25 миллиардов километров и сломанный голос: Сага о "Вояджере-1"

25 миллиардов километров и сломанный голос: Сага о “Вояджере-1”

Космический корабль НАСА «Вояджер-1», запущенный в 1977 году, уже несколько десятилетий путешествует по межзвездному пространству. 16 октября 2024 года произошла неожиданная проблема: космический корабль неожиданно отключил основной радиопередатчик Х-диапазона и активировал резервный передатчик S-диапазона, который не использовался с 1981 года.

Это изменение создало серьезные проблемы для поддержания связи с Землей, поскольку S-диапазон работает на более низких частотах и передает более слабые сигналы. Учитывая, что «Вояджер-1» находится на расстоянии более 25 миллиардов километров, более слабый сигнал затруднил восстановление контакта с сетью дальнего космоса НАСА (DSN).

Понимание межзвездного пространства

Между звездами в галактике… межзвездном пространстве! Хотя в основном он пуст, он содержит разреженный газ, пыль и космические лучи. Эта область начинается там, где влияние звезды, например солнечного ветра, заканчивается в гелиопаузе. Пересекнув эту границу в августе 2012 года, «Вояджер-1» стал первым искусственным кораблем, вышедшим в межзвездное пространство. Несмотря на пустоту, межзвездное пространство содержит материалы, формирующие структуру Вселенной.

Но что это был за технический сбой?

Проблема началась, когда Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) отправила команду активировать один из обогревателей «Вояджера-1». Пока у космического корабля было достаточно энергии, эта команда активировала его систему защиты от неисправностей, которая отключила несущественные функции для экономии энергии, включая основной передатчик X-диапазона. Затем космический корабль переключился на передатчик S-диапазона, резервный, который не использовался более 40 лет.

Связь в X-диапазоне (8–12 ГГц) идеально подходит для полетов в дальний космос из-за более высокой скорости передачи данных. Напротив, S-диапазон (2–4 ГГц) обеспечивает более надежные сигналы, но передает данные медленнее и на более коротких расстояниях. Этот переключатель усложнил и без того сложную задачу поддержания связи на таких огромных расстояниях.

Восстановление связи с Землей

Летная группа Лаборатории реактивного движения осознала проблему 18 октября, когда DSN не смог уловить сигнал «Вояджера-1». Инженеры пришли к выводу, что система защиты от неисправностей замедлила скорость передачи данных передатчиком, что затруднило обнаружение сигнала. Позже в тот же день после нескольких попыток команда обнаружила слабый сигнал S-диапазона, подтвердив, что «Вояджер-1» находится в стабильном состоянии. Однако проблемы со связью сохранялись, и 19 октября передатчик X-диапазона полностью отключился.

Затем команда сосредоточилась на регулярном использовании передатчика S-диапазона, несмотря на то, что он был гораздо менее мощным. На этом этапе роль DSN стала еще более важной, поскольку инженеры пытались уловить слабый сигнал.

Какова роль сети дальнего космоса?

DSN, управляемая Лабораторией реактивного движения, жизненно важна для связи с миссиями в дальнем космосе, такими как «Вояджер-1». Она работает с трех основных наземных станций, расположенных в:

Голдстоун, Калифорния, США

Мадрид, Испания

Канберра, Австралия

Эта глобальная установка обеспечивает непрерывную связь с космическим кораблем, передавая сигналы от одной станции к другой по мере вращения Земли. Способность DSN восстановить соединение с «Вояджером-1», несмотря на то, что космический корабль находился на расстоянии более 25 миллиардов километров, подчеркнула важную роль, которую эта сеть играет в освоении космоса.

А теперь расследовать первопричину

Как только базовая связь была восстановлена, команда JPL начала расследование причины активации защиты от сбоев. 22 октября они отправили команду оценить состояние передатчика S-диапазона. Проводятся полные диагностические оценки, и команда рассчитывает, что потребуется несколько дней или даже недель, чтобы полностью понять проблему.

Путешествие «Вояджера-1» и достижения

Запущенный в 1977 году «Вояджер-1» стал первопроходцем в освоении космоса. Это был первый космический корабль, вошедший в межзвездное пространство, пересекший гелиопаузу в августе 2012 года. Работающий на жидком гидразиновом топливе, «Вояджер-1» корректирует свою ориентацию с помощью небольших всплесков газа, требуя около 40 таких всплесков в день, чтобы поддерживать свое выравнивание с Землей. Команда миссии Лаборатории реактивного движения тщательно контролирует эти операции, чтобы гарантировать, что космический корабль продолжает функционировать должным образом.

И каково будущее «Вояджера-1»?

Пока «Вояджер-1» отправляется еще глубже в межзвездное пространство, команда миссии НАСА продолжает поддерживать связь и собирать научные данные. Недавняя проблема с передатчиком подчеркивает огромные проблемы длительных космических полетов. Однако успешное переподключение с использованием передатчика S-диапазона, последний раз использовавшегося в 1981 году, демонстрирует стойкость и изобретательность инженеров НАСА. Это достижение подтверждает их приверженность обеспечению того, чтобы «Вояджер-1» продолжил свою новаторскую миссию, отправляя обратно бесценные данные о Вселенной.

Путешествие «Вояджера-1» символизирует человеческое любопытство и решимость. Несмотря на технические трудности после почти 47 лет пребывания в космосе, космический корабль продолжает обогащать наше понимание космоса.

(Автор этой статьи — оборонный, аэрокосмический и политический аналитик из Бангалора. Он также является директором компании ADD Engineering Components, Индия, Pvt. Ltd, дочерней компании ADD Engineering GmbH, Германия. С ним можно связаться по адресу: girishlinganna@). gmail.com)

Source link