Voyager 1 приближается к рубежу в один световой день от Земли

• 18 ноября Voyager 1, как ожидается, достигнет расстояния 16,09 млрд миль от Земли — одного светового дня
• В сентябре инженеры заменили три устройства на менее энергозатратные, чтобы продлить работу оставшихся научных приборов
• После перерыва связи 18–19 октября сигнал вернулся 20 октября; причина инцидента пока не установлена

Дистанция, на которой ожидание ответа займёт двое суток

Voyager 1 приближается к рубежу, который наглядно показывает масштаб его путешествия: 18 ноября аппарат, как ожидается, будет находиться в 16,09 млрд миль, или 25,89 млрд километров, от Земли. Это расстояние свет преодолевает за 24 часа, поэтому его называют одним световым днём. Ни один другой созданный людьми объект прежде не удалялся так далеко. Для NASA это не только символическая дата, но и напоминание о крайне медленной связи с зондом.

Скорость Voyager 1 в межзвёздном пространстве составляет примерно 38 000 миль в час, или 61 155 километров в час. Несмотря на это движение, аппарат не может быстро обмениваться данными с Землёй: радиосигнал распространяется со скоростью света, и команда будет идти к зонду около суток. Ответный сигнал потребует ещё примерно 24 часа. Таким образом, даже при установленной связи между отправкой команды и получением ответа проходит около двух дней.

Зонд покинул Землю в 1977 году и провёл в космосе почти пять десятилетий. Он и Voyager 2 пересекли границу гелиосферы — огромной области частиц и магнитных полей, создаваемых Солнцем, — и оказались в межзвёздном пространстве. Эти аппараты остаются единственными, которые непосредственно исследовали среду за пределами гелиосферы. Поэтому их измерения важны не только как продолжение давней миссии: сейчас других миссий, способных собирать данные в этом удалённом регионе, нет.

Энергосбережение для почти полувекового аппарата

В сентябре команда Voyager завершила операцию по снижению энергопотребления аппарата. Инженеры заменили три устройства на альтернативные, которым требуется меньше электричества; ещё три устройства участвуют в поддержании нужного температурного режима. Работы получили неофициальное название «Большой взрыв» и потребовали нескольких месяцев подготовки. Замены провели одновременно, чтобы одновременно сократить расход энергии и сохранить правильное распределение тепла внутри зонда, несмотря на экстремальный холод космоса.

Такая последовательность действий была необходима из-за устройства системы обогрева: все шесть задействованных устройств помогают удерживать температуру внутри аппарата. По данным NASA, три исходных элемента требовалось заменить вместе, а не по отдельности, чтобы не нарушить тепловой баланс. Операцию на Voyager 1 провели примерно через шесть недель после аналогичной процедуры на Voyager 2. NASA рассчитывает, что модернизация продлит срок работы оставшихся научных приборов Voyager 1 и позволит дольше собирать сведения из межзвёздного пространства.

Электричество оба зонда получают от радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Они используют тепло, выделяемое при радиоактивном распаде плутония, и преобразуют его в электрическую энергию. По мере продолжения этого процесса доступная мощность аппаратов уменьшается: каждый теряет около четырёх ватт выработки ежегодно. За почти 50 лет такой постепенный спад оставил инженерам очень небольшой запас. NASA уже отключало оборудование, которое перестало быть необходимым для текущего этапа миссии, чтобы поддерживать работу оставшихся систем.

Перерыв связи и автоматический переход на резерв

Когда Voyager 1 стартовал в 1977 году, на борту находились десять научных приборов. Некоторые отключили после завершения пролётов мимо внешних планет, другие продолжили исследовать всё более далёкие области космоса. Ограниченный запас энергии уже вынудил NASA в последние годы выключить два научных прибора. На этом фоне сохранение оставшихся инструментов имеет практическое значение: они позволяют продолжать прямые наблюдения среды за пределами гелиосферы, куда пока не отправлены другие аппараты для измерений.

До проведения «Большого взрыва» NASA могло столкнуться с необходимостью отключить ещё один прибор Voyager 1 уже летом 2027 года. Успешная экономия энергии должна отодвинуть такую перспективу, однако источник не утверждает, что модернизация гарантирует работу всех инструментов до конкретной даты. Генераторы продолжают терять мощность, а почти пятидесятилетний аппарат может столкнуться с новыми техническими сложностями. Поэтому речь идёт о продлении возможностей миссии, а не о снятии ограничений, связанных с энергоснабжением.

Параллельно инженеры разбираются с перебоем связи, произошедшим 18 и 19 октября. Во время двух запланированных сеансов с интервалом в 24 часа сеть Deep Space Network не получила радиосигнал Voyager 1. После двух безуспешных попыток сигнал неожиданно появился снова 20 октября — примерно через 48 часов после начала перерыва. По сообщению NASA, с тех пор связь сохранялась, а специалисты отправили аппарату команды, чтобы исследовать произошедшее.

Что означает рубеж в один световой день

Deep Space Network — это система крупных радиоантенн, расположенных в трёх местах по всему миру. Она позволяет NASA обмениваться сигналами с аппаратами, работающими у Луны и на гораздо больших расстояниях. Во время инцидента Voyager 1 находился примерно в 16 млрд миль, или 24 млрд километров, от Земли. Источник не уточняет, что именно привело к отсутствию сигнала на двух сеансах. Следовательно, восстановление контакта пока нельзя считать окончательным объяснением сбоя.

В ходе проверки инженеры обнаружили, что один набор двигателей ориентации Voyager 1 перестал работать, после чего аппарат автоматически включил резервные двигатели. Переключение относится к системе защиты от неисправностей: бортовые компьютеры могут распознать возможную проблему, перейти на резервное оборудование, стабилизировать аппарат и приостановить обычные операции. Это даёт наземной команде время оценить состояние зонда и выбрать дальнейшие действия. Однако NASA пока не установило, была ли именно эта неисправность причиной потери связи.

Руководитель миссии Voyager в Лаборатории реактивного движения NASA Карим Бадаруддин отметил, что команда впервые наблюдает такое поведение аппарата, но на нынешнем этапе миссии приходится ожидать неожиданностей. Он также выразил облегчение по поводу восстановления связи и желание понять причину случившегося. Следующий заметный рубеж — ожидаемое 18 ноября достижение дистанции в один световой день — не отменяет этой неопределённости: зонд продолжает работать, но его энергия ограничена, а диагностика инцидента ещё продолжается.

Источник: ScienceDaily