Близнецы «Вояджеры» — самые удаленные от Земли созданные человеком объекты — вступают в заключительный этап своей миссии. После почти 50 лет исследований эти пионеры космоса критически истощили свои энергетические ресурсы. Однако смелый инженерный маневр, запланированный на 2026 год, может подарить им дополнительное время, позволив продолжать передачу данных с самых краев нашей Солнечной системы.
«Вояджеры» создавались для изучения газовых гигантов, а не для выживания на протяжении полувека в суровом вакууме межзвездного пространства. Тем не менее, благодаря тщательному управлению и теперь — рискованной перенастройке систем, они продолжают превосходить самые смелые ожидания.
Энергетический кризис
В 1977 году, когда «Вояджер-1» и «Вояджер-2» стартовали в космос, их радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи) вырабатывали примерно 470 ватт электроэнергии. Сегодня эта мощность значительно снизилась из-за естественного распада ядерного топлива.
Обе космические станции теряют около четырех ватт мощности в год. По мере сокращения энергоресурсов Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA была вынуждена систематически отключать научные приборы, чтобы сохранить энергию для поддержания базовых функций жизнеобеспечения аппарата и связи.
- Вояджер-1 : В настоящее время работают только два прибора: магнитометр (измеряет магнитные поля) и подсистема плазменных волн (анализирует газ и волны).
- Вояджер-2 : Немного более устойчив, три прибора все еще функционируют: подсистема космических лучей, магнитометр и подсистема плазменных волн.
Оставшей энергии едва хватает на то, чтобы держать космические аппараты в тепле и поддерживать работу передатчиков. Только на отправку сигналов на Землю уходит примерно 200 ватт — на такое огромное расстояние, что одна радиокomанда достигает станции почти за сутки.
Инженерный трюк «Большой взрыв»
Чтобы продлить срок службы миссии, инженеры JPL разработали изящное решение, получившее прозвище «Большой взрыв». Речь не идет о физическом взрыве, а о стратегическом перераспределении энергии.
В настоящее время на каждом аппарате три устройства потребляют значительное количество энергии, чтобы предотвратить замерзание топливопроводов двигателей. Новый план включает следующие шаги:
1. Отключение этих трех нагревательных устройств.
2. Активация трех альтернативных устройств, выполняющих ту же функцию — поддержание тепла в топливопроводах, но потребляющих почти на 10 ватт меньше энергии.
Эта скромная экономия в 10 ватт может показаться незначительной, но в контексте иссякающего энергетического бюджета «Вояджеров» она имеет большое значение. Если маневр удастся, это позволит отложить необходимость отключения еще одного научного прибора на каждом зонде как минимум на один год.
Инженерная команда протестирует и внедрит эти изменения на Вояджере-2 в мае и июне 2026 года. Если результаты будут положительными, аналогичная процедура будет применена к Вояджеру-1 позже этим летом.
Почему это важно
«Вояджеры» — это не просто старые машины; это единственные прямые посланцы человечества в межзвездном пространстве. Вояджер-1 пересек границу этой области в 2012 году, а Вояджер-2 последовал за ним в 2018 году. Они предоставляют уникальные данные о гелиосфере — пузыре солнечного влияния, защищающем нашу планету, — и условиях межзвездной среды.
«Мы не знаем, сколько продлится миссия, но можем быть уверены, что космические аппараты преподнесут нам еще больше научных сюрпризов, отдаляясь от Земли».
— Сюзанна Додд, менеджер проекта «Вояджер» в JPL
Ставки высоки, поскольку зонды деградируют не только из-за нехватки энергии:
— Замерзание трубопроводов : Топливопроводы двигателей приближаются к температуре замерзания, что создает риск засоров и невозможности коррекции курса.
— Радиационное повреждение : Телескопы и датчики уже пострадали от интенсивной радиации Юпитера в 1970-х годах и продолжают разрушаться под воздействием космических частиц.
— Старение электроники : Хотя компьютеры имеют резервные копии, они также постепенно выходят из строя.
Алан Каммингс, соисследователь миссии «Вояджер», отмечает, что зонды завершают свой путь «грациозно», сдаваясь под напором множественных одновременных отказов, а не из-за одной катастрофической поломки. Он благодарит оригинальную команду проекта за создание невероятной избыточности систем, что позволило аппаратам прожить гораздо дольше запланированного срока.
Путь к 2030 году и далее
Несмотря на трудности, руководители миссии сохраняют осторожный оптимизм. Сюзанна Додд заявила, что выход на 2030-е годы является реалистичной целью при благоприятных условиях. Ее «растянутая цель» — довести зонды до расстояния 200 астрономических единиц (а.е.) от Земли, что соответствует примерно 2035 году.
Для контекста: в настоящее время Вояджер-1 находится на расстоянии около 169,8 а.е., а Вояджер-2 — примерно 143,1 а.е. Одна астрономическая единица — это среднее расстояние между Землей и Солнцем.
Хотя мощность никогда не упадет до абсолютного нуля (из-за периода полураспада ядерного топлива), она в конечном итоге станет ниже порога, необходимого для работы каких-либо инструментов. Маневр «Большой взрыв» — это критически важный шаг для отодвигания этого порога как можно дальше в будущее.
Заключение
Миссия «Вояджер» — это свидетельство человеческой изобретательности и долговечности продуманной инженерии. По мере того как зонды приближаются к своим эксплуатационным пределам, каждый сэкономленный ватт и каждый работающий прибор расширяют наши возможности исследования неизвестного. Выживут ли они, чтобы отметить свое 50-летие в 2027 году, или продлятся до 2030-х, «Вояджеры» продолжают давать глубокие представления о космосе, доказывая, что даже в свои сумеречные годы они имеют много чему научить нас.
