Bezpłatna biblioteka techniczna

Automatyczne stacje międzyplanetarne Voyager. Historia wynalazku i produkcji

Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas

 Komentarze do artykułu

Voyager (z angielskiego voyager, z francuskiego voyageur – „podróżnik”) to nazwa dwóch amerykańskich statków kosmicznych wystrzelonych w 1977 roku, a także projekt eksploracji zewnętrznych planet Układu Słonecznego z udziałem pojazdów z tej serii.

W sumie powstały i wysłane w kosmos dwa pojazdy z serii Voyager: Voyager 1 i Voyager 2. Pojazdy zostały stworzone w Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA. Projekt jest uważany za jeden z najbardziej udanych i produktywnych w historii badań międzyplanetarnych - oba Voyagery po raz pierwszy przesłały wysokiej jakości zdjęcia Jowisza i Saturna, a Voyager 2 po raz pierwszy dotarł do Urana i Neptuna. Voyagery były trzecim i czwartym statkiem kosmicznym, którego plan lotu przewidywał lot poza Układ Słoneczny (pierwsze dwa to Pioneer 10 i Pioneer 11). Voyager 1 stał się pierwszym statkiem kosmicznym w historii, który dotarł do granic Układu Słonecznego i wyszedł poza niego.

Pojazdy z serii Voyager to wysoce autonomiczne roboty wyposażone w instrumenty naukowe do badania planet zewnętrznych, a także własne elektrownie, silniki rakietowe, komputery, systemy komunikacji radiowej i sterowania. Całkowita waga każdego urządzenia to około 721 kg.

Uruchomienie Voyagera 1

Pod koniec lat 1960. amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) postanowiła przeprowadzić eksperyment Grand Tour, którego idea była następująca.

Zwykle statek kosmiczny może dotrzeć do jednej planety. Ale czasami, raz na kilkadziesiąt lat, planety Układu Słonecznego wydają się ustawiać jedna po drugiej, a tor lotu można wytyczyć kilka naraz. Podobna sytuacja powinna mieć miejsce na przełomie lat 1970. i 1980., kiedy to Amerykanie jednym lotem przystąpili do zbadania wszystkich planet, począwszy od Marsa. W tym celu postanowili wykorzystać tzw. manewr grawitacyjny, kiedy statek kosmiczny dogania planetę i „ciągnie” ją, przyspieszając i obracając. Ale na „Big Tour” nie było wystarczających funduszy, musieliśmy ograniczyć się do gigantycznych planet. Program Voyager kosztował dziewięćset milionów dolarów w ciągu pięciu lat rozwoju i dwunastu lat pracy operacyjnej.

Voyager 2 - sonda kosmiczna

W sierpniu-wrześniu 1977 r. uruchomiono dwie automatyczne stacje międzyplanetarne „Voyager”, każda o wadze 798 kilogramów. Są skonfigurowane w ten sam sposób.

Najbardziej rzucającą się w oczy częścią Voyagerów jest miska wysoce kierunkowej anteny o średnicy 3,66 metra, która zapewnia komunikację z Ziemią. Z tyłu anteny znajduje się szczelna komora na przyrządy serwisowe w kształcie pryzmatu dziesięciościennego. Zawiera systemy radiowe, urządzenia sterujące z pokładowym komputerem elektronicznym, silniki sterujące, przetwornice zasilania; grzejniki systemu termoregulacji zamontowane są z trzech stron przedziału.

Stacja zasilana jest energią elektryczną przez trzy generatory radioizotopowe zamontowane na jednym z trzech prętów. Moc generatorów na początku lotu sięgała 431 watów.

Na pozostałych dwóch prętach znajdują się instrumenty naukowe. Na jednym z nich zainstalowane są cztery magnetometry, na drugim na obrotnicy dwie kamery telewizyjne z obiektywami tele i szerokokątnymi, spektrometry w zakresie ultrafioletu i podczerwieni, detektory promieniowania kosmicznego, naładowanych cząstek i wiele innych.

Stacje kiedyś wyjdą poza Układ Słoneczny i mogą zostać odkryte przez cywilizacje pozaziemskie. Dlatego na urządzeniach zainstalowano kontener z zapisem adresu Kurta Waldheima, ówczesnego Sekretarza Generalnego ONZ, pozdrowienia w 60 językach, dźwięki i odgłosy Ziemi o łącznym czasie trwania 110 minut i 115 zdjęć.

Voyager 1 wystrzelony 5 września 1977 r. Od 10 grudnia tego samego roku do 8 września następnego przechodził przez pas asteroid i 5 marca 1979 roku zbliżył się do Jowisza, 12 listopada 1980 roku - z Saturnem.

