|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Автоматичні міжпланетні станції Вояджер. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас "Вояджер" (англ. voyager, від фр. voyageur - "мандрівник") - назва двох американських космічних апаратів, запущених у 1977 році, а також проекту з дослідження далеких планет Сонячної системи за участю апаратів цієї серії. Усього було створено та відправлено до космосу два апарати серії "Вояджер": "Вояджер-1" та "Вояджер-2". Апарати було створено в Лабораторії реактивного руху (англ. Jet Propulsion Laboratory - JPL) НАСА. Проект вважається одним із найуспішніших і найрезультативніших в історії міжпланетних досліджень - обидва "Вояджери" вперше передали якісні знімки Юпітера та Сатурна, а "Вояджер-2" вперше досягли Урана і Нептуна. "Вояджери" стали третім та четвертим космічними апаратами, план польоту яких передбачав виліт за межі Сонячної системи (першими двома були "Піонер-10" та "Піонер-11"). Першим в історії апаратом, що досяг меж Сонячної системи і вийшов за її межі, став "Вояджер-1". Апарати серії "Вояджер" - це високоавтономні роботи, які оснащені науковими приладами для дослідження зовнішніх планет, а також власними енергетичними установками, ракетними двигунами, комп'ютерами, системами радіозв'язку та управління. Загальна маса кожного апарату – близько 721 кг.
Наприкінці 1960-х років американське Національне управління з аеронавтики та дослідження космічного простору (НАСА) вирішило провести експеримент "Великий тур", ідея якого полягала в наступному. Зазвичай космічний апарат може досягти однієї планети. Але іноді, раз на кілька десятиліть, планети Сонячної системи як би вишиковуються одна за одною, і траєкторію польоту вдається провести відразу повз кілька. Подібна ситуація мала скластися наприкінці 1970-х - початку 1980-х років, і американці поставили за мету оглянути за один політ усі планети, починаючи з Марса. Для цього вони вирішили використати так званий гравітаційний маневр, коли космічний апарат наздоганяє планету і та "підтягує" його, прискорюючи та повертаючи. Але на "Великий тур" забракло коштів, довелося обмежитися планетами-гігантами. Програма "Вояджер" за п'ять років розробки та дванадцять років оперативної роботи вимагала дев'ятсот мільйонів доларів.
У серпні-вересні 1977 року стартували дві автоматичні міжпланетні станції "Вояджер" масою 798 кілограмів кожна. Влаштовані вони однаково. Найбільш помітна частина "Вояджерів" - чашка гостронаправленої антени діаметром 3,66 метра, за допомогою якої забезпечується зв'язок із Землею. На тильній стороні антени знаходиться герметичний відсік для службових приладів, що має форму десятигранної призми. У ньому розміщені радіосистеми, апаратура управління з бортовою електронно-обчислювальною машиною, кермові двигуни, перетворювачі електроживлення; на трьох гранях відсіку змонтовано радіатори системи терморегулювання. Електроенергією станцію постачають три радіоізотопні генератори, змонтовані на одній з трьох штанг. Потужність генераторів на початку польоту досягала 431 Вт. Наукові прилади знаходяться на двох інших штангах. На одній із них встановлено чотири магнітометри, на іншій, на поворотній платформі, - дві телекамери з теле- та ширококутними об'єктивами, спектрометри ультрафіолетового та інфрачервоного діапазонів, детектори космічного випромінювання, заряджених частинок та багато іншого. Станції колись вийдуть за межі Сонячної системи і можуть бути виявлені позаземними цивілізаціями. Тому на апаратах встановили контейнер із записом звернення Курта Вальдхайма, на той час Генерального секретаря ООН, вітань 60 мовами, звуками та шумами Землі загальною тривалістю 110 хвилин та 115 зображень. "Вояджер-1" стартував 5 вересня 1977 року. З 10 грудня того ж року по 8 вересня наступного він йшов через пояс астероїдів і 5 березня 1979 зблизився з Юпітером, 12 листопада 1980 - з Сатурном. "Вояджер-2" був запущений раніше - 20 серпня 1974 року, але за іншою, "повільнішою" траєкторією. Юпітера він досяг 9 липня 1979, а 26 серпня 1981 "Вояджер-2" слідом за своїм попередником пронісся на відстані 101 тисяча кілометрів від Сатурна. Прилади станції дозволили прояснити характер деяких явищ, вперше виявлених "Вояджером-1" та "Піонером-11". Так, дозвіл на знімках кілець Сатурна вдалося довести до 10 кілометрів (замість 70 кілометрів за першої зустрічі), і виявилися найтонші структури, з яких зіткані кільця. У день максимального зближення "Вояджер-2" сфотографував Вузлате та Ексцентричне кільце "Ф". Знімки з роздільною здатністю за лічені кілометри виявили 4 компоненти, що становлять кільце. Можна було розрізнити пасма, переплетені в різних місцях, а в інших - паралельно, що витягуються. Через певні проміжки кілька тисяч кілометрів виявлено згущення і вузли. "Вояджер-2" дав додаткову інформацію і про супутників Сатурна. Станція пройшла Титан, Рею та Тефію. У районі орбіт Реї і Діони він відкрив плазмовий тороїд, розпечений до найвищої температури, що спостерігалася десь у Сонячній системі. Плазма виявилася в триста разів гарячішою, ніж сонячна корона, і вдвічі гарячішою, ніж оточення Юпітера. Успішно зустрівшись із Сатурном, станції виконали "програму-мінімум" проекту "Вояджер". Перший апарат після прольоту Сатурна "злетів" над площиною екліптики, і йому більше не судилося зустріти на своєму шляху планет. Натомість "Вояджер-2" полем тяжіння Сатурна було відхилено на траєкторію, що дозволяє досягти Урана та Нептуна. "Активісти" програми готові були подолати всі фінансові та технічні проблеми задля здійснення ідеї проекту "Великий Тур". Офіційно "кидок" до Урану було схвалено НАСА у січні 1981 року. У грудні 1985 року виникли труднощі з навігацією, що змусили заново обчислити масу Урану, що насувається на станцію, щоб розрахункова траєкторія стала знову збігатися з реальною. 30 грудня станція виявила невідомий раніше супутник Урану, що знаходиться між орбітою Міранди та зовнішнім кордоном кілець. До моменту максимального зближення з Уралом було відкрито 10 нових супутників. Їхні діаметри становили 40-80 кілометрів, за винятком першого, 160-кілометрового супутника. 14 січня 1986 року, коли "Вояджер" знаходився на відстані 12,9 мільйонів кілометрів від мети, протягом чотирьох годин було зроблено серію знімків диска Урана, на яких вперше в історії досліджень планети були помічені деталі атмосфери - серпоподібна хмара блищала поблизу лімбу планети. 17 січня камера з довгофокусним об'єктивом з відстані 9,1 мільйона кілометрів показала гігантську планету, яка виглядала зелено-блакитною кулею. Пройшовши Уран, станція благополучно "вирулила" на траєкторію польоту до Нептуна, і тепер мало хто сумнівався у майбутньому успіху. Оцінюючи стан станції, фахівці вносили корективи до деталей майбутнього рандеву. У перших числах грудня 1986 року НАСА оголосило, що траса "Вояджер" буде прокладена далі, ніж передбачалося, від Нептуна і від його супутника Тритона. Небезпека радіаційних поясів, уламків невідомих розмірів, що становлять кільця, магнітних полів та інші подібні неприємності, змусили відсунути передбачувану точку прольоту Нептуна на відстань 29200 кілометрів, а Тритона - на 40000 кілометрів. З цією метою на 13 березня 1987 року було призначено корекцію траєкторії. Протягом 1987 року на "Вояджері" в черговий раз було замінено програмне забезпечення бортових комп'ютерів з розрахунком на ще більш знижену освітленість та продовжений час експозиції під час фотографування. Спеціальних заходів було вжито підвищення стабільності поворотної платформи з науковими приладами. Вирішено було ще уповільнити рух платформи для запобігання змащуванню зображень. Як і перед зустріччю з Ураном, випробування нового режиму роботи відбулося на "Вояджері-1". Діаметр головних антен станції далекого космічного зв'язку НАСА збільшився з 64 до 70 метрів. У свою чергу, в єдиний комплекс зі станціями стеження НАСА об'єднали антени Національного наукового фонду США, австралійські та японські радіотелескопи. З січня 1989, перебуваючи на відстані 310 мільйонів кілометрів від мети, "Вояджер-2" почав зйомку Нептуна. На відміну від безликого диска Урана на знімках Нептуна з роздільною здатністю лише близько шести тисяч кілометрів вже помітні хмарні утворення. 3 квітня 1989 року камери станції виявили структуру в атмосфері Нептуна такої ж форми та відносних розмірів, як і Велика Червона Пляма Юпітера. Провівши повторний аналіз знімків, вчені переконалися, що ознаки цього атмосферного явища є на фотографіях як мінімум з 23 січня 1989 року. Згодом воно отримало найменування Великої Темної Плями.
5 червня, одночасно з початком калібрування апаратури, "Вояджер" розпочав спеціальний сеанс зйомки, в ході якого зображення диска планети передавалося через кожну п'яту частину оберту навколо її осі. У середині червня на Землю були передані фотографії, на яких було виявлено першого невідомого супутника Нептуна, який отримав тимчасове найменування у 1989 році. На початку серпня було оголошено про відкриття чотирьох нових супутників. Усіх їх було зафіксовано на фотографії, зробленій 30 липня. Нові супутники були темними безформними брилами розміром від 50 до 400 кілометрів. Потім було відкрито ще два супутники діаметром 50 та 90 кілометрів. 6 серпня розпочалися дослідження теплового балансу Нептуна та зйомка диска планети з високою роздільною здатністю. Наступні відкриття пов'язані з кільцями Нептуна. Знімки станції, отримані за тиждень до максимального зближення з планетою, спочатку підтвердили існування незамкнених дуг навколо Нептуна. Однак чим ближче станція опинялася до мети, тим повніше вимальовувалися на знімках нитки дуг, які в результаті перетворилися на кільця різної щільності на різних ділянках. Усього було виявлено чотири кільця Нептуна. Вночі 24 серпня, огинаючи північний полюс Нептуна, "Вояджер-2" пройшов на мінімальній відстані від планети – 4895 кілометрів від верхньої межі хмарного шару. Всього на два години раніше станція зробила найкращі фотографії атмосфери Нептуна. Через 4 години 15 хвилин після зустрічі з Нептуном "Вояджер-2" під дією поля тяжіння планети опинився на відстані 38600 2730 кілометрів від Тритона - найбільшого супутника Нептуна. Перед очима землян виник невідомий світ хребтів та розломів, заповнених льодоподібною в'язкою лавою, улоговин та озер рідкого бруду. Діаметр супутника виявився 9 кілометрів. 24 жовтня було оголошено про відкриття на Тритоні чинного гейзера. На зображенні, отриманому 99920 серпня з відстані XNUMX XNUMX кілометрів, було виявлено викид темної речовини, що злетіла на висоту вісім кілометрів. Речовина, за припущенням вчених, була азотом з домішками органічних молекул, що надають йому темне забарвлення. Дані "Вояджера" дозволили уточнити діаметр іншого відомого супутника Нептуна – Нереїди. Її діаметр становив 340 кілометрів. Під час зустрічі з Нептуном "Вояджер-2" працював майже на межі своїх можливостей. Усього було виконано близько 80 різних маневрів, зокрема 9 плавних розворотів платформи з науковими приладами. Тривалість експозиції під час зйомок досягала десяти хвилин, при цьому щоразу вдавалося уникнути змащування зображення. Після прольоту сімейства Нептуна станція "пірнула" під площину екліптики і під кутом п'ятдесят градусів почала віддалятися із Сонячної системи у напрямку зірки Росс 248, якої він, мабуть, досягне 42000 року. Планетна частина місії "Вояджерів" закінчилася, і їх системи отримання зображень після заключної серії фотографування було вимкнено. Проте ресурси електросистем обох "Вояджерів" дозволять протягом досить тривалого часу передавати наукову інформацію про стан тепер уже міжвідомого середовища. За цей час на Землі прийнято понад сто тисяч зображень та іншої інформації про всі планети-гіганти та їх оточення. Наукова інформація, отримана "Вояджерами", була доступна не лише вченим усього світу, а й усьому міжнародному загалу. Знімки планет, зроблені станціями, обійшли обкладинки масових журналів, познайомивши людство з найвіддаленішими куточками Сонячної системи. Автор: Муський С.А.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Сміттєпровід для порятунку під час пожежі ▪ SD-M1912 - новий драйвер для DVD-ROM ▪ Нові драйвери світлодіодів від RECOM ▪ 90 нм і навіть 65 нм від SAMSUNG ELECTRONICS
▪ розділ сайту Ефектні фокуси та їх розгадки. Добірка статей ▪ стаття Джордж Сантаяна. Знамениті афоризми ▪ стаття Що таке ґрунт для рослин? Детальна відповідь ▪ стаття Юферсний вузол. Поради туристу ▪ стаття М'який зварювальник. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Очищення поверхні від залишків клею. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Коментарі до статті: Юра Щодо апаратів серії "Вояджер", це один із уже багатьох дивовижних, чудових та епохальних моментів в історії людства. Велике спасибі організаторам та працівникам цієї сторінки, праця Ваша розширює кругозір читача. Сподіваюся, що подібне просвітництво пробуде в юних допитливих умах спрагу до науки та техніки для внесення свого внеску до пізнання навколишнього світу. [up]
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page