«Вояджер-2» — действующий космический аппарат, запущенный НАСА 20 августа 1977 года в рамках программы «Вояджер» для исследований дальних планет Солнечной системы. Первый и пока единственный аппарат, достигший Урана и Нептуна. На 18 сентября 2012 года «Вояджер-2» находился на расстоянии в 99,603 а. е. или 14,900 млрд км от Солнца^[1].

История

Миссия «Вояджера-2» первоначально включала изучение только Юпитера и Сатурна и их спутников. Траектория полёта также предусматривала возможность пролёта мимо Урана и Нептуна, которая была успешно реализована.

В марте 2005 «Вояджер-2» находился на расстоянии 11,412 млрд км от Земли. Скорость удаления из Солнечной системы — 494 млн км в год (около 15 км/с или 0,00005 от скорости света).

Аппарат идентичен «Вояджеру-1». За счёт гравитационного манёвра у Юпитера, Сатурна и Урана, «Вояджер-2» смог на 20 лет сократить срок полёта к Нептуну по сравнению с прямой траекторией с Земли.

«Вояджер-2» стартовал 20 августа 1977 года, то есть на 16 дней раньше «Вояджера-1»^[2]

• 9 июля 1979 года — максимальное сближение с Юпитером (71,4 тыс. км).

«Вояджер-2» близко подошёл к Европе и Ганимеду, галилеевым спутникам, не исследованным ранее «Вояджером-1». Переданные снимки позволили выдвинуть гипотезу о существовании жидкого океана под поверхностью Европы. Обследование самого крупного спутника в Солнечной системе — Ганимеда — показало, что он покрыт корой «грязного» льда, а его поверхность значительно старше поверхности Европы. После обследования спутников аппарат пролетел мимо Юпитера.

• 25 августа 1981 года — максимальное сближение с Сатурном (101 тыс. км).

Траектория зонда прошла около спутников Сатурна Тефии и Энцелада, аппарат передал подробные фотографии поверхности спутников.

• 24 января 1986 года — максимальное сближение с Ураном (81,5 тыс. км).

Аппарат передал на Землю тысячи снимков Урана, его спутников и колец. Благодаря этим фотографиям, учёные обнаружили два новых кольца и исследовали девять уже известных. Помимо этого, были обнаружены 11 новых спутников Урана.

Снимки одной из лун — Миранды — удивили исследователей. Предполагается, что маленькие спутники быстро охлаждаются после своего образования, и представляют собой однообразную пустыню, испещрённую кратерами. Однако выяснилось, что на поверхности Миранды пролегают долины и горные хребты, среди которых были заметны скалистые утёсы. Это говорит о том, что история луны богата тектоническими и термальными явлениями.

«Вояджер-2» показал, что на обоих полюсах Урана температура оказалась одинаковой, хотя только один освещался Солнцем. Исследователи сделали вывод о наличии механизма передачи тепла из одной части планеты к другой. В среднем температура Урана составляет 59 К, или −214 ˚C^[2].

• 24 августа 1989 года — аппарат находился в 48 тыс. км от поверхности Нептуна.

В результате были получены уникальные снимки Нептуна и его крупного спутника Тритона. На Тритоне были обнаружены действующие гейзеры, что было очень неожиданным для удалённого от Солнца и холодного спутника.

• 30 августа 2007 года — аппарат достиг границы ударной волны и вошёл в область гелиопаузы^[3].

• 28 июня 2010 года — продолжительность полёта «Вояджера-2» достигла 12 000 дней, что в общей сложности составляет около 33 лет. Вместе с «Вояджером-1» является самым удалённым космическим объектом, сделанным руками человека, а также самым долго и продуктивно работающим; дольше их в рабочем состоянии остаются аппараты «Пионер»-6, −7, −8, с которыми за ненадобностью связь не поддерживается.

• 24 января 2011 года в НАСА отмечают 25-летний юбилей встречи «Вояджера-2» с Ураном. Сейчас он находится от Солнца примерно в 14 млрд км. Его брат-близнец «Вояджер-1», направленный для исследования Юпитера и Сатурна, улетел более чем на 17 млрд км. от светила.

• 4 ноября 2011 года была послана команда переключения на запасной набор двигателей^[4]. Через 10 дней получено подтверждение о переключении. Это позволит аппарату проработать ещё не менее 10 лет.

Устройство аппарата

^[5]

Масса аппарата при старте составляла 798 кг, масса полезной нагрузки — 86 кг. Длина — 2,5 м. Электропитание (первоначально 500 ватт) обеспечивают три радиоизотопные установки, использующие окись плутония (в силу удаленности от Солнца солнечные батареи были бы бесполезны). По мере распада плутония мощность термоэлектрических генераторов падает (при пролёте мимо Урана — 400 ватт).

На «Вояджере» установлены два компьютера, которые можно перепрограммировать, что позволяло менять научную программу и обходить возникающие неисправности. Объём оперативной памяти — два блока по 4096 восемнадцатиразрядных слов. Емкость запоминающего устройства — 67 Мбайт (до 100 изображений от телевизионных камер). В системе трехосной ориентации используются два датчика Солнца, датчик звезды Канопус, инерциальный измерительный блок, а также 16 реактивных микродвигателей. В системе коррекции траектории используются 4 таких микродвигателя. Они рассчитаны на 8 коррекций при общем приращении скорости 200 м/сек.

Мощность излучающих радиоантенн — 23 и 28 ватт. Радиосистема «Вояджера» передавала поток информации со скоростью 115,2 кбит/с с Юпитера и 45 кбит/с — с Сатурна. Первоначально расчетная скорость передачи с Урана составляла лишь 4,6 кбит/с, однако её удалось повысить до 30 кбит/с, так как к тому времени ввели более мощные радиотелескопы на Земле, а также научились лучше сжимать данные.

На борту аппарата закреплена особая золотая пластина. На ней для потенциальных инопланетян указаны координаты Солнечной системы, записан ряд земных звуков и изображений.

В комплект научной аппаратуры входят следующие приборы:

• Телевизионная камера с широкоугольным объективом и телевизионная камера с телеобъективом. Каждый кадр, полученный камерой с телеобъективом, содержит 5 Мбит информации.
• Инфракрасный спектрометр, предназначенный для исследования энергетического баланса планет, состава атмосфер планет и их спутников, распределения температурных полей.
• Ультрафиолетовый спектрометр, предназначенный для исследования температуры и состава верхних слоев атмосферы, а также некоторых параметров межпланетной и межзвездной среды.
• Фотополяриметр, предназначенный для исследования распределения метана, молекулярного водорода и аммиака над облачным покровом, а также для получения информации об аэрозолях в атмосферах планет и о поверхности их спутников.
• Два детектора межпланетной плазмы, предназначенные для регистрации как горячей дозвуковой плазмы в магнитосфере планет, так и холодной сверхзвуковой плазмы в солнечном ветре. Установлены также детекторы волн в плазме.
• Детекторы заряженных частиц низкой энергии, предназначенные для исследования энергетического спектра и изотопного состава частиц в магнитосферах планет, а также в межпланетном пространстве.
• Детекторы космических лучей (частиц высоких энергий).
• Магнитомеры для измерения магнитных полей.
• Приемник для регистрации радиоизлучения планет, Солнца и звезд. Приемник использует две взаимно перпендикулярные антенны длиной по 10 м.

Предполагаемая дальнейшая судьба аппарата

• Через 10-20 лет зонд выйдет за пределы Солнечной системы, и окажется в межзвездном пространстве. Пройдя через границы гелиопаузы, зонд навсегда потеряет связь с Землёй.
• 40 000 г. — «Вояджер-2» пройдет на расстоянии 1,7 световых лет от звезды Росс 248^[6].
• 296 036 г. — «Вояджер-2» подойдёт к Сириусу на расстояние 4,3 световых года^[7][8][9].
• Если верить фильму «Жизнь после людей», через 1 000 000 лет корпус корабля будет искорёжен мелким космическим мусором, а аппарат к тому времени окажется недалеко от ближайшей звёздной системы.

Примечания