Почти полвека назад с Земли стартовали два исследовательских зонда для осмотра планет внешней Солнечной системы.
«Вояджеры» не только успешно выполнили свою программу, но и многократно превысили свой ресурс, и продолжают работу даже сейчас, пересылая данные о межзвёздном пространстве.
Популяризатор космонавтики Виталий Егоров, автор канала «Открытый космос Зелёного кота» и научно популярный писатель рассказывает об открытиях этих космических аппаратов, значении для понимании нашего места во Вселенной, технических сложностях, проблемах и их решении во время этой долгой экспедиции.
Конспект
В 1977 году два небольших космических аппарата покинули Землю. Их создатели рассчитывали на несколько лет работы — пролёт мимо Юпитера и Сатурна, сбор данных, завершение миссии. Почти полвека спустя оба «Вояджера» всё ещё на связи. Они давно набрали третью космическую скорость, вышли в межзвёздное пространство и стали, без преувеличения, первыми настоящими звездолётами человечества. Правда, до ближайшей звезды им лететь ещё десятки тысяч лет — но это уже детали.
Всё началось с открытия молодого аспиранта Гэри Фландро, который заметил уникальное расположение планет-гигантов: именно в конце 1970-х можно было, используя гравитационные маневры, пролететь не мимо одной-двух, а мимо всех четырёх внешних планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Этот маршрут назвали Grand Tour, Великое путешествие, и именно он позволил выбить финансирование у NASA. Без этого счастливого совпадения орбит никто бы не дал денег на столь амбициозный проект. Гравитационный маневр — штука элегантная: аппарат подлетает к планете, «цепляется» за её гравитационное поле, как роллер за проезжающий автомобиль, крадёт у неё крошечную долю энергии и улетает дальше с прибавкой в полтора километра в секунду. Планете-гиганту это как комариный укус, а аппарату — бесплатное топливо на тонны горючего.
Каждая встреча с планетой приносила открытия, от которых у учёных семидесятых перехватывало дыхание. На спутнике Юпитера Ио обнаружились действующие вулканы — их плюмы поднимались на десятки километров и светились на фоне тёмной стороны луны. Европа оказалась покрыта ледяной коркой, изрезанной трещинами, — для людей, знавших этот спутник только по книгам Артура Кларка и фильму «Космическая одиссея 2001 года», это было превращение фантастики в реальность в прямом эфире. У Сатурна выяснилось, что его знаменитые кольца — не гладкая плоскость, а сложнейшая система с возмущениями от малых спутников, прячущихся в щелях. А Титан, спутник Сатурна, оказался настолько интересен — плотная атмосфера, намёки на озёра жидкого метана, — что его исследование одним из «Вояджеров» учёные сочли важнее, чем полёт к Урану и Нептуну. Если бы «Вояджер-1» не справился с пролётом мимо Титана, «Вояджер-2» отправили бы туда же, и мы бы никогда не увидели вблизи ни Уран, ни Нептун. К счастью, первый справился, а второй полетел дальше — и обнаружил на Миранде, маленькой луне Урана, поверхность настоящего Франкенштейна: возможно, это спутник, который когда-то разлетелся на куски, а потом собрался заново под действием гравитации.
После Нептуна, завершив основную научную программу, «Вояджер-1» по предложению Карла Сагана обернулся назад и сделал самое далёкое селфи в истории — снимок Земли с расстояния пять миллиардов километров. Крошечная бледная точка, тонущая в солнечных лучах. Вся наша история, все войны и симфонии, все города и океаны — вот на этом пикселе. А потом «Вояджеры» продолжили путь и примерно через двадцать лет после этого снимка пересекли границу гелиосферы — того пузыря солнечного ветра, который Солнце надувает вокруг себя. Их магнитометры и детекторