Podróżnik 2 -Voyager 2

Podróżnik 2
Model statku kosmicznego Voyager, statku kosmicznego o małych ciałach z dużą, centralną czaszą oraz wieloma ramionami i antenami wystającymi z niego
Model projektu statku kosmicznego Voyager
Typ misji Eksploracja planety
Operator NASA / JPL
ID COSPAR 1977-076A
SATCAT nr. 10271
Stronie internetowej podróżnik .jpl .nasa .gov
Czas trwania misji
Właściwości statku kosmicznego
Producent Laboratorium Napędów Odrzutowych
Rozpocznij masę 825,5 kg (1820 funtów)
Moc 470 watów (przy uruchomieniu)
Początek misji
Data uruchomienia 20 sierpnia 1977, 14:29:00  UTC ( 1977-08-20UTC14:29Z )
Rakieta Tytan IIIE
Uruchom witrynę Przylądek Canaveral LC-41
Przelot Jowisza
Najbliższe podejście 9 lipca 1979
Dystans 570 000 kilometrów (350 000 mil)
Przelot Saturna
Najbliższe podejście 26 sierpnia 1981
Dystans 101 000 km (63 000 mil)
Przelot Urana
Najbliższe podejście 24 stycznia 1986
Dystans 81500 km (50600 mil)
Przelot Neptuna
Najbliższe podejście 25 sierpnia 1989
Dystans 4951 km (3076 mil)
←  Wiking 2
 

Voyager 2 to sonda kosmiczna wystrzelona przez NASA 20 sierpnia 1977 roku w celu zbadania planet zewnętrznych i przestrzeni międzygwiazdowej poza heliosferą Słońca . Część programu Voyager , została wystrzelona 16 dni przed swoim bliźniakiem, Voyager 1 , na trajektorii, której dotarcie do gazowych olbrzymów Jowisza i Saturna zajęło więcej czasu, ale umożliwiło dalsze spotkania z lodowymi olbrzymami Uranem i Neptunem . Voyager 2 pozostaje jedynym statkiem kosmicznym, który odwiedził którąś z lodowych planet olbrzymów. Voyager 2 był czwartym z pięciu statków kosmicznych , który osiągnął prędkość ucieczki Słońca , co pozwoliło mu opuścić Układ Słoneczny .

Voyager 2 z powodzeniem wypełnił swoją główną misję, polegającą na zwiedzeniu układu Jowisza w 1979 r., układu Saturna w 1981 r., układu Urana w 1986 r. i układu Neptuna w 1989 r. Sonda znajduje się obecnie w rozszerzonej misji badania przestrzeni międzygwiezdnej . Działa od 45 lat i 4 dni od 25 sierpnia 2022 UTC [ odśwież ] ; na dzień 31 lipca 2022 r. osiągnął odległość 130,09  AU (19,461  mld  km ; 12,093 mld  mil ) od Ziemi.

Sonda weszła w przestrzeń międzygwiazdową 5 listopada 2018 r. w odległości 122 AU (11,3 mld mil; 18,3 mld km) (około 16:58 godzin świetlnych) od Słońca i poruszała się z prędkością 15,341 km/s (34320 mph) względem gwiazdy. Voyager 2 opuścił heliosferę Słońca i podróżuje przez ośrodek międzygwiazdowy (ISM), region przestrzeni kosmicznej poza wpływem Układu Słonecznego , dołączając do Voyagera 1 , który dotarł do ośrodka międzygwiazdowego w 2012 roku. pierwsze bezpośrednie pomiary gęstości i temperatury plazmy międzygwiazdowej .

Voyager 2 pozostaje w kontakcie z Ziemią poprzez NASA Deep Space Network . W 2020 r. konserwacja sieci Deep Space Network odcięła kontakt z sondą na osiem miesięcy. Kontakt został ponownie nawiązany 2 listopada 2020 r., kiedy seria instrukcji została przesłana, następnie wykonana i przekazana z powrotem z pomyślną wiadomością komunikacyjną. 12 lutego 2021 r. pełna komunikacja z sondą została przywrócona po poważnej modernizacji anteny, której ukończenie zajęło rok. Antena komunikacyjna DSS 43, która jest wyłącznie odpowiedzialna za komunikację z sondą, znajduje się w pobliżu Canberra w Australii.

Historia

Tło

We wczesnej epoce kosmicznej zdano sobie sprawę, że okresowe wyrównanie zewnętrznych planet nastąpi pod koniec lat 70. i umożliwi jednej sondy odwiedzenie Jowisza , Saturna , Urana i Neptuna dzięki wykorzystaniu nowej wówczas techniki asyst grawitacyjnych . . NASA rozpoczęła prace nad Grand Tour , który przekształcił się w ogromny projekt obejmujący dwie grupy po dwie sondy każda, z których jedna odwiedza Jowisza, Saturna i Plutona, a druga Jowisza, Urana i Neptuna. Statek kosmiczny zostałby zaprojektowany z nadmiarowymi systemami, aby zapewnić przetrwanie przez całą trasę. Do 1972 roku misja została zmniejszona i zastąpiona dwoma sondami Mariner Jowisz-Saturn, wywodzącymi się z programu Mariner. Aby utrzymać pozorne koszty programu na całe życie na niskim poziomie, misja obejmowałaby tylko przeloty obok Jowisza i Saturna, ale pozostawiłaby otwartą opcję Grand Tour. Wraz z postępem programu nazwa została zmieniona na Voyager.

Główną misją Voyagera 1 było zbadanie Jowisza, Saturna i księżyca Saturna, Tytana . Voyager 2 miał również zbadać Jowisza i Saturna, ale na trajektorii, która miałaby możliwość kontynuowania podróży do Urana i Neptuna lub przekierowania na Tytana jako wsparcie dla Voyagera 1 . Po pomyślnym ukończeniu celów Voyager 1 , Voyager 2 otrzyma przedłużenie misji, aby wysłać sondę w kierunku Urana i Neptuna.

Projekt statku kosmicznego

Zbudowany przez Jet Propulsion Laboratory (JPL), Voyager 2 zawierał 16 silników hydrazynowych , stabilizację trójosiową , żyroskopy i przyrządy do naprowadzania na niebie (czujnik Słońca / Canopus Star Tracker), aby utrzymać skierowanie anteny o wysokim zysku w kierunku Ziemi. Łącznie instrumenty te są częścią Podsystemu Kontroli Postawy i Artykulacji (AACS) wraz z nadmiarowymi jednostkami większości instrumentów i 8 zapasowych silników strumieniowych. Statek kosmiczny zawierał również 11 instrumentów naukowych do badania obiektów niebieskich podczas podróży w kosmosie.

Komunikacja

Zbudowany z myślą o ewentualnych podróżach międzygwiezdnych, Voyager 2 zawierał dużą, 3,7 m (12 stóp) paraboliczną antenę o dużym wzmocnieniu ( patrz schemat ) do transmisji danych za pośrednictwem sieci Deep Space Network na Ziemi . Komunikacja odbywa się w paśmie S (około 13 cm długości fali) i X (około 3,6 cm długości fali), zapewniając szybkość transmisji danych sięgającą 115,2 kilobitów na sekundę w odległości od Jowisza, a następnie stale malejącą wraz ze wzrostem odległości, ponieważ prawa odwrotności kwadratu . Gdy statek kosmiczny nie jest w stanie skomunikować się z Ziemią , Digital Tape Recorder (DTR) może nagrać około 64 megabajtów danych do transmisji w innym czasie.

Moc

Voyager 2 jest wyposażony w 3 wielostuwatowe radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW RTG). Każdy RTG zawiera 24 sprasowane kule z tlenku plutonu i zapewnia wystarczającą ilość ciepła do wytworzenia około 157 W energii elektrycznej podczas startu. Łącznie RTG dostarczyły statkowi kosmicznemu 470 watów podczas startu (o połowę co 87,7 lat). Przewidywano, że umożliwią kontynuowanie operacji co najmniej do 2020 r. i już to zrobiły.

Kontrola postawy i napęd

Ze względu na energię wymaganą do osiągnięcia przyspieszenia trajektorii Jowisza z ładunkiem o masie 825 kilogramów (1819 funtów), statek kosmiczny zawierał moduł napędowy złożony z 1123-kilogramowego (2476 funtów) silnika rakietowego na paliwo stałe i ośmiu hydrazynowych jednopaliwowych silników rakietowych , cztery zapewniając kontrolę pochylenia i odchylenia oraz cztery do kontroli przechyłu. Moduł napędowy został odrzucony wkrótce po udanym spaleniu Jowisza.

Szesnaście silników hydrazyny MR-103 w module misji zapewnia kontrolę położenia. Cztery są używane do wykonywania manewrów korekcji trajektorii; pozostałe w dwóch zbędnych gałęziach z sześcioma pędnikami, aby ustabilizować statek kosmiczny na jego trzech osiach. W danej chwili potrzebna jest tylko jedna gałąź pędników sterujących położeniem.

Stery strumieniowe są dostarczane z jednego sferycznego zbiornika tytanowego o średnicy 70 cm (28 cali). Zawierał 100 kilogramów (220 funtów) hydrazyny w momencie startu, zapewniając wystarczającą ilość paliwa do 2034 roku.

Instrumenty naukowe

Nazwa instrumentu Skr. Opis
Imaging Science System
(wyłączone)
(ISS) Wykorzystano system dwóch kamer (wąskokątny/szerokokątny), aby zapewnić obrazy planet zewnętrznych i innych obiektów wzdłuż trajektorii. Więcej
Filtry
Filtry do kamer o wąskim kącie
Nazwa Długość fali Widmo Wrażliwość
Jasne 280 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Clear.png
UV 280 nm – 370 nm
Voyager - Filtry - UV.png
Fioletowy 350 nm – 450 nm
Voyager - Filtry - Violet.png
Niebieski 430 nm – 530 nm
Voyager - Filtry - Blue.png
' '
Wyczyść.png
'
Zielony 530 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Green.png
' '
Wyczyść.png
'
Pomarańczowy 590 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Orange.png
' '
Wyczyść.png
'
Filtry szerokokątne do aparatów
Nazwa Długość fali Widmo Wrażliwość
Jasne 280 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Clear.png
' '
Wyczyść.png
'
Fioletowy 350 nm – 450 nm
Voyager - Filtry - Violet.png
Niebieski 430 nm – 530 nm
Voyager - Filtry - Blue.png
CH 4 -U 536 nm – 546 nm
Voyager - Filtry - CH4U.png
Zielony 530 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Green.png
Na -D 588 nm – 590 nm
Voyager - Filtry - NaD.png
Pomarańczowy 590 nm – 640 nm
Voyager - Filtry - Orange.png
CH 4 -JST 614 nm – 624 nm
Voyager - Filtry - CH4JST.png
Radio Nauka System
(wyłączone)
(RSS) Wykorzystał system telekomunikacyjny statku kosmicznego Voyager do określenia właściwości fizycznych planet i satelitów (jonosfery, atmosfery, masy, pola grawitacyjne, gęstości) oraz ilości i rozkładu wielkości materii w pierścieniach Saturna i wymiarów pierścieni. Więcej
Spektrometr interferometru na podczerwień (wyłączony)
(IRYS) Bada zarówno globalny, jak i lokalny bilans energetyczny oraz skład atmosfery. Z planet i satelitów pozyskiwane są również pionowe profile temperatur, a także skład, właściwości cieplne i wielkość cząstek w pierścieniach Saturna . Więcej
Spektrometr ultrafioletowy
(wyłączony)
(UVS) Przeznaczony do pomiaru właściwości atmosferycznych i pomiaru promieniowania. Więcej
Trójosiowy magnetometr Fluxgate
(aktywny)
(MAG) Zaprojektowany do badania pól magnetycznych Jowisza i Saturna, oddziaływania wiatru słonecznego z magnetosferami tych planet oraz międzyplanetarnego pola magnetycznego na granicy wiatru słonecznego z międzygwiazdowym polem magnetycznym i dalej, w przypadku przekroczenia. Więcej
Spektrometr plazmowy
(aktywny)
(PLS) Bada makroskopowe właściwości jonów plazmy i mierzy elektrony w zakresie energii od 5 eV do 1 keV. Więcej
Przyrząd do ładowania cząstek o niskiej energii
(aktywny)
(LECP) Mierzy zróżnicowanie strumieni energii i rozkładów kątowych jonów, elektronów oraz zróżnicowanie składu jonów energetycznych. Więcej
System promieni kosmicznych
(aktywny)
(KSR) Określa proces powstawania i przyspieszania, historię życia i dynamiczny wkład międzygwiazdowych promieni kosmicznych, nukleosyntezę pierwiastków w źródłach promieniowania kosmicznego, zachowanie promieni kosmicznych w ośrodku międzyplanetarnym oraz uwięzione środowisko cząstek energetycznych planety. Więcej
Badanie radioastronomii planetarnej
(wyłączone)
(PRA) Wykorzystuje odbiornik radiowy o częstotliwości przemiatania do badania sygnałów emisji radiowej z Jowisza i Saturna. Więcej
System fotopolarymetryczny
(wadliwy)
(PPS) Wykorzystano teleskop z polaryzatorem do zebrania informacji na temat tekstury powierzchni i składu Jowisza i Saturna oraz informacji o właściwościach rozpraszania atmosferycznego i gęstości obu planet. Więcej
Podsystem fal plazmowych
(aktywny)
(PWS) Zapewnia ciągłe, niezależne od osłony pomiary profili gęstości elektronów na Jowiszu i Saturnie, a także podstawowe informacje na temat lokalnej interakcji falowo-cząsteczkowej, przydatne w badaniu magnetosfery. Więcej

Więcej szczegółów na temat identycznych zestawów instrumentów sond kosmicznych Voyager można znaleźć w oddzielnym artykule na temat ogólnego programu Voyager .

Profil misji

Obrazy trajektorii
Voyager 2 skypath 1977-2030.png
Trajektoria Voyagera 2 z Ziemi, podążając za ekliptyką przez 1989 na Neptunie, a teraz kieruje się na południe do konstelacji Pavo
Voyager2 1977-2019-przegląd.png
Ścieżka widziana z góry Układu Słonecznego
Voyager2 1977-2019-skew.png
Ścieżka oglądana z boku, pokazująca odległość poniżej ekliptyki w kolorze szarym
Kalendarium podróży
Data Wydarzenie
1977-08-20 Statek kosmiczny wystrzelony o 14:29:00 UTC.
1977-12-10 Wszedł do pasa asteroid .
1977-12-19 Voyager 1 wyprzedza Voyagera 2 . ( patrz schemat )
1978-06 Awaria głównego odbiornika radiowego. Pozostała część misji leciała z wykorzystaniem kopii zapasowej.
1978-10-21 Opuszczony pas asteroid
1979-04-25 Rozpocznij fazę obserwacji Jowisza
1981-06-05 Rozpocznij fazę obserwacji Saturna.
1985-11-04 Rozpocznij fazę obserwacji Urana.
1987-08-20 10 lat nieprzerwanego lotu i eksploatacji o 14:29:00 UTC.
1989-06-05 Rozpocznij fazę obserwacji Neptuna.
1989-10-02 Rozpocznij misję międzygwiezdną Voyager.
Faza międzygwiezdna
1997-08-20 20 lat nieprzerwanego lotu i eksploatacji o 14:29:00 UTC.
1998-11-13 Zakończ platformę skanującą i obserwacje UV.
2007-08-20 30 lat nieprzerwanego lotu i eksploatacji o 14:29:00 UTC.
2007-09-06 Zakończ działanie rejestratora taśmowego danych.
2008-02-22 Zakończ operacje planetarnego eksperymentu radioastronomicznego.
2011-11-07 Przełącz się na zapasowe silniki strumieniowe, aby oszczędzać energię
2017-08-20 40 lat nieprzerwanego lotu i eksploatacji o 14:29:00 UTC.
2018-11-05 Przekroczył heliopauzę i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną .
2022-04-29 Voyager 2 osiągnął odległość 12,06 miliarda mil (19,41 miliarda km), 129,81 AU, od Ziemi (według strony statusu JPL) [1] .

Start i trajektoria

Sonda Voyager 2 została wystrzelona 20 sierpnia 1977 roku przez NASA z kompleksu Space Launch Complex 41 na przylądku Canaveral na Florydzie , na pokładzie pojazdu startowego Titan IIIE / Centaur . Dwa tygodnie później bliźniacza sonda Voyager 1 została wystrzelona 5 września 1977 roku. Jednak sonda Voyager 1 dotarła zarówno do Jowisza, jak i Saturna wcześniej, ponieważ sonda Voyager 2 została wystrzelona na dłuższą, bardziej kołową trajektorię.

Początkowa orbita sondy Voyager 1 miała aphelium 8,9 ja (830 milionów mi; 1,33 miliarda km), nieco mniej niż orbita Saturna wynosząca 9,5 ja (880 milionów mi; 1,42 miliarda km). Początkowa orbita sondy Voyager 2 miała aphelium o wielkości 6,2 j.a. (580 milionów mil; 930 milionów km), znacznie poniżej orbity Saturna.

W kwietniu 1978 r. pojawiła się komplikacja, gdy przez pewien czas do Voyagera 2 nie były przesyłane żadne polecenia , co spowodowało, że statek kosmiczny przełączył się z głównego odbiornika radiowego na odbiornik zapasowy. Jakiś czas później główny odbiornik całkowicie zawiódł. Odbiornik zapasowy był sprawny, ale uszkodzony kondensator w odbiorniku powodował, że mógł on odbierać tylko transmisje, które były wysyłane z dokładną częstotliwością, a na tę częstotliwość wpływ miał obrót Ziemi (ze względu na efekt Dopplera ) i temperatura odbiornika na pokładzie , między innymi. Dla każdej kolejnej transmisji do Voyagera 2 inżynierowie musieli obliczyć określoną częstotliwość sygnału, aby mógł on zostać odebrany przez statek kosmiczny.

Spotkanie z Jowiszem

Animacja trajektorii Voyagera 2 wokół Jowisza
  Podróżnik 2  ·   Jowisz  ·   Io  ·   Europa  ·   Ganimedes  ·   Kallisto
Trajektoria Voyagera 2 przez system Jowisza

Najbliższe zbliżenie sondy Voyager 2 do Jowisza nastąpiło o godzinie 22:29 czasu UT 9 lipca 1979 roku. Zbliżyło się ono na odległość 570 000 km (350 000 mil) od wierzchołków chmur planety. Wielka Czerwona Plama Jowisza została ujawniona jako złożona burza poruszająca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Inne mniejsze burze i wiry zostały znalezione w pasmach chmur.

Voyager 2 zwrócił obrazy Jowisza, a także jego księżyców Amalthea , Io , Callisto , Ganimedes i Europa . Podczas 10-godzinnego „ obserwacji wulkanu” potwierdził obserwacje Voyagera 1 aktywnego wulkanizmu na księżycu Io i ujawnił, jak zmieniła się powierzchnia księżyca w ciągu czterech miesięcy od poprzedniej wizyty. Razem Voyagerowie zaobserwowali erupcję dziewięciu wulkanów na Io i istnieją dowody na to, że inne erupcje miały miejsce między dwoma przelotami Voyagera.

Księżyc Jowisza, Europa , wykazał dużą liczbę przecinających się obiektów liniowych na zdjęciach o niskiej rozdzielczości z sondy Voyager 1 . Początkowo naukowcy sądzili, że te cechy mogą być głębokimi pęknięciami spowodowanymi przez szczeliny w skorupie lub procesy tektoniczne. Bliższe zdjęcia w wysokiej rozdzielczości z Voyagera 2 były jednak zagadkowe: rysom brakowało rzeźby topograficznej, a jeden naukowiec powiedział, że „mogły być pomalowane filcowym markerem”. Europa jest wewnętrznie aktywna dzięki ogrzewaniu pływowemu na poziomie około jednej dziesiątej poziomu Io. Uważa się, że Europa ma cienką skorupę (mniej niż 30 km (19 mil) grubości) lodu wodnego, prawdopodobnie unoszącego się na oceanie o głębokości 50 km (31 mil).

Dwa nowe, małe satelity, Adrastea i Metis , zostały znalezione na orbicie tuż poza pierścieniem. Trzeci nowy satelita, Thebe , został odkryty pomiędzy orbitami Amalthei i Io.

Spotkanie z Saturnem

Najbliższe podejście do Saturna miało miejsce o 03:24:05 UT 26 sierpnia 1981 r.

Przechodząc za Saturnem (patrząc z Ziemi), Voyager 2 sondował górną warstwę atmosfery Saturna za pomocą łącza radiowego, aby zebrać informacje o temperaturze atmosfery i profilach gęstości. Voyager 2 odkrył, że na najwyższych poziomach ciśnienia (siedem kilopaskali ciśnienia), temperatura Saturna wynosiła 70  K (-203,2  °C ; -333,7  °F ), podczas gdy na najgłębszych poziomach (120 kilopaskali) temperatura wzrosła do 143 K ( -130°C; -202°F). Stwierdzono, że biegun północny jest o 10 K (-263,1 ° C; -441,7 ° F) chłodniejszy, chociaż może to być sezonowe ( patrz także Opozycje Saturna ).

Po przelocie Saturna platforma kamery Voyagera 2 zablokowała się na krótko, stawiając plany oficjalnego rozszerzenia misji na Urana i Neptuna w niebezpieczeństwie. Inżynierowie misji byli w stanie naprawić problem (spowodowany nadmiernym zużyciem, które tymczasowo wyczerpało smar), a sonda Voyager 2 otrzymała zielone światło do zbadania systemu Uranian.

Spotkanie z Uranem

Najbliższe podejście do Urana miało miejsce 24 stycznia 1986 roku, kiedy Voyager 2 zbliżył się na odległość 81 500 km (50 600 mil) od chmur planety. Voyager 2 odkrył również 11 nieznanych wcześniej księżyców: Cordelię , Ofelię , Biancę , Cressidę , Desdemona , Julię , Portię , Rosalindę , Belindę , Puck i Perdita . Misja badała również unikalną atmosferę planety, spowodowaną jej nachyleniem osi wynoszącym 97,8°; i zbadał system pierścieni Urana . Długość dnia na Uranie mierzona przez sondę Voyager 2 wynosi 17 godzin i 14 minut. Wykazano, że Uran ma pole magnetyczne, które było niewspółosiowe z jego osią obrotu, w przeciwieństwie do innych planet, które były odwiedzane do tego momentu, oraz magnetyczny ogon w kształcie helisy rozciągający się 10 milionów kilometrów (6 milionów mil) od Słońca.

Kiedy Voyager 2 odwiedził Urana, wiele jego cech chmur było ukrytych pod warstwą mgły; jednak obrazy w sztucznych kolorach i ze wzmocnionym kontrastem pokazują pasma koncentrycznych chmur wokół bieguna południowego. Stwierdzono również, że obszar ten emituje duże ilości światła ultrafioletowego, zjawisko zwane „światłem dnia”. Średnia temperatura atmosfery wynosi około 60 K (-351,7 ° F; -213,2 ° C). Co zaskakujące, oświetlone i ciemne bieguny oraz większość planety wykazują prawie takie same temperatury na szczytach chmur.

Szczegółowe zdjęcia z przelotu sondy Voyager 2 nad księżycem Urana Mirandą ukazywały ogromne kaniony zbudowane z uskoków geologicznych . Jedna z hipotez sugeruje, że Miranda może składać się z ponownej agregacji materiału po wcześniejszym wydarzeniu, kiedy Miranda została roztrzaskana na kawałki przez gwałtowne uderzenie.

Voyager 2 odkrył dwa nieznane wcześniej pierścienie Urana. Pomiary wykazały, że pierścienie Urana różnią się wyraźnie od pierścieni Jowisza i Saturna. System pierścieni Urana mógł być stosunkowo młody i nie powstał w tym samym czasie, co Uran. Cząsteczki tworzące pierścienie mogą być pozostałościami księżyca, który został rozerwany przez uderzenie o dużej prędkości lub rozerwany przez efekty pływowe .

W marcu 2020 r. astronomowie NASA poinformowali o wykryciu dużego atmosferycznego bąbla magnetycznego, znanego również jako plazmoid , uwolnionego w przestrzeń kosmiczną z planety Uran , po ponownej ocenie starych danych zarejestrowanych podczas przelotu.

Spotkanie z Neptunem

Po korekcie w połowie kursu w 1987 roku, najbliższe podejście sondy Voyager 2 do Neptuna nastąpiło 25 sierpnia 1989 roku. Dzięki wielokrotnym skomputeryzowanym symulacjom testowym trajektorii w układzie Neptuna, przeprowadzonym z wyprzedzeniem, kontrolerzy lotu ustalili najlepszy sposób na skierowanie Voyagera 2 przez układ Neptuna-Tritona. Ponieważ płaszczyzna orbity Trytona jest znacznie nachylona w stosunku do płaszczyzny ekliptyki, dzięki korekcjom w połowie kursu, Voyager 2 został skierowany na ścieżkę około 4950 km (3080 mil) nad biegunem północnym Neptuna. Pięć godzin po tym , jak Voyager 2 zbliżył się do Neptuna, wykonał bliski przelot Trytona , większego z dwóch pierwotnie znanych księżyców Neptuna, przechodząc w odległości około 40 000 km (25 000 mil).

Voyager 2 odkrył nieznane wcześniej pierścienie Neptuna i potwierdził sześć nowych księżyców: Despina , Galatea , Larissa , Proteus , Naiad i Thalassa . W sąsiedztwie Neptuna Voyager 2 odkrył „ Wielką Ciemną Plamę ”, która od tego czasu zniknęła, zgodnie z obserwacjami Kosmicznego Teleskopu Hubble'a . Później postawiono hipotezę, że Wielka Ciemna Plama jest obszarem czystego gazu, tworzącym okno w wysoko położonym, metanowym pokryciu chmur.

Wraz z decyzją Międzynarodowej Unii Astronomicznej o przeklasyfikowaniu Plutona jako planety karłowatej w 2006 r., przelot obok Neptuna przez sondę Voyager 2 w 1989 r. wstecznie stał się punktem, w którym każda znana planeta w Układzie Słonecznym została przynajmniej raz odwiedzona przez sondę kosmiczną.

Misja międzygwiezdna

Voyager 2 opuścił heliosferę 5 listopada 2018 roku.
Voyager 1 i 2 prędkość i odległość od Słońca
Na Voyager 2 zarówno PWS, jak i PRS pozostają aktywne, podczas gdy na Voyager 1 PRS jest wyłączony od 2007 roku

Po zakończeniu misji planetarnej Voyager 2 został opisany jako pracujący nad misją międzygwiezdną, której NASA używa, aby dowiedzieć się, jak wygląda Układ Słoneczny poza heliosferą . Voyager 2 przesyła obecnie dane naukowe z prędkością około 160 bitów na sekundę . Informacje o kontynuacji wymiany telemetrycznej z Voyager 2 są dostępne w Voyager Weekly Reports.

Oficjalna mapa NASA trajektorii statków kosmicznych Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2 przez Układ Słoneczny.
Mapa NASA pokazująca trajektorie statków kosmicznych Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 i Voyager 2 .

W 1992 roku Voyager 2 zaobserwował w dalekim ultrafiolecie nową V1974 Cygni .

W lipcu 1994 roku podjęto próbę obserwacji zderzeń fragmentów komety Shoemaker–Levy 9 z Jowiszem. Pozycja statku oznaczała, że ​​miał bezpośredni kontakt z uderzeniami, a obserwacje prowadzono w zakresie ultrafioletowym i radiowym. Voyager 2 nie wykrył niczego, a obliczenia wykazały, że kule ognia znajdowały się tuż poniżej granicy wykrywalności statku.

W dniu 29 listopada 2006 roku, polecenie telemetryczne do sondy Voyager 2 zostało nieprawidłowo zdekodowane przez jego komputer pokładowy – z przypadkowym błędem – jako polecenie włączenia grzejników elektrycznych magnetometru statku kosmicznego. Grzejniki te pozostawały włączone do 4 grudnia 2006 r. i w tym czasie wystąpiła wysoka temperatura powyżej 130 ° C (266 ° F), znacznie wyższa niż magnetometry zostały zaprojektowane do wytrzymania, a czujnik obrócił się z dala od właściwego orientacja. Do tego dnia nie było możliwe pełne zdiagnozowanie i naprawienie uszkodzeń spowodowanych przez magnetometr Voyagera 2 , chociaż starano się to zrobić.

30 sierpnia 2007 roku Voyager 2 przeszedł wstrząs kończący, a następnie wszedł w heliosheath , około 1 miliard mil (1,6 miliarda km) bliżej Słońca niż Voyager 1 . Wynika to z międzygwiazdowego pola magnetycznego przestrzeni kosmicznej. Południowa półkula heliosfery Układu Słonecznego jest wypychana.

22 kwietnia 2010 Voyager 2 napotkał problemy z formatem danych naukowych. 17 maja 2010 r. inżynierowie JPL ujawnili, że przewrócony bit w komputerze pokładowym spowodował problem, i zaplanowali reset bitu na 19 maja. 23 maja 2010 r. Voyager 2 wznowił wysyłanie danych naukowych z głębokiego kosmosu za inżynierami naprawiono odwrócony bit. Obecnie trwają badania nad oznaczeniem obszaru pamięci odwróconymi limitami bitowymi lub uniemożliwieniem ich użycia. Instrument naładowanych cząstek o niskiej energii (Low Energy Charged Particle Instrument) już działa, a dane z tego instrumentu dotyczące naładowanych cząstek są przesyłane na Ziemię. Dane te pozwalają na pomiary heliosheath i szoku końcowego . Wprowadzono również modyfikację w oprogramowaniu pokładowym, aby opóźnić wyłączenie grzałki dodatkowej AP Branch 2 o jeden rok. Wystartował 2 lutego 2011 r. (DOY 033, 2011-033).

25 lipca 2012 r. Voyager 2 podróżował z prędkością 15,447 km/s (34550 mph) względem Słońca w odległości około 99,13 AU (14,830 mld km; 9,215 mld mil) od Słońca, przy deklinacji -55,29° i 19,888 godz. rektascensji , a także na szerokości ekliptycznej -34,0 stopni, umieszczając ją w gwiazdozbiorze Telescopium obserwowanym z Ziemi. Ta lokalizacja umieszcza go głęboko w rozproszonym dysku i podróżuje na zewnątrz z grubsza 3,264 AU (303,4 miliona mil; 488,3 miliona km) rocznie. Znajduje się ponad dwa razy dalej od Słońca niż Pluton i daleko poza peryhelium 90377 Sedny , ale jeszcze nie poza zewnętrznymi granicami orbity planety karłowatej Eris .

9 września 2012 roku Voyager 2 znajdował się 99,077 AU (14,8217 mld km; 9,2098 mld mil) od Ziemi i 99,504 AU (14,8856 mld km; 9,2495 mld mil) od Słońca; i podróżuje z prędkością 15,436 km / s (34 530 mph) (w stosunku do Słońca) i podróżuje na zewnątrz z prędkością około 3,256 AU (302,7 miliona mil; 487,1 miliona km) rocznie. Światło słoneczne potrzebuje 13,73 godziny, aby dotrzeć do Voyagera 2 . Jasność Słońca ze statku kosmicznego wynosi -16,7 magnitudo. Voyager 2 zmierza w kierunku konstelacji Telescopium . Dla porównania, Proxima Centauri , najbliższa Słońcu gwiazda, ma około 4,2 lat świetlnych (lub2,65 × 10 5  AU ) odległe. Aktualna prędkość względna sondy Voyager 2 względem Słońca wynosi 15,436 km/s (55 570 km/h; 34 530 mph). Oblicza się to jako 3,254 AU (302,5 miliona mil; 486,8 miliona km) rocznie, około 10% wolniej niż Voyager 1 . Przy tej prędkości minie 81 438 lat, zanim Voyager 2 dotrze do najbliższej gwiazdy, Proxima Centauri , gdzie statek kosmiczny podróżuje w kierunku tej gwiazdy. Voyager 2 przy obecnej prędkości będzie potrzebował około 19 390 lat, aby przebyć cały rok świetlny.

7 listopada 2012 roku Voyager 2 osiągnął 100 AU (9,3 miliarda mi; 15 miliardów km) od Słońca, co czyni go trzecim obiektem stworzonym przez człowieka, który osiągnął tę odległość. Voyager 1 znajdował się 122 AU (11,3 miliarda mi; 18,3 miliarda km) od Słońca, a Pioneer 10 jest przypuszczalnie na 107 AU (9,9 miliarda mi; 16,0 miliarda km). Chociaż Pioneer przerwał komunikację, obie sondy Voyager radzą sobie dobrze i nadal się komunikują.

W 2013 roku Voyager 1 uciekał z Układu Słonecznego z prędkością około 3,6 AU (330 milionów mi; 540 milionów km) rocznie, podczas gdy Voyager 2 uciekał z prędkością 3,3 AU (310 milionów mi; 490 milionów km) rocznie.

Do 25 lutego 2019 r. Voyager 2 znajdował się w odległości 120 AU (18,0 mld km; 11,2 mld mil) od Słońca. Istnieje różnica w odległości od Ziemi spowodowana obrotem Ziemi wokół Słońca w stosunku do sondy Voyager 2 .

Początkowo sądzono, że Voyager 2 wejdzie w przestrzeń międzygwiazdową na początku 2016 roku, a jego spektrometr plazmowy zapewni pierwsze bezpośrednie pomiary gęstości i temperatury międzygwiazdowej plazmy. W grudniu 2018 roku naukowiec projektu Voyager, Edward C. Stone , ogłosił, że Voyager 2 dotarł do przestrzeni międzygwiezdnej 5 listopada 2018 roku.

Aktualna pozycja Voyagera 2 z grudnia 2018 r. Zwróć uwagę na ogromne odległości skondensowane w skali logarytmicznej : Ziemia jest jedną jednostką astronomiczną (AU) od Słońca; Saturn znajduje się na 10 AU, a heliopauza na około 120 AU. Neptun znajduje się 30,1 AU od Słońca; w ten sposób krawędź przestrzeni międzygwiazdowej znajduje się około cztery razy dalej od Słońca niż ostatnia planeta.

W październiku 2020 roku astronomowie odnotowali znaczny nieoczekiwany wzrost gęstości w przestrzeni poza Układem Słonecznym , wykryty przez sondy kosmiczne Voyager 1 i Voyager 2 . Zdaniem naukowców oznacza to, że "gradient gęstości jest wielkoskalową cechą VLISM (bardzo lokalnego ośrodka międzygwiazdowego ) w ogólnym kierunku heliosferycznego nosa ".

Zmniejszenie możliwości

Ponieważ moc z RTG powoli się zmniejsza, różne elementy wyposażenia zostały wyłączone na statku kosmicznym. Pierwszym sprzętem naukowym wyłączonym w Voyager 2 był PPS w 1991 roku, który zaoszczędził 1,2 wata.

Rok Koniec określonych możliwości w wyniku ograniczeń dostępnej mocy elektrycznej
1998 Zakończenie platformy skanowania i obserwacji UVS
2007 Zakończenie operacji Digital Tape Recorder (DTR) (nie było to już potrzebne z powodu awarii odbiornika wysokich przebiegów w podsystemie fal plazmowych (PWS) 30 czerwca 2002 r.)
2008 Wyłącz eksperyment z radioastronomią planetarną (PRA)
2016 ok. Zakończenie operacji żyroskopowych
2019 Grzałka CRS wyłączona
ok. 2020 r. Rozpocznij współdzielenie mocy instrumentu
2021 Wyłącz instrument naładowany cząstkami o niskiej energii
2025 lub nieco później Nie może już zasilać żadnego pojedynczego instrumentu

Przyszłość sondy

Oczekuje się , że w 2023 roku Voyager 2 minie Pioneer 10 , stając się drugim najdalej oddalonym od Słońca statkiem kosmicznym w odległości około 12,4 miliarda mil.

Oczekuje się, że sonda będzie nadawać słabe wiadomości radiowe przynajmniej do połowy lat 20., czyli ponad 48 lat po wystrzeleniu.

Daleka przyszłość

Voyager 2 nie kieruje się w stronę żadnej konkretnej gwiazdy, chociaż za około 42 000 lat zbliży się do gwiazdy Ross 248 w odległości kilku lat świetlnych. Jeśli nie zostanie zakłócony przez 296 000 lat , Voyager 2 powinien minąć gwiazdę Syriusz w odległości 4,3 lat świetlnych.

Złoty rekord

Pozdrowienie dziecka w języku angielskim zapisane na Złotej Płycie Voyagera
Złota Płyta Voyagera

Obie sondy kosmiczne Voyager posiadają pokryty złotem dysk audiowizualny na wypadek, gdyby którykolwiek statek kosmiczny został kiedykolwiek znaleziony przez inteligentne formy życia z innych systemów planetarnych. Dyski zawierają zdjęcia Ziemi i jej form życia, szereg informacji naukowych, ustne pozdrowienia od ludzi (np. Sekretarza Generalnego Organizacji Narodów Zjednoczonych i Prezydenta Stanów Zjednoczonych oraz dzieci Planety Ziemi) oraz składanka „Sounds of Earth”, która zawiera odgłosy wielorybów, płacz dziecka, fale rozbijające się o brzeg oraz kolekcję muzyki, w tym utwory Wolfganga Amadeusza Mozarta , Blind Willie Johnson , Chucka Berry'egoJohnny B. Goode ”, Valya Balkanska i inne klasyki Wschodu i Zachodu oraz wykonawcy etniczni. (zobacz także Muzyka w kosmosie )

Zobacz też

Heliocentryczne pozycje pięciu sond międzygwiezdnych (kwadraty) i innych ciał (koła) do 2020 r., z datami startu i przelotu. Znaczniki oznaczają pozycje na 1 stycznia każdego roku, z oznaczeniem co piąty rok.
Działka 1 jest widoczna z północnego bieguna ekliptyki w skali.
Wykresy od 2 do 4 to rzuty w trójkącie w skali 20%.
W pliku SVG najedź kursorem na trajektorię lub orbitę, aby podświetlić ją i związane z nią starty i przeloty.

Uwagi

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki