Γυρίστε το κλειδί και πετάξτε: το πιο ενδιαφέρον διαστημικό σκάφος που εξερευνά το ηλιακό σύστημα

Η μελέτη των απομακρυσμένων γωνιών του ηλιακού συστήματος είναι ένας σημαντικός τομέας της ανθρώπινης επιστημονικής δραστηριότητας. Πριν

всего, это первый шаг к колонизации других πλανήτες, και ως εκ τούτου για την επιβίωση της ανθρωπότητας ως είδους σε περίπτωση που συμβεί μια περιβαλλοντική ή άλλου είδους καταστροφή στη Γη, που είναι ακόμη το μοναδικό σπίτι του ανθρώπου. Ποιες κατευθύνσεις έχουν επιλέξει οι επιστήμονες και γιατί είναι τόσο σημαντικό να στείλουμε ένα διαστημόπλοιο πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα; Αυτά τα ερωτήματα μπορούν να απαντηθούν εξετάζοντας υπάρχουσες αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος.

Voyager και Voyager 2

Οι ερευνητικές αποστολές των ΗΠΑ Voyager καιΤο Voyager 2, το οποίο ξεκίνησε με μια διαφορά εβδομάδας το 1977, σήμερα είναι από τα πλέον απομακρυσμένα από τα τεχνητά διαστημικά αντικείμενα της Γης. Τώρα οι αυτόματοι διαπλανητικοί σταθμοί βρίσκονται σε απόσταση περίπου 18 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη - εκτός από την ηλιοπάθεια, αλλά ακόμα μέσα στο ηλιακό σύστημα.

Μέχρι το τέλος δεν είναι σαφές πόσοι σταθμοί θα φύγουντο σύστημά μας - περιβάλλεται από το σύννεφο Oort - ένα υποθετικό γιγάντιο σύμπλεγμα κομητών που επηρεάζονται από τη βαρύτητα του ήλιου. Στην πράξη, η ύπαρξη του σύννεφου δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί, αλλά πολλά μαθηματικά μοντέλα δείχνουν την παρουσία του. Σύμφωνα με τους ειδικούς, το Voyager μπορεί να υπερβεί τα εξωτερικά όρια του σύννεφου σε περίπου 30 χιλιάδες χρόνια.

Σε αυτή την περίπτωση, η πρώτη αποστολή του Voyager, ξεκίνησε περισσότεροΠριν από 40 χρόνια, είναι το γρηγορότερο τεχνητό αντικείμενο στο σύμπαν. Παρά το γεγονός ότι ένας παρόμοιος ανιχνευτής - New Horizons - ξεκίνησε πολύ αργότερα και τεχνικά ταχύτερα, ο Voyager έκανε έναν επιτυχή βαρυτικό ελιγμό μεταξύ των πλανητών, ο οποίος το επιτάχυνε σε μεγάλο βαθμό. Για παράδειγμα, η εφαρμογή του βαρυτικού ελιγμού του Voyager 2 στον Δία, τον Κρόνο και τον Ουρανό επέτρεψε στον σταθμό να φτάσει στον Ποσειδώνα 20 χρόνια νωρίτερα από την ταχύτητα που του επέτρεπε η άμεση κίνηση.

Τώρα η κατά προσέγγιση ταχύτητα των σταθμών είναιπερίπου 17,5 km / s - ή 0,005% της ταχύτητας του ηλιακού φωτός. Σε μια συγκεκριμένη περίοδο του έτους, η απόσταση μεταξύ του Voyager 1 και της Γης μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχύτητα της Γης στην τροχιά γύρω από τον Ήλιο (περίπου 30 km / s) είναι υψηλότερη από την ταχύτητα με την οποία το Voyager 1 απομακρύνεται από αυτό.

Αρχικά ξεκίνησαν και οι δύο αποστολές Voyagerμελέτες στις απομακρυσμένες γωνίες του Ηλιακού Συστήματος - Δία, Κρόνος, Ουρανός (ο Voyager 2 είναι ο μόνος ανιχνευτής που έφτασε σε αυτόν τον πλανήτη και οι αστροφυσικοί εξακολουθούν να χρησιμοποιούν δεδομένα από αυτό για να το μελετήσουν) και τον Ποσειδώνα, καθώς και βασικούς δορυφόρους αυτών των πλανητών.

Αργότερα - μετά το 2025 - και οι δύο συσκευέςθα χάσει την επαφή με τη Γη. Οι αισθητήρες τους δεν επαρκούν για τη μετάδοση δεδομένων σε τέτοιες αποστάσεις. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, μόνο μετά από άλλα 40 χιλιάδες χρόνια ο Voyager θα φτάσει στο πρώτο του αστέρι - Ross 248 - ένα αστέρι στον αστερισμό Ανδρομέδα, που βρίσκεται σε απόσταση 10,4 έτη φωτός από τον Ήλιο.

Την περίοδο από το 1958 έως το 2019, την ανθρωπότηταξεκίνησε στο διάστημα 224 ερευνητικές αποστολές και αρκετές χιλιάδες εμπορικούς και οικιακούς δορυφόρους. Ο πρώτος αυτοματοποιημένος διαπλανητικός σταθμός που ξεκίνησε με επιτυχία ήταν ο σοβιετικός "Luna-1", ο οποίος πέταξε το φεγγάρι λόγω σφάλματος στους υπολογισμούς.

Νέοι ορίζοντες

Αυτόματο σταθμό New Horizons - άλλοΑμερικανική αποστολή να εξερευνήσει τις απομακρυσμένες γωνιές του ηλιακού συστήματος. Η αποστολή του New Horizons ξεκίνησε το 2006 και ο αρχικός χρόνος χρήσης του καθετήρα υπολογίστηκε σε 15-17 έτη.

Κατά την εκτόξευση, υποτίθεται ότι οι New Horizonsθα είναι το ταχύτερο τεχνητό αντικείμενο στο Σύμπαν - όταν ξεκίνησε, η ταχύτητά του ήταν 16,2 χλμ / δευτ. σε σχέση με τη Γη και η ηλιοκεντρική ταχύτητα υπερέβη τα 45 χλμ. / ώρα, πράγμα που θα επέτρεπε στην αποστολή να εγκαταλείψει το Ηλιακό Σύστημα ακόμα και χωρίς βαρυτικό ελιγμό κοντά στον Δία. Σταδιακά, όμως, η ταχύτητα των New Horizons άρχισε να μειώνεται και σήμερα αποδείχθηκε σε επίπεδο 14,5 km / s.

Ο κύριος στόχος των New Horizons είναι η έρευναο σχηματισμός του συστήματος του Πλούτωνα και του Χαρόν, η μελέτη της ζώνης Kuiper, καθώς και οι διαδικασίες που εμφανίστηκαν στα αρχικά στάδια της εξέλιξης του ηλιακού συστήματος. Η αποστολή θα μελετήσει την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα των αντικειμένων του συστήματος του Πλούτωνα και το άμεσο περιβάλλον του - να κάνει χάρτες, να εξερευνήσει τη γεωλογία και να αναζητήσει την ατμόσφαιρα.

Ως αποτέλεσμα, μετά τη συλλογή όλων των πληροφοριών σχετικά με αυτάπλανήτες, η αποστολή αποφάσισε να στείλει New Horizons στην ζώνη Kuiper - μια γιγαντιαία περιοχή αστεροειδών στα περίχωρα της εξεταζόμενης ζώνης του ηλιακού συστήματος. Περιέχει εκατοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς πάνω από 100 χιλιόμετρα σε διάμετρο, εν μέρει τον Πλούτωνα, κομήτες μακράς περιόδου από το σύννεφο Oort με τροχιά 200 ετών γύρω από τον Ήλιο και τρισεκατομμύρια κομήτες.

Στο ίδιο σημείο, οι New Horizons θα μελετήσουν έναν από τους πιο απομακρυσμένους αστεροειδείς στο ηλιακό σύστημα Ultima Thule, το οποίο περιγράψαμε λεπτομερώς εδώ.

Πρόσφατα, ο New Horizons έχει καταγράψει ένα τεράστιομάζα υδρογόνου στην άκρη του ηλιακού συστήματος, όπου το διαστρικό υδρογόνο συγκρούεται με τον ηλιακό άνεμο. Οι επιστήμονες ανέλυσαν ένα στιγμιότυπο 360 μοιρών υπεριώδους ακτινοβολίας γύρω από τον ανιχνευτή και βρήκαν μια παράξενη φωτεινότητα - θα μπορούσε να σημαίνει την παρουσία δυνητικά συμπυκνωμένου υδρογόνου. Πιστεύεται ότι γύρω από αυτό το μέρος ο ηλιακός άνεμος μειώνει την ταχύτητά του, έτσι με αυτόν τον τρόπο το διαστρικό υδρογόνο και η ακτινοβολία που προέρχονται από άλλα αστέρια μπορούν να τον επηρεάσουν.

Εκτός από τον επιστημονικό εξοπλισμό, στο NewΟρίζοντες που ΗΠΑ σημαίες, ένα τμήμα του πρώτου ιδιωτικού επανδρωμένο διαστημικό σκάφος SpaceShipOne, ένα CD με φωτογραφίες της συσκευής και του έργου του, των ΗΠΑ γραμματοσήμων, δύο νομίσματα και μια κάψουλα με ένα μέρος της σκόνης του αστρονόμου Clyde Tombaugh, ανακάλυψε τον Πλούτωνα.

Ηλιακό αισθητήρα Parker

Το διαστημικό σκάφος Parker Solar Probe της NASAπου ξεκίνησε σχετικά πρόσφατα - το καλοκαίρι του 2018. Η κύρια αποστολή του είναι να μελετήσει την εξωτερική κορώνα του Ήλιου από απόσταση 6,1 εκατομμυρίων χιλιομέτρων - σε αυτό το σημείο η θερμοκρασία θα ξεπεράσει τα 2 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, ενώ ο καθετήρας το αγγίζει και δεν λιώνει.

Πλευρική γραμμή

Ο καθετήρας δεν θα λιώσει λόγω του γεγονότος ότι το στέμμα,μέσω του οποίου θα πετάξει ο Parker Solar Probe, έχει εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία, αλλά πολύ χαμηλή πυκνότητα. Λόγω αυτής της ιδιότητας, η θωράκιση θερμότητας που καλύπτει τον θερμοστάτη Parker Solar θα ζεσταθεί μόνο κατά 1.644 ° C. Με περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την αποστολή του Parker Solar Probe και τα χαρακτηριστικά του ηλιακού κορώνα που έχουμε ήδη πει σε ένα ξεχωριστό άρθρο.

Το Solar Probe του Parker κατέχει το ρεκόρ όλων των αντικειμένων που φτάνουν στον Ήλιο - προηγουμένως, αρκετοί διαστημικοί ανιχνευτές έφτασαν σε απόσταση περίπου 7 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο.

Χάρη στο Parker Solar Probe, οι επιστήμονες θα προσπαθήσουννα μάθετε πώς εμφανίζεται ο ηλιακός άνεμος, τι επηρεάζει τα μαγνητικά πεδία πάνω του και να μελετήσετε τα σωματίδια πλάσματος γύρω από τον Ήλιο και τον αντίκτυπο στον ηλιακό άνεμο και τον σχηματισμό σωματιδίων ενέργειας.

Μέχρι στιγμής, η ανθρωπότητα γνωρίζει ελάχιστα για την ηλιακή ενέργειακορώνα. Πηγές για μελέτη εδώ και δεκαετίες ήταν μόνο οι ηλιακές εκλείψεις, επειδή το φεγγάρι μπλοκάρει το φωτεινότερο μέρος του αστέρα - αυτό μας επέτρεψε να παρατηρήσουμε την αμυδρό εξωτερική ατμόσφαιρα του ήλιου. Και μόνο τα τελευταία χρόνια, η NASA άρχισε να ξεκινά μια αποστολή να την μελετήσει.

Είναι πολύ νωρίς για να μιλήσουμε για τα αποτελέσματα της αποστολής - έχει περάσει λιγότερο από ένα έτος από την έναρξη του Parker Solar Probe και η πρώτη πλήρης προσέγγιση με τον Ήλιο θα συμβεί μόνο το 2024.

Insight

Η εκτόξευση της αστικής αποστολής InSight παρακολούθησε ζωντανά ολόκληρο τον κόσμο - στις 26 Νοεμβρίου 2018, η NASA και εκατοντάδες media έκαναν τις εκπομπές τους από αυτή την εκδήλωση.

Η αποστολή του InSight είναι για 720 ημέρες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο καθετήρας θα μελετήσει τη σεισμική δραστηριότητα του πλανήτη και, κυρίως, θα βγάλει ένα πηγάδι με βάθος έως 5 μ. Ίσως αυτό θα επιτρέψει να ανιχνευθεί η συσσώρευση υγρού ύδατος ή πάγου κάτω από την επιφάνεια του Άρη.

Το InSight έχει τώρα ξεσκίσει ένα πηγάδι με βάθος ακριβώς50 cm, όταν το τρυπάνι αντιμετώπισε εμπόδιο, και η ομάδα αποστολής αποφάσισε να σταματήσει προσωρινά αυτή τη διαδικασία. Μια ανάλυση έχει δείξει ότι το φράγμα δεν είναι ένας ογκόλιθος, αλλά ένα στρώμα σκληρής σκληρότητας. Οι μηχανικοί πιστεύουν ότι το τρυπάνι θα είναι σε θέση να το ξεπεράσει, ωστόσο, λόγω της απόρριψης του φρέατος, η επιστροφή του εργαλείου θα πέσει αναπόφευκτα.

