Vrid nyckeln och flyga: den mest intressanta rymdfarkosten som utforskar solsystemet

Studiet av solsystemets bortre hörn är ett viktigt område för mänsklig vetenskaplig aktivitet. Innan

Sammantaget är detta det första steget mot att kolonisera andraplaneter, och därför för mänsklighetens överlevnad som art i händelse av att en miljökatastrof eller annan typ av katastrof inträffar på jorden, som ännu är människans enda hem. Vilka riktningar har forskarna valt och varför är det så viktigt att skicka en rymdfarkost bortom solsystemet? Dessa frågor kan besvaras genom att undersöka befintliga rymdutforskningsuppdrag.

Voyager och Voyager 2

USA: s forskningsuppdrag Voyager ochVoyager 2, som lanserades med en skillnad på en vecka 1977, är idag längst bort från jordens konstgjorda rymdobjekt. Nu ligger automatiska interplanetära stationer på ett avstånd av cirka 18 miljarder km från jorden - utanför heliopausen, men fortfarande inom solsystemet.

Fram till slutet är det inte klart hur många stationer kommer att gåvårt system - det är omgivet av Oort-molnet - ett hypotetiskt jättemycke av kometer som påverkas av solens gravitation. I praktiken har existensen av molnet ännu inte bekräftats, men många matematiska modeller indikerar dess närvaro. Enligt experter kan Voyager gå över de yttre gränserna för molnet på cirka 30 tusen år.

I det här fallet lanserade Voyagers första uppdrag merFör 40 år sedan är det snabbaste konstgjorda objektet i universum. Trots att en liknande sond - New Horizons - lanserades mycket senare och tekniskt snabbare, gjorde Voyager en framgångsrik gravitationsmanöver mellan planeterna, vilket påskyndade det kraftigt. Till exempel fick implementeringen av gravitationen av Voyager 2 i Jupiter, Saturnus och Uranus stationen att nå Neptun 20 år tidigare än den hastighet som tillåts av direktrörelse.

Nu är stationens ungefärliga hastighetca 17,5 km / s - eller 0,005% av solljusets hastighet. Under en viss period av året minskar avståndet mellan Voyager 1 och jorden. Detta beror på det faktum att jordens hastighet i sin omlopp runt solen (cirka 30 km / s) är högre än den hastighet med vilken Voyager 1 rör sig bort från den.

Inledningsvis lanserades båda Voyager-uppdrag förstudier av solsystemets översta hörn - Jupiter, Saturnus, Uranus (Voyager 2 är den enda sonden som nått denna planet, och astrofysiker använder fortfarande data från den för att studera det) och Neptun, liksom de viktigaste satelliterna för dessa planeter.

Senare - efter 2025 - båda enheternakommer att förlora kontakten med jorden. Deras sensorer räcker inte för att överföra data över sådana avstånd. Enligt beräkningar kommer bara efter ytterligare 40 tusen år att nå sin första stjärna - Ross 248 - en enda stjärna i konstellationen Andromeda, som ligger 10,4 ljusår bort från solen.

Under perioden 1958 till 2019, mänsklighetenlanserades i rymden 224 forskningsuppdrag och flera tusen kommersiella och inhemska satelliter. Den första framgångsrika automatiska interplanetära stationen var sovjetiska "Luna-1", som flög förbi månen på grund av ett fel i beräkningarna.

Nya horisonter

Automatisk station New Horizons - en annanAmerikanska uppdrag att utforska solens översta hörn. New Horizons uppdrag lanserades 2006, och den första tiden att använda sonden beräknades som 15-17 år.

Vid lanseringen antogs det att New Horizonskommer att bli det snabbaste konstgjorda objektet i universum - när den lanserades var hastigheten 16,2 km / s relativt jorden och den heliocentriska hastigheten översteg 45 km / s vilket skulle göra det möjligt för uppdraget att lämna solsystemet även utan en gravitationsmanöver nära Jupiter. Gradvis började dock hastigheten på New Horizons minska och idag visade det sig vara 14,5 km / s.

Huvudsyftet med New Horizons är att undersökabildandet av systemet av Pluto och Charon, studien av Kuiper-bältet, liksom de processer som ägde rum i de tidiga stadierna av solsystemets utveckling. Uppdraget kommer att studera ytan och atmosfären av Pluto-systemets objekt och dess omedelbara miljö - att göra kartor, utforska geologi och leta efter atmosfären.

Som ett resultat, efter samla all information om dessaplaneter beslutade uppdraget att skicka nya horisonter till Kuiperbältet - en jätte asteroidregion i utkanten av solens undersökta zon. Den innehåller hundratusentals asteroider med en diameter på mer än 100 km, delvis Pluto, långkommande kometer från Oort-molnet med en 200-årig bana runt solen och trillioner kometer.

På samma plats kommer New Horizons att studera en av de mest avlägsna asteroiderna i solsystemet Ultima Thule, som vi beskrivit i detalj här.

Nyligen har New Horizons spelat en enormvätemassa vid kanten av solsystemet, där interstellärt väte kolliderar med solvinden. Forskare analyserade en 360 graders ögonblicksbild av ultraviolett strålning runt sonden och hittade en konstig ljusstyrka - det kan innebära närvaron av potentiellt kondenserat väte. Det antas att solvinden minskar sin hastighet runt denna plats, så på så sätt kan interstellärt väte och strålning från andra stjärnor påverka det.

Förutom vetenskaplig utrustning, ombord på NewHorizons har USA: s flaggor, ett fragment av den första beboeliga rymdfarkosten SpaceShipOne, en cd med bilder av enheten och dess utvecklare, en amerikansk frimärke, två mynt och en kapsel med en bit av astronomen Clyde Tombo, upptäckaren av Pluto.

Parkers solprobe

NASAs Parker Solar Probe rymdfarkostlanserades relativt nyligen - sommaren 2018. Dess huvudsakliga uppgift är att studera solens yttre korona från ett avstånd på 6,1 miljoner km - vid denna tidpunkt kommer temperaturen att överstiga 2 miljoner grader Celsius, och sonden kommer även att röra vid den och inte smälta.

incut

Sonden kommer inte att smälta på grund av att kronan,genom vilken Parker Solar Probe kommer att flyga, har en extremt hög temperatur, men en mycket låg densitet. På grund av den här egenskapen kommer värmeavskärmen som täcker Parker Solar Probe endast att värma upp med 1 644 ° C. Mer detaljerat om Parker Solar Probe-uppdraget och funktionerna i solkoronen har vi redan sagt i en separat artikel.

Parker Solar Probe håller rekordet bland alla föremål som når solen - tidigare har flera rymdprober nått ett avstånd på cirka 7 miljoner km från solen.

Tack vare Parker Solar Probe kommer forskarna att försökata reda på hur solvinden verkar, vilken påverkan magnetiska fält har på den och studera plasmapartiklar runt solen och påverkan på solvind och bildandet av energipartiklar.

Hittills vet mänskligheten väldigt lite om solkrona. Källor för att studera i årtionden var bara solförmörkelser, eftersom månen blockerade den starkaste delen av stjärnan - det medgav att vi observerade solens dimma yttre atmosfär. Och bara under de senaste åren började NASA att starta ett uppdrag för att studera det.

Det är för tidigt att prata om resultaten av uppdraget - mindre än ett år har gått sedan lanseringen av Parker Solar Probe, och den första fullfjädrade närmandet med solen kommer att hända först 2024.

InSight

Lanseringen av marsmissionen InSight såg bokstavligen hela världen - den 26 november 2018 genomförde NASA och hundratals mediaaffärer sina sändningar från denna händelse.

InSights uppdrag är 720 dagar. Under denna tid ska sonden studera den seismiska aktiviteten på planeten och framför allt borra en brunn med ett djup på upp till 5 m. Kanske kan detta upptäcka ackumulering av flytande vatten eller is under Mars yta.

InSight har nu borrat en brunn med bara ett djup50 cm, när borren kom över ett hinder, och uppdragsteamet bestämde sig för att tillfälligt stoppa processen. En analys har visat att barriären inte är en sten, men ett lager av duristrust. Ingenjörer tror att borren kommer att kunna övervinna den, men på grund av brunnets borttagning kommer verktygsavkastningen oundvikligen att falla.

Nu kommer forskare att höja liteInSight med IDA (Instrument Deployment Arm) robotarm, därigenom kompensera för rekyl på slag. Det finns förmodligen en brist på vidhäftning mellan borren och den omgivande jorden på grund av att brunnen är fylld med detritalt material. Enligt planerna kommer processen att lyfta InSight att ske i flera steg från slutet av juni 2019.

InSight-seismometer registrerad i marsDen första marshake med en amplitud på 2,5 poäng, medan vetenskapen inte är första gången försöker spela in jordbävningar på den röda planeten. 1975 lanserades Viking-1 och Viking-2-rävarna med liknande uppdrag till Mars, men den första enheten gjorde ingen seismometer och den andra hade inte tillräcklig känslighet, eftersom den var installerad i sonden själv och inte i marken av mars.

Chang'e 4

I början av januari 2019, den kinesiska sonden Chang'e4 för första gången i historien satt på Månas baksida i kratern Von Karma - en av de mest oförskattade områdena på jordens satellits yta med en längd på nästan 2 000 km och ett djup på 10 km. Det är planerat att Chang'e 4 inte kommer att föra någonting till jorden från Månens överkant - det skulle vara ett mycket komplicerat och dyrt uppdrag.

Chang'e 4 kommer att studera månens insida medbaksida tack vare en kraftfull radar, samt ett mobilt laboratorium. Lunar Rover levererade också en aluminiumbehållare med senapsfrön, potatis och silkesmaskägg till månen, och forskare rapporterade att de hade lyckats gro i ett av bomullsfrön. Men med början av den första månbelysta natten - 12 januari, några dagar efter landning, gick roveren i viloläge och experimentet måste avbrytas.

All information som mottas rover kommer att sändapå månens konstgjorda satellit, när den kommer att flyga över sin plats, och från satelliten kommer signalen redan att gå till uppdragsteamet. Dessutom har Kina en annan satellit Queqiao, som ligger vid Lagrange-punkten Jordmånen på ett avstånd av 37 tusen km från jorden. Detta kommer också att möjliggöra snabbare överföring av signaler till jorden. Du kan läsa mer om hur Lagrange-punkterna är ordnade och varför det inte finns någon tyngdpunkt i dem, du kan läsa i en specialstudie "High-tech".

Förutom vetenskapliga uppgifter fick uppdraget Kina att testa möjligheter vid genomförandet av kommunikationssystem med långdistansutrymme.

Nu planerar kinesiska ingenjörer att byggaUppdraget för Chang'e 5 är den första sonden i landets historia, som återvände från månen, vilket skulle innebära mer än 2 kg lunarjord. Lanseringen av uppdraget är planerad till december 2019.