Полвека в космосе: как реанимировали самый знаменитый космический аппарат «Вояджер-1»

Мария Соколова

«Вояджер-1» жив! В октябре 2024 года космический аппарат, который исследует космические дали, в очередной раз столкнулся с неполадками: в ответ на команду с Земли включить обогреватели он просто прекратил передачу информации. Но инженерам удалось запустить и активировать резервную систему связи.

Как появился «Вояджер-1»

Вообще, ни «Вояджер-1», ни «Вояджер-2» не должны были дожить до настоящих дней. Программа космических исследований стартовала в 60-х годах прошлого века, когда и США, и СССР были увлечены космической гонкой. Тогда требовались более осязаемые успехи, которые можно было представить широкой публике. Например, выход человека в открытый космос или полет на Луну. Чистая наука в США тогда финансировалась по остаточному принципу.

Но ученые заметили, что к концу 70-х годов планеты Солнечной системы выстроятся в ряд и их гравитацию можно будет использовать для разгона космических аппаратов. Увы, той скорости, что могут обеспечить ракетные двигатели, недостаточно для исследования Солнечной системы.

Упускать такую возможность было нельзя, поэтому в NASA решили не изобретать велосипед, взяли для экономии средств уже существующие аппараты типа «Маринер», которые ранее отправляли к Марсу, и адаптировали их к новой миссии.

Считалось, что они смогут проработать только несколько лет и исследуют лишь Юпитер и Сатурн. Тогда даже никто не замахивался на то, чтобы пролететь мимо Урана и Нептуна.

Что открыл «Вояджер-1»

Изучение планет Солнечной системы «Вояджерами» прошло по плану, но самое интересное началось потом. До того, как были получены данные с «Вояджеров», никто точно не знал, что происходит в межзвездном пространстве. У ученых были предположения, но точной информации не было ни у кого. А это очень важные данные для конструирования зондов в будущем.

В 2011 году «Вояджер-1» достиг зоны, где солнечный ветер разворачивается под давлением межзвездной среды, и обнаружил ультрафиолетовое излучение Млечного Пути.

Впервые о выходе за пределы гелиосферы в пространство, где поток частиц от других звезд превосходит поток от Солнца, заговорили в 2012 году. Но тогда еще никто не знал, где заканчивается гелиосфера и как должно себя вести магнитное поле за ее пределами. Ученые окончательно подтвердили выход из гелиосферы в межзвездное пространство только в 2018 году.

Кстати, выход за пределы гелиосферы часто преподносят как выход за пределы Солнечной системы. Это не так. Солнечная система ограничена всеми объектами, которые вращаются вокруг Солнца: астероидами, карликовыми планетами, кометами. Где именно находится край Солнечной системы, пока неизвестно. Предполагается, что его ограничивает облако Оорта — скопление объектов на удаленной орбите. Но до него «Вояджерам» лететь еще порядка 30 тыс. лет. Это дает некоторое представление о том, какой же космос большой. Пока люди не построят корабли, переходящие в гиперпространство, как в фантастических фильмах, говорить о покорении галактики не приходится.

Сколько осталось жить «Вояджеру-1»

Сделать научные открытия о состоянии межзвездной среды позволила поразительная живучесть этих аппаратов, превзошедшая все самые оптимистичные ожидания.

Каждый аппарат был оборудован десятью научными инструментами, и на каждом из «Вояджеров» по четыре из них все еще функционируют. Из-за деградации были отключены только фотополяриметры. Остальное оборудование было выключено исключительно ради экономии энергии в период 1990–2016 годов.

Но это не значит, что за все это время с «Вояджером-1» не было проблем. В 2014 году признаки ухудшения работоспособности показали двигатели ориентации, но выход нашли: в 2017-м инженеры попробовали запустить двигатели коррекции траектории — предполагалось использовать их вместо двигателей ориентации. Они простаивали 37 лет, но все прошло хорошо. Успешные испытания позволили в 2019 году продлить программу исследований до 2025-го.

А в мае 2022-го Лаборатория реактивного движения, которая создавала аппараты и продолжает ими управлять, сообщила о сбое телеметрии системы ориентации — стали приходить хаотичные данные. В декабре 2023 года «Вояджер-1» и вовсе начал слать на Землю совершенно несвязный набор случайных данных, который постоянно повторялся. В NASA тогда считали, что шансы на спасение аппарата минимальны. Об этом заявила Сюзанна Додд — менеджер проекта «Вояджеров».

— Если мы получим его обратно, это будет величайшим чудом. Мы, конечно, не сдались.

Но ученые смогли на расстоянии 24 млрд км выявить ошибку в поврежденном блоке памяти и исправить ее. В мае 2024 года «Вояджер-1» вновь передал на Землю научные данные! А к июню 2024-го получилось восстановить работу всех необходимых научных приборов и вернуться к полноценным исследованиям космического пространства.

В космосе темно — солнечные панели, как у околоземных спутников, там нисколько не помогут. Поэтому на борту «Вояджеров» установлено по три РИТЭГа — ядерные «батарейки». Распад плутония-238 нагревает генератор, а потом это тепло преобразуется в электроэнергию. Но и распад плутония постепенно угасает, и термоэлементы изнашиваются.

Изначально мощность составляла 470 Ватт (чтобы запитать обычный чайник на кухне, понадобится 3–4 «Вояджера»), но уже к 2012 году РИТЭГи потеряли 45% своей мощности. А вырабатываемой в 2025-м энергии уже, скорее всего, не хватит на обогрев и функционирование оборудования.

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» продемонстрировали чудеса техники, открыли для науки новые горизонты, сделали открытия, о которых никто и мечтать не мог. Теперь их ждет вечный покой в космическом пространстве. Эти аппараты больше никогда не вернутся в Солнечную систему — рано или поздно они покинут ее навсегда. Ближе всего на их пути будет звезда Глизе 445 из созвездия Жирафа. Через 40 тыс. лет они приблизятся к ней на расстояние 15 трлн км, а затем продолжится их вечное странствование по Млечному Пути, но никакой информации они на Землю уже не передадут.