misiunea Voyager a fost aprobată oficial în mai 1972. Prin eforturile dedicate ale multor personal calificat de peste trei decenii, Voyagerii au returnat cunoștințe despre planetele exterioare care nu existau în toată istoria precedentă a astronomiei și științei planetare. Navele spațiale Voyager sunt încă performante ca champs.
nu trebuie să fie o surpriză faptul că există multe fapte remarcabile, „gee-whiz” asociate cu diferitele aspecte ale misiunii Voyager. Aceste sfaturi au fost rezumate mai jos în categoriile corespunzătoare. Mai multe pot părea greu de crezut, dar toate sunt adevărate și exacte.
misiunea generală
costul total al Misiunii Voyager din mai 1972 prin întâlnirea cu Neptun (inclusiv vehiculele de lansare, sursa de energie radioactivă (RTG) și suportul de urmărire DSN) este de 865 milioane de dolari. La început, acest lucru poate părea foarte scump, dar randamentele fantastice sunt o afacere atunci când plasăm costurile în perspectiva corectă. Este important să ne dăm seama că:
- pe cap de locuitor, aceasta este de numai 8 cenți pe SUA. rezident pe an, sau aproximativ jumătate din costul unui candy bar în fiecare an de la începutul proiectului.întregul cost al Voyager este o fracțiune din dobânda zilnică a datoriei naționale a SUA.un total de 11.000 de ani de muncă au fost dedicați proiectului Voyager prin întâlnirea cu Neptun. Aceasta este echivalentă cu o treime din efortul estimat pentru a finaliza Marea Piramidă de la Giza la regele Cheops.un total de cinci trilioane de biți de date științifice au fost returnate pe Pământ de către ambele nave spațiale Voyager la finalizarea întâlnirii cu Neptun. Aceasta reprezintă suficienți biți pentru a umple mai mult de șapte mii de CD-uri muzicale.sensibilitatea antenelor noastre de urmărire a spațiului profund situate în întreaga lume este cu adevărat uimitoare. Antenele trebuie să capteze informații Voyager de la un semnal atât de slab încât puterea care lovește antena este de numai 10 exponent -16 wați (1 parte din 10 cvadrilion). Un ceas digital electronic modern funcționează la un nivel de putere de 20 de miliarde de ori mai mare decât acest nivel slab.
nave spațiale Voyager
fiecare navă spațială Voyager cuprinde 65.000 de părți individuale. Multe dintre aceste părți au un număr mare de părți mai mici” echivalente”, cum ar fi tranzistoarele. O singură memorie a computerului conține peste un milion de părți electronice echivalente, fiecare navă spațială conținând aproximativ cinci milioane de părți echivalente. Deoarece un televizor color conține aproximativ 2500 de piese echivalente, fiecare Voyager are complexitatea circuitului electronic echivalent a aproximativ 2000 de televizoare color.
la fel ca computerul HAL de la bordul navei Discovery din celebra poveste science fiction 2001: O Odisee Spațială, fiecare Voyager este echipat cu programare computerizată pentru protecția autonomă a defecțiunilor. Sistemul Voyager este unul dintre cele mai sofisticate concepute vreodată pentru o sondă spațială profundă. Există șapte rutine de protecție împotriva defecțiunilor de nivel superior, fiecare capabil să acopere o multitudine de posibile defecțiuni. Nava spațială se poate plasa într-o stare sigură în doar câteva secunde sau minute, o abilitate care este esențială pentru supraviețuirea sa atunci când timpii de comunicare dus-întors pentru pământ se întind la câteva ore pe măsură ce nava spațială călătorește către sistemul solar exterior îndepărtat.ambele Voyagere au fost special concepute și protejate pentru a rezista la doza mare de radiații în timpul trecerii lui Jupiter. Acest lucru a fost realizat prin selectarea pieselor întărite prin radiații și prin ecranarea părților foarte sensibile. Un pasager uman neprotejat care călărea la bordul Voyager 1 în timpul întâlnirii sale cu Jupiter ar fi primit o doză de radiații egală cu o mie de ori nivelul letal.nava spațială Voyager își poate îndrepta instrumentele științifice pe platforma de scanare la o precizie mai bună de o zecime de grad. Acest lucru este comparabil cu bowling strike-after-strike ad infinitum, presupunând că trebuie să lovești la un centimetru de buzunarul grevei de fiecare dată. O astfel de precizie este necesară pentru a centra corect imaginea cu unghi îngust al cărei câmp vizual pătrat ar fi echivalent cu lățimea unui bolț de bowling.
pentru a evita murdărirea imaginilor de televiziune ale Voyager, ratele unghiulare ale navei spațiale trebuie să fie extrem de mici pentru a menține camerele cât mai stabile posibil în timpul expunerii. Fiecare navă spațială este atât de constantă încât ratele unghiulare sunt de obicei de 15 ori mai lente decât mișcarea mâinii de oră a unui ceas. Dar nici acest lucru nu a fost suficient de stabil la Neptun, unde nivelurile de lumină sunt de 900 de ori mai slabe decât cele de pe Pământ. Inginerii de nave spațiale au conceput modalități de a face Voyager de 30 de ori mai stabil decât mâna de oră pe un ceas.electronica și încălzitoarele de la bordul fiecărei nave spațiale Voyager de aproape o tonă pot funcționa cu doar 400 de wați de putere, sau aproximativ o pătrime din cea utilizată de o casă rezidențială medie din vestul Statelor Unite.
un set de propulsoare mici oferă Voyager capacitatea de control al atitudinii și corectarea traiectoriei. Fiecare dintre aceste ansambluri mici are o forță de doar trei uncii. În absența frecării, pe un drum nivelat, ar dura aproape șase ore pentru a accelera o mașină mare până la o viteză de 48 km/h (30 mph) folosind unul dintre propulsoare.
Platforma de scanare Voyager poate fi deplasată în jurul a două axe de rotație. Un motor de dimensiuni mari în ansamblul de antrenare a trenului de viteze (care transformă 9000 de rotații pentru fiecare revoluție a platformei de scanare) va fi rotit cinci milioane de rotații de la lansare prin întâlnirea Neptun. Acest lucru este echivalent cu numărul de rotații ale arborelui cotit auto în timpul unei călătorii de 2725 km (1700 mi), aproximativ distanța de la Boston,MA la Dallas,TX.giroscoapele Voyager pot detecta mișcarea unghiulară a navei spațiale cu o zecime de miime de grad. Mișcarea aparentă a soarelui pe cerul nostru se mișcă de peste 40 de ori mai mult în doar o secundă.magnetofonul de la bordul fiecărei nave Voyager a fost proiectat să înregistreze și să redea o mulțime de date științifice. Capul benzii nu ar trebui să înceapă să se uzeze până când banda nu a fost mutată înainte și înapoi pe o distanță comparabilă cu cea din Statele Unite. Imaginați-vă că jucați o casetă video de două ore pe VCR-ul dvs. de acasă o dată pe zi pentru următorii 33 de ani, fără un eșec.Magnetometrele Voyager sunt montate pe un braț fragil, din fibră de sticlă, care a fost desfăcut dintr-o cutie lungă de doi metri, la scurt timp după ce nava spațială a părăsit Pământul. După ce brațul s-a telescopat și s-a rotit din canistră la o extensie de aproape 13 metri (43 picioare), orientările senzorilor magnetometrului au fost controlate cu o precizie mai bună de două grade.
navigare
fiecare Voyager a folosit enormul câmp gravitațional al lui Jupiter pentru a fi aruncat pe Saturn, experimentând o creștere a vitezei relative a soarelui de aproximativ 35.700 mph. Deoarece energia totală din sistemul solar trebuie conservată, Jupiter a fost inițial încetinit în orbita sa solară-dar cu doar un picior pe trilion de ani. Oscilațiile suplimentare de asistență gravitațională ale lui Saturn și Uranus au fost necesare pentru Voyager 2 pentru a-și finaliza zborul Grand Tour către Neptun, reducând timpul călătoriei cu aproape douăzeci de ani în comparație cu traseul neasistat pământ-Neptun.precizia de livrare Voyager la Neptun de 100 km (62 mi), împărțită la distanța de călătorie sau lungimea arcului parcursă de 7.128.603.456 km (4.429.508.700 mi), este echivalentă cu faza scufundării unui putt de golf de 3630 km (2260 mi), presupunând că jucătorul de golf poate face câteva ajustări fine ilegale în timp ce mingea se rostogolește peste acest verde incredibil de lung.eficiența combustibilului Voyager (în termeni de mpg) este destul de impresionantă. Chiar dacă cea mai mare parte a greutății de 700 de tone a vehiculului de lansare se datorează combustibilului pentru rachete, distanța mare de călătorie a Voyager 2 de 7,1 miliarde km (4,4 miliarde mi) de la lansare la Neptun a rezultat într-o economie de combustibil de aproximativ 13.000 km pe litru (30.000 mi pe galon). Ca Voyager 2 brăzdat de Neptun și coastele din Sistemul solar, această economie de combustibil tocmai a devenit mai bine și mai bine!
știință
rezoluția camerelor de televiziune Voyager cu unghi îngust este suficient de ascuțită pentru a citi un titlu de ziar la o distanță de 1 km (0.62 mi).
Pele, cel mai mare dintre vulcanii văzuți pe luna Io a lui Jupiter, aruncă produse de sulf și dioxid de sulf la înălțimi de 30 de ori mai mari decât cele ale Muntelui Everest, iar zona de cădere acoperă o zonă de mărimea Franței. Erupția Muntelui St. Helens nu a fost decât un mic sughiț în comparație (desigur, gravitația la nivelul suprafeței lui Io este de aproximativ șase ori mai slabă decât cea a Pământului).suprafața netedă de apă-gheață a lunii lui Jupiter Europa poate ascunde un ocean sub, dar unii oameni de știință cred că orice oceane trecute s-au transformat în noroi sau gheață. În 2010: Odyssey Two, Arthur C. Clarke își înfășoară povestea în jurul posibilității dezvoltării vieții în oceanele Europei.
inelele lui Saturn au apărut Voyagerilor ca un colier orbitor de 10.000 de fire. Trilioane de particule de gheață și bergs de dimensiuni auto se deplasează de-a lungul fiecărei piste lungi de un milion de kilometri, cu fluxul de trafic orchestrat de remorcherele gravitaționale combinate ale lui Saturn, un alai de luni și luni și chiar particule inelare din apropiere. Inelele lui Saturn sunt atât de subțiri proporțional cu lățimea lor de 171.000 km (106.000 mi) încât, dacă un model la scară largă ar fi construit cu grosimea unei înregistrări fonografice, modelul ar trebui să măsoare patru mile de la marginea sa interioară la marginea sa exterioară. O tapiserie complicată de modele inel-particule este creată de multe interacțiuni dinamice complexe care au dat naștere unor noi teorii ale mișcării undelor și particulelor.cea mai mare lună a lui Saturn, Titan, a fost văzută ca o lume ciudată, cu atmosfera sa densă și varietatea de hidrocarburi care cad încet pe mări de etan și metan. Pentru unii oameni de știință, Titan, cu atmosfera sa în principal de azot, părea un pământ mic a cărui evoluție fusese oprită cu mult timp în urmă de sosirea erei sale glaciare, înghețând probabil câteva relicve organice sub suprafața sa actuală.
inelele lui Uranus sunt atât de întunecate încât provocarea lui Voyager de a-și face fotografia a fost comparabilă cu sarcina de a fotografia o grămadă de brichete de cărbune la poalele unui pom de Crăciun, iluminate doar de un bec de 1 watt în partea de sus a copacului, folosind filmul ASA-64. Și nivelurile de lumină ale lui Neptun vor fi mai mici de jumătate din cele de la Uranus.
viitorul
de-a lungul veacurilor, astronomii au argumentat fără a fi de acord asupra sfârșitului sistemului solar. O opinie este că limita este locul în care gravitația Soarelui nu mai domină – un punct dincolo de planete și dincolo de norul Oort. Această limită este aproximativ la jumătatea distanței până la cea mai apropiată stea, Proxima Centauri. Călătorind cu viteze de peste 35.000 de mile pe oră, călătorii vor avea nevoie de aproape 40.000 de ani și vor fi parcurs o distanță de aproximativ doi ani lumină pentru a ajunge la această limită destul de indistinctă.
dar există o frontieră mai definitivă și lipsită de ambiguitate, pe care Călătorii o vor aborda și o vor trece. Aceasta este heliopauza, care este zona de graniță dintre vântul solar și cel interstelar. Când Voyager 1 traversează șocul de terminare a vântului solar, acesta va fi intrat în heliosheath, Regiunea turbulentă care duce la heliopauză. Când Voyagerii traversează heliopauza, sperăm că în timp ce nava spațială este încă capabilă să trimită date științifice pe Pământ, ei vor fi în spațiul interstelar, chiar dacă vor fi încă foarte departe de „marginea Sistemului solar”. Odată ce Voyager se află în spațiul interstelar, va fi scufundat în materie provenită din explozii ale stelelor din apropiere. Deci, într-un anumit sens, s-ar putea considera heliopauza drept frontiera finală.cu excepția oricăror defecțiuni grave ale subsistemului navei spațiale, Voyagerii pot supraviețui până la începutul secolului XXI (~ 2025), când scăderea nivelului de putere și hidrazină va împiedica funcționarea ulterioară. Dacă nu ar fi aceste consumabile în scădere și posibilitatea de a pierde blocarea pe soarele slab, antenele noastre de urmărire ar putea continua să „vorbească” cu Voyagers încă un secol sau două!