Voyager 1 вышел в межзвездное пространство

[sol]

не уверен, но что-то такое (ну хотя бы конденсаторы) должно стоять - на случай внезапных проблем у импульсного блока преобразования-стабилизации

[Suzeren]

Закрутка закруткой, но все равно существуют довольно серьезные "уходы" этой самой закрутки. Все зависит от симметричности аппарата, скорости закрутки и алгоритма ее подправки. Но я склоняюсь к другому немного...

Не очень понял про систему стабилизации... Из написанного ясно, что нет на Вояджерах никаких силовых гироскопов или двигателей маховиков, а есть двигатели малой тяги (вероятно газовые?) которые стабилизируют аппарат внутри некой зоны нечувствительности.

В этом случае, при наличии всего 100 кг топлива нетрудно предположить, что полет вне сеансов связи проходит вообще в неуправляемом движении. Т.е аппарат свободно вращается в произвольной ориентации. А непосредственно перед сеансами связи производится стабилизация, наведение антенны... Иначе топливо кончилось бы очень давно, даже просто на подправку закрутки бы ушло много за 30 лет-то. :shock: Да и клапаны не железные, что бы тратить их ресурс так.

С точки зрения бортовой математики, для определения положения Земли в пространстве, там есть полиномы или иное представление прямого восхождения и склонения Земли. А поскольку на таких расстояниях Земля уже просто очень маленькая точка - такой полином единожды заложенный будет обеспечивать необходимую точность наведения на долгое время. Ну и с коррекцией по уровню сигнала.

Интересно, какую диаграмму направленности имеет наземная станция принимающая от него сигнал... и передающая.

Ну это так, на правах фантазии Может все совсем иначе.

[Liss]

А как же воспринимать информацию из журнала "Новости космонавтики" (№11(298) ноябрь 2007, статья "Величайший межпланетный проект" )? Вот цитата:
"...В штатном режиме полёта аппарат ("Voyager" - прим. моё) стабилизирован вращением вокруг оси Z (продольная ось КА - прим. моё), и антенна HGA "смотрит" в сторону Земли..."
А вот ещё:
"...Данная подсистема (Attitude and Articulation Control System (AACS) - прим. моё) обеспечивает необходимую ориентацию и стабилизацию КА по трём осям либо стабилизацию вращением вокруг оси, направленной на Землю..."
Что ж, выходит, во время перелётов между планетами, КА "Voyager" всё-таки стабилизировались вращением. Или авторы статьи находились в неведении и невольно ввели в заблуждение своих читателей?

Не готов ответить. Вероятно, это взято из какого-то не самого частого, но официального источника (в частых однозначно говорится о трехосной ориентации на двигателях, которая продолжается 34-й год и на которую сейчас уходит примерно 0.2 кг топлива ежегодно). Более обидный вариант -- тяжелый глюк :-(

[8К99]

Тем не менее, проанализировав всю доступную информацию и исходя из здравого технического смысла, могу предположить следующее.
В течении длительных (многолетних) перелётов между планетами, для сокращения расхода гидразина, "Вояджеры" стабилизировались вращением вокруг своей продольной оси, которая предварительно направлялась в сторону Земли. Вдоль этой же оси КА ориентирован отражатель остронаправленной антенны высокого усиления HGA. В следствие этого, в течение длительных перелётов антенна постоянно "смотрит" в сторону Земли, что позволяет контроллировать аппараты и, при необходимости, управлять.
Развёрнутые в стороны от продольной оси КА штанги с радиоизотопными элементами, научной аппаратурой и магнитометрами увеличивают момент инерции КА относительно этой оси, способствуя устойчивости вращения. Это также, на мой взгляд, позволяет снизить расход гидразина - в данном случае, на поддержание устойчивого вращения. Нечто подобное использовали специалисты Boeing, когда "спасали" AsiaSat-3. Цитирую НК (№14.1998): "...Для обеспечения устойчивости вращения КА (за счет увеличения момента инерции) были развернуты две основные параболические антенны диаметром по 2.72 м каждая..."
При приближении Вояджеров к планетам, возле которых планировались те или иные эксперименты, стабилизация аппаратов вращением  приостанавливалась, и они переводились в состояние трёхосной стабилизации, при которой становилось возможным проводить фотографирование планет, их спутников и прочие эксперименты. Расход гидразина в этом случае, разумеется, возрастал.
После пролёта мимо планет и окончания заланированных экспериментов Вояджеры, насколько я понял, вновь переводились в состояние стабилизации вращением - для экономии гидразина.

[Suzeren]

Стабилизация нужна по-сути для парирования возмущений. А есть ли они там, где сейчас Вояджеры? Момент от Солнечного давления там явно оооочень мал мал (а то и нет вовсе), гравитационных тоже нет... вообще мало что присутствует. Только собственное гажение, да релейный закон управления при стабилизации заставляют срабатывать двигатели... Так что если двигатели там имеют очень малую тягу, то вполне себе ничего поддерживать 3-х осную ориентацию без включений очень длительное время.  

[Chilik]

Только собственное гажение, да релейный закон управления при стабилизации заставляют срабатывать двигатели...

По идее за 30+  лет там гажение должно прекратиться. В смысле все поверхности должны тать стабильными. Опять же, поток ультрафиолета сильно упал.

[sol]

Только собственное гажение, да релейный закон управления при стабилизации заставляют срабатывать двигатели...

По идее за 30+  лет там гажение должно прекратиться. В смысле все поверхности должны тать стабильными. Опять же, поток ультрафиолета сильно упал.

Да чисто потому, что идеально точно остановить вращение невозможно, хотя бы ничтожный момент всегда останется и с годами ось будет уходить - поэтому "подправлять" хотя бы изредка, надо движками...

Другое дело, что требования к точности наведения на Землю сейчас весьма невысоки - с такого расстояния попадать надо не в Землю, а в саму Солнечную систему - вся орбита Марса оттуда - маленькое пятно, поменьше, чем  диаметр "луча" от антены

[Liss]

"...Данная подсистема (Attitude and Articulation Control System (AACS) - прим. моё) обеспечивает необходимую ориентацию и стабилизацию КА по трём осям либо стабилизацию вращением вокруг оси, направленной на Землю..."

Во всяком случае, в период от отделения от носителя и до построения трехосной ориентации аппарат стабилизировался вращением. Для V2 этот этап затянулся на четверо суток (20-24 августа 1977 г.). Таким образом, режим стабилизации вращением для "Вояджера" существовал и в определенных ситуациях использовался.

[ronatu]

Voyager 1 spacecraft soon to leave the sun's influence

http://www.themuse.ca/articles/40567

[instml]

Еще и маневрируют    

Voyager Seeks the Answer Blowin' in the Wind

PASADENA, Calif. -- In which direction is the sun's stream of charged particles banking when it nears the edge of the solar system? The answer, scientists know, is blowing in the wind. It's just a matter of getting NASA's Voyager 1 spacecraft in the right orientation to detect it.

To enable Voyager 1's Low Energy Charged Particle instrument to gather these data, the spacecraft performed a maneuver on March 7 that it hadn't done for 21 years, except in a preparatory test last month.

At 9:10 a.m. PST (12:10 p.m. EST), humanity's most distant spacecraft rolled 70 degrees counterclockwise as seen from Earth from its normal orientation and held the position by spinning gyroscopes for two hours, 33 minutes. The last time either of the two Voyager spacecraft rolled and stopped in a gyro-controlled orientation was Feb. 14, 1990, when Voyager 1 snapped a family portrait of the planets strewn like tiny gems around our sun ( http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00451 ).

