Судьба «Вояджеров». Когда зонды перестанут выходить на связь и встретятся со звездами?

134k full reads
194k story viewUnique page visitors
134k read the story to the endThat's 69% of the total page views
6 minutes — average reading time

«Вояджеры» — пара космических зондов, отправленных американцами в космос в 1977 году. Спустя 12 лет завершилась их главная и единственная миссия по исследованию газовых гигантов, но NASA решило не сворачивать программу, а продлить. Ведь приборы аппаратов оставались в норме.

Фото: NASA / "Вояджер-1" в представлении художника
Фото: NASA / "Вояджер-1" в представлении художника
Фото: NASA / "Вояджер-1" в представлении художника

Второй этап программы получил название Voyager Interstellar Mission, VIM. Ученые послали зондам новые задачи — собрать научные данные о составе межпланетной среды, а если повезет, то и о межзвездной, изучить газ, пыль, электромагнитные поля, а после передать данные на Землю.

«Вояджеры» выполнили и даже перевыполнили план. Газовые гиганты остались в прошлом и сейчас зонды несутся навстречу неизведанному. Эти летящие в кромешной тьме роботы стали самыми далекими рукотворными объектами, когда-либо посланными человеком.

Фото: NASA / На этом архивном фото запечатлен испытательный образец "Вояджера-2", он не летал в космос
Фото: NASA / На этом архивном фото запечатлен испытательный образец "Вояджера-2", он не летал в космос
Фото: NASA / На этом архивном фото запечатлен испытательный образец "Вояджера-2", он не летал в космос

Итак, заходим на сайт NASA и смотрим, где сейчас находятся зонды. От Земли «Вояджер-1» удален на расстояние почти в 23 млрд. км, он летит со скоростью 16,9 км/с, или 61 000 км/ч относительно Солнца. Что же касается «Вояджера-2», его и нашу планету разделяет почти 19 млрд. км, относительно Солнца его скорость 15 ,3 км/с, или 55 000 км/ч.

[Статья по теме: Открытия «Вояджер-1». Что увидел легендарный зонд на спутнике Ио]

Прежде чем приступить к основной части статьи, сделаем небольшое пояснение.

Во многих СМИ, в том числе и англоязычных, пишут что эти роботы вышли за пределы Солнечной системы. На сайте NASA это опровергается, там говорится, что зонды покинули гелиосферу и сейчас движутся в межзвездной среде, то есть по-прежнему на них оказывает влияние Солнце. По словам Ольги Катушкиной, сотрудника Института космических исследований РАН, Солнечная система располагается в межзвездной среде, поэтому нельзя считать, что «Вояджеры» с нашей системой распрощались.

Где конец Солнечной системы — вопрос, на который ученые пока не ответили. Есть версия, что за границами Облака Оорта — гипотетической области, которая служит “домом” долгопериодическим кометам. Протяженность этого “облака” может составлять триллионы километров.

Как поддерживается “жизнь” аппаратов?

Источник питания зондов — комплект из трех радиоизотопных термоэлектрических генераторов MHW-RTG (РИТЭГ). Каждая такая батарея представляет собой 38-килограммовый цилиндр, внутри которого хранится 4,5 кг плутония-238, выделяющего 2400 Вт тепла, которое затем преобразуется в электрическую энергию.

Фото: historicspacecraft.com / Так выглядит радиоизотопный термоэлектрический генератор, установленный на борт "Вояджеров"
Фото: historicspacecraft.com / Так выглядит радиоизотопный термоэлектрический генератор, установленный на борт "Вояджеров"
Фото: historicspacecraft.com / Так выглядит радиоизотопный термоэлектрический генератор, установленный на борт "Вояджеров"

Комплекты MHW-RTG на борт «Вояджеров» установили еще в 1975 году, то есть работать они начали за два года до старта. К моменту запуска мощность каждого генератора составляла примерно 470 ватт.

Каждый РИТЭГ «Вояджеров» вырабатывает электрическую мощность при помощи трех сотен кремний-германиевых термопар (выработка происходит за счет разницы внутренней и внешней температур РИТЭГов). Однако эти термопары со временем “стареют” и подвергаются воздействию нейтронного излучения, которое появляется при распаде плутония. От этого их производительность падает.

Миссия Voyager Interstellar Mission продолжается уже 44 года, период полураспада плутония-238 — 88 лет, это значит, что генераторы, использующие это "топливо", теряют 0,78% своей мощности в год. На сентябрь 2017 года у «Вояджеров» осталось 72,9% запасов топлива. К 2050 году мощность сократится до 56,5%. Но до критического уровня мощность упадет гораздо раньше — в 2025 году, ее больше не хватит для общения с Землей. Тогда ученые отключат приборы на «Вояджерах», но перед этим специалисты установят с ними сеанс связи, чтобы принять последний поток данных.

Фото: NASA / Знаменитый снимок  планеты Земля "Pale Blue Dot", сделанный "Вояджером-1" в 1990 году. На фото запечатлена наша планета с расстояния 6 млрд. км (посередине на коричневой полосе справа)
Фото: NASA / Знаменитый снимок планеты Земля "Pale Blue Dot", сделанный "Вояджером-1" в 1990 году. На фото запечатлена наша планета с расстояния 6 млрд. км (посередине на коричневой полосе справа)
Фото: NASA / Знаменитый снимок планеты Земля "Pale Blue Dot", сделанный "Вояджером-1" в 1990 году. На фото запечатлена наша планета с расстояния 6 млрд. км (посередине на коричневой полосе справа)

На 2021 год почти все научные инструменты на «Вояджерах» отключены, работают лишь некоторые приборы, которые проводят исследования магнитного поля и плазмы.

[Статья по теме: Вселенная глазами «Вояджеров». Снимки и открытия легендарных зондов]

Что с аппаратами будет дальше?

Зонды двигаются по инерции, их двигатели отключили после завершения основного этапа миссии.

Учитывая, что скорость «Вояджера-1» больше, чем его собрата, он первым удалится от Солнца на 1 световой год. Произойдет это через 20 120 лет. Приблизительно в 40 000 году зонд встретится со своей первой звездой — Gliese 445. Сейчас Gliese 445 находится от Земли на расстоянии чуть больше 17 световых лет и она быстро несется в направлении нашего светила, гораздо быстрее, чем «Вояджер-1» удаляется от него. Когда произойдет “встреча”, зонд будет находиться от Солнца в 2 световых годах, а Gliese 445 — на расстоянии 4 световых лет. «Вояджер-1» пролетит мимо звезды на расстоянии 1,7 световых лет от нее.

Фото: NASA / В кружочке звезда Gliese 445, расположенная на расстоянии 17,6 световых лет от Земли. Примерно через 40 000 лет «Вояджер-1» будет  к этой звезде находиться гораздо ближе, чем к нашему Солнцу
Фото: NASA / В кружочке звезда Gliese 445, расположенная на расстоянии 17,6 световых лет от Земли. Примерно через 40 000 лет «Вояджер-1» будет к этой звезде находиться гораздо ближе, чем к нашему Солнцу
Фото: NASA / В кружочке звезда Gliese 445, расположенная на расстоянии 17,6 световых лет от Земли. Примерно через 40 000 лет «Вояджер-1» будет к этой звезде находиться гораздо ближе, чем к нашему Солнцу

Что касается «Вояджера-2», на сайте NASA говорится, что примерно через 40 000 лет зонд пройдет на расстоянии 1,7 световых года от звезды Ross 248, а через 296 000 лет пролетит в 4,3 световых годах от Сириуса, самой яркой звезды ночного неба.

По мнению ученых, аппараты покинут пределы Солнечной Системы где-то через 28 000-80 000 лет, после чего их захватит притяжение Млечного Пути. Зонды начнут долгое скитание по галактоцентрической орбите, будут вращаться вокруг центра Галактики вместе с Солнцем и другими звездами. Один оборот вокруг центра они будут делать каждые 200 млн. лет.

Чтобы разорвать притяжение Галактики, зондам нужно развить скорость около 330 км/с, что маловероятно, поэтому аппараты надолго останутся на орбите вокруг Галактического центра. Пройдут миллиарды лет, прежде чем фотоны высоких энергий наконец разрушат «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Правда, нельзя исключать и встречи с астероидами, в этом случае зонды погибнут намного раньше.

Но если столкновений не произойдет, только представьте, аппараты будут продолжать свое путешествие даже тогда, когда исчезнет Земля, другие планеты нашей системы, и даже когда Солнце превратится в белый карлик.

Автор: Игорь Байдов

---------

Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.

Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости