Планировалось, что миссия «Вояджеров» продлятся около пяти лет. Но аппараты разменяли уже пятый десяток, а информация от них еще приходит. Все благодаря тому, что во время полета специалисты NASA перенастраивали оборудование, обеспечивая его более долгую службу. В прошлом материале мы рассказали о подготовке миссии, сегодня — о том, какой путь проделали «Вояджеры» и что их ждет в будущем.
Вперед к гигантам!
«Вояджеры» стартовали в 1977 году с разницей в 16 дней. Первым в полет отправился «Вояджер-2» 20 августа, вслед за ним 5 сентября был запущен «Вояджер-1». Старт состоялся с космодрома на мысе Канаверал, на орбиту аппараты вывела ракета «Титан IIIE» с дополнительной четвертой ступенью — разгонным блоком «Центавр». «Вояджеру-1» прописали короткую дорогу до Юпитера и Сатурна — эти планеты были основными научными целями миссии. К ним же пролегал путь и «Вояджера-2», но с одной оговоркой: в случае успеха первого аппарата, второй можно было отправить к двум оставшимся газовым гигантам — Урану и Нептуну. Причем за счет гравитационного маневра он достиг бы последней планеты на 18 лет быстрее, чем если бы летел по обычной траектории с Земли.
Траектории «Вояджеров» показаны на этих видео.
«Вояджер-1»
Стартовавший вторым, «Вояджер-1» со временем ушел далеко вперед своего брата, так что тот уже никогда его не догонит. После «Пионера-10» и «Пионера-11» он стал третьим построенным людьми аппаратом, который посетил самую большую планету Солнечной системы. 5 марта 1979 года зонд приблизился к Юпитеру на минимальное расстояние. Именно благодаря «Вояджеру-1» мы узнали, что активные вулканы есть не только на Земле, но и на спутнике гиганта Ио, что у Юпитера есть система колец, просто они не такие заметные, как у Сатурна, а также открыли два новых спутника — Фиву и Метиду. Также астрономы выяснили, что Большое Красное Пятно — это огромный шторм, подобный земным циклонам, в атмосфере планеты бьют молнии, а поверхность спутника Ганимеда довольно неровная, что может свидетельствовать о тектонической активности в прошлом. Оказалось, что Ио в мощном магнитном поле Юпитера действует как электрогенератор, создавая вокруг планеты ток силой пять миллионов ампер.
Спустя год, 9 ноября 1980 года, «Вояджер-1» приблизился к Сатурну и его самой большой луне Титану. В окрестностях планеты аппарат обнаружил три новых спутника — Атлас, Пандорру и Прометея. Два последних убедили астрономов, что вокруг узких колец Сатурна обращаются так называемые луны-пастухи, которые удерживают мелкие тела в одной линии. Впервые ученые смогли рассмотреть вблизи одно из колец планеты — F. Самой большой загадкой стали призрачные радиальные линии на кольцах, впервые увиденные на фотографиях «Вояджера». Они породили десятки гипотез и даже несколько теорий заговора, включая предположение о том, что кольца Сатурна создали инопланетяне.
Также «Вояджер-1» передал на Землю снимки яркой поверхности Энцелада и обнаружил тонкий слой содержащей азот атмосферы на Титане. По результатам исследований астрономы предположили, что на поверхности спутника могут существовать озера жидкого метана и этана.
После пролета мимо Сатурна гравитационное поле гигантской планеты изменило траекторию «Вояджера-1». Зонд отправился вверх по отношению к плоскости эклиптики (плоскости, в которой вращаются планеты) и помчался прочь из Солнечно системы. Поскольку аппарат сохранил работоспособность, началась его дополнительная миссия по исследованию пояса Койпера (область за границей Нептуна) и границы гелиосферы (области пространства, в которой солнечный ветер движется со сверхзвуковой скоростью).
В 2005 году «Вояджер-1» вошел в гелиопаузу — границу, вдоль которой давление солнечного ветра и межзвездной среды уравновешивается. Спустя семь лет аппарат стал первым творением человеческих рук, которое попало в межзвездное пространство. «Вояджер-1» измерил интенсивность космического излучения и магнитного поля, окружающего гелиосферу.
Сейчас «Вояджер-1» — самый удаленный от Земли космический аппарат (он обогнал запущенные ранее «Пионеры») и самый быстрый из тех, которые бороздят просторы далекого космоса. В 2022 году телеметрия зонда временно сошла с ума, но инженеры Лаборатории реактивного движения смогли устранить сбой, так что «Вояджер-1» пока что работает.
«Вояджер-2»
Вначале предполагалось, что «Вояджер-2» также изучит только Юпитер и Сатурн. Но впечатляющие достижения первого аппарата побудили ученых изменить траекторию станции и направить его к Урану и Нептуну. Впрочем, и две самые большие планеты не остались без внимания. В июле 1979 года «Вояджер-2» сблизился с Европой и Ганимедом и передал на Землю их фотографии, а также открыл новый спутник — Адрастею. Изучив их, астрономы выдвинули гипотезу, что под поверхностью Европы может находиться океан жидкой воды. Также аппарат позволил более подробно изучить феномены, открытые «Вояджером-1»: он сфотографировал кольца Юпитера и извержение вулканов на Ио.
Через два года зонд пролетел мимо Сатурна и его спутников. Возле этой планеты аппарат также совершил гравитационный маневр, но отправился в сторону двух других планет-гигантов: «Вояджер-2» стал первым и пока единственным аппаратом, который их посетил.
В начале 1986 года «Вояджер-2» сблизился с Ураном, сделав там тысячи снимков. Астрономы открыли два новых кольца вокруг планеты и 11 спутников. Ранее предполагалось, что спутники далеких планет остыли очень быстро после образования, так что их поверхность должна быть уныло однообразной. Но снимки Миранды изменили это мнение — ученые увидели долины и горы, которые свидетельствуют о том, что на спутнике была тектоническая активность. Также «Вояджер-2» замерил температуру на полюсах Урана — оказалось, что она одинаковая, невзирая на то, что один был освещен, а другой находился в тени. Так что, видимо, на планете существует какой-то механизм передачи тепла. Еще одну неожиданность принесло измерение магнитного поля: оказалось, что магнитные полюса планеты расположены в районе экватора.
Чтобы получить данные с «Вояджера-2», NASA пришлось усовершенствовать систему связи с дальним космосом. Впервые ее антенны были ориентированы вместе так, чтобы принимать даже слабые сигналы от очень далеких зондов.
Еще 3,5 года понадобилось «Вояджеру-2», чтобы достичь Нептуна. Зонд открыл шесть новых спутников, гейзеры на Тритоне и Большое Темное Пятно — гигантский вихрь в атмосфере.
После Нептуна «Вояджер-2» полетел к границам Солнечной системы ниже плоскости эклиптики. Для экономии энергии его камеры были отключены — снимать ему впредь будет нечего.
Какое будущее их ждет?
Примерно через 300 лет «Вояджеры» достигнут внутренней границы Облака Оорта — гипотетической области на краю Солнечной системы, из которой внутрь прилетают долгопериодические кометы. Еще 30 тысяч лет уйдет на то, чтобы его пересечь. Только после этого можно будет сказать (если будет кому), что «Вояджеры» покинули Солнечную систему.
Если с «Вояджероом-1» по пути ничего не произойдет, то через сорок тысяч лет он пролетит в полутора световых годах от Глизе 445 в созвездии Жирафа. К тому времени она станет ближайшей к Солнцу звездой.
«Вояджер-2» летит в сторону звезды Росс 248 — тусклого красного карлика в созвездии Андромеды на расстоянии чуть больше 10 световых лет от Солнца. Этот путь займет целых 40 тысяч лет. Еще 296 тысяч лет — и «Вояджер-2» пролетит на расстоянии 4,3 световых года от Сириуса — альфы Большого Пса.
Мощность радиоизотопных генераторов постоянно падает, а термопары, которые преобразуют тепло в электричество, деградируют. Хотя ученые постоянно отключают ненужные приборы и всячески экономят мощность, предполагается, что минимально необходимое для исследований и передачи данных количество энергии будет генерироваться примерно до 2025 года. После этого «Вояджеры» замолчат навсегда. А поскольку они слишком маленькие, то и увидеть их в далеком космосе мы не сможем. В Солнечную систему они также не вернутся, так что, если шальной астероид не разнесет «Вояджеры» на куски, то они вечно будут лететь сквозь Млечный Путь. Кто знает, что встретится им на пути?