"Even though Voyager 1 has been traveling through the solar system for 33 years, it is still a limber enough gymnast to do acrobatics we haven't asked it to do in 21 years," said Suzanne Dodd, Voyager project manager, based at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. "It executed the maneuver without a hitch, and we look forward to doing it a few more times to allow the scientists to gather the data they need."

The two Voyager spacecraft are traveling through a turbulent area known as the heliosheath. The heliosheath is the outer shell of a bubble around our solar system created by the solar wind, a stream of ions blowing radially outward from the sun at a million miles per hour. The wind must turn as it approaches the outer edge of the bubble where it makes contact with the interstellar wind, which originates in the region between stars and blows by our solar bubble.

In June 2010, when Voyager 1 was about 17 billion kilometers (about 11 billion miles) away from the sun, data from the Low Energy Charged Particle instrument began to show that the net outward flow of the solar wind was zero. That zero reading has continued since. The Voyager science team doesn't think the wind has disappeared in that area. It has likely just turned a corner. But does it go up, down or to the side?

"Because the direction of the solar wind has changed and its radial speed has dropped to zero, we have to change the orientation of Voyager 1 so the Low Energy Charged Particle instrument can act like a kind of weather vane to see which way the wind is now blowing," said Edward Stone, Voyager project manager, based at the California Institute of Technology, Pasadena. "Knowing the strength and direction of the wind is critical to understanding the shape of our solar bubble and estimating how much farther it is to the edge of interstellar space."

Voyager engineers performed a test roll and hold on Feb. 2 for two hours, 15 minutes. When data from Voyager 1 were received on Earth some 16 hours later, the mission team verified the test was successful and the spacecraft had no problem in reorienting itself and locking back onto its guide star, Alpha Centauri.

The Low Energy Charged Particle instrument science team confirmed that the spacecraft had acquired the kind of information it needed, and mission planners gave Voyager 1 the green light to do more rolls and longer holds. There will be five more of these maneuvers over the next seven days, with the longest hold lasting three hours 50 minutes. The Voyager team plans to execute a series of weekly rolls for this purpose every three months.

The success of the March 7 roll and hold was received at JPL at 1:21 a.m. PST (4:21 a.m. EST) on March 8. But it will take a few months longer for scientists to analyze the data.

"We do whatever we can to make sure the scientists get exactly the kinds of data they need, because only the Voyager spacecraft are still active in this exotic region of space," said Jefferson Hall, Voyager mission operations manager at JPL. "We were delighted to see Voyager still has the capability to acquire unique science data in an area that won't likely be traveled by other spacecraft for decades to come."

Voyager 2 was launched on Aug. 20, 1977. Voyager 1 was launched on Sept. 5, 1977. On March 7, Voyager 1 was 17.4 billion kilometers (10.8 billion miles) away from the sun. Voyager 2 was 14.2 billion kilometers (8.8 billion miles) away from the sun, on a different trajectory.

The solar wind's outward flow has not yet diminished to zero where Voyager 2 is exploring, but that may happen as the spacecraft approaches the edge of the bubble in the years ahead.

The Voyagers were built by NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., which continues to operate both spacecraft. JPL is a division of the California Institute of Technology in Pasadena. The Voyager missions are a part of the NASA Heliophysics System Observatory, sponsored by the Heliophysics Division of the Science Mission Directorate. For more information about the Voyager spacecraft, visit: http://www.nasa.gov/voyager .

http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager20110308.html

[ronatu]

More than three decades since launching from Earth, NASA's Voyager probes continue beaming back scientific data from the unexplored frontier of the solar system.

Flying nearly 11 billion miles from Earth (почти 20 000 000 000 км), the Voyager 1 spacecraft is surveying one of the least-known reaches of the solar system -- the region where the sun's influence wanes and interstellar space begins.

Voyager 1's low energy charged particle instrument registered a strange reading last June indicating the speed of the solar wind had dropped to zero. The solar wind, a flow of charged particles, normally streams away from the sun at a million miles per hour.

Scientists know such a measurement is misleading. The solar wind curves in the heliosheath, the outer edge of the solar system where Voyager 1 is now exploring. Inside the heliosheath, the solar wind is slowed by the pressure of interstellar gas.

The heliosphere, the area of the sun's influence, is shaped like a bubble in the sun's direction of travel and stretches out like a tail behind.

"Because the direction of the solar wind has changed and its radial speed has dropped to zero, we have to change the orientation of Voyager 1 so the low energy charged particle instrument can act like a kind of weather vane to see which way the wind is now blowing," said Edward Stone, Voyager's project manager at the California Institute of Technology.

The nuclear-powered spacecraft rolled 70 degrees counterclockwise Monday and held that position for more than two-and-a-half hours with its rapidly spinning gyrocopes, according to a JPL press release.

It was the second such roll-and-hold maneuver for Voyager since 1990.

According to JPL, five more such spins are planned over the next seven days to point Voyager 1's charged particle sensor in different directions. Researchers hope to catch a whiff of the solar wind and gauge which way it is turning, but it could be months before results are released.

It takes 16 hours just for Voyager 1's radio signals to reach Earth.

[instml]

Ответственность за эффект "Пионера" возложили на геометрию аппаратов

Португальские ученые установили, что причиной аномального ускорения аппаратов "Пионер 10" и "Пионер 11" является их сложная геометрия. Статья ученых пока не принята к публикации в рецензируемом журнале, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Эффект "Пионера" считается одной из самых интересных нераскрытых загадок астрономии.

Впервые аномалия в ускорении "Пионеров" была обнаружена исследователями из Лаборатории реактивного движения в 1998 году. Им удалось установить, что аппараты замедляются чуть быстрее, чем должны под воздействием солнечной гравитации. Высокоточные расчеты, проведенные в 2002 году, показали, что эта разница остается постоянной и составляет 8,74x10-10 метра в секунду за секунду.

В этом же году была предпринята попытка объяснить эту разницу тепловым излучением аппарата, однако астрономы установили, что это излучение несет ответственность не более чем за 67 процентов от данного числа. В рамках нового исследования ученые провели новые расчеты воздействия теплового излучения на аппарат с учетом отражения тепла от поверхностей и деталей аппарата.

В результате исследователям удалось установить, что тепловое излучение вполне способно объяснить аномальное ускорение. Например, исследователи установили, что тепло, излучаемое отсеком с приборами на "Пионере", отражается от антенны аппарата так, что способствует замедлению. В предыдущих расчетах ничего подобного не учитывалось.

Со времени открытия эффекта "Пионера" астрономами было предложено множество разных объяснений. Например, в декабре 2010 года ученые установили, что ускорение имеет негравитационную природу. Они обосновывали это тем, что в противном случае аналогичный эффект должен был бы наблюдаться в движении спутников Нептуна Тритон, Нереиду и Протей. Расчеты показали, что никаких подобных отклонений в движении этих небесных тел не наблюдается.

http://www.lenta.ru/news/2011/03/31/geometry/

[Дмитрий Виницкий]

"Португальские учёные" теснят британских ™.

[instml]

Зонды НАСА "Вояджеры" покинут Солнечную систему в ближайшие 5 лет

МОСКВА, 29 апр - РИА Новости. Исследовательские зонды НАСА "Вояджер-1" и "Вояджер-2", которые сейчас подходят к границе Солнечной системы, выйдут в межзвездное пространство в ближайшие пять лет, сообщил научный руководитель проекта Эд Стоун (Ed Stone).

Зонды, запущенные в 1977 году, сейчас находятся в так называемой гелиомантии (heliosheath) - границе гелиосферы, "пузыря" вокруг Солнца, наполненного солнечной плазмой. Толщина гелиомантии, по оценкам ученых, составляет 4,8-6,4 миллиарда километров, или примерно 32-42 астрономические единицы (астрономическая единица - расстояние от Земли до Солнца). Внешнюю границу гелиомантии, называемую гелиопаузой, можно считать одной из границ Солнечной системы.

"Исходя из оценок толщины гелиомантии, мы считаем, что "Вояджеры" окажутся "снаружи" в ближайшие пять лет или около того", - сказал Стоун, которого цитирует пресс-служба Лаборатории реактивного движения (JPL).

Как пояснил РИА Новости астроном Владимир Сурдин из Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ), границу Солнечной системы можно определить и иначе, по гравитационному влиянию Солнца - это расстояние до наиболее далеких объектов, которые еще подчиняются притяжению Солнца, а не других звезд или Галактики в целом.

"Это далеко - это 200 тысяч астрономических единиц, там, где самые далекие ядра комет, это облако Оорта, внешняя граница облака Оорта", - сказал Сурдин.

Облако Оорта - гипотетический следующий "круг" небесных тел и источник комет. Расстояние до его внешней границы примерно равно одному световому году. Как ранее сообщил РИА Новости Стоун, "Вояджеры" не смогут исследовать эту область - к моменту ее достижения с ними уже не будет связи.

В июне 2010 года инструмент LECP (Low Energy Charged Particle) "Вояджера-1" зафиксировал падение скорости чистого потока заряженных частиц от Солнца до нуля. По мнению ученых, это может означать, что под давлением "встречного" межзвездного потока частиц солнечный ветер "поворачивает", однако чтобы определить направление, в которое он уходит, нужно повернуть аппарат.

Для этого ученые проводят серию маневров, в ходе которых аппарат, подобно флюгеру, выполняет повороты на 70 градусов, чтобы определить направление потока солнечного ветра. Как отметил Стоун, "Вояджер-1", не выполнявший подобные маневры с 1990 года, "все еще может тряхнуть стариной".

"Вояджер-2", который двигается по другой траектории, пока еще не достиг точки "поворота" солнечного ветра, но, по мнению ученых, это может произойти в ближайшие годы.

Ожидается, что оба аппарата смогут продолжать сбор научных данных примерно до 2025 года. В этот момент "Вояджер-1" будет удален от Солнца примерно на 166 астрономических единиц (24,8 миллиарда километров), а "Вояджер-2" - на 138 астрономических единиц (20,6 миллиарда километров). Первый "близнец" направляется к созвездию Жирафа, а второй - к галактике Андромеды, которая, в свою очередь, сама движется к Млечному Пути. По оценкам ученых, проходя более 440 миллионов километров в год, "Вояджеры" доберутся до ближайших к Солнцу звезд за 1 миллион лет.

http://www.rian.ru/science/20110429/369389403.html

[instml]

На английском:

Voyager Set to Enter Interstellar Space

More than 30 years after they left Earth, NASA's twin Voyager probes are now at the edge of the solar system. Not only that, they're still working. And with each passing day they are beaming back a message that, to scientists, is both unsettling and thrilling. The message is, "Expect the unexpected."

"It's uncanny," says Ed Stone of the California Institute of Technology in Pasadena, Voyager Project Scientist since 1972. "Voyager 1 and 2 have a knack for making discoveries."

Today, April 28, 2011, NASA held a live briefing to reflect on what the Voyager mission has accomplished--and to preview what lies ahead as the probes prepare to enter the realm of interstellar space in our Milky Way galaxy.

The adventure began in the late 1970s when the probes took advantage of a rare alignment of outer planets for an unprecedented Grand Tour. Voyager 1 visited Jupiter and Saturn, while Voyager 2 flew past Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. (Voyager 2 is still the only probe to visit Uranus and Neptune.)

When pressed to name the top discoveries from those encounters, Stone pauses, not for lack of material, but rather an embarrassment of riches. "It's so hard to choose," he says.

Stone's partial list includes the discovery of volcanoes on Jupiter's moon Io; evidence for an ocean beneath the icy surface of Europa; hints of methane rain on Saturn's moon Titan; the crazily-tipped magnetic poles of Uranus and Neptune; icy geysers on Neptune's moon Triton; planetary winds that blow faster and faster with increasing distance from the sun.

"Each of these discoveries changed the way we thought of other worlds," says Stone.

.................

http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager20110428.html

[instml]

"Вояджер-1" обнаружил "ямы" и "холмы" на границе Солнечной системы

МОСКВА, 1 июн - РИА Новости. Данные, полученные автоматическим зондом НАСА "Вояджер-1" (Voyager-1), показывают, что на границе гелиосферы и межзвездного пространства царит настоящий хаос, заявляют американские ученые в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research.

Два зонда-близнеца "Вояджер-1" и "Вояджер-2" были запущены в 1977 году в рамках проекта по изучению окраин Солнечной системы. Первоначальная задача состояла в исследовании планет-гигантов и их спутников, в настоящее время ученые используют "Вояджеры" для изучения границ Солнечной системы. На текущий момент "Вояджер-1" является самым далеким от Земли космическим аппаратом.

Не существует однозначного определения, что является границей Солнечной системы. Ближайшая такая граница - гелиомантия (heliosheath) - участок гелиосферы на расстоянии 80-100 астрономических единиц (14 миллиардов километров от Солнца), где солнечный ветер сталкивается с межзвездным веществом. Гелиосфера - это область околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью.

С другой стороны, границу Солнечной системы можно определить как конец зоны гравитационного влияния Солнца. В этом случае она расширяется до внешних пределов облака Оорта, которое по разным оценкам расположено на расстоянии от 50 до 100 тысяч астрономических единиц от Солнца.

"Вояджеры" сейчас изучают переходные области между солнечной и межзвездной плазмой. В декабре 2004 года "Вояджер-1" пересек гелиосферную ударную волну (termination shock) на расстоянии 94 астрономических единицы от Солнца. За это время ученые успели изучить некоторые свойства гелиомантии и измерить скорость движения солнечного ветра.

Авторы исследования проанализировали данные о напряженности магнитного поля в разных участках гелиомантии, которые получал "Вояджер" на протяжении 2009 года.

Исследователи пришли к выводу, что структура гелиомантии неоднородна и может быть разделена на три типа токовых слоев - протонные пограничные слои, магнитные "ямы" и "холмы", а также границы секторов, где направление поля меняется на противоположное. Для каждого типа слоя существуют характерные флуктуации магнитного поля - при пересечении границ секторов резко менялся вектор магнитного поля, при прохождении "ям" и "холмов" сила поля резко увеличивалась или уменьшалась (практически до нуля), при входе в протонные пограничные слои напряженность поля постепенно нарастала.

Астрономы отмечают, что наблюдаемое поведение магнитных "ям" и "холмов" соответствует современным гипотезам о природе этих явлений. По современным представлениям, "ямы" и "холмы" являются одиночными волнами (солитонами), которые образуются в результате сложного взаимодействия в солнечной плазмы и магнитных потоков.

"Данные, которые получает "Вояджер-1", будут чрезвычайно важны для тех исследователей, которые пытаются определить, какие из современных теорий образования слоев (гелиомантии) соответствуют действительности", - отмечает один из авторов исследования Леонард Бурлага (Leonard Burlaga) из центра космических полетов имени Годдарда, слова которого приводит Universe Today.

http://www.rian.ru/science/20110601/382753218.html

[instml]

"Вояджеры" нашли на границе Солнечной системы магнитные пузыри

Космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" обнаружили на границе солнечной системы магнитную пену, сообщается в пресс-релизе на официальном сайте NASA.

До последнего времени считалось, что магнитное поле на границе Солнечной системы устроено довольно просто - силовые линии поля изгибаются наподобие арок и возвращаются обратно к Солнцу (левая картинка здесь). Новые результаты, полученные "Вояджерами", показывают, что граница системы устроена по-другому.

Анализ данных, собранных за период с 2007 года по настоящее время (из-за слабости магнитных полей в этом регионе космоса ученым потребовалось несколько лет на сбор данных), а также компьютерное моделирование позволили установить, что граница Солнечной системы представляет собой пену. Диаметр пузырей этой пены может достигать одной астрономической единицы, равной примерно 150 миллионам километров. Магнитное поле внутри пузырей поддерживается намагниченной материей.

По словам ученых, причины возникновения пузырей лежат в собственном вращении Солнца - движение светила приводит к "запутыванию" магнитных линий на границе и их пересоединению. Видео этого процесса можно посмотреть тут.

Ученые отмечают, что обнаружение пены, в частности, представляет интерес для изучения взаимодействия Солнечной системы с космическими лучами. Считается, что граница представляет собой первую "линию обороны", защищающую планеты системы (в частности, Землю) от воздействия заряженных частиц из межзвездного пространства, например, от взрывов сверхновых.

Астрофизики отмечают, что пока неясно, как пена сказывается на защитных способностях границы. С одной стороны наличие пор означает, что больше лучей могут попадать внутрь Солнечной системы. С другой стороны, пузыри могут выступать в качестве ловушек для заряженных частиц из глубокого космоса. По мнению исследователей, этот вопрос требует дальнейшего изучения.

http://www.lenta.ru/news/2011/06/10/bbls/

[instml]

http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/heliosphere-surprise.html

http://www.nasa.gov/images/content/558154main_old-new-heliopause-orig_full.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/558110main_Viz_4_OldHeliopause-orig_full.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/558121main_Viz_5_NewHeliopauseRev01-orig_full.jpg

[Salo]

"Вояджеры" добрались до границы магнитного поля Солнца[/size]

Джонатан Эймос

Би-би-си


Размеры Солнечной системы до сих пор остаются неустановленными.

Американские космические зонды серии "Вояджер" обнаружили необычную структуру магнитного поля Солнечной системы на ее дальней границе.

Эти аппараты, запущенные в 1977 году, приближаются к самому краю магнитосферы Солнечной системы. Они являются самыми отдаленными искусственными космическими объектами, созданными человечеством. В настоящее время они находятся на расстоянии 14 млрд км от Земли. Самое удивительное то, что они до сих пор находятся на связи с центром управления НАСА.

Посылаемая ими информация помогает ученым понять, что происходит в той зоне, где магнитное поле Солнечной системы взаимодействует с межзвездным пространством. Эта зона называется гелиосферной мантией.

Компьютерные модели, основанные на данных, полученных с обоих аппаратов "Вояджер", указывают, что магнитосфера в этой зоне напоминает пену в кружке пива, а каждый пузырь в ней имеет диаметр около 150 млн км.

По словам профессора Юджина Паркера из университета Чикаго, линии магнитного поля, создаваемого Солнцем, в этой зоне складываются и перекрещиваются, в результате чего создается пенистая структура, которая взаимодействует с космическим излучением от далеких звезд и галактик.
Неожиданный результат

Исследователи признаются, что не ожидали увидеть ничего подобного - дальние окрестности Солнечной системы представлялись им гораздо более спокойным местом, где линии магнитного поля Солнца замыкаются на себя.

"Эти результаты интересны тем, что нам придется теперь изменить наши представления о том, как Солнце взаимодействует с заряженными частицами, магнитными полями и газами, источниками которых являются другие звезды", - говорит Арик Познер, один из сотрудников программы "Вояджер" в НАСА.
Копия "Вояджера" в Пасадене


В Лаборатории реактивного движения в Пасадене установлена рабочая копия аппарата "Вояджер"

Открытие в очередной раз продемонстрировало способности аппаратов "Вояджер", которые поставляют научную информацию, представляющую огромный интерес для ученых через тридцать с лишним лет после запуска.

"Вояджер-1" был выведен на орбиту 5 сентября 1977 года, а его копия аппарат "Вояджер-2" - 20 августа 1977 года.

Первоначальной целью этой программы НАСА было исследование газовых гигантов - планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эта задача была выполнена к 1989 году.

Затем оба зонда были переведены на траекторию, которая должна в конечном итоге вывести их за пределы Солнечной системы, в общем направлении к центу нашей галактики - Млечного пути.
Энергия есть

Научные приборы обоих аппаратов до сих пор функционируют очень хорошо, а радиоизотопный источник энергии, работающий на плутонии, исправно снабжает их энергией. Правда, сигнал, посланный с борта аппарата, доходит до Земли, в случае "Вояджера-1" - за 16 часов, и это время постоянно увеличивается.

Основной задачей этих космических зондов сейчас является определение границ гелиосферы - то есть той зоны, в которой ощутимо воздействие центральной звезды, то есть Солнца.

Наша звезда излучает огромный объем заряженных частиц. Этот солнечный ветер, как называют его астрофизики, гонимый магнитным полем с его силовыми линиями, устремляется на огромной скорости к границам Солнечной системы, где сталкивается с гораздо более слабым межзвездным магнитным полем.

Именно в этой пограничной зоне, называемой также гелиопаузой, находятся сейчас аппараты "Вояджер".

Никто пока не знает точно, где заканчивается Солнечная система, однако ученые полагают, что уже в ближайшие три-четыре года космические зонды "Вояджер" выйдут за ее пределы.

[instml]

Recalculating the Distance to Interstellar Space

Scientists analyzing recent data from NASA's Voyager and Cassini spacecraft have calculated that Voyager 1 could cross over into the frontier of interstellar space at any time and much earlier than previously thought. The findings are detailed in this week's issue of the journal Nature.

Data from Voyager's low-energy charged particle instrument, first reported in December 2010, have indicated that the outward speed of the charged particles streaming from the sun has slowed to zero. The stagnation of this solar wind has continued through at least February 2011, marking a thick, previously unpredicted "transition zone" at the edge of our solar system.

"There is one time we are going to cross that frontier, and this is the first sign it is upon us," said Tom Krimigis, prinicipal investigator for Voyager's low-energy charged particle instrument and Cassini's magnetospheric imaging instrument, based at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Md.

Krimigis and colleagues combined the new Voyager data with previously unpublished measurements from the ion and neutral camera on Cassini's magnetospheric imaging instrument. The Cassini instrument collects data on neutral atoms streaming into our solar system from the outside.

The analysis indicates that the boundary between interstellar space and the bubble of charged particles the sun blows around itself is likely between 10 and 14 billion miles (16 to 23 billion kilometers) from the sun, with a best estimate of approximately 11 billion miles (18 billion kilometers). Since Voyager 1 is already nearly 11 billion miles (18 billion kilometers) out, it could cross into interstellar space at any time.

"These calculations show we're getting close, but how close? That's what we don't know, but Voyager 1 speeds outward a billion miles every three years, so we may not have long to wait," said Ed Stone, Voyager project scientist, based at the California Institute of Technology in Pasadena.

Scientists intend to keep analyzing the Voyager 1 data, looking for confirmation. They will also be studying the Voyager 2 data, but Voyager 2 is not as close to the edge of the solar system as Voyager 1. Voyager 2 is about 9 billion miles (14 billion kilometers) away from the sun.

Launched in 1977, the Voyager twin spacecraft have been on a 33-year journey. They are humanity's farthest working deep space sentinels enroute to reach the edge of interstellar space. The Voyagers were built by NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., which continues to operate both spacecraft. The Voyager missions are a part of the NASA Heliophysics System Observatory, sponsored by the Heliophysics Division of NASA's Science Mission Directorate in Washington. JPL is managed for NASA by Caltech.

More information about Voyager is available at: http://www.nasa.gov/voyager and http://voyager.jpl.nasa.gov .