Cum Funcționează Voyager

{h1}

Programul voyager a lansat două sonde fără pilot în spațiu. Navele spațiale voyager au capturat imagini uimitoare și au făcut descoperiri științifice incredibile.

În acest moment, două nave spațiale care au fost lansate de pe Pământ în 1977 se lovesc prin spațiu la peste 30.000 mph (48.280 km / h). Sunt amândoi la câteva miliarde de mile distanță, mai departe de Pământ decât orice alt obiect creat de om. Pe 25 august 2012, una dintre ele a trecut în spațiul interstelar, făcând prima navă spațială care a părăsit sistemul solar

Voyager 1 și 2 transportați mesaje codificate către potențialele civilizații extraterestre. Au învățat deja oamenii de știință foarte multe despre acest lucru heliosheath, stratul cel mai exterior al sistemului solar. Dar nimic din toate acestea nu este nici măcar pentru ce au fost proiectate.

Navele spațiale Voyager au fost construite pentru a zbura pe lângă planetele exterioare (Jupiter, Saturn, Neptun și Uranus) și le-au studiat îndeaproape, pentru prima dată în istoria umană au fost observate de aproape. Nava spațială a reușit magnific, avansând știința planetară prin salturi mari. Abia după ce și-au îndeplinit misiunea principală, au continuat să devină cei mai îndepărtați exploratori ai Pământului.

Cu toate acestea, a fost o problemă de noroc și de sincronizare a faptului că misiunile au fost posibile deloc - și o lovitură egală de ghinion, care aproape că a scuturat proiectul Voyager înainte de a părăsi vreodată terenul. Aceste misiuni ambițioase au fost produsul unor noi progrese în știința și matematica traiectoriilor orbitale, dar ele au fost aproape aruncate în calea în favoarea scumpului program navetă spațială. Practic, fiecare misiune spațială fără pilot întreprinsă astăzi se bazează pe cunoștințe și experiență dobândite de către Voyager.

Vom arunca o privire atentă asupra sondelor spațiale Voyager și a tuturor echipamentelor tehnice pe care le transportă la bord. Vom urmări traiectoria lor de la etapele de dezvoltare până la soarta lor finală la ani lumină de Pământ. Vor fi opriri la cele mai mari planete din sistemul nostru solar pe parcurs. Și dacă vă întrebați ce sunt înregistrările de aur pe care fiecare Voyager le poartă ca mesaje pentru formele de viață extraterestră, le vom da un spin. Îi vor găsi vreodată străini?

Voyager 1 și 2: Marele tur

Voyager 1 în curs de asamblare

Voyager 1 în curs de asamblare

Anii ’70 au fost o perioadă de tranziție pentru efortul spațial al SUA. Programul Apollo se apropia, iar NASA încerca să-și dea seama ce formă va lua flutura spațială cu echipaj. Misiunile Mariner ne-au extins cunoștințele despre planetele interioare, trimițând sonde spațiale pentru a zbura pe lângă (și, în unele cazuri, orbită) Marte, Venus și Mercur. Există planuri tentative de a trimite o misiune Mariner pentru a vizita unele dintre planetele exterioare, dar folosind propulsia rachetelor chimice, o astfel de călătorie ar dura 15 ani sau mai mult.

În același timp, au fost făcute progrese importante în știința traiectorii orbitale asistate gravitațional. În timp ce matematica și fizica implicate sunt destul de complicate, ideea de bază este că o navă spațială poate folosi gravitația unei planete din apropiere pentru a-i oferi un impuls mare în viteză, atâta timp cât nava spațială urmează orbita corespunzătoare. Cu cât masa planetei este mai mare, cu atât forța gravitațională este mai puternică și cu atât este mai mare impulsul. Asta însemna că, odată ce o sondă spațială a ajuns la Jupiter (cea mai masivă planetă din sistemul nostru solar), ar putea folosi gravitația lui Jupiter ca un slingshot și să plece spre a explora planetele mai îndepărtate.

În 1965, un inginer numit Gary Flandro a observat că la mijlocul anilor '70, planetele exterioare vor fi aliniate astfel încât să permită o navă spațială să le viziteze pe toate folosind o serie de impulsuri asistate de gravitație [sursa: Evans ]. Această aliniere specială nu a fost doar un eveniment din viață - nu va mai apărea încă 176 de ani. A fost o coincidență uimitoare faptul că abilitatea tehnică de a îndeplini o astfel de misiune a fost dezvoltată cu câțiva ani înainte ca planetele să se alinieze pentru a o permite.

