Исследование пограничного пространства с помощью автоматических зондов

Конечно, речь пойдет о зондах «Вояджерах», «ИБЕКС» и совсем немного о уже хорошо известном нам «Кассини». Все они провели огромный и очень разнообразный перечень исследований и даже выполнили значительно больше, чем от них ожидали. Остается только сожалеть, что ресурс «Пионеров» иссяк до того, как они достигли пограничных регионов.

«Вояджер 1» и «Вояджер 2»

Начнем с них. Космические аппараты-близнецы «Вояджер 1» и «Вояджер 2» не просто старожилы, а старожилы-рекордсмены среди работающих по сей день зондов: они были запущены еще в 1977 году в рамках одноименного проекта по изучению дальних планет Солнечной системы и до сих пор продолжают поставлять ученым ценную информацию. Астрофизики полагали, что их модель гелиосферы точно отражает реальность. Но космические аппараты показали, что это не так.

«Вояджер 1» является на сегодняшний день самым удаленным от Солнца рукотворным объектом: обогнав на пути в межзвездное пространство всех своих предшественников – космические зонды «Пионер 10» и «Пионер 11» и брата-близнеца «Вояджера 2». Он первым готовится покинуть пределы Солнечной системы и при этом продолжает поставлять информацию, ставящую астрофизиков в тупик и заставляющую пересматривать давно устоявшиеся представления о том, как устроена та область космического пространства, где заканчивается Солнечная система и начинается межзвездная среда.

Изучение гелиосферы в зоне, граничащей с межзвездной средой, – главная задача «Вояджеров», помимо исследований планет и их спутников, мимо которых они пролетали. И совершенно потрясающе, что они были направлены так, чтобы оказаться по разные стороны пространства по отношению к плоскости эклиптики. «Вояджер 1» после коррекции направления полета гравитационными полями Юпитера и Сатурна отправился на север, а «Вояджер 2» после воздействия Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна нырнул под эклиптику и полетел на юг. Это дало возможность в дальнейшем получить от них обоих совершенно уникальную и неожиданную информацию. На рис. 18.9 показаны траектории их полетов, а также позиции планет, разгоняющих и корректирующих направление полета.

Рис. 18.9. Траектории движения «Вояджеров»,

http://vzglyad.az/photosession/voyacer%20voyager%20(6).jpg

Начнем с «Вояджера 1» и рассмотрим основные вехи его пути.

Он движется по гиперболической траектории и, в конце концов, долетит до звезд и никогда не вернется к Солнцу. Примерно через 40 000 лет аппарат будет находиться в 3,26 св. года от Солнечной системы. Дальнейшую судьбу его предсказать сложно. Скорее всего, «Вояджер 1» будет вечно скитаться по Галактике.

По данным НАСА границу ударной волны «Вояджер-1» пересек первым в декабре 2004 года, когда находился от Солнца на расстоянии 94 а.е. Такой вывод был сделан по изменению показателей магнитного поля, получаемых с аппарата.

В середине декабря 2012 года «Вояджер 1» пролетел приблизительно 116,38 а.е. и добрался до так называемого региона стагнации – последней области, отделяющей аппарат от межзвездного пространства.

А вот со временем выхода на саму границу межзвездного пространства и точным подтверждением ее преодоления ученые пока к единому соглашению не пришли. Рост уровня галактических лучей на 25% в первой половине 2012 года указывал на то, что «Вояджер 1» приближается к границе гелиосферы. Но солнечный ветер еще регистрировался надежно. В конце августа 2012 года датчики аппарата зафиксировали резкое снижение регистрируемых частиц солнечного ветра. Было объявлено, что 25 августа 2012 года на расстоянии 121,7 а.е. от Солнца «Вояджер 1» оказался в межзвездном пространстве. Но официальный ответ НАСА от 20 марта 2013 года гласил, что зонд еще не достиг открытого космоса, несмотря на отсутствие солнечного ветра. Последним индикатором выхода за пределы гелиосферы должна была стать смена направленности магнитного поля. И только 12 сентября 2013 года НАСА подтвердило, что «Вояджер 1» вышел за пределы Солнечной системы и оказался в межзвездном пространстве.

По данным НАСА на 5 января 2016 года «Вояджер 1» удалился от Солнца на расстояние 133,7 а.е. А теперь подумаем.

Итак, к 2016 году «Вояджер 1» удалился на 133,7 а.е. Но истинным пределом гравитационной области Солнечной системы считается Облако Оорта, расстояние которого даже от его внутренней границы до Солнца составляет примерно 50 тыс. а.е., то есть, в 373 раза дальше нынешнего расстояния «Вояджера 1» от нашей звезды. Однако считается, что Облако Оорта может слабо простираться на расстояние 100 и даже 200 тыс. а.е. За границей в 50 тыс. а.е. и до границ Облака Оорта (Сферы Хилла) притяжение Солнца ослабевает до такой степени, что оно может лишь удерживать объекты. Если даже считать по минимуму – 50 тыс. а.е. – и допустить, что «Вояджер 1» будет лететь с той же скоростью, с какой летел последние 39 лет (что врядли), то получится, что ему для достижения границы потребуется еще приблизительно 15 тыс. лет.

Гелиосфера Солнца не пускает в свои пределы основную часть частиц высокой энергии, но в пространстве между гелиопаузой и Облаком Оорта межзвездные частицы путешествуют свободно. Возможно, это и позволяет ставить вопрос «вышел – не вышел», и еще… собственное нетерпение. Ну, уж очень хочется, чтобы вышел! Все-таки 15 тыс. лет – это очень долго.

О полете «Вояджера 2» информация следующая.

Считается, что он преодолел границу ударной волны в 2007 году. Фактически же уже в мае 2006 г. на расстоянии 76 а.е. он зафиксировал обратное движение частиц, а затем пересекал границу еще пять раз из-за того, что она непостоянна и меняет свое расстояние от Солнца в результате колебаний солнечной активности. Это говорит о несколько несимметричной форме гелиосферы, северная половина которой больше южной примерно на 1,6 млрд. км.

Из пределов гелиосферы «Вояджер 2» пока не вышел. На июнь месяц 2016 года он находился на расстоянии 111,34 а.е. от Солнца. Считается, что за пределы Солнечной системы аппарат выйдет через 10-20 лет и навсегда потеряет связь с Землей из-за недостаточности мощности передатчика. Примерно через 300 тыс. лет он окажется на расстоянии 4,3 св. года от Сириуса и, как и его собрат, никогда не вернется в Солнечную систему.

Источником энергии зондов «Вояджер» являются радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Они позволят работающим приборам функционировать примерно до 2021 года, после чего их необходимо будет по очереди отключить, завершив отключение всех компонентов в 2025 году. После этого наши космические путешественники, молча и навсегда, уйдут в черные глубины космического одиночества.

А теперь перейдем к тому, какие же тайны они нам открыли.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: