёс огромный вклад в изучение Солнечной системы, предоставив подробную информацию об атмосфере планет-гигантов, о спутниках и кольцах.
В частности, «Вояджеры» передали снимки вулканов на Ио (причём действующих), сфотографировали ледяной покров Европы, кольца Сатурна, циклоны Нептуна и многое другое. Информацию, переданную ими, до сих пор изучают.
В 1988 году «Вояджер-1» стал самым отдалённым от Земли аппаратом, созданным руками человека. К сожалению, последние несколько десятков лет зонды работают, что называется, на истощение, поскольку мощность термоэлектрических генераторов постоянно падает.
В 2017 году основные его двигатели отказали, и Земля активировала маневровые двигатели аппарата — впервые за 40 лет. Выяснилось, что деградировали системы коррекции ориентации аппарата, вместо них учёные попробовали использовать двигатель коррекции траектории, простаивавший 37 лет. Удивительно, но запуск показал, что всё хорошо, это позволило предположить увеличение срока службы аппарата ещё на 2-3 года. Забегая вперёд, скажем, что инженеры оказались правы.
В 2013 году зонды вышли за границы Солнечной системы (правда, некоторые астрономы считают, что этого не случилось до сих пор), тогда несколько лет публиковались новости, в которых говорилось, что аппараты то покинули нашу систему, то нет.
В 2020 году «Вояджер-1» оказался на расстоянии свыше 22 млрд км от Земли. На обмен данными уходило более двух суток.
Технические проблемы
Перебои в работе оборудования зондов возникали многократно, но каждый раз инженерам и учёным удавалось их решить. Но в 2022 году начались серьёзные проблемы с передачей телеметрии «Вояджером-1». Тогда аппарат стал отправлять странные данные о своём положении — последовательность нулей или 377.
Инженеры NASA объяснили, что всё это связано с AACS (подсистемой пространственной ориентации и маневрированием). Несмотря на то, что зондом всё ещё можно было управлять «вручную», он потерял представление о том, где находится в текущий момент. Скорее всего, причина заключается в негативном воздействии жёсткого излучения на навигационную систему устройства.
Тогда высказывалось даже предположение о влиянии тёмной материи или вещества с отрицательной массой на земной аппарат. Конечно, доказать или опровергнуть это мы не можем, но факт остаётся фактом — навигационная система стала сбоить. Инженерам проекта удалось решить проблему, отправив телеметрию через другой компьютер аппарата.
Но в декабре 2023 года ситуация повторилась. Блок телеметрической модуляции стал отправлять в ЦУП странный двоичный код. В NASA предположили, что проблема в FDS. Это один из трёх компьютеров зонда, работающий вместе с центральным блоком управления и контроля, а также устройством, отвечающим за ориентацию и наведение. Он также управляет сбором различной информации сети датчиков аппарата и объединяет всё это в данные в двоичном коде. А телекоммуникационный блок отправляет информацию на Землю. Возможно, проблема вызвана повреждением памяти в FDS.
Учёные перезагрузили систему, но ничего не получилось — зонд продолжал передавать на Землю невразумительные данные.
«Если мы вернём аппарат к жизни, это будет величайшим чудом. Мы определённо не собираемся складывать руки. Есть и другие методы, которые мы можем попробовать. Но случившееся, безусловно, самая серьёзная поломка с тех пор, как я стала менеджером проекта», — заявила руководитель миссии Сюзанна Додд.
Аппарат нормально принимает данные с Земли и «понимает» их, но это пока ничем не помогает вернуть обмен информацией. Сейчас сотрудники проекта продолжают передавать команды «Вояджеру-1», надеясь на локализацию проблемы при помощи коррекции памяти компьютера. Если в течение нескольких недель ничего не выйдет, то зонд можно будет считать потерянным. Конечно, Земля продолжит получать тот самый поток невразумительных данных, что позволит понять, работает ещё аппарат или нет. Но научной ценности информация уже не несёт.
На текущий момент «Вояджер-1» находится на расстоянии 24 365 306 285 км от Земли и продолжает своё путешествие со скоростью 61 тыс. км/ч. Сейчас для получения ответа от аппарата приходится ждать около 45 часов, настолько велико расстояние.
Не всё потеряно
Близнец зонда, «Вояджер-2», продолжает работать. В 2023 году срок его службы продлили на несколько лет. В частности, учёные решили проблему падения мощности топливного элемента, отключив обогрев систем, которые уже не нужны для поддержания полёта.
Чем дальше улетают аппараты, тем более ценную информацию они передают, поэтому в NASA очень заинтересованы в продолжении работы устройств. Насколько можно понять, системы «Вояджер-2» функционируют стабильно, и пока что никаких критических сбоев нет. В начале 2023 года учёные проанализировали информацию с зонда — оказалось, что всё идёт по плану.
Хотелось бы надеяться, что «Вояджер-2» проработает ещё несколько лет, до момента окончательной потери мощности топливным элементом, и мы сможем узнать ещё много интересного. И конечно, пожелаем удачи NASA с восстановлением работоспособности «Вояджера-1».
Автор:
Petr0v1
