Вивчення далеких куточків Сонячної системи - важливий напрямок наукової діяльності людини. Насамперед
Voyager і Voyager 2
Американські дослідницькі місії Voyager іVoyager 2, які були запущені з різницею в тиждень в 1977 році, на сьогоднішній день є одними з найбільш далеких від Землі штучних космічних об'єктів. Зараз автоматичні міжпланетні станції знаходяться на відстані приблизно 18 млрд км від Землі - за межами геліопаузой, але ще всередині Сонячної системи.
До кінця не ясно, через скільки станції покинутьнашу систему - вона оточена хмарою Оорта - гіпотетичним гігантським скупченням комет, які знаходяться під впливом гравітації Сонця. На практиці існування хмари поки не підтверджено, проте багато математичні моделі вказують на його наявність. Згідно з прогнозами експертів, Voyager може вийти за зовнішні межі хмари приблизно через 30 тис. Років.
При цьому перша місія Voyager, запущена більш40 років тому, є найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті. Незважаючи на те, що схожий зонд - New Horizons - був запущений набагато пізніше і технічно швидше, Voyager здійснив вдалий гравітаційний маневр між планетами, що дуже сильно його прискорило. Наприклад, виконання гравітаційного маневру Voyager 2 у Юпітера, Сатурна і Урана дозволило станції досягти Нептуна на 20 років раніше, ніж дозволяла його швидкість при прямому русі.
Зараз приблизна швидкість станцій становитьблизько 17,5 км / с - або 0,005% від швидкості сонячного світла. У певний період року відстань між Voyager 1 і Землею зменшується. Це пов'язано з тим, що швидкість руху Землі по орбіті навколо Сонця (близько 30 км / c) вище, ніж швидкість, з якою Voyager 1 віддаляється від нього.
Спочатку обидві місії Voyager запускали длядослідження далеких куточків Сонячної системи - Юпітера, Сатурна, Урана (Voyager 2 є єдиним зондом, який дістався до цієї планети, і астрофізики все ще використовують отримані з нього дані для її вивчення) і Нептуна, а також ключових супутників цих планет.
Надалі - після 2025 року - обидва апаративтратять зв'язок із Землею. Їх датчиків не вистачить для передачі даних на такі відстані. Згідно з розрахунками, тільки ще через 40 тис. Років Voyager долетить до своєї першої зірки - Росс 248 - одиночної зірки в сузір'ї Андромеди, що знаходиться на відстані в 10,4 світлових років від Сонця.
У період з 1958 по 2019 рік людствозапустило в космос 224 дослідницькі місії і ще кілька тисяч комерційних і побутових супутників. Першою успішно запущеної автоматичної міжпланетної станцією була радянська «Луна-1», яка пролетіла повз Місяця через помилки в розрахунках.
New Horizons
Автоматична станція New Horizons - ще однаамериканська місія з вивчення далеких куточків Сонячної системи. Місія New Horizons запущена в 2006 році, а початкове час використання зонда розраховувалося як 15-17 років.
При запуску передбачалося, що New Horizonsстане найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті - при запуску його швидкість становила 16,2 км / с - щодо Землі, а геліоцентрична швидкість перевищувала 45 км / с, що дозволило б місії покинути Сонячну систему навіть без гравітаційного маневру біля Юпітера. Однак поступово швидкість New Horizons почала знижуватися і на сьогоднішній день виявилася на рівні 14,5 км / с.
Основною метою New Horizons є дослідженняформування системи Плутона і Харона, вивчення пояса Койпера, а також процесів, які відбувалися на ранніх етапах еволюції Сонячної системи. Місія буде вивчати поверхню і атмосферу об'єктів системи Плутона і його найближче оточення - складати карти, досліджувати геологію і шукати атмосферу.
У підсумку, після збору всієї інформації про ціпланетах, учасники місії вирішили направити New Horizons до поясу Койпера - гігантського астероїдної району на околиці досліджуваної зони Сонячної системи. У ньому знаходяться сотні тисяч астероїдів діаметром понад 100 км, частково Плутон, долгопериодические комети з хмари Оорта з періодом обертання навколо Сонця в 200 років і трильйони комет.
Там же New Horizons займеться вивченням одного з найдальших астероїдів Сонячної системи - Ультіма Тулі, про який ми детально розповідали тут.
Нещодавно New Horizons зафіксував величезнуводневу масу на межі Сонячної системи, де міжзоряний водень стикається з сонячним вітром. Вчені проаналізували 360-градусний знімок ультрафіолетових випромінювань навколо зонда і виявили дивну яскравість - вона може означати наявність потенційно згущеного водню. Вважається, що приблизно в цьому місці сонячний вітер знижує свою швидкість, тому саме таким чином на нього можуть впливати міжзоряний водень і випромінювання, що йде від інших зірок.
Крім наукового обладнання, на борту NewHorizons встановлені прапори США, фрагмент першого жилого приватного космічного апарату SpaceShipOne, компакт-диск з фотографіями апарату і його розробників, поштова марка США, дві монети і капсула з частиною праху астронома Клайда Томбо, першовідкривача Плутона.
Parker Solar Probe
Космічний апарат Parker Solar Probe від НАСАзапущений відносно недавно - влітку 2018 року. Його основною місією є вивчення зовнішньої корони Сонця з відстані в 6,1 млн км - в цьому місці температура перевищить 2 млн градусів Цельсія, при цьому зонд навіть торкнеться його і не розплавиться.
врізка
Зонд не розплавиться завдяки тому, що корона,через яку полетить Parker Solar Probe, має надзвичайно високу температуру, але дуже низьку щільність. Завдяки цій властивості теплозахисний екран, що закриває Parker Solar Probe, буде нагріватися за все на 1 644 ° С. Детальніше про місію Parker Solar Probe і особливості сонячної корони ми вже розповідали в окремому матеріалі.
Parker Solar Probe є рекордсменом серед всіх об'єктів, які досягнуть Сонця - раніше кілька космічних зондів досягали відстані близько 7 млн км від Сонця.
Завдяки Parker Solar Probe вчені спробуютьз'ясувати, як з'являється сонячний вітер, який вплив на нього відчувають магнітні поля, і вивчити частки плазми близько Сонця і вплив на сонячний вітер і освіту енергетичних частинок.
Поки людство досить мало знає про сонячноїкороні. Джерелами для вивчення десятиліттями ставали тільки сонячні затемнення, оскільки Місяць блокувала найяскравішу частину зірки - це дозволило спостерігати за тьмяною зовнішньою атмосферою Сонця. І тільки в останні роки НАСА початок запускати місії по його вивченню.
Про результати місії поки говорити рано - з моменту запуску Parker Solar Probe не минуло й року, а перше повноцінне зближення з Сонцем відбудеться тільки в 2024 році.
InSight
За запуском марсіанської місії InSight стежив в прямому ефірі буквально весь світ - 26 листопада 2018 НАСА і сотні ЗМІ вели свої трансляції з цієї події.
Місія InSight розрахована на 720 днів. За цей час зонд вивчатиме сейсмічну активність планети і, найважливіше, пробурить свердловину глибиною до 5 м. Можливо, це дозволить виявити скупчення рідкої води або льоду під поверхнею Марса.
Зараз InSight пробурив свердловину глибиною всього50 см, коли бур наткнувся на перешкоду, і команда місії вирішила на якийсь час припинити цей процес. Аналіз показав, що перешкода являє собою не валун, а шар з дюрікраста. Інженери вважають, що бур зможе його подолати, однак через осипання свердловини віддача інструменту неминуче впаде.
Тепер вчені збираються трохи піднятиInSight роборукою IDA (Instrument Deployment Arm), тим самим компенсувавши віддачу при ударах. Ймовірно, між буром і навколишнім грунтом існує недостатнє зчеплення з-за того, що свердловина засипана уламковим матеріалом. Згідно з планами, процес підйому InSight буде проходити в кілька етапів з кінця червня 2019 року.
Whew - winding down after a long day, but I'vedone it: I've placed my seismometer on the surface of Mars! With SEIS, I'll be able to listen in for marsquakes and help reveal the heartbeat of #Mars. https://t.co/GYNO4txPPi pic.twitter.com/18eQHXOfiO
— NASA InSight (@NASAInSight) 20 Грудня, 2018
У березні сейсмометр InSight вже зафіксувавперший марсотрясения амплітудою в 2,5 балів, при цьому наука не вперше намагається фіксувати землетрусу на Червоній планеті. У 1975 році на Марс були запущені ровери «Вікінг-1» і «Вікінг-2» з аналогічними місіями, однак на першому апараті не заробив сейсмометр, а на другому він не мав достатньої чутливості, оскільки був встановлений в самому зонді, а не в грунті Марса.
Chang'e 4
На початку січня 2019 року китайський зонд Chang'e4 вперше в історії сіл на зворотний бік Місяця в кратер Фон Карма - один з найбільш невивчених ділянок на поверхні супутника Землі довжиною майже в 2 тис. Км і глибиною до 10 км. Планується, що Chang'e 4 нічого не привезе на Землю зі зворотним поверхні Місяця - це було б занадто складною і дорогою місією.
Chang'e 4 вивчатиме нутрощі Місяця ззворотного боку завдяки потужному радару, а також мобільної лабораторії. Місяцехід також доставив на Місяць алюмінієвий контейнер з насінням гірчиці, картоплі та яйцями шовкопряда, а вчені відзвітували, що їм вдалося домогтися проростання одного з насіння бавовни. Однак з настанням першої місячної ночі - 12 січня, через кілька днів після посадки, ровер пішов в сплячий режим і експеримент довелося перервати.
Всю отриману інформацію ровер буде передаватина штучний супутник Місяця, коли той буде пролітати над його місцем розташування, а з супутника сигнал уже піде до команди місії. Крім того, Китай має ще один супутник Queqiao, що знаходиться в точці Лагранжа Земля-Місяць на відстані 37 тис. Км від Землі. Це теж дозволить швидше передавати сигнали на Землю. Детальніше про те, як влаштовані точки Лагранжа і чому в них немає гравітації, ви можете почитати в спеціальному дослідженні «хайтек».
Крім наукових завдань, місія дозволила Китаю протестувати можливості в реалізації систем далекого космічного зв'язку.
Зараз китайські інженери мають намір побудуватимісію Chang'e 5 - перший в історії країни повертається з Місяця зонд, який повинен привезти більше 2 кг місячного ґрунту. Запуск місії намічений на грудень 2019 року.