Inițial, proiectul ambițios, cunoscut sub numele de Marele tur, ar fi trimis o serie de sonde pentru a vizita toate planetele exterioare. În 1972, însă, proiecțiile bugetare pentru proiect se apropiau de 900 de milioane de dolari, iar NASA plănuia să dezvolte naveta spațială [sursa: Evans]. Având în vedere costurile imense de dezvoltare ale navetei, Grand Tour a fost anulat și înlocuit cu un profil de misiune mai modest. Aceasta ar fi o extensie a programului Mariner, denumit drept "programul Mariner" Misiunea Mariner Jupiter-Saturn (MJS). Bazat pe platforma Mariner și îmbunătățit cu cunoștințele acumulate de la Pioneer 10 în zborul lui Jupiter din 1973, noile sonde au luat în cele din urmă numele Voyager. Proiectarea a fost finalizată în 1977. Inginerii optimisti ai NASA au considerat că ar putea fi capabili să folosească traiectorii asistate de gravitație pentru a ajunge la Uranus și Neptun dacă misiunea inițială de a vizita Jupiter și Saturn (și o parte din lunile lor) a fost finalizată cu succes. Ideea Grand Tour-ului a revenit la viață.

Planul final al misiunii Voyager arăta astfel: Două nave spațiale (Voyager 1 și Voyager 2) vor fi lansate la câteva săptămâni distanță. Voyager 1 ar zbura pe lângă Jupiter și câteva din lunile lui Jupiter de la o distanță relativ apropiată, scanând și făcând fotografii. Voyager 2 ar zbura și el pe lângă Jupiter, dar la o distanță mai conservatoare. Dacă toate ar merge bine, ambele sonde ar fi catapulte spre Saturn de gravitatea lui Jupiter. Voyager 1 ar cerceta apoi Saturn, în special inelele, precum și Titanul lunii. În acel moment, traiectoria Voyager 1 ar scoate-o din sistemul solar ecliptic (planul orbitelor planetelor), departe de toate celelalte planete și, eventual, în afara sistemului solar.

Între timp, Voyager 2 avea să viziteze Saturn și câteva dintre lunile lui Saturn. Dacă aceasta a funcționat în mod corespunzător atunci când a fost finalizată, gravitația lui Saturn ar fi stimulată de a vizita Uranus și Neptun înainte de a părăsi ecliptica și a ieși din sistemul solar. Aceasta a fost considerată o lovitură lungă, dar uimitor, totul a funcționat așa cum a fost planificat.

În continuare, ce fel de hardware au transportat Voyager în spațiu?

Care a lansat primul?

Voyager 2 a fost lansat din Cape Canaveral, Fla., La bordul unei rachete Titan-Centaur la 20 august 1977. Voyager 1 a fost lansat pe 5 septembrie 1977. De ce este inversată numărul? Odată pornit spre planetele exterioare, Voyager 1 a trecut pe lângă Voyager 2 și a ajuns mai întâi la Jupiter. NASA a crezut că publicul va fi confuz dacă Voyager 2 începe să raporteze mai întâi, astfel încât numerotarea nu respectă ordinea de lansare.

Echipamente Voyager

Nave spațiale Voyager

Nave spațiale Voyager

Ambele nave spațiale Voyager sunt identice. Nu au un design elegant, aerodinamic, deoarece nu există nicio frecare aerodinamică în spațiu de care să vă faceți griji. Cu o greutate de 1.592 de lire sterline (722 de kilograme), acestea sunt formate dintr-un autobuz principal, o antenă cu câștig mare, trei brațe care dețineau instrumente științifice și sursa de alimentare și alte două antene.

Autobuzul principal este corpul Voyager. Este o cutie cu 10 fețe (1,8 metri) de 5,9 metri și conține câteva instrumente științifice, electronice și un rezervor de combustibil pentru propulsorii de rachetă. Propulsorii sunt folosiți pentru reorientarea ambarcațiunii în timp ce se deplasează prin spațiu.

Antrenată în partea de sus a autobuzului principal, antena cu câștig mare are 3,7 metri și seamănă cu o antena pentru satelit. Această antenă este modul în care Voyagerii primesc comenzi de pe Pământ și trimit datele pe care le adună înapoi. Indiferent unde zboară o navă spațială Voyager, antena cu câștig mare indică întotdeauna spre Pământ.

Unul dintre brațele care se extinde în afara autobuzului principal poartă Voyager radioizotop termoelectric. Peletele de dioxid de plutoniu eliberează căldura prin degradare naturală. Această căldură este transformată în energie electrică folosind o serie de termocuple. Deși puterea de putere nu este foarte puternică, alimentează electronicele și instrumentele de la bordul Voyager-ului pentru o perioadă foarte lungă de timp. Nu se așteaptă ca energia electrică să se scadă complet până în 2020. Alimentarea cu energie electrică a fost plasată pe un boom pentru a nu împiedica radiațiile să intervină cu celelalte instrumente științifice.

Celelalte două brațe poartă o serie de instrumente. Acestea includ:

  • Magnetometru
  • Detector de raze cosmice
  • Detector de plasmă
  • Photopolarimeter
  • Interferometru cu infraroșu
  • Spectrometru
  • Radiometru
  • Spectrometru ultraviolet
  • Detector de particule cu consum redus de energie
  • Detector de unde plasmatice

[sursa: Evans, Dethloff & Schorn]

Poate cele mai semnificative instrumente de la bordul Voyagerilor, în ceea ce privește publicul, sunt camerele de filmat. Montate și pe brațul instrumentelor, camerele au o rezoluție de 800x800, atât cu versiuni cu unghi larg, cât și cu câmp îngust. Camerele de fotografiat au returnat fotografii fără precedent ale planetelor exterioare și ne-au oferit vederi ale sistemului nostru solar la care nu am mai asistat până acum (inclusiv faimoasa fotografie de plecare care arată atât Pământul, cât și Luna Pământului în același cadru). Boom-ul care transporta camerele poate fi mutat independent de restul ambarcațiunii.

Sistemul informatic al Voyager a fost foarte impresionant. Cunoașterea ambarcațiunii va fi singură o mare parte a timpului, cu întârzierea dintre comandă și răspunsul de pe Pământ să crească mai mult cu cât ambarcațiunea a intrat în spațiu, inginerii au dezvoltat un sistem informatic autoreparativ. Computerul are mai multe module care compară datele primite și instrucțiunile de ieșire la care decid. Dacă un modul diferă de celelalte, se presupune că este defect și este eliminat din sistem, înlocuit de unul dintre modulele de rezervă. Acesta a fost testat la scurt timp după lansare, când o întârziere în implementarea brațului a fost citită greșit ca o defecțiune. Problema a fost corectată cu succes.

În secțiunea următoare, vom afla ce am învățat din misiunile Voyager.

Control la sol

În timp ce Voyagerii înșiși au făcut toată colectarea de date, au existat și elemente importante ale misiunii pe teren. Semnalele Voyagers au devenit din ce în ce mai dificil de detectat pe măsură ce au zburat în sistemul solar exterior, astfel încât NASA a îmbunătățit o rețea mondială de stații radio receptoare pentru a le detecta mai bine. O serie de canale radio de 230 de metri (70 de metri) trag în datele Voyager și trimit semnale către acestea, menținând o comunicare aproape continuă [sursa: Evans].

Spre Neptun și Dincolo

Marea pată roșie a lui Jupiter, care se extinde de la ecuator până la latitudinile polare sudice, așa cum a fost văzut de sonda spațială Voyager 2 în 1979.

Marea pată roșie a lui Jupiter, care se extinde de la ecuator până la latitudinile polare sudice, așa cum a fost văzut de sonda spațială Voyager 2 în 1979.

Deși costul misiunii pe viață pentru Voyager a depășit 750 de milioane de dolari, până în 1989 navele spațiale au returnat suficiente date științifice pentru a umple 6.000 de ediții ale Encyclopedia Britannica [sursa: Evans]. Modulele științifice de la bord au fost alese din propunerile depuse de echipele de cercetare din Statele Unite. Informațiile despre Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun (și multe dintre lunile lor) pe care le-am aflat de la misiunile Voyager nu erau doar în cantitate, ci și în influență. A modelat manualele științifice din școlile din Statele Unite, a informat percepțiile publice despre sistemul solar și a pus bazele programului spațial modern. O mare parte din ceea ce știm despre planetele exterioare provin de la Voyager. Asta ca să nu mai vorbim de miile de fotografii făcute din puncte de vedere pe care oamenii nu le-au experimentat niciodată. Aceste imagini strălucitoare ale lui Jupiter și Saturn au tras imaginația publicului și au alimentat entuziasmul pentru explorarea spațială viitoare.

De la Voyager, am aflat mai multe despre vremea de pe Jupiter; inelele din jurul lui Jupiter, Saturn și Uranus; activitate vulcanică pe luna lui Jupiter Io; masele și densitățile lunilor lui Saturn; presiunea atmosferică asupra Titanului, cea mai mare lună a lui Saturn; câmpul magnetic al Uranului; și un sistem meteorologic persistent pe Neptun, la fel de mare ca Pământul, cunoscut sub numele de Mare loc întunecat. Când Voyager 2 a ajuns în Neptun, era anul 1989. Trecuseră peste 10 ani de la lansare și mulți dintre oamenii de știință care lucrau la misiunea inițială au trecut mai departe. Voyager trecuse de Jupiter, Saturn și Uranus în 1979, 1981 și, respectiv, în 1986.

Cum funcționează Voyager: voyager

Marea Pată Întunecată de pe suprafața Neptunului, așa cum a fost observată de nava spațială Voyager 2 în 1989. Spotul, crezut că este o masă învolburată de gaze, dispăruse până în 1994, pentru a fi înlocuit cu un loc similar într-o altă locație.

Deci, unde sunt acum? Cei doi călători nu sunt împreună. Voyager 1 se deplasează spre nord (în raport cu orientarea Pământului în afara sistemului solar), în timp ce Voyager 2 se deplasează spre sud. În 2007, amândoi au intrat în heliosheath, cea mai exterioară secțiune a sistemului solar. Acolo, vântul solar întâlnește câmpurile magnetice interstelare și formează o graniță cu o undă de șoc. Voyagerii au traversat valul de șoc și au trimis date înapoi, oferindu-le astronomilor prima lor idee despre forma și locația heliosheathului. Pe 21 septembrie 2013, oamenii de știință Voyager au raportat că Voyager 1 a părăsit sistemul solar pe 25 august 2012.

Deși unele instrumente ale Voyagerilor nu mai funcționează, ele continuă să trimită înapoi informații importante. Imaginați-vă o mașină care se află pe drum continuu din 1977 și veți face o idee despre cât de uimitoare sunt aceste nave spațiale. La distanța lor curentă, este nevoie de semnale radio care călătoresc cu viteza luminii mai mult de 14 ore pentru a ajunge pe Pământ. Ambarcațiunile au consum redus de combustibil pentru propulsoarele lor orientatoare și vor trebui să alimenteze unele instrumente în anii următori, pe măsură ce plutoniul se termină. Până în 2020, vor fi întunecați și tăcuți.

Cu toate acestea, ei vor continua pe traiectoria lor actuală, deplasându-se cu peste 48.000 km / h (30.000 km / h), îndreptându-se pe Calea Lactee zeci de mii de ani. Fără atmosferă în spațiu, nu se vor coroda niciodată și este prea puțin pentru ei să se prăbușească în spațiul interstelar. Le va dura aproximativ 40.000 de ani înainte să ajungă chiar și în anii-lumină ai unei alte stele. Călătorii pot călători pentru sute de mii sau chiar milioane de ani.

Ce se întâmplă dacă Voyagerii vor întâlni o civilizație extraterestră inteligentă într-o zi? Am lăsat un mesaj pentru ei.

Recordul de aur Voyager

Cum funcționează Voyager: voyager

Recordul placat cu aur „Sounds of Earth” și steagul american pregătit pentru depozitare la bordul navei spațiale Voyager 2, cu managerul de proiect John Cassini (stânga), la Kennedy Space Center.

Când NASA și-a dat seama că Voyagerii vor călători în cele din urmă, dincolo de marginea sistemului nostru solar, au decis că ar putea fi o idee bună să includem un fel de mesaj oricărui străin inteligent care i-ar putea găsi într-o zi. Un comitet condus de astronom Carl Sagan pune aceste mesaje la un loc. Sunt conținute pe discuri de cupru placate cu aur, care sunt gravate la fel ca un album de discuri de vinil. O porțiune a discului conține informații audio, incluzând o varietate de muzică, saluturi vorbite în 55 de limbi diferite (inclusiv unele care sunt foarte obscure sau de mult dispărute) și o selecție de sunete de natură. Discurile includ, de asemenea, 122 de imagini, codate ca vibrații pe disc cu instrucțiuni de decodare.

Pe placa de copertă a fiecărui disc se află mai multe simboluri care ilustrează metoda de redare a înregistrării (sunt incluse și un stilou și un platou de montare). Instrucțiunile de decodare a imaginii sunt dezvăluite, descriind semnalul de „pornire a imaginii”, raportul de aspect al imaginilor și o reproducere a primei imagini, astfel încât extratereștrii ar ști dacă ar fi corect. O hartă stelară care arată clar locația Pământului completează imaginea.

Dacă extratereștrii se întreabă cât a călătorit Voyagerul pe care îl găsesc, pot examina bucata de uraniu-238 atașată la autobuzul principal din apropierea înregistrării. Examinând raporturile izotopilor (presupunând că cunosc timpul de înjumătățire a uraniului-238), s-ar putea apoi deduce cât timp a fost eșantionul în spațiu.

Ce muzică vor auzi extratereștrii când vor cânta înregistrarea? Mai ales muzică tradițională dintr-o varietate de culturi, cum ar fi cântările nativilor americani, bagheții scoțieni și muzica rituală africană. Este, de asemenea, ceva dintr-o colecție de „cele mai mari hituri” de muzică clasică. Cele mai contemporane piese sunt „Johnny B. Goode” de Chuck Berry și un număr de jazz de Louis Armstrong.

Cum funcționează Voyager: fost

Instrucțiunile de decodare și harta de pe coperta înregistrării de aur

Imaginile din înregistrare sunt variate și includ hărți ale Pământului, imagini ale celorlalte planete din sistemul nostru solar, imagini cu diverse animale și mai multe imagini ale oamenilor. Carl Sagan a scris o carte despre înregistrare, numită „Murmure of Earth”. Un CD-ROM însoțitor a fost lansat decenii mai târziu.

Discurile Voyager sunt similare cu o placă care a fost plasată la bordul Pioneer 10 și Pioneer 11, deși creatorii discurilor Voyager au petrecut mult timp asigurându-se că extratereștrii ar putea să o decodeze. Mulți oameni de știință ai Pământului nu au putut decodifica informațiile de pe placa Pioneer. La vremea respectivă, unii au exprimat îngrijorarea că orice străin ostil care găsește discul Voyager ar avea o hartă care să îi conducă direct pe Pământ. Cu toate acestea, Voyagerii vor petrece zeci de mii de ani în spațiul interstelar înainte de a se afla oriunde în apropierea unei alte stele, așa că problema nu este într-adevăr o îngrijorare imediată. Dacă discurile vor fi găsite vreodată, s-ar putea ca în viitor să nu mai existe oamenii.

Pentru articole mai interesante despre explorarea spațiului, încercați pagina următoare.

V'Ger

În „Star Trek: The Motion Picture” (primul film Star Trek), o mare parte a complotului s-a rotit în jurul unei forme ciudate de viață electronică cunoscută sub numele de V’Ger. Până la sfârșitul filmului, se dezvăluie că V'Ger este una dintre sondele spațiale Voyager (Voyager 6, care nu a existat niciodată în lumea reală), care a câștigat simțenie de la sine sau a fost oferită simțire de o rasă extraterestră. Vrea să eradice toată umanitatea, dar în schimb evoluează într-o altă formă de viață.

În universul fictiv Star Trek, există o dispută cu privire la locul lui V’Ger în istoria Trek. Unii sugerează că V'Ger a creat Borg, o rasă extraterestră, logică, care ar deveni răufăcători primari în "Star Trek: The Next Generation". Alții cred că Borg a întâlnit-o pe V’Ger, dar că extratereștrii cyborg au existat înainte de întâlnirea cu șansa.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Misterul Megalodon: Care Este Cel Mai Mare Rechin Al Pământului Ucis?
Misterul Megalodon: Care Este Cel Mai Mare Rechin Al Pământului Ucis?

Scheletul Rar Dodo Poate Câștiga Peste 700 De Dolari La Licitație
Scheletul Rar Dodo Poate Câștiga Peste 700 De Dolari La Licitație

Oamenii De Știință Găsesc O Nouă Modalitate De A Bronza Sau De A Lumina
Oamenii De Știință Găsesc O Nouă Modalitate De A Bronza Sau De A Lumina

10 Mame Animale Care Poartă Bebelușii În Spatele Lor
10 Mame Animale Care Poartă Bebelușii În Spatele Lor

Zombie Apocalypse Post Trimite Hordes La Cdc Blog
Zombie Apocalypse Post Trimite Hordes La Cdc Blog


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com