Τώρα οι επιστήμονες πρόκειται να αυξήσουν λίγοInSight με τον ρομποτικό βραχίονα IDA (βραχίονα ανάπτυξης οργάνου), αντισταθμίζοντας έτσι την ανάκρουση κατά την πρόσκρουση. Υπάρχει πιθανώς έλλειψη προσκόλλησης μεταξύ του τρυπανιού και του περιβάλλοντος εδάφους λόγω του γεγονότος ότι το φρεάτιο είναι γεμάτο με απορροφητικό υλικό. Σύμφωνα με τα σχέδια, η διαδικασία άρσης του InSight θα πραγματοποιηθεί σε διάφορα στάδια από τα τέλη Ιουνίου 2019.

Το σεισμόμετρο InSight καταγράφηκε τον ΜάρτιοΟ πρώτος μαρκαδόρος με πλάτος 2,5 βαθμών, ενώ η επιστήμη δεν είναι η πρώτη φορά που προσπαθεί να καταγράψει σεισμούς στον Κόκκινο Πλανήτη. Το 1975, οι δρομολογητές Viking-1 και Viking-2 με παρόμοιες αποστολές ξεκίνησαν στον Άρη, αλλά η πρώτη συσκευή δεν έκανε σεισμόμετρο και ο δεύτερος δεν είχε επαρκή ευαισθησία επειδή εγκαταστάθηκε στον καθετήρα και όχι σε το έδαφος του Μαρς.

Chang'e 4

Στις αρχές Ιανουαρίου 2019, η κινεζική ανίχνευση Chang'e4 για πρώτη φορά στην ιστορία, κάθισε στην πίσω πλευρά της Σελήνης στον κρατήρα Von Karma - μια από τις πιο ανεξερεύνητες περιοχές στην επιφάνεια του δορυφόρου της Γης, μήκους περίπου 2 χιλιομέτρων και βάθους 10 χιλιομέτρων. Προβλέπεται ότι το Chang'e 4 δεν θα φέρει τίποτα στη γη από τη μακρινή πλευρά της Σελήνης - αυτό θα ήταν μια πολύ περίπλοκη και δαπανηρή αποστολή.

Το Chang'e 4 θα μελετήσει τα εσωτερικά του φεγγαριού μεπίσω πλευρά χάρη σε ένα ισχυρό ραντάρ, καθώς και ένα κινητό εργαστήριο. Ο σεληνιακός δρομέας παρέδωσε επίσης στο δοχείο ένα αλουμινένιο δοχείο με σπόρους μουστάρδας, πατάτες και αβγά μεταξοσκωλήκων και οι επιστήμονες ανέφεραν ότι κατάφεραν να βλαστήσουν έναν από τους σπόρους βαμβακιού. Ωστόσο, με την έναρξη της πρώτης νύχτας με φεγγάρι - 12 Ιανουαρίου, λίγες μέρες μετά την προσγείωση, ο δρομέας μπήκε σε κατάσταση νάρκης και το πείραμα αναγκάστηκε να διακοπεί.

Όλες οι πληροφορίες που λαμβάνει ο δρομολογητής θα μεταδίδουνστον τεχνητό δορυφόρο του φεγγαριού, όταν θα πετάξει πάνω από τη θέση του, και από τον δορυφόρο το σήμα θα πάει ήδη στην ομάδα της αποστολής. Επιπλέον, η Κίνα διαθέτει έναν άλλο δορυφόρο Queqiao, που βρίσκεται στο σημείο Lagrange Earth-Moon σε απόσταση 37 χιλιομέτρων από τη Γη. Αυτό θα επιτρέψει επίσης ταχύτερη μετάδοση σημάτων στη Γη. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τον τρόπο ρύθμισης των σημείων Lagrange και γιατί δεν υπάρχει βαρύτητα σε αυτά, μπορείτε να διαβάσετε σε μια ειδική μελέτη "High-tech".

Εκτός από τα επιστημονικά καθήκοντα, η αποστολή επέτρεψε στην Κίνα να δοκιμάσει ευκαιρίες στην υλοποίηση συστημάτων διαστημικών επικοινωνιών μεγάλων αποστάσεων.

Τώρα οι κινέζοι μηχανικοί σκοπεύουν να χτίσουνη αποστολή του Chang'e 5 είναι ο πρώτος ιχνηλάτης στην ιστορία της χώρας που επέστρεψε από το φεγγάρι, ο οποίος πρέπει να φέρει πάνω από 2 κιλά σεληνιακού εδάφους. Η έναρξη της αποστολής προγραμματίζεται για τον Δεκέμβριο του 2019.