Voyager 2

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18. elokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .
Voyager 2
Voyager 2

Matkailija
Asiakas NASA
Valmistaja USA
Operaattori NASA
Tehtävät aurinkokunnan ulkoplaneettojen tutkiminen
jänneväli Jupiter , Saturnus , Uranus , Neptunus
laukaisualusta cape canaveral
kantoraketti Titan IIIE  / " Centaurus "
tuoda markkinoille 20. elokuuta 1977 14:29:00  UTC
Lennon kesto lennossa 45 vuotta 2 kuukautta 14 päivää
COSPAR-tunnus 1977-076A
SCN 10271
Tekniset tiedot
Paino 721,9 kg
Tehoa 420 W
voyager.jpl.nasa.gov
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Voyager 2 on aktiivinen  avaruusluotain , jonka NASA laukaisi 20. elokuuta 1977 osana Voyager - ohjelmaa aurinkokunnan ulkoplaneettojen tutkimiseksi . Ensimmäinen ja ainoa maanpäällinen avaruusalus, joka saavutti Uranuksen (tammikuu 1986) ja Neptunuksen (elokuu 1989). Voyager 2 piti aurinkokunnan kaukaisimman saavutetun ja tutkitun kohteen ennätystä yli 25 vuoden ajan, kunnes sen ohitti New Horizons -avaruusluotain , joka saavutti Pluton (heinäkuussa 2015) ja Arrokothin (tammikuussa 2019).

Todellinen etäisyys Maasta ja Auringosta Voyager 2:een sekä sen heliosentrinen nopeus näkyvät reaaliajassa NASAn verkkosivuilla [1] .

Historia

Voyager 2 laukaistiin 20. elokuuta 1977, 16 päivää ennen Voyager 1 :tä [2] .

Voyager 2 -tehtävä sisälsi alun perin vain Jupiterin ja Saturnuksen sekä niiden kuun tutkimuksen. Lentorata tarjosi myös mahdollisuuden Uranuksen ja Neptunuksen ohilennolle, joka toteutui onnistuneesti.

Alus on identtinen Voyager 1 :n kanssa . Jupiterin, Saturnuksen ja Uranuksen lähellä tapahtuneiden gravitaatioliikkeiden ansiosta Voyager 2 pystyi lyhentämään lentoaikaa Neptunukseen 18 vuodella (verrattuna lentoon Maasta Hohmannin lentorataa pitkin ).

Voyager 2 tuli lähelle Europaa ja Ganymedea , Galilean kuita , joita Voyager 1 ei ole aiemmin tutkinut. Lähetetyt kuvat antoivat mahdollisuuden esittää hypoteesi nestemäisen valtameren olemassaolosta Europan pinnan alla. Aurinkokunnan suurimman satelliitin - Ganymeden - tutkimus osoitti, että se on peitetty "likaisen" jään kuorella ja sen pinta on paljon vanhempi kuin Europan pinta. Satelliittien tutkimisen jälkeen laite lensi Jupiterin ohi. Luotain kulki lähellä Saturnuksen kuita Tethys ja Enceladus , ja avaruusalus lähetti yksityiskohtaisia ​​valokuvia satelliittien pinnasta. Laite välitti Maahan tuhansia kuvia Uranuksesta, sen satelliiteista ja renkaista. Näiden valokuvien ansiosta tutkijat löysivät kaksi uutta rengasta ja tutkivat yhdeksää jo tunnettua. Lisäksi löydettiin 11 uutta Uranuksen satelliittia . Kuvat yhdestä kuusta - Mirandasta  - yllättivät tutkijat. Oletetaan, että pienet satelliitit jäähtyvät nopeasti muodostumisen jälkeen ja ovat yksitoikkoinen aavikko, joka on täynnä kraattereita. Kävi kuitenkin ilmi, että Mirandan pinnalla oli laaksoja ja vuoristoja, joiden joukossa oli havaittavissa kivisiä kallioita. Tämä viittaa siihen, että kuun historiassa on runsaasti tektonisia ja lämpöilmiöitä. Voyager 2 osoitti, että lämpötila Uranuksen molemmilla navoilla oli sama, vaikka aurinko valaisi vain toista. Tutkijat päättelivät, että on olemassa mekanismi lämmön siirtämiseksi planeetan yhdestä osasta toiseen. Uranuksen keskilämpötila on 59  K eli −214 °C [2] . Neptunuksesta ja sen suuresta Triton -satelliitista saatiin ainutlaatuisia kuvia . Aktiiviset geysirit löydettiin Tritonista, mikä oli hyvin odottamatonta kaukaiselle ja kylmälle satelliitille Auringosta. Neptunuksen 6 uutta kuuta löydettiin ( Despina , Galatea , Larissa , Proteus , Naiad ja Thalassa ) [3] .

Laitelaite

Laitteen massa oli alussa 798 kg , hyötykuorma 86 kg . Pituus - 2,5 m . Laitteen runko on 10-sivuinen prisma, jossa on keskellä aukko. Kehoon istutetaan suunta-antennin heijastin, jonka halkaisija on 3,66 metriä [16] . Virran tuottavat kolme sauvalle sijoitetut radioisotooppitermosähköiset generaattorit , joissa käytetään plutonium-238 : aa oksidin muodossa (aurinkopaneelien etäisyyden vuoksi aurinkopaneelit olisivat hyödyttömiä). Käyttöönottohetkellä generaattoreiden kokonaislämpöhäviö oli noin 7 kilowattia, ja niiden pii-germanium-termoparit tuottivat 470 wattia sähkötehoa [17] . Kun plutonium-238 hajoaa (sen puoliintumisaika on 87,7 vuotta ) ja lämpöparit hajoavat, lämpösähköisten generaattoreiden teho laskee (lennettäessä Uranuksen ohi - 400 wattia ). 3.11.2022 alkaen plutonium-238:n saldo on 70 % alkuperäisestä, vuoteen 2025 mennessä lämmön vapautuminen laskee 68,8 prosenttiin alkuperäisestä. Sähkögeneraattoreiden sauvan lisäksi runkoon on kiinnitetty kaksi muuta: sauva tieteellisillä instrumenteilla ja erillinen magnetometritanko [16] .

Voyagerissa oli kaksi tietokonetta, jotka voitiin ohjelmoida uudelleen, mikä mahdollisti tiedeohjelman muuttamisen ja vikojen kiertämisen. RAM-muistin määrä on kaksi lohkoa 4096 kahdeksantoista bitin sanaa. Tallennuskapasiteetti - 67 megatavua (jopa 100 kuvaa televisiokameroista). Kolmiakselinen suuntausjärjestelmä käyttää kahta aurinkoanturia, Canopus -tähtianturia , inertiamittausyksikköä ja 16 suihkumikromoottoria. Liikeradan korjausjärjestelmä käyttää neljää näistä mikromoottoreista. Ne on suunniteltu 8 korjaukseen , joiden kokonaisnopeus on 200 m/s .

Antennia on kaksi: suuntaamaton ja suuntaava. Molemmat antennit toimivat taajuudella 2113 MHz vastaanotossa ja 2295 MHz lähetyksessä ( S-kaista ), ja suunta-antenni toimii myös 8415 MHz lähetyksessä ( X-kaista ) [16] . Säteilyteho - 28 W S-kaistalla, 23 W X-kaistalla. Voyager-radiojärjestelmä lähetti tietovirran nopeudella 115,2 kbps Jupiterista ja 45 kbps  Saturnuksesta. Aluksi laskettu lähetysnopeus Uranuksesta oli vain 4,6 kbps , mutta se oli mahdollista nostaa 30 kbps :iin , koska siihen mennessä maan radioteleskooppien herkkyys oli kasvanut. Tietyssä tehtävän vaiheessa otettiin käyttöön kuvanpakkausjärjestelmä , jota varten ajotietokone ohjelmoitiin uudelleen. Käytettiin myös Voyagerissa saatavilla olevaa kokeellista datakooderia: vastaanotetun ja lähetetyn datan virheenkorjausmenetelmä muutettiin binaarisesta Golay-koodista Reed -Solomon-koodiin , mikä vähensi virheiden määrää kertoimella 200 [18] .

Laitteeseen on kiinnitetty kultalevy , jolle on merkitty aurinkokunnan koordinaatit mahdollisille avaruusoleville ja tallennettu joukko maanpäällisiä ääniä ja kuvia.

Tieteellisten laitteiden sarja sisältää seuraavat instrumentit:

Suurin osa laitteista on sijoitettu erikoistangon päälle, osa niistä on asennettu pyörivälle alustalle [16] . Laitteen runko ja laitteet on varustettu erilaisilla lämpöeristeillä, lämpösuojilla, muovisilla hupuilla.

Tehokkuus ja laitteen väitetty tuleva kohtalo

Vaikka molemmat matkailijat ovat vanhentuneet kauan sitten, osa niiden tieteellisistä instrumenteista jatkaa toimintaansa. Laite vastaanottaa energiaa kolmelta plutonium -238 :lla toimivalta radioisotooppitermosähkögeneraattorilta . Alussa generaattoreiden kokonaissähköteho oli 470 wattia . Vähitellen se vähenee plutoniumin hajoamisen ja lämpöparien hajoamisen vuoksi . Vuoteen 2012 mennessä sähköteho oli laskenut noin 45 %. Tutkimuksen edellyttämän vähimmäisvirransyötön odotetaan kuitenkin säilyvän noin vuoteen 2025 asti [19] .

Vuonna 2023 Voyager 2 ohittaa Pioneer 10 :n etäisyydellä Auringosta, ja siitä tulee toiseksi kaukaisin ihmiskunnan luoma avaruusalus [20] .