Voyager 2 został wystrzelony wcześniej - 20 sierpnia 1974 roku, ale na innej, wolniejszej trajektorii. Do Jowisza dotarł 9 lipca 1979 roku, a 26 sierpnia 1981 roku Voyager 2 podążył za swoim poprzednikiem w odległości 101 1 kilometrów od Saturna. Instrumenty stacji umożliwiły wyjaśnienie natury niektórych zjawisk wykrytych po raz pierwszy przez Voyager 11 i Pioneer 10. Tak więc rozdzielczość na obrazach pierścieni Saturna została podniesiona do 70 kilometrów (zamiast 2 kilometrów przy pierwszym spotkaniu) i ujawniono najdrobniejsze struktury, z których utkane są pierścienie. W dniu najbliższego zbliżenia Voyager 4 sfotografował sękaty i ekscentryczny pierścień F. Zdjęcia o rozdzielczości kilku kilometrów ujawniły XNUMX elementy tworzące pierścień. Można było rozróżnić sploty splecione w różnych miejscach, aw innych rozciągające się równolegle. Kondensacje i sęki znaleziono w pewnych odstępach kilku tysięcy kilometrów.

Voyager 2 dostarczył również dodatkowych informacji o księżycach Saturna. Stacja minęła Tytana, Reę i Tetydę. W rejonie orbit Rhei i Dione odkrył toroid plazmowy, rozgrzany do najwyższej temperatury obserwowanej w całym Układzie Słonecznym. Okazało się, że plazma jest trzysta razy gorętsza niż korona słoneczna i dwa razy gorętsza niż otoczenie Jowisza.

Po udanym spotkaniu z Saturnem stacje zakończyły „program minimum” projektu Voyager. Pierwszy aparat po przejściu Saturna „szybował” ponad płaszczyznę ekliptyki i nie był już przeznaczony na spotkanie z planetami na swojej drodze. Ale Voyager 2 został odbity przez pole grawitacyjne Saturna na trajektorię, która pozwoliłaby mu dotrzeć do Urana i Neptuna. „Aktywiści” programu byli gotowi przezwyciężyć wszelkie problemy finansowe i techniczne w celu realizacji idei projektu „Big Tour”. „Rzut” na Urana został oficjalnie zatwierdzony przez NASA w styczniu 1981 roku.

W grudniu 1985 roku pojawiły się trudności z żeglugą, co spowodowało konieczność przeliczenia masy zbliżającego się do stacji Urana, aby obliczona trajektoria ponownie pokrywała się z rzeczywistą.

30 grudnia stacja odkryła nieznanego wcześniej satelitę Urana, znajdującego się między orbitą Mirandy a zewnętrzną granicą pierścieni. Do momentu maksymalnego zbliżenia się do Uralu odkryto 10 nowych satelitów. Ich średnice wynosiły 40-80 kilometrów, z wyjątkiem pierwszego, 160-kilometrowego satelity.

14 stycznia 1986 r., kiedy Voyager znajdował się w odległości 12,9 mln km od celu, przez cztery godziny wykonywano serię zdjęć dysku Urana, na których po raz pierwszy w historii eksploracji planet atmosfery - sierpowaty obłok świecił w pobliżu krańca planety.

17 stycznia kamera z długim obiektywem z odległości 9,1 miliona kilometrów pokazała gigantyczną planetę, która wyglądała jak zielono-niebieska kula.

Po minięciu Urana stacja z powodzeniem „kołowała” na tor lotu do Neptuna, a teraz niewiele osób wątpiło w nadchodzący sukces. Oceniając stan stacji, eksperci dokonali korekty szczegółów zbliżającego się spotkania. W pierwszych dniach grudnia 1986 r. NASA ogłosiła, że ​​ścieżka Voyagera zostanie położona dalej niż oczekiwano od Neptuna, a tym samym od jego satelity Triton. Niebezpieczeństwo pasów radiacyjnych, fragmentów o nieznanych rozmiarach tworzących pierścienie, pól magnetycznych i innych podobnych problemów zmusiło rzekomy punkt Neptuna do cofnięcia się na odległość 29200 40000 kilometrów, a Tryton do 13 1987 kilometrów. W tym celu na XNUMX marca XNUMX r. zaplanowano korektę trajektorii.

W 1987 roku oprogramowanie komputera pokładowego Voyagera zostało ponownie zastąpione oczekiwaniem jeszcze słabszego oświetlenia i dłuższego czasu ekspozycji podczas fotografowania. Podjęto specjalne środki w celu poprawy stabilności gramofonu z instrumentami naukowymi. Postanowiono spowolnić ruch platformy, aby zapobiec rozmywaniu obrazów. Podobnie jak przed spotkaniem z Uranem, na Voyager 1 odbyły się testy nowego trybu działania.

Średnica głównych anten stacji łączności kosmicznej NASA została zwiększona z 64 metrów do 70 metrów. Z kolei anteny amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki, radioteleskopów australijskich i japońskich połączono w jeden kompleks ze stacjami śledzącymi NASA.

Od stycznia 1989 roku, będąc w odległości 310 milionów kilometrów od celu, Voyager 2 zaczął strzelać do Neptuna. W przeciwieństwie do pozbawionego cech charakterystycznych dysku Urana, formacje chmur były już widoczne na zdjęciach Neptuna o rozdzielczości zaledwie około sześciu tysięcy kilometrów. 3 kwietnia 1989 roku kamery stacji ujawniły w atmosferze Neptuna strukturę o tym samym kształcie i względnych rozmiarach, co Wielka Czerwona Plama Jowisza. Po ponownej analizie zdjęć naukowcy byli przekonani, że oznaki tego zjawiska atmosferycznego są obecne na zdjęciach co najmniej od 23 stycznia 1989 roku. Następnie otrzymał nazwę Wielkiej Ciemnej Plamy.

Wyjście statku kosmicznego poza Układ Słoneczny (kliknij, aby powiększyć)

5 czerwca, równocześnie z rozpoczęciem kalibracji instrumentów, Voyager rozpoczął specjalną sesję obrazowania, podczas której obraz dysku planety był przesyłany co piątą część obrotu wokół własnej osi. W połowie czerwca na Ziemię przekazano zdjęcia, które ujawniły pierwszego nieznanego satelitę Neptuna, któremu w 1989 roku nadano tymczasową nazwę. Na początku sierpnia ogłoszono już odkrycie czterech nowych satelitów. Wszystkie zostały uwiecznione na fotografii wykonanej 30 lipca. Nowe satelity były ciemnymi, bezkształtnymi blokami o rozmiarach od 50 do 400 kilometrów. Następnie odkryto dwa kolejne satelity o średnicy 50 i 90 kilometrów. 6 sierpnia rozpoczęły się badania nad bilansem cieplnym Neptuna i obrazowanie dysku planety w wysokiej rozdzielczości.

Następujące odkrycia dotyczyły pierścieni Neptuna. Zdjęcia ze stacji, wykonane ponad tydzień przed najbliższym zbliżeniem się do planety, początkowo potwierdziły istnienie otwartych łuków wokół Neptuna. Jednak im bliżej celu znajdowała się stacja, tym pełniej na obrazach pojawiały się włókna łuków, które ostatecznie zamieniały się w pierścienie o różnej gęstości w różnych obszarach. W sumie zidentyfikowano cztery pierścienie Neptuna.

W nocy 24 sierpnia, okrążając północny biegun Neptuna, Voyager 2 przeleciał w minimalnej odległości od planety - 4895 kilometrów od górnej granicy warstwy chmur. Zaledwie dwie godziny wcześniej stacja wykonała najlepsze zdjęcia atmosfery Neptuna.

4 godziny i 15 minut po spotkaniu z Neptunem Voyager 2, pod wpływem pola grawitacyjnego planety, znalazł się w odległości 38600 2730 kilometrów od Tritona, największego satelity Neptuna. Oczom Ziemian ukazał się nieznany świat grzbietów i uskoków wypełnionych lodowatą lepką lawą, basenami i jeziorami płynnego błota. Średnica satelity okazała się wynosić 9 kilometrów. 24 października ogłoszono odkrycie aktywnego gejzeru na Trytonie. Zdjęcie wykonane 99920 sierpnia z odległości XNUMX XNUMX kilometrów pokazało wyrzut ciemnej materii, który wystrzelił na wysokość ośmiu kilometrów. Substancja, według naukowców, była azotem z zanieczyszczeniami cząsteczek organicznych, nadających jej ciemny kolor.

Dane Voyagera umożliwiły wyjaśnienie średnicy innego znanego satelity Neptuna, Nereidy. Jego średnica wynosiła 340 kilometrów.

Podczas spotkania z Neptunem Voyager 2 pracował niemal do granic swoich możliwości. Łącznie wykonano około 80 różnych manewrów, w tym 9 płynnych zakrętów platformy z instrumentami naukowymi. Czas ekspozycji podczas fotografowania sięgał dziesięciu minut i za każdym razem można było uniknąć rozmycia obrazu.

Po przejściu rodziny Neptuna stacja „zanurkowała” pod płaszczyznę ekliptyki i pod kątem pięćdziesięciu stopni zaczęła oddalać się od Układu Słonecznego w kierunku gwiazdy Ross 248, którą podobno dotrze w 42000 roku . Planetarna część misji Voyager zakończyła się, a ich systemy obrazowania zostały wyłączone po ostatniej serii zdjęć. Niemniej jednak zasoby systemów elektrycznych obu Voyagerów pozwolą przez dłuższy czas przesyłać informacje naukowe o stanie tego ośrodka międzygwiazdowego.

W tym czasie na Ziemi otrzymano ponad sto tysięcy zdjęć i innych informacji o wszystkich gigantycznych planetach i ich otoczeniu.

Informacje naukowe uzyskane przez Voyagers były dostępne nie tylko dla naukowców na całym świecie, ale dla całej społeczności międzynarodowej. Zdjęcia planet zrobione przez stacje znalazły się na okładkach popularnych magazynów, wprowadzając ludzkość w najdalsze zakątki Układu Słonecznego.

Autor: Musskiy S.A.

 Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas:

▪ Statki wycieczkowe

▪ Gramofon

▪ Silnik odrzutowy

Zobacz inne artykuły Sekcja Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Zagrożone piaszczyste plaże 03.03.2020 Naukowcy ostrzegają: jeśli ludzkość nie zmniejszy emisji gazów cieplarnianych, 50% piaszczystych plaż na świecie znajdzie się pod wodą lub zostanie zniszczonych przez erozję. Spowoduje to ogromne szkody w gospodarce, przede wszystkim w turystyce, a także sprawi, że regiony przybrzeżne będą bardziej podatne na klęski żywiołowe. Najbardziej ucierpi Australia. Ze względu na podnoszący się poziom mórz kurczy się powierzchnia plaż. Według nowego badania, jeśli ludzkość nie zmniejszy emisji gazów cieplarnianych i nie spowolni globalnego ocieplenia, do 2100 r. świat straci połowę piaszczystych plaż. Wnioski badaczy opierają się na analizie zdjęć satelitarnych wykonywanych od 1984 roku. Po zidentyfikowaniu trendu na przestrzeni trzech dekad dokonali ekstrapolacji go w przyszłość, tak jak będzie to miało miejsce w dwóch scenariuszach klimatycznych. Najgorszy scenariusz zakłada, że ​​emisje gazów cieplarnianych będą nadal rosły, a topnienie wiecznej zmarzliny spowoduje uwolnienie znacznych ilości metanu, pogłębiając zmiany klimatyczne. W tym przypadku do końca wieku połowa plaż zniknie z powodu podniesienia się poziomu morza i erozji. Najbardziej ucierpi Australia, gdzie do końca wieku zniknie 15 000 km piaszczystego wybrzeża. Za nimi plasują się Kanada, Chile i USA. W pierwszej dziesiątce znalazły się również Meksyk, Chiny, Rosja, Argentyna, Indie i Brazylia. Zgodnie z drugim, nieco mniej dotkliwym scenariuszem, emisje gazów cieplarnianych będą się stopniowo zmniejszać, ale nie w tak szybkim tempie, jak zapisano w paryskim porozumieniu klimatycznym. W efekcie średnie temperatury wzrosną o około 3°C, a powierzchnia plaż zmniejszy się o około jedną trzecią. Zniknięcie plaż spowoduje poważne szkody w gospodarce całych krajów i regionów zależnych od turystyki. Ponadto staną się bardziej podatne na klęski żywiołowe. Jest to szczególnie niepokojące, biorąc pod uwagę, że regiony o najbardziej narażonych wybrzeżach charakteryzują się dużą gęstością zaludnienia. Rozwiązaniem problemu mogą być wielkoskalowe konstrukcje inżynierskie, ale większości krajów na nie nie stać. Oznacza to, że najlepszym sposobem zapobiegania utracie plaż jest jak najszybsze powstrzymanie dalszego ocieplania się planety.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zasilacze Mean Well HRP/N

▪ Wydanie chipów memrystora jest opóźnione

▪ Zżelowany lód to najlżejsza forma wody

▪ Samojezdne samochody Volvo na szwedzkich drogach

▪ światowa mapa szczęścia

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Historie z życia radioamatorów. Wybór artykułów

▪ artykuł Sen rozumu rodzi potwory. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego wyjątkowo surowe kary nazywa się środkami drakońskimi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Groch kopiejkowy. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Elektroniczny generator haseł na podczerwień z koderem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Electrotchórz. eksperyment fizyczny

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024