"Хьюстон, мы покинули пределы Солнечной системы!". Полет вояджера за пределы солнечной системы Аппарат впервые вышедший за пределы солнечной системы

Управление по исследованию космического пространства в 2013 году дало официальное подтверждение невероятного факта. На протяжении какого-то времени это предположение выдвигали многие планетологи. Теперь информация имеет официальный статус. В августе 2012 года зонд Voyager-1 совершил исторический прорыв. Он стал первым рукотворным объектом, покинувшим границу Солнечной системы. Отныне человечеству подвластно межзвездное пространство.

Это лишь первый шаг, но исследователи космоса уже сейчас уверены в вероятности новых прорывов. На момент распространения информации космический аппарат Voyager-1 бороздил просторы вселенной 36 лет. За это время зонд НАСА преодолел 14 миллиардов километров, двигаясь со скоростью более 61 тысячи километров в час.

Почему подтверждения пришлось ждать целый год

Более года некоторые члены научного сообщества утверждали, что космический аппарат достиг пределов гелиосферы. Это было ясно, исходя из математических расчетов и движения зонда по прогнозируемой траектории. Однако официальные лица НАСА не спешили с выводами. Создатели зонда полагали, что аппарату понадобится еще некоторое время для того, чтобы выйти за пределы Солнечной системы. И это время вполне может затянуться на год.

Наше светило образует вокруг себя гелиосферу, так называемый пузырь, наполненный солнечной плазмой и отражающей магнитное поле. Поэтому движение зонда по выходу в межзвездное пространство могло быть сопряжено с определенными сложностями. Ученые полагают, что за пределами гелиосферы частицы пространства более плотные, а это значит, что может измениться скорость движения космического аппарата.

Обнаружение изменений

В августе 2012 года сотрудникам НАСА удалось отследить изменение концентрации частиц пространства, окружающих космические аппараты «Вояджер». В 1977 году с Земли были запущены сразу два зонда-близнеца в рамках проекта по изучению отдаленных планет и окраин гелиосферы. Поначалу все указывало на то, что один из двух аппаратов вышел в межзвездное пространство. И уже следующая сводка внесла путаницу в данные исследователей. Новые данные не показали существенных изменений. Спустя год ученые поняли, что магнитные поля внутри Солнечной системы и за ее пределами на самом деле могут функционировать одинаково. Поэтому был проделан контрольный тест, который и определил истинное местоположение зонда. Относительная плотность и большое количество других высоко заряженных частиц явно указывали на нахождение его в солнечной плазме.

Счастливая случайность

Удивительно, но усилия НАСА могли бы и не увенчаться успехом. Вернее, человечество не узнало столь скоро об истинном положении дел. Еще в 80-х годах встроенные приборы, предназначенные для измерения плотности частиц в плазме, вышли из строя. Космическая миссия могла встать под угрозу срыва, ведь теперь надежда ученых возлагалась только лишь на снятые с внешних антенн зонда показания. Исследователям космоса помог счастливый случай. В марте 2012 года был отмечен выброс коронарной массы на Солнце. Солнечная плазма достигла точки, где находился зонд НАСА в апреле 2013 года. Это и помогло добыть новые показатели плотности частиц вокруг космического корабля.

Ученые были поражены: плотность плазмы, находящейся в непосредственной близости от «Вояджера», в 40 раз превышала показатели коронарных выбросов в самой гелиосфере. Подняв архивы, ученые обнаружили еще два колебания в уровнях плотности плазмы, окружающей зонд. Наконец было получено официальное подтверждение того, что зонд покинул пределы Солнечной системы и вышел на новый уровень освоения межзвездного пространства. Эксперты определили точную дату - 25 августа 2012 года.

Осторожность в заявлениях

И все же, несмотря на официальное заявление НАСА, некоторые ученые по-прежнему осторожны в своих высказываниях. Термин «Солнечная система» может включать в себя и непостижимо далекие кометы, вращающиеся в гипотетической сферической области, именуемой облаком Оорта. С научной точки зрения существование этого объекта еще не подтверждено. Но если гипотеза получит обоснование, зонду понадобится более 30 тысяч лет для того, чтобы достичь этого далекого объекта.

Несмотря на то что физические компоненты «Вояджера» (приблизительно 65 тысяч отдельных частей) могут продолжить странствие на протяжении миллионов лет, научное оборудование, находящееся внутри космического объекта, имеет гораздо меньший срок службы. Ожидается, что в течение ближайших 20 лет инструменты придут в негодность.

Фотографии, полученные с зонда

В 1980 году с целью экономии электроэнергии камеры Voyager-1 были отключены и запущены снова только лишь спустя десять лет. Все это время не было необходимости делать снимки в космическом пространстве, которое уже и так хорошо изучено. У аппарата была иная миссия. И вот, когда зонд подошел к самым отдаленным уголкам Солнечной системы, были сделаны уникальные снимки. Заключительная партия из 60 фотографий была получена НАСА 14 февраля 1990 года.
Среди снимков был уникальный - вид на Солнце в окружении нескольких планет. И вот уже почти четыре десятилетия зонд посылает на землю данные через передатчик, который по мощности не превосходит лампочку, встроенную в холодильник. Именно поэтому данные, полученные с космического аппарата, содержат менее 1МБ памяти. Для того чтобы послать сигнал на Землю, уходит около 16 часов.

Заключение

Стоит отметить, что второй зонд довольно быстро отошел от собрата и путешествует по другому маршруту. В его цели входит наблюдение за отдаленными крупными планетами Солнечной системы - Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном, а уже затем выход в межзвездное пространство. Ожидается, что это произойдет в ближайшие несколько лет.

Американский космический аппарат, покинувший Солнечную систему

В России до XIX в. - солдат и офицер саперных войск, предназначавшихся для сопровождения армии в походе, для наведения или разрушения мостов и гатей

Заморский первопроходчик

Кинотеатр в Москве, Кутузовский проспект

Название периодического издания

Остров в архипелаге Северная Земля

Первый исследователь, первопроходец

Человек, который одним из первых пришел и поселился в новой неисследованной стране, местности

Человек, который положил начало чему-нибудь новому в области науки, культуры

Член детской организации в СССР

Японская фирма аудио- и видеоаппаратуры

Сорт крыжовника

Первопроходец в США, устремлявшийся на Запад осваивать необжитые земли

Его честное слово когда-то очень ценилось

Именно это слово в толковом словаре Даля определено как «французское слово, воин для земляных работ, в чьи обязанности входило пролагать дорогу войскам»

Тот, кто всегда готов

Юный ленинец

Первый колонист

Он октябрятам был примером

Всем ребятам пример (сов.)

Первооткрыватель

Сорт сыра

Советский скаут

Американский космический корабль

Московский кинотеатр

Красногалстучник

Красногалстучник в СССР

Павлик Морозов

Всем ребятам был пример

Остров Северной Земли

Первопроходец

Всегда готов!

Марат Казей

Советский журнал для подростков

Ученик с красным галстуком

Всегда готов или всем ребятам пример

Пацан с красным галстуком

Зачинатель или советский скаут

Остров в Карском море

Старший товарищ октябренка

После октябренка

Всем ребятам пример (совет.)

Скаут времен СССР

Межпланетные станции США

Им ученик становился после октябренка

Носил красный галстук

Всегда «готовый» мальчик

Член детской организации

Первопроходец, зачинатель нового

Кто «Всегда готов!»?

Пацан, который« всегда готов!»

Сорт сирени

Подросток в красном галстуке

Кто всем ребятам пример?

С горном, но не кузнец

Советский скаут или первопроходец

В красном галстуке честь отдает

Всем советским ребятам пример

Первопроходец

Американский космический аппарат, покинувший Солнечную систему

Первый исследователь, первопроходец

Сапёр в армиях 18-19 вв.

Остров в архипелаге Северная Земля

Человек, который одним из первых пришел и поселился в новой неисследованной стране, местности

Всегда "готовый" мальчик

Всегда готов

Кто "Всегда готов!"

Кто всем ребятам пример

М. франц. воин для земляных работ; пионеры, как и саперы, принадлежат к инженерам: их обязанность пролагать дороги. Есть и конные пионеры. Пионерный заступ

Пацан, который" всегда готов!"

Скаут по-советски

Шкет в красном галстуке

Кто с горном и барабаном в руках?

Следующая стадия после октябрёнка

Следующая стадия после октябренка

Система спутников Сатурна (монтаж)

Космический аппарат «Вояджер-1» (Voyager 1) еще 14 февраля в 1990 году сделал знаковый снимок "Pale Blue Dot", который стал самым знаменитым изображением Земли из космоса. Вы можете себе представить бесчисленное количество кадров, которые захватил этот корабль на своем пути к межзвездному пространству. Это лишь немногие из тех снимков, что были получены от «Вояджер-1» за весь период исследований. Совсем недавно космический аппарат покинул пределы нашей Солнечной системы.

Изображение Сатурна с полным диском колец

Большое красное пятно Юпитера

Юпитер и его четыре спутника, которые называют Галилеевыми спутниками

Художественное представление о шкале расстояний в Солнечной системе

Портрет Солнечной системы – Земля на расстоянии примерно 4000 миллиардов миль

По сегодняшним меркам технологии на «Вояджер-1» далеки от передовых, поэтому все фотографии были сделаны с помощью аналоговых пленочных камер, а затем отсканированы. Цвета создавались комбинированным методом смешивания и через цифровые манипуляции.

Ледяной спутник Сатурна Реи, чья поверхность изобилует кратерами

В сентябре 2013 года Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) НАСА подтвердила, что аппарат «Вояджер-1» вошел в межзвездное пространство 25 августа 2012 года. Этот зонд стал первым рукотворным объектом, проникнувшим в настолько отдалённую область. NASA считает, что мощности корабля достаточно, чтобы продолжить исследовательскую деятельность до 2025 года. После этого «Вояджер-1» продолжит бесконечное плавание по всей нашей Вселенной.

Тур аппарата «Вояджер-1» (монтаж)

Система колец Сатурна

Вулканическая активность на Ио, спутнике Юпитера

В Во что упёрся Вояджер-1 на границе Солнечной системы?

Похоже на то, что Вояджер-1 тормознули галактические гаишники. Космический аппарат, словно бы уткнулся в нечто плотное, имеющее электромагнитную природу и как долго он это будет преодолевать, пока не ясно. В любом случае учёные получили новые научные данные, которые обогатят астрофизику и космологи. И это всё сделала НАСА. Увы, но нашему Роскосмосу такого уже точно не видать.

Космический аппарат Voyager 1 никак не может покинуть Солнечную систему.

Оказывается, на границе Солнечной системы и дальнего космоса существует своеобразная таможня. Там силовые линии магнитного поля, порождаемого Солнцем и присутствующего в солнечном ветре, претерпевают пересоединение с силовыми линиями магнитных полей межзвездной среды. Это стало известно благодаря информации, полученной от зонда Voyager 1, который пока никак не может покинуть Солнечную систему .

В настоящее время ветеран космических исследований, запущенный в 1977 году американский аппарат Voyager 1, близок к самому краю гелиосферы , области околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Как поясняют астрофизики, извне гелиосфера ограничена бесстолкновительной ударной волной, возникающей в солнечном ветре из-за его взаимодействия с межзвёздной плазмой и межзвёздным магнитным полем. Но, судя по последним данным, корабль, приблизившийся к внешней границе Солнечной системы несколько лет назад, сейчас "споткнулся" о прежде неизвестную в этой области структуру, сообщает "Эхо Москвы" . Ученые назвали ее магнитной автострадой, отделяющей гелиосферу от межзвездного пространства.

По словам одного из участников проекта Voyager Эда Стоуна из Калифорнийского технологического института, "открыта новая область гелиосферы, о которой мы не подозревали". "Мы (т.е. космический аппарат) все еще здесь, скорее всего. Но магнитное поле гелиосферы связано с внешней (относительно Солнечной системы) средой тем, что напоминает на автостраду , по которой туда и обратно мчатся частицы солнечного ветра", - поясняет ученый.

Voyager 1 вошел в новую область в августе этого года, когда внезапно начал регистрировать в своем окружении падение числа низкоскоростных частиц солнечного ветра и вместе с тем резкий рост числа высокоэнергичных частиц космических лучей.

"Было такое впечатление, будто кто-то открыл шлюзы и вода хлынула", - говорит Том Кримигис из лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Продолжая аналогию, он отмечает, что некоторые "гребцы" движутся по течению со скоростью, близкой к скорости света.

Несмотря на внезапный наплыв частиц космических лучей, аппарат находится все еще в пределах Солнечной системы , об этом свидетельствуют данные его магнитометра, который изменений в направлении магнитного поля, ожидаемых при пересечении границы с межзведной средой, пока что не зарегистрировал.

В настоящее время Voyager 1 находится в 18,3 миллиардах километров от Солнца, дальше, чем какой-либо рукотворный объект во Вселенной. Радиосигнал, посылаемый аппарату с Земли и возвращаемый обратно, идет 34 часа. Сколько времени понадобится Voyager 1 на преодоление гелиопаузы, внешней границы солнечного ветра, и выход в межзвездную среду, не знает никто.

Большинство из того что создал человек останется на планете Земля. От величайших произведений искусства до новейших технических и инженерных изобретений. Но кое-что, созданное людьми, все же никогда уже не будет находиться ни на нашей планете ни даже в пределах солнечной системы. Как например космические аппараты или модули на других планетах и спутниках, правда, некоторые из последних всё же будут в пределах солнечной системы. Это высокоавтономные роботы, цель которых - изучение внутренних и внешних планет солнечной системы, а так же того, что находится за ней. Они пока – единственные материальные объекты, что создали люди, которые находятся за пределами нашей планеты. И в данный момент некоторые из этих роботов совершают межзвездные перелёты. Здесь будет рассказано о том, что сейчас улетает прочь от Земли, Солнца, нашего мира и больше никогда не вернётся в пределы гравитации и света красного карлика - нашей звезды.

Для начала стоит вообще узнать, что вам нужно чтобы безвозвратно покинуть солнечную систему?

Время

Под релятивистским замедлением времени обычно подразумевают кинематический эффект специальной теории относительности, заключающийся в том, что в движущемся теле все физические процессы проходят медленнее, чем следовало бы для неподвижного тела по отсчётам времени неподвижной (лабораторной) системы отсчёта.

Дело в том, что это не так быстро. Точнее было бы сказать "терпение". Свету, например, нужно целых 18 часов 48 минут, чтобы долететь от границы гелиосферной ударной волны Солнечного ветра до Солнца. Согласно СТО (специальной теории относительности) летать со скоростью и быстрее скорости света мы не можем в силу физических ограничений для материи с положительным квадратом массы. Двигатели из сериала Стартрек сейчас тоже не изобретены. Поэтому американскому аппарату, речь о котором пойдёт ниже, потребовалось на преодоление такого расстояния 38 лет и 7 месяцев.

Скорость

Движение выше скорости света невозможно для объектов в нормальном пространстве-времени. Однако вместо перемещения выше скорости света в пределах локальной системы координат космический корабль может двигаться, сжимая пространство перед собой и расширяя его позади, что позволяет ему фактически перемещаться с любой скоростью, в том числе быстрее света.

Если вы будете очень медленно плестись в межпланетном пространстве, вскоре гравитационное поле Солнца (или другой звезды) вас захватит, и вы будете постепенно возвращаться назад. Существует 4 вида космических скоростей. 1-ая - чтобы преодолеть гравитацию небесного тела и стать его спутником. 2-ая - чтобы покинуть небесное тело. 3-ая покинуть звездную систему, преодолев притяжение звезды. 4-ая - покинуть галактику. Итак, чтобы покинуть нашу солнечную систему нужна третья космическая скорость. Она равна 47 км/с. Земля вращается со скоростью 30 км/с и когда вы выбрали правильный вектор и момент нужно включить двигатели и добавить 17 км/с. Но это не так просто. Для такого разгона потребуется колоссальное количество топлива. Сейчас так летать не принято. Однако, чтобы развить такую скорость используют гравитационные манёвры вокруг других небесных тел. Но это тоже не так просто. В разный момент времени планеты находятся в разных точках относительно траектории полёта зонда. Нужно рассчитать траекторию так, чтобы другие планеты были на пути следования и их гравитацию можно было использовать для набора скорости.

Траектория

Исходя из этого необходима и нужная траектория других небесных тел. Из-за медлительности самых далеких – Урана и Нептуна, такая конфигурация возникает редко: примерно раз в 170 лет. Последний раз Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в спираль в 1970-е годы.

Американские ученые воспользовались этим построением планет и отправили за пределы Солнечной системы космические аппараты о которых мы вам сейчас и расскажем:

«Пионер-10»

Pioneer 10

Время старта:

Задачи:

Исследование внешних областей Солнечной системы и гелиосферы

Длительность полёта:

44 года, 1 месяц, 10 дней

Расстояние от Солнца:

106,960 а. е. (16,001 млрд км.)

Масса:

Пионер 10 стал первым аппаратом, который пролетел вблизи Юпитера и сфотографировал планету, а так же первым аппаратом, развившим достаточную скорость для преодоления силы притяжения Солнца.

Аппарат позволил узнать много нового о Юпитере: его магнитное поле, тепловой поток, массу планеты, состав атмосферы и утончил плотность четырёх его крупнейших спутников. Мы узнали, что Юпитер, несмотря на свои размеры и массу является самой быстровращающейся планетой в Солнечной системе – полное вращение он совершает за 10 часов, это обусловленно огромной радиацией и магнитным фоном этой планеты

Фотография, сделанная Пионером 10 для NASA

1983 года аппарат первым пересёк орбиту самой далёкой планеты Солнечной системы - Нептуна.

На Пионере 10 и 11 установлены две идентичные пластинки, авторами которых был Карл Саган. Они сделаны из анодированного алюминия с символьной информацией о человеке, Земле и её местоположении. Предполагается, что если их обнаружат получатели, те, кто найдёт этот аппарат, они смогут определить откуда он был послан и где находится Земля, а так же получить минимальные представления о людях.

Первоначальный проект рисунка содержал изображение мужчины и женщины, держущихся за руки. Карл Саган, однако, быстро осознал факт того, что инопланетяне воспримут это как рисунок одного живого существа, рисунок был откорректирован. Несмотря на то, что на изначальном варианте рисунка гениталии были изображены как у мужчины, так и у женщины, руководство NASA подвергло рисунок цензуре. Рисунок вообще почему-то многим не понравился, так например много негативных реакций вызвал тот факт, что мужчина и женщина были изображены голыми, NASA обвиняли в трате денег налогоплательщиков на отправку «непристойности» в космос. Можно ожидать, что в космосе пока ещё не распространен закон "436", в любом случае, Пионер 10 от него благополучно улетел.

“Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей этой звезды через 2 миллиона лет.”

Последний, очень слабый сигнал от Пионера-10 был получен 23 января 2003 года, когда он находился в 12 миллиардах километров (80 а.е.) от Земли. В данный момент аппарат направляется от законов земной цензуры в сторону свободного и независимого Альдебарана и несёт туда на своём корпусе сквозь время и пространство одну маленькую непристойность с планеты Земля. Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей этой звезды через 2 миллиона лет. Пожелаем удачи маленькому фривольному пионеру, потому что получить от него вестей мы уже не сможем.

«Пионер-11»

Pioneer 11

Время старта:

Задачи:

Изучение Юпитера и Сатурна, спутника Титана

Длительность полёта:

43 года, 11 месяцев, 27 дней

Расстояние от Солнца:

86,662 а. е. (12,964 млрд км.)

Масса:

От Пионера 10 аппарат отличается только наличием индукционного магнитометра для измерения интенсивных магнитных полей вблизи планет, а больше и ничем. Он первым пролетел вблизи Сатурна, и передал подробные снимки планеты. 1 сентября 1979 года он прошёл около Сатурна, произведя различные измерения и передав фотографии планеты и её спутника Титана.

Фотография Сатурна и Титана, сделанная Пионером 11 для NASA

После того как он завершил свою исследовательскую миссию, его направили к созвездию Щит, которое видно со всей территории России в июле. Пионер 11 покидает пределы Солнечной Системы несколько медленнее, чем его “близнец”. На Пионере 11 установлена аналогичная пластика с информацией о нашей планете.

В сентябре 1995 года контакт с аппаратом был потерян.

На самом деле программа "Пионер" довольно крупномасштабная, если рассматривать только её, то ранние аппараты летали и до Венеры, Меркурия, Луны, астероидов и только 10-ый и 11-ый (формально) были запущены на дальние рубежи. По всей видимости такая же судьба покинуть С.С. ждёт и "Новые горизонты", после окончания их основной миссии, а пока что они изучают Плутон.

"Вояджер-2"

Voyager-2

Время старта:

Задачи:

Длительность полёта:

38 лет, 8 месяцев, 3 дня

Расстояние от Солнца:

110,338 а. е. (16,5 млрд км)

Масса:

Как и два "пионера", внешне и конструктивно аппараты Вояджер 1 и Вояджер 2 идентичны друг-другу. Вояджер 2 должен был стартовать после первого, но из-за отложенного пуска последнего, он покинул планету раньше. Тем не менее, по скорости удаления и расстоянию Вояджер 2 уступает своему аналогу. Он не совершал гравитационного манёвра вокруг Нептуна, этим и обусловлена его более низкая скорость. Однако, зачёт гравитационных манёвров вокруг Юпитера и Сатурна он на 20 лет сократил время полёта к Нептуну. Этот аппарат исследовал крупнейшие спутники Юпитера и благодаря нему мы знаем, что под льдом Европы есть океан. Так же аппаратом были открыты два новых кольца вокруг Сатурна и 9 его спутников. А ещё он установил, что температура на полюсах Урана одинаковая, несмотря на то, что лишь один полюс освещён. Именно благодаря ему учёным удалось увидеть гейзеры на Тритоне - спутнике Нептуна. Предполагалось, что на таком удаленном от Солнца расстоянии это невозможно.

Фотография Энцелада, сделанная Вояджером 2 в 1979 году

Ожидается, что аппарат будет работать ещё не менее 10 лет. А когда он выйдет за пределы Солнечной системы и окажется в межзвёздном пространстве, то навсегда потеряет связь с Землёй - мощности передатчика не хватит для приёма сигнала на Земле. Время поражает, но через 40 000 лет «Вояджер-2» пройдёт на расстоянии 1,7 светового года от звезды Росс 248. Это слишком далеко, чтобы быть “затянутым” гравитацией этой звезды, поэтому, на его пути следования следующим объектом будет Сириус, до которого ему лететь ещё 296 тыс. лет.

Предположительно, Вояджер 2 будет вечно летать по Галактике.

"Вояджер-1"

Voyager-1

Время старта:

Задачи:

Исследование дальних планет Солнечной системы

Длительность полёта:

38 лет, 7 месяцев, 18 дней

Расстояние от Солнца:

134,75 а. е. (20,16 млрд км)

Масса:

Как и свой собрат уже почти 40 лет этот аппарат находится в рабочем состоянии и передаёт ценные научные знания на землю с 18-ти часовой задержкой. Именно за столько времени свет преодолевает расстояние, которое прошёл Вояджер. При том, что миссия официально была рассчитана на 5 лет. Сейчас это самый дальний от Земли и самый быстрый движущийся объект, созданный человеком.

Посмотрите. Это наша планета с расстояния 6 миллиардов километров. 14 февраля 1990 года НАСА развернули камеры аппарата в сторону и получили от него вот такую "фото-валентинку". Карл Саган назвал этот снимок Pale Blue Dot. Изображение Земли на нём занимает всего 0,12 пикселя.