Где бы вы ни находились — в жаркой Африке, среди суровых островов Северного Ледовитого океана или в заснеженных Гималаях — поднимите взгляд к ночному небу. Среди триллионов звёзд есть одна точка, невидимая невооружённым глазом, но имеющая огромное значение для человечества. Это «Вояджер-1» — самый удалённый от Земли рукотворный объект, американский космический зонд, запущенный в 1977 году. Несмотря на свой возраст, он не молчит. Аппарат продолжает посылать на Землю сигналы, и некоторые из них ставят учёных в тупик. Например, недавно он зафиксировал загадочный постоянный гул неизвестного происхождения. Что это означает? Астрофизики пока ломают голову. Какие задачи выполнял зонд и где он находится сейчас?
Вояджер-1
Первая миссия: гиганты Солнечной системы
Изначальной задачей «Вояджера-1» было изучение планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. С этой миссией аппарат справился блестяще, передав на Землю первые детальные снимки этих газовых гигантов и их каменистых спутников. Однако это был лишь первый этап долгого путешествия. Следующая цель оказалась куда амбициознее: исследовать пояс Койпера и границы гелиосферы — области влияния Солнца. Учёным пришлось интерпретировать данные из регионов, куда ещё не ступала «нога» земного аппарата, что напоминало путешествие с неполной картой.
Рубежи гелиосферы
Таинственный гул из межзвёздной пустоты
Именно там, в миллиардах километров от дома, «Вояджер-1» уловил постоянный низкочастотный гул. За четыре десятилетия полёта аппарат регистрировал множество сигналов, но такой — впервые. Этот феномен особенно важен, если учесть, что зонд движется в направлении, куда со временем переместится вся Солнечная система во главе с Солнцем. Таким образом, полученные данные могут рассказать нам о будущем нашего космического дома.
Движение Солнечной системы в пространстве
Что такое гелиосфера?
Наша планетная система находится внутри гигантского защитного «пузыря» — гелиосферы. Эта невидимая оболочка, созданная солнечным ветром, ограждает планеты и пояс Койпера от агрессивной межзвёздной среды. Внутри гелиосферы плазма солнечного ветра движется со сверхзвуковой скоростью. На её границе происходит столкновение с плазмой и магнитными полями открытого космоса. Проще говоря, солнечный ветер резко тормозит, ударяясь о невидимый барьер, и постепенно смешивается с частицами из глубин Галактики.
Край Солнечной системы
Долгий путь к границе
Именно в этой пограничной зоне сейчас находится «Вояджер-1». Его путь к окраинам Солнечной системы был долгим и сложным. В 2004 году аппарат пересек границу ударной волны — область, где солнечный ветер начинает замедляться перед встречей с межзвёздной средой. Учёные узнали об этом благодаря данным с бортовых приборов зонда. Да, спустя 45 лет после запуска он всё ещё передаёт сигналы, хотя не все его инструменты работают исправно.
Обратите внимание: Самый большой спутник Солнечной системы.
Продолжим наш рассказ.
Компоненты Вояджера-1
За гранью известного: гелиопауза
За границей ударной волны начинается гелиопауза — область, где солнечный ветер окончательно останавливается и смешивается с веществом межзвёздного пространства. Эта структура известна учёным лишь теоретически, так как «Вояджер-1» — единственный аппарат, достигший этих рубежей. Его данные бесценны. Одна из гипотез предполагает, что за пределами гелиосферы существует «водородная стена» из горячего газа. Не её ли гул зафиксировал зонд? Этот устойчивый низкочастотный сигнал может служить косвенным подтверждением данной теории.
Плазменная стена
Как работает древний разведчик?
К сожалению, напрямую измерить параметры плазмы (давление, плотность, температуру) «Вояджер-1» не может — соответствующий прибор вышел из строя ещё в 1980-х. Однако другие инструменты, такие как плазменно-волновой прибор и детектор космических лучей, продолжают исправно работать. Именно они зафиксировали рост уровня космического излучения при приближении аппарата к границе гелиосферы, которую он преодолел 25 августа 2012 года. По прогнозам, зонд сможет поддерживать связь с Землёй как минимум до 2025 года. Энергию ему обеспечивают радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) на плутонии-238, хотя их мощность за десятилетия снизилась примерно вдвое.
РИТЭГ
Гипотезы о происхождении гула
Что же может быть источником загадочного гула? Учёные рассматривают несколько версий. Помимо гипотезы о «водородной стене», вибрации могут вызывать плазменные волны, порождённые, например, мощными солнечными вспышками. Другое предположение гласит, что пространство на границе Солнечной системы имеет сложную, «пенистую» структуру из-за магнитных пузырей, образующихся вокруг мелких космических объектов. Возможно, именно их взаимодействие и порождает странные сигналы.
Магнитный пузырь
Ещё далеко до свободы
Покинул ли «Вояджер-1» Солнечную систему? Нет, и это произойдёт ещё очень не скоро. По расчётам NASA, аппарат окончательно выйдет за её пределы лишь через 30 000 лет. Сейчас зонд одиноко путешествует в пограничных областях. Границы Солнечной системы простираются далеко за пояс Койпера и даже за гелиосферу. Примерно через 300 лет «Вояджер-1» должен достигнуть гипотетического облака Оорта — сферической области источника долгопериодических комет. Существование этого облака пока не доказано напрямую, но теория хорошо объясняет природу многих комет.
Облако Оорта
Вечное странствие и наследие человечества
Что ждёт зонд после выхода из Солнечной системы? Вечное путешествие по Млечному Пути. Мы, скорее всего, никогда не узнаем о его дальнейшей судьбе, если только золотая пластинка с посланием землян не попадёт в руки внеземного разума. Современная астрономия, несмотря на гигантский прогресс, во многом всё ещё работает на грани неизвестного. Что ещё откроет «Вояджер-1» на задворках нашей системы? И как расшифровать его последние сигналы?
Исследования Вояджера-1
Сейчас аппарат находится примерно в 20 миллиардах километров от Земли, удаляясь со скоростью около 60 000 км/ч. Его миссия невероятно ценна для науки: она позволяет впервые «пощупать» межзвёздную среду в её естественном состоянии. Эти знания помогут избежать ошибок при создании будущих зондов. Пока же у «Вояджера-1» «звенит в ушах» от космического гула, мы можем наслаждаться комфортом Земли и с интересом следить за его одиноким, но великим путешествием с любимого дивана.
Еще по теме здесь: Космос.
Источник: Все самые крутые открытья вояджер-1, зонда который добрался до края солнечтой системы.