Созданные человеком объекты, навсегда покидающие солнечную систему. «Вояджер» и «Пионер» - спутники покинувшие Солнечную систему Что передал пионер 10 на землю
Покинуть Солнечную систему и улететь к звездам очень сложно. Сначала, истратив немало топлива, надо взлететь над Землей в космос. При этом ваша скорость относительно Земли может оказаться нулевой, но если вы взлетели вовремя и в нужном направлении, то относительно Солнца вы будете лететь вместе с Землей, с ее орбитальной скоростью относительно Солнца 30 км/с.
Вовремя включив дополнительный двигатель и увеличив скорость еще на 17 км/с относительно Земли, относительно Солнца вы получите скорость 30 + 17 = 47 км/с, которая называется третьей космической. Она достаточна, чтобы безвозвратно покинуть Солнечную систему. Но топливо для рывка в 17 км/с доставлять на орбиту дорого, и ни один космический аппарат до сих пор не развивал третью космическую скорость и не покидал Солнечную систему таким способом. Самый быстрый аппарат «Новые горизонты» полетел к Плутону, включив дополнительный двигатель на орбите Земли, но развил скорость только в 16,3 км/с.
Более дешевый способ покинуть Солнечную систему - разогнаться за счет планет, сближаясь с ними, используя их как буксиры и постепенно наращивая скорость около каждой. Для этого нужна определенная. конфигурация планет - по спирали - чтобы, расставаясь с очередной планетой, лететь именно к следующей. Из-за медлительности самых далеких Урана и Нептуна такая конфигурация возникает редко, примерно раз в 170 лет. Последний раз Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в спираль в 1970-е годы. Американские ученые воспользовались этим построением планет и отправили за пределы Солнечной системы космические аппараты: «Пионер-10» (Pioneer 10, стартовал 3 марта 1972 года), «Пионер-11» (Pioneer 11, стартовал 6 апреля 1973), «Вояджер-2» (Voyager 2, стартовал 20 августа 1977) и «Вояджер-1» (Voyager 1, стартовал 5 сентября 1977).
Все четыре аппарата к началу 2015 года удалились от Солнца на границу Солнечной системы. «Пионер-10» имеет скорость 12 км/с относительно Солнца и находится от него на расстоянии около 113 а. е. (астрономических единиц, средних расстояний от Солнца до Земли), что составляет приблизительно 17 млрд км. «Пионер-11» - со скоростью 11,4 км/с на расстоянии 92 а.е., или 13,8 млрд км. «Вояджер-1» - со скоростью около 17 км/с на расстоянии 130,3 а.е., или 19,5 млрд км (это самый далекий от Земли и Солнца объект, созданный людьми). «Вояджер-2» - со скоростью 15 км/с на расстоянии 107 а. е„ или 16 млрд км. Но до звезд этим аппаратам лететь еще очень далеко: соседняя звезда Проксима Центавра находится дальше аппарата «Вояджер-1» в 2 000 раз. И не забывайте, что звезды маленькие, а расстояния между ними большие. Поэтому все аппараты, не запущенные специально к конкретным звездам (а таких пока нет), вряд ли вообще когда-нибудь пролетят рядом со звездами. Конечно, по космическим меркам «сближениями» можно считать: пролет «Пионера-10» через 2 миллиона лет в будущем на расстоянии несколько световых лет от звезды Альдебаран, «Вояджера-1» - через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды АС+79 3888 в созвездии Жирафа и «Вояджера-2» - через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды Росс 248.
Важно знать:
Третья космическая скорость - минимальная скорость, которую надо придать объекту около Земли для того, чтобы он покинул Солнечную систему. Равна 17 км/с относительно Земли и 47 км/с относительно Солнца.
Солнечный ветер - поток энергичных протонов, электронов и других частиц от Солнца в космическое пространство.
Гелиосфера - область пространства около Солнца, где солнечный ветер, двигаясь со скоростью порядка 300 км/с, является наиболее энергичной составляющей космической среды.
Все, что мы знаем о космосе за пределами Солнечной системы, мы узнаем, анализируя излучение (свет) и гравитацию космических объектов. При этом приходится делать много допущений. Например, массу черной дыры мы определяем, предполагая массы кружащих вокруг нее звезд. Их массы предполагаем, считая, что эти звезды похожи на Солнце.
«Пионеры» и «Вояджеры» - единственные пока эксперименты безо всяких допущений, организованные нами на краю (а в будущем - и за пределами) Солнечной системы. Прямой эксперимент - это совсем другое дело! Мы знаем массы этих аппаратов - мы их изготовили, поэтому мы точно вычисляем массу любого объекта, который влияет на аппараты. Вы скажете: «Таких нет, аппараты летят в межпланетной и межзвездной пустоте». Но оказалось, что это не пустота: даже пылинки, стучащие по аппаратам, существенно меняют их траекторию. В уникальных экспериментах всегда много мистики, ее полно и в истории «Пионеров» и «Вояджеров».
Первая странность: 15 августа 1977 года, за несколько дней до запуска максимально далеких аппаратов, был пойман самый загадочный радиосигнал «Wow!». Может быть, с его помощью инопланетяне сообщили друг другу о важном событии - готовящемся выходе людей за пределы Солнечной системы?
Каких успехов достигли «Вояджер» и «Пионер» в пути на край Солнечной системы
По дороге на край Солнечной системы «Пионер-10» исследовал астероиды и стал первым аппаратом, пролетевшим около Юпитера. И сразу озадачил ученых: энергия, излучаемая Юпитером в космос, оказалась в 2,5 раза больше энергии, получаемой Юпитером от Солнца. А крупнейшие спутники Юпитера оказались состоящими не из камней, а преимущественно изо льда. После 2003 года связь с «Пионером-10» потеряна. «Пионер-11» также исследовал Юпитер, а затем стал первым космическим аппаратом, исследовавшим Сатурн. В 1995 году связь с «Пионером-11» потеряна.
Аппараты «Вояджер » работают до сих пор и сообщают ученым о состоянии космоса вокруг них. После 37 лет полета! Это также можно считать мистикой, поскольку никто не рассчитывал на столь долгую работу: пришлось даже перепрограммировать счет времени внутри бортовых компьютеров «Вояджеров» - он не был рассчитан на даты после 2007 года. Внутри аппаратов энергию вырабатывают радиоизотопные генераторы, использующие ядерную реакцию распада плутония-238 - как в атомных электростанциях. Этой энергии должно хватить еще на десятки лет.
Основная аппаратура оказалась надежнее, чем предполагали создатели. Главная проблема - угасание радиосигналов связи с удалением аппаратов. Сейчас сигнал от аппаратов до Земли идет (со скоростью света) более 16 часов! Но антенны дальней космической связи, гигантские «тарелки» размером почти с футбольное поле, умудряются ловить сигналы «Вояджеров». Мощность передатчика «Вояджера» 28 Вт, примерно в 100 раз мощнее мобильного телефона. А падает мощность сигнала пропорционально квадрату расстояния. Легко сосчитать, что слышать сигнал «Вояджеров» - это как слышать мобильник с Сатурна (безо всяких станций сотовой связи!).
По пути на край Солнечной системы «Вояджеры» пролетели мимо Юпитера и Сатурна и получили детальные снимки их спутников. «Вояджер-2» пролетел, кроме того, мимо Урана и Нептуна, став первым и единственным пока аппаратом, посетившим эти планеты. «Вояджеры» подтвердили загадки, открытые «Пионерами»: многие спутники Юпитера и Сатурна оказались не только ледяными, но и, видимо, содержащими водоемы подо льдом.
Граница Солнечной системы
Границу Солнечной системы можно определять по-разному. Гравитационная граница проходит там, где притяжение Солнца уравновешивается притяжением Галактики - на расстоянии примерно 0,5 парсека, или 100000 а.е. от Солнца. Но изменения начинаются гораздо ближе. Мы точно знаем, что дальше Нептуна нет больших планет, но есть множество карликовых, а также кометы и прочие малые тела Солнечной системы, состоящие в основном изо льда. Видимо, на расстоянии от 1000 до 100000 а.е. от Солнца Солнечную систему со всех сторон окружает рой комочков снега, комет - так называемое Облако Оорта . Возможно, оно простирается до соседних звезд. И вообще снежинки, пылинки и газы, водород и гелий, вероятно, являются типичными составляющими межзвездной среды. Это значит, что между звездами - не пусто!
Важно знать:
Граница ударной волны - граничная поверхность внутри гелиосферы вдали от Солнца, где происходит резкое замедление солнечного ветра из-за его столкновения с межзвездной средой.
Гелиопауза - граница, на которой солнечный ветер полностью тормозится галактическим звездным ветром и другими компонентами межзвездной среды.
Галактический звездный ветер (космические лучи) - аналогичные солнечному ветру потоки энергичных частиц (протонов, электронов и других), возникающие в звездах и пронизывающие нашу Галактику.
Еще одну границу определяет солнечный ветер, поток энергичных частиц от Солнца: область, где он господствует, называется гелиосферой. Такой ветер создают и другие звезды, поэтому где-то солнечный ветер должен встречаться с налетающим на Солнечную систему объединенным ветром звезд Галактики - галактическим звездным ветром, или по-другому космическими лучами. В столкновении с галактическим звездным ветром солнечный тормозится и теряет энергию. Куда она девается, не совсем ясно. В этом столкновении ветров должны возникать загадочные явления, с которыми в последние годы как раз встречаются аппараты «Вояджер» .
Как и ожидали ученые, на некотором расстоянии от Солнца солнечный ветер начал стихать - это так называемая граница ударной волны, граница гелиосферы. Аппарат «Вояджер-1» пересекал ее несколько раз, т.к. она оказалась очень запутанной. К декабрю 2010 года на расстоянии 17,4 млрд км от Солнца для «Вояджера-1» солнечный ветер стих совершенно. Вместо него почувствовалось мощное дуновение межзвездного, галактического ветра: к 2012 году в 100 раз возросло число электронов, сталкивающихся с аппаратом со стороны межзвездного пространства. Соответственно, проявился мощный электрический ток и создаваемое им магнитное поле. Видимо, «Вояджер-1» достиг гелиопаузы. Однако, вопреки ожиданиям, аппарат обнаруживает не четкую границу двух сталкивающихся потоков частиц, а хаотическое нагромождение огромных пузырей. Потоки частиц на их поверхностях создают мощные электрические токи и магнитные поля.
«Вояджер» и «Пионер» - послания инопланетянам
Все упомянутые аппараты несут послания для инопланетян. На борту «Пионеров» закреплены металлические пластины, на которых схематически изображены: сам аппарат; в том же масштабе - мужчина и женщина; два атома водорода как мера времени и длины; Солнце и планеты (еще включая Плутон); траектория аппарата с Земли мимо Юпитера и своеобразная космическая карта, на которой показаны направления с Земли, 14 пульсаров и центр Галактики. Пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звезды, в Галактике довольно редки, а частота их излучения является уникальной характеристикой, своеобразным «паспортом» каждого из них. Эта частота закодирована на табличке «Пионеров». Следовательно, космическая карта с пульсарами однозначно покажет инопланетянам, где в Галактике находится Солнечная система. Более того, со временем частота пульсара меняется вполне закономерно, и, сверив текущую частоту с указанной на карте, инопланетяне смогут определить, сколько времени прошло с момента запуска найденного ими аппарата «Пионер».
На борту аппаратов «Вояджер» установлены золотые пластинки в футлярах. На пластинках записаны звуки Земли (ветер, гром, сверчки, птицы, поезд, трактор и т.д.), приветствия на разных языках (по-русски «Здравствуйте, приветствую вас»), музыка (Бах, Чак Берри, Моцарт, Луи Армстронг, Бетховен, Стравинский и фольклор) и 122 изображения (по математике, физике, химии, планетам, анатомии человека, жизни людей и т. д. - полный список можно найти на сайте НАСА http://уоуаеег.ipl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec.html. Прилагается устройство для воспроизведения этих звуков и изображений. На футляре пластинок - рисунок, в котором закодированы: два атома водорода для масштаба времени и длины; та же космическая карта с пульсарами и объяснение, как воспроизвести звуки и изображения.
Аномалия «Пионеров»
В 1997 году, через несколько месяцев после исчезновения сигнала «Пионера-11», один из ученых, анализируя данные, вскочил с кресла с криком: «Нас не пускают за пределы Солнечной системы!». Он обнаружил торможение аппарата после пересечения им орбиты Юпитера. У «Пионера-10» и долетавших до Юпитера аппаратов «Улисс» (Ulysses) и «Галилео» (Galileo) нашли такое же торможение. Только «Вояджеры» торможения не испытывали, поскольку при малейшем отклонении от графика полета разгонялись двигателями. Особый ажиотаж вокруг торможения «Пионеров» поднялся, когда выяснилось, что оно равно постоянной Хаббла, умноженной на скорость света. Выходит, что аппараты теряют энергию (тормозятся) точно так же, как частицы излучения (фотоны). И версия № 1: если фотоны теряют энергию из-за расширения Вселенной, значит, и «Пионеры» по той же причине. Другие объяснения: 2) ученые не учли какой-то вполне прозаичный источник потерь энергии (тогда, правда, совпадение с постоянной Хаббла чисто случайное) или 3) Вселенная наполнена субстанцией, отнимающей энергию при движении сквозь нее как у «Пионеров», так и у фотонов.
По космическим меркам «торможение «Пионеров» - очень маленькая величина: 1/1 ООО ООО ООО м/с2. Каждые сутки аппарат пролетает на 1,5 километра меньше, чем положенный миллион километров! Чтобы это объяснить, ученые 15 лет пытались учесть все остальные потери энергии и вещества, все силы, действующие на аппараты. Но поиски объяснения № 2 провалились. Правда, американский ученый Слава Турищев обнаружил, что тепло рассеивается аппаратами преимущественно в сторону от Солнца, т.е. в тень,- это и является непосредственной причиной торможения «Пионеров». Частица теплового излучения (фотон) имеет импульс, следовательно, покидая объект, излучение создает реактивную тягу в противоположном направлении (на этом основаны проекты аннигиляционных фотонных двигателей для межзвездных ракет). Но загадкой осталось, ЧТО именно заставляет аппараты так рассеивать тепло? И главное - аппараты разной конструкции!
Анализируя, с чем вообще в, казалось бы, пустом космосе взаимодействуют аппараты, ученые обнаружили, что по ним довольно часто стучат космические пылинки и льдинки. Приборы смогли определять направление и силу этих ударов. Оказалось, что Солнечную систему пронизывают мелкие твердые частицы двух сортов: одни летят вокруг Солнца, другие - к Солнцу из межзвездных далей. Именно вторые тормозят космические аппараты. При ударе кинетическая энергия пылинки становится внутренней, т.е.- теплом. Если пылинка остановлена аппаратом (что логично), то весь ее импульс передается аппарату. А ее энергия рассеивается в направлении ее прилета, т.е. в направлении от Солнца. Аппараты зарегистрировали немало ударов сравнительно крупными пылинками - порядка 10 микрон. И для объяснения торможения «Пионеров» им достаточно стукаться о такие пылинки в среднем каждые 10 км пути. Именно такую плотность пыли в межзвездном космосе увидели современные инфракрасные телескопы.
Вообще внешние области Солнечной системы (за Сатурном) оказались запылены, заснежены и загазованы гораздо сильнее, чем внутренние. Около Солнца пылинки, снежинки и газ когда-то слиплись в планеты, спутники и астероиды. Немало вещества осело и на Солнце. Но большинство пылинок, льдинок и атомов газов было изгнано Солнцем на периферию системы. К тому же, на периферию проникает межзвездная пыль, рождающаяся в оболочках других звезд. Значит, за Нептуном и далее в межзвездном и межгалактическом пространстве пылинок, льдинок и газа должно быть еще больше. Вполне возможно, что межзвездная среда, равномерно заполняющая Вселенную, действительно отнимает энергию как у космических аппаратов, так и у фотонов. Основную роль при этом играют крупные (10 микрон) пылинки и льдинки, а также молекулы водорода, которые другим образом себя не проявляют.
Please enable JavaScript to view theДля преодоления силы притяжения Солнца. «Пионер-10» был спроектирован и изготовлен в TRW Inc. Оператором миссии являлся исследовательский центр Эймса в Калифорнии.
| «Пионер-10» | |
|---|---|
| Pioneer 10 | |
| Пролет «Пионера-10» вблизи Юпитера в представлении художника |
|
| Заказчик | НАСА |
| Производитель | TRW Inc. |
| Оператор | Исследовательский центр Эймса |
| Задачи | Исследование внешних областей Солнечной системы и гелиосферы |
| Пролёт | Пояс астероидов , Юпитер |
| Стартовая площадка | База ВВС США на мысе Канаверал LC-36 |
| Ракета-носитель | Атлас-Центавр |
| Запуск | март 3, 1972 (1972-03-03 ) 01:49:04 UTC |
| Длительность полёта | 47 лет, 1 месяц, 10 дней |
| NSSDC ID | 1972-012A |
| SCN | |
| Технические характеристики | |
| Масса | 258 кг |
| Логотип миссии | |
| Сайт проекта | |
| «Пионер-10» на Викискладе | |
Конструкция
- источник энергии -
- отсек с электроникой.
- связь с Землёй - через параболическую антенну диаметром 2,75 метра
Аппарат нёс следующие научные приборы:
- анализатор плазмы ,
- детектор заряженных частиц ,
- комплект счетчиков Гейгера ,
- детектор космического излучения ,
- радиационный детектор, ультрафиолетовый фотометр ,
- изображающий фотополяриметр,
- инфракрасный радиометр ,
- комплект для наблюдения метеорного вещества и комплект детекторов метеорных частиц.
Масса аппарата составляла 260 кг, в том числе 30 кг научных приборов; высота - 2,9 м, максимальный поперечный размер (диаметр отражателя остронаправленной антенны) - 2,75 м. Изображения, переданные аппаратом, имели небольшое разрешение, поскольку сняты они были не камерой, а фотополяриметром, который имел очень узкое поле зрения (0,03 градуса). Развёртка по одной координате происходила за счёт вращения космического аппарата, а по другой - за счёт движения его по орбите.
«Межзвездное письмо» «Пионера-10»
На корпусе аппарата была установлена анодированная пластинка из прочного алюминиевого сплава. Размеры пластинки 220х152 миллиметров. Автором рисунка является Карл Саган .
На пластине изображены:
- молекула нейтрального водорода;
- две человеческие фигуры, мужчины и женщины, на фоне контура аппарата;
- относительное положение Солнца относительно центра Галактики и четырнадцати пульсаров ;
- схематическое изображение Солнечной системы и траектория аппарата относительно планет.
Рисунок молекулы водорода показан состоящим из двух атомов с разным спином. Расстояние между центрами пропорционально длине волны излучения нейтрального водорода (21 сантиметр). Это число является масштабной линейкой для нахождения других линейных величин на пластинке. Рост людей на пластинке можно найти, умножив число 8 (в двоичном коде выгравировано рядом с фигурой женщины в квадратных скобках) на 21. Размеры аппарата на втором плане даны в том же масштабе.
Пятнадцать расходящихся из единой точки линий позволяет вычислить звезду, от которой прилетел аппарат, и время старта. Рядом с четырнадцатью линиями нанесен двоичный код, который указывает период пульсаров, находящихся в окрестностях Солнечной системы. Поскольку со временем период пульсаров увеличивается по известному закону, можно вычислить время запуска аппарата.
На схеме Солнечной системы рядом с планетами в двоичном виде указаны относительные расстояния от планеты до Солнца.
Критика послания
Многие символы на картинке могут оказаться непонятными иному разуму . В частности, такими символами могут стать квадратные скобки, обрамляющие двоичные числа, знак стрелы на траектории отлета «Пионера-10» и приветственно поднятая рука мужчины.
Запущенный 2 марта 1972 года «Пионер-10» стал первым искусственным зондом, исследовавшим Юпитер.
Спустя 5 лет он покинул пределы Солнечной системы и даже, когда научная программа исследований была завершена (произошло это 31 марта 1997 года), все еще продолжал передавать данные о межпланетной радиации и величине магнитного поля. NASA приняло решение не отключать автоматическую систему зонда, учитывая тот факт, что его радиоизотопный источник питания все еще продолжал вырабатывать электроэнергию.
С тех пор NASA периодически делало попытки устанавливать с ним связь. В апреле 2001-го на «Пионер-10» вновь был послан сигнал, вернувшийся 22 часа спустя. Так что, по всей видимости, его состояние много лучше того, что могли предполагать специалисты. Еще в прошлом году зонд передавал данные, получаемые детектором космических лучей.
То, как этот зонд передвигается в пространстве, представляет для ученых огромный интерес, поскольку наблюдаемое замедление «Пионера» одним лишь гравитационным притяжением Солнечной системы, как выяснилось, объяснить нельзя. А значит, это обстоятельство может либо служить свидетельством существования неизвестной пока науке силы, либо быть связанным с какими-то свойствами самого космического аппарата. Дело в том, что точная копия этого зонда — «Пионер-11», в задачу которого входили исследования Юпитера и Сатурна, был запущен в 1973 году, но в 1995-м связь с ним прервалась.
«Пионер-10» стал первым аппаратом, сумевшим пройти через Астероидный Пояс и провести наблюдения и съемку вблизи Юпитера. На сегодняшний момент этот самый отдаленный объект из всех созданных человеком продолжает находиться в межзвездном космическом пространстве, двигаясь по направлению к звезде Альдебаран (созвездие Тельца).
На борту «Пионера —10» находится пластина размером 15х23 см из алюминия, анодированного золотом, с выгравированной пиктограммой. Закреплена она на стойках, поддерживающих антенну аппарата так, чтобы защитить ее поверхность от эрозии, вызываемой межзвездной пылью. По замыслу разработчиков, с ее помощью предполагаемые жители других звездных систем, которых, возможно, отделяют от нас миллионы лет, смогут узнать, когда, откуда и кем был запущен этот аппарат.
Вверху схематично изображены два атома водорода с противоположными спинами электронов. Длина волны излучения атомарного водорода и его частота являются базовыми единицами для всех данных на схеме. Все числовые данные записаны в двоичной форме («|» — единица, «-» — ноль). Пучок расходящихся радиальных линий показывает 14 пульсаров, по расположению которых можно понять, что родиной аппарата является Солнечная система.
Горизонтальные и вертикальные штрихи на концах лучей соответствуют двоичным записям расстояний от Солнца до каждого пульсара и период его излучения. Так как период излучения пульсаров уменьшается с постоянной скоростью, можно определить момент, когда был запущен «Пионер». Длинный горизонтальный луч, проходящий через фигуры людей, показывает расстояние от Солнца до центра нашей Галактики. Внизу пластины представлены само Солнце (большая окружность) и 9 планет (штриховые записи под и над ними соответствуют двоичной записи расстояний до Солнца), а также траектория движения аппарата, удаляющегося от Земли, минующего Марс и огибающего Юпитер.
Горизонтальные штрихи вверху и внизу правее женской фигуры показывают ее рост (168 см) и соответствуют длине волны водорода (21 см), умноженной на 8, двоичная запись которой (один горизонтальный и три вертикальных штриха) находится справа от центра женской фигуры. Рядом с мужской фигурой схематично показан сам «Пионер» (базовый блок в виде прямоугольника и антенна в виде сегмента круга). Это дает возможность представить физические размеры и внешний облик существ, создавших «Пионер». Рука мужчины поднята вверх, означая и приветствие, и доброжелательность.
22 января 2003 года НАСА отправило последний удачный запрос "Пионеру-10" - космическому беспилотному аппарату, предназначенному для изучения Юпитера. На следующий день ответ был получен: в одну сторону сообщение шло 13 часов. С большой долей вероятности, на момент ответа "Пионер-10" находился в 12 миллиардах километров от Земли и мчался в сторону звезды Альдебаран. Сегодня "РГ" рассказывает об аппаратах, запущенных человечеством и потерявшихся в глубинах космоса.
"Пионер-10"
Аппарат был запущен в США 2 марта 1972 года. Помимо основной задачи, которую он с блеском выполнил, сделав первые фотографии Юпитера, "Пионер-10" имел более глобальную миссию.
На случай возможного контакта с инопланетным разумом на борту находился позолоченный диск из алюминия, содержащий в себе символьную информацию о человеке, Земле и ее местоположении, а, также рисунок мужчины и женщины. В свое время NASA было завалено критикой в адрес рисунка: люди были изображены нагими и ведомство обвиняли в трате денег налогоплательщиков на отправку "непристойности" в космос.
В последний раз "Пионер-10" вышел на связь 23 января 2003 года, на тот момент зонд приближался к краю Солнечной системы, направляясь в сторону звезды Альдебаран, которой он достигнет через 2 миллиона лет.
Deep Impact
Deep Impact можно перевести как "Столкновение с бездной". Собственно, в названии и была озвучена задача этого космического аппарата - ему следовало впервые в истории сбросить исследовательский зонд на кометы Темпеля 1 и 103P/Хартли.
Как и предыдущий корабль Deep Impact, а точнее спущенный с него зонд, справился с задачей на все 100 процентов, прислав уникальные фотографии с поверхностей комет, а также совершив множество химических анализов и экспериментов с их веществом.
Последний сеанс связи произошел 8 августа 2013 года, ученые предполагают, что обрыв соединения возник из-за потери ориентации аппарата в пространстве, вызванной сбоем в работе компьютерной программы зонда. На последующие многочисленные попытки восстановить связь аппарат не реагировал.
"Зонд-1"
"Зонд-1" - первый из советских космических аппаратов серии, предназначенных для изучения космического пространства и тестирования техники, которая могла использоваться в будущем для дальних космических полетов.
Аппарат был запущен 2 апреля 1964 года, непосредственной задачей зонда ставилась проверка бортовых систем и сбор научной информации о кратчайшем маршруте полета к Венере. С его помощью впервые в мире состоялось испытание система самостоятельной ориентации космического аппарата в пространстве.
Связь с "Зондом-1" была потеряна 14 мая 1964 года при его удалении от Земли на 14 миллионов километров. По предположениям ученых, 14 июля 1964 года "Зонд-1" осуществил неуправляемый пролет Венеры на расстоянии около 100 тысяч километров от нее и продолжил движение вокруг Солнца.
"Пионер-6"
Еще один аппарат, в отличие от своего младшего брата "Пионера-10", имел более скромную цель - изучение солнечной плазмы, микрометеоритных потоков, космических лучей, магнитных возмущений, солнечного ветра и физики частиц. Запуск состоялся 16 декабря 1965 года, а уже в 1973 аппарат исследовал комету Когоутека и передал данные о ее хвосте - для середины 70-х годов прошлого века результат был поистине триумфальным.
"Пионер-6" до сих пор зарегистрирован НАСА как "работоспособный". Например, в декабре 2000 с ним был проведен успешный сеанс связи в честь 35-летия его запуска. Правда, с тех пор все попытки выйти на связь заканчивались неудачей.
"Фобос-2"
"Фобос-2" - это советская автоматическая межпланетная станция, созданная для изучения поверхности Марса и его спутника Фобоса, для изучения Солнца в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом диапазонах, исследования характеристик межпланетных ударных волн и определения состава солнечного ветра.
Запуск был произведен 12 июля 1988 года с космодрома Байконур. Конструкция и оснащение аппарата были поистине передовыми: радиолокаторы, телескопы, десантируемые исследовательские зонды.
Во время сближения зонда со спутником Марса наземные станции принимали очень слабый сигнал корабля, который позже пропал совсем. Спустя несколько часов аппарат попытался выйти на связь, но расшифровать его сигнал не удалось, скорее всего, это произошло из-за того, что "Фобос-2" не был стабилизирован и хаотично вращался на орбите. Последний сигнал от корабля был принят 27 марта 1989 года.
Космические аппараты Pioneer 10 и 11, находящиеся сейчас на краю нашей Солнечной системы, уже некоторое время демонстрируют аномальное поведение: постепенное замедление своего движения, не совпадающее с расчетом. Последний анализ данных, собранных о движении аппаратов, показал, что аномалия не является постоянной, как считалось ранее, и снижается с течением времени. По мнению американских ученых, причиной является ассиметричное излучение тепла; в ближайшее время они планируют представить доказательства этой теории.Космические аппараты Пионер 10 и 11 были запущены в космос в 1972 и 1973 году, соответственно. Основной целью космической миссии было наблюдение за одной из планет Солнечной системы – Юпитером. Официальная миссия Pioneer 11 продолжилась чуть дольше - до 1979 года, когда состоялась его встреча с Сатурном.
Чтобы во время выполнения миссий и впоследствии оставаться на связи с космическими зондами, исследователи использовали так называемую Deep Space Network – систему антенн дальней космической связи, расположенных по всему миру. Контакт удавалось поддерживать до 1995 года (с Pioneer 10) и 2003 года (с Pioneer 11). Сегодня оба космических зонда находятся примерно в 2 раза дальше от Солнца, чем Плутон, с ними давно нет связи. Но ряд загадок, которые удалось наблюдать тогда, не разгаданы до сих пор.
Как только космические зонды вышли за пределы гравитации Сатурна, их движение должно было определяться в основном силой тяжести Солнца, а также небольшим влиянием других планет и космической пыли. Расчеты принимали во внимание все эти эффекты, но исследователи обнаружили, что оба космических аппарата двигались к межзвездным пространствам медленнее, чем ожидалось. Анализ собранных данных, проведенный в 2002 году, показал, что наблюдалось аномальное ускорение около 10-9 м/с2, направленное в сторону Солнца.
Ученые со всего мира предлагали различные объяснения обнаруженной аномалии. Некоторые из них были весьма экзотическими, к примеру, включая в себя неньютоновскую силу тяжести или различные космологические явления. Другие же объяснения базировались на физических законах – утечке газа или неравномерности излучения тепла используемых на борту атомных источников электрической энергии. Однако «традиционные» объяснения предполагали, что ускорение со временем должно уменьшаться, а ранний анализ данных не выявил этого уменьшения.
Более детальный анализ, проведенный недавно учеными из Jet Propulsion Laboratory (США) и привлекший более полную информацию о наблюдениях, проведенных несколько десятилетий назад, включая старые записи, хранившиеся на перфокартах, показал, что уменьшение аномалии на самом деле присутствует. Ученым удалось собрать подробную информацию о примерно 23,1 годах «жизни» аппарата Pioneer 10 и 10,75 лет для аппарата Pioneer 11 (по сравнению с 11,5 и 3,75 лет, соответственно, доступных в предыдущих исследованиях). Кроме того, при Допплеровском анализе частот было учтено, что после прохода космическими аппаратами Юпитера, протоколы связи были переделаны для упрощения поддержания контакта. Причем, многие изменения были задокументированы только в рукописях. Также отдельные станции Deep Space Network выходили из строя – вместо них в действие вводились новые. Команде даже пришлось обратиться к архивным данным по землетрясениям, чтобы учесть все даже незначительные сдвиги отдельных антенн, входивших в сеть.
Проделанная работа позволила констатировать, что уменьшение аномалии присутствует. Однако ученые пока не могут сказать, является оно линейным или экспоненциальным; также невозможно точно определить, направлено это ускорение на Солнце или на Землю.
Следующим этапом ученые планируют провести такой же детальный анализ тепловыделения аппаратов, чтобы подтвердить свою теорию о причинах аномалий.