Noin 300 vuoden kuluttua luotain saavuttaa Oort-pilven sisäreunan , ja kestää todennäköisesti vielä 30 000 vuotta poistua siitä [8] .

40 000 vuodessa Voyager 2 kulkee 1,7 valovuoden etäisyydellä Ross 248 -tähdestä [21] .

Noin 296 000 vuodessa Voyager 2 ohittaa Siriuksen 4,3 valovuoden etäisyydeltä [22] .

Muistiinpanot

  1. Tehtävän  tila . Voyager . NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) . Haettu 14. marraskuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 1. tammikuuta 2018.
  2. 1 2 Jia-Rui Cook. Voyager juhlii 25 vuotta Uranus-vierailusta . - NASA, 2011.
  3. ↑ 1 2 Voyager - Mission aikajana  . voyager.jpl.nasa.gov . Haettu: 6.7.2022.
  4. Voyager 2 poistuu aurinkokunnasta (pääsemätön linkki) . Käyttöpäivä: 19. tammikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 6. marraskuuta 2008. 
  5. Cosmos Journal: Voyager 2 vaihtaa moottoreita . Haettu 17. marraskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 7. joulukuuta 2011.
  6. Rosemary Sullivant. NASA - Voyager 2 vaihtaa varapotkurisarjaan  . Voyager . NASA (5. marraskuuta 2011). Haettu: 20.6.2022.
  7. Voyager 2 saapuu tähtienväliseen avaruuteen . Haettu 11. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 14. joulukuuta 2018.
  8. 1 2 NASA:n Voyager 2 -luotain saapuu tähtienväliseen  avaruuteen . Voyager . NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) (10. joulukuuta 2018). Haettu 11. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 11. joulukuuta 2018.
  9. Burlaga LF , Ness NF , Berdichevsky DB , Park J. , Jian LK , Szabo A. , Stone EC , Richardson JD Voyager 2:n tekemät magneettikenttä- ja hiukkasmittaukset heliopaussissa ja sen lähellä  //  Nature Astronomy. - 2019. - Vol. 3 , ei. 11 . - s. 1007-1012 . — ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-019-0920-y .
  10. Stone EC , Cummings AC , Heikkila BC , Lal N. Kosmisen säteilyn mittaukset Voyager 2:sta sen ylittyessä tähtienväliseen avaruuteen  //  Nature Astronomy. - 2019. - Vol. 3 , ei. 11 . - P. 1013-1018 . — ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-019-0928-3 .
  11. Krimigis SM et ai. Energeettisten varautuneiden hiukkasten mittaukset Voyager 2:sta heliopaussin aikana ja sen jälkeen  //  Nature Astronomy. - 2019. - Vol. 3 , ei. 11 . - s. 997-1006 . — ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-019-0927-4 .
  12. Gurnett DA , Kurth WS Plasman tiheydet heliopaussin lähellä ja takana Voyager 1- ja 2 -plasmaaaltoinstrumenteista  //  Nature Astronomy. - 2019. - Vol. 3 , ei. 11 . - P. 1024-1028 . — ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-019-0918-5 .
  13. Richardson JD , Belcher JW , Garcia-Galindo P. , Burlaga LF Voyager 2 Plasmahavainnot heliopaussista ja tähtienvälisestä väliaineesta  //  Nature Astronomy. - 2019. - Vol. 3 , ei. 11 . - s. 1019-1023 . — ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-019-0929-2 .
  14. Voyager 2 valaisee tähtienvälisen avaruuden rajan . Haettu 5. marraskuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 6. marraskuuta 2019.
  15. Voyager 2 lähettää dataa takaisin Maahan tähtienvälisestä avaruudesta . Haettu 5. marraskuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2019.
  16. 1 2 3 4 Kosmonautiikka, tietosanakirja. M., 1985.
  17. Voyager 2 -isäntätiedot. (linkki ei saatavilla) . Arkistoitu alkuperäisestä 11. marraskuuta 2014.  JPL
  18. Ludwig, R., Taylor J. Voyager Telecommunications  . NASA. Haettu 24. helmikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 18. maaliskuuta 2021.
  19. Insinöörit pidentävät Voyager-aseman käyttöikää vuoteen 2025 (pääsemätön linkki) . Membrana.ru (19. tammikuuta 2012). Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 8. helmikuuta 2012. 
  20. 40 vuoden ajan Voyagers ovat lentäneet 20 miljardia kilometriä Maasta, mutta jatkavat toimintaansa . Maailman ympäri Ukraina (26.4.2021). Haettu: 23.8.2022.
  21. Borisov, Andrei. Matka syvyyteen . Lenta.ru (11. tammikuuta 2017). Haettu 11. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 7. maaliskuuta 2020.
  22. Tähtienvälinen tehtävä  . Voyager . NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) . Haettu 11. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 14. syyskuuta 2017.

Kirjallisuus

Linkit