Вояджер (англ. Voyager, мандрівник) - назва серії американських космічних апаратів, а також назва проекту з дослідження далеких планет Сонячної системи за участю апаратів даної серії. "Вояджери" стали третім і четвертим космічним апаратом, який залишив межі Сонячної системи, першими двома були "Піонер-10" і "Піонер-11".
Проект "Вояджер" - один з найвидатніших експериментів, виконаних в космосі в останній чверті XX століття. Відстані до планет-гігантів дуже великі для засобів земного спостереження. Тому відправлені на Землю "Вояджер" фотознімки і дані вимірювань мають велику наукову цінність.
Ідея проекту вперше з'явилася в кінці 60-х років, незадовго до запуску перших пілотованих апаратів до Місяця і апаратів "Піонер" до Юпітера.
Спочатку планувалося досліджувати тільки Юпітер і Сатурн. Однак завдяки тому, що всі планети-гіганти вдало розташувалися в порівняно вузькому секторі Сонячної системи ( "парад планет") було можливе використання гравітаційних маневрів для обльоту всіх зовнішніх планет, за винятком Плутона. Після того, як Вояджер-1 успішно виконав програму дослідження Сатурна і його супутника Титана було прийнято остаточне рішення направити Вояджер-2 до Урану і Нептуну. Для цього довелося злегка змінити його траєкторію, відмовившись від близького прольоту близько Титана.
"Вояджер" - досить велике спорудження. Це високоавтономний робот, оснащений власними енергетичними установками, ракетними двигунами, комп'ютерами, системою радіозв'язку, управління і науковими приладами для дослідження зовнішніх планет, масою близько 815 кг.
Всього було створено і відправлено в космос два таких апарати:
Кожен Вояджер був оснащений ширококутної камерою, з областю видимості 3 гр. і камеру з областю видимості 0.5 гр. Будова камер показано на малюнку p2.
Таблиці A-1 і A-2 показують основні їх характеристики. Об'єкти на поверхні, розміром 1 км могли бути виявлені за відстані 55000 км. На малюнку p3 фотографія Місяця, зроблена телескопом, яка показує можливості камери з малим кутом на Вояджер.
Малюнок p3. Фотографія Місяця, що показує можливості камери з малим кутом на Вояджер. Картинка отримана з Землі, область видимості - 0.42 ° x 0.42 °.
Зображення було перетворено в 8-бітний формат (256 відтінків сірого), розмір пікселя - 3.5 x 3.5 км.
Малюнок p4. Фотографія Місяця, що показує можливості ширококутної камери. Розмір пікселя 27 x 27 км.
Також Вояджер був оснащений плазмовим комплексом:
- детектор плазми;
- детектор заряджених частинок низьких енергій;
- детектор космічних променів;
- магнітометри високою і низькою чутливості;
- приймач плазмових хвиль.
А також спектрометрами: інфрачервоним, діапазон від 4 до 50 мкм, і ультрафіолетовим, діапазон 50-170 нм. На борту до того ж був фотополяриметра.
На відміну від космічних апаратів досліджують внутрішні планети, "Вояджери" не могли застосовувати сонячні батареї, так як потік сонячної радіації в міру віддалення апаратів від Землі ставав занадто малий. На "Вояджер" встановлені три радіоізотопних термоелектробатареі з ефективністю близько 5%, що нагріваються тепловидільними елементами з окису плутонію. Загальна потужність такої батареї спочатку становила майже півкіловата електроенергії, проте у міру розпаду плутонію потужність падає.
Послання позаземним цивілізаціям
У двійковому коді зроблені необхідні роз'яснення та вказано місце розташування Сонячної системи відносно 14 потужних пульсарів. Як "мірної лінійки" вказана надтонка структура молекули водню (1420 МГц).
Крім зображень на диску записані і звуки: шепіт матері і плач дитини, голоси птахів і звірів, шум вітру і дощу, гуркіт вулканів і землетрусів, шурхіт піску і океанський прибій.
Людська мова представлена на диску короткими вітаннями на 58 мовах народів світу. По-русски сказано: "Здрастуйте, вітаю вас!". Особливу главу послання складають досягнення світової музичної культури. На диску записані твори Баха, Моцарта, Бетховена, джазові композиції Луї Армстронга, Чака Беррі та народна музика багатьох країн.
На диску записано також звернення Картера, який в 1977 р був президентом США. Вільний переклад звернення звучить так:
"Цей апарат створений в США, країні з населенням 240 млн. Чоловік серед 4-мільярдного населення Землі. Людство, все ще розділене на окремі нації і держави, але країни швидко йдуть до єдиної земної цивілізації.
Ми направляємо в космос це послання. Воно, ймовірно, виживе протягом мільярда років нашого майбутнього, коли наша цивілізація зміниться і повністю змінить лик Землі: Якщо будь-яка цивілізація перехопить "Вояджер" і зможе зрозуміти сенс цього диска, - ось наше послання:
Це - подарунок від маленького далекого світу: наші звуки, наша наука, наші зображення, наша музика, наші думки і почуття. Ми намагаємося вижити в наш час, щоб жити і в вашому. Ми сподіваємося, настане день, коли будуть вирішені проблеми, перед якими ми стоїмо сьогодні, і ми приєднаємося до галактичної цивілізації. Ці записи представляють наші надії, нашу рішучість і нашу добру волю в цьому Всесвіті, величезною і вселяє благоговіння ".
Апарати залишають сонячну систему
Після зустрічі з Нептуном траєкторія "Вояджера-2" відхилилася на південь. Тепер його політ проходить під кутом 48 ° до екліптики, в південній півсфері. "Вояджер-1" піднімається над екліптикою (початковий кут 38 °). Апарати назавжди покидають межі сонячної системи.
Технічні можливості апарату такі: енергії в радіоізотопних термоелектричних батареях вистачить для роботи апарату по мінімальній програмі приблизно до 2025 р Проблемою може стати можлива втрата Сонця сонячним датчиком, так як з великої відстані Сонце стає все більш тьмяним. Тоді спрямований радиолуч піде із Землі і апарат замовкне. Це може статися близько 2030 р
Космічний апарат пройшов в юпитерианской системі поблизу Іо і Каллісто, а в системі Сатурна - близько Титана, Реї і Мимаса. Після зустрічі з Сатурном "Вояджер-1" покинув площину екліптітікі.
Положення апаратів програми Вояджер
Апарат ідентичний "Вояджер-1". За рахунок гравітаційного маневру у Сатурна і Урана, "Вояджер-2" зміг на 20 років скоротити термін польоту до Нептуну в порівнянні з прямою траєкторією з Землі.
Апарат передав на Землю тисячі знімків Урана, його супутників і кілець. Завдяки цим фотографіям, вчені виявили два нових кільця, і досліджували дев'ять вже відомих, крім цього були виявлені 10 нових супутників Урана.
Траєкторія зонда пройшла близько супутників Сатурна Тефии і Енцелада.
Ось передбачувана подальша доля апарату:
- 8571 г. - "Вояджер-2" буде в 4 світлових роках від Зірки Барнарда.
- 20319 м - він пройде на мінімальній відстані, 3,5 світлових роки від зірки Проксима Центавра.
- 296036 м - "Вояджер-2" підійде до Сіріуса на відстань 4,3 світлових роки.
Джерело: Вікіпедія, NSSDC Master Catalog Display: Voyager 1/2, SP-474 Voyager 1 and 2 Atlas of Six Saturnian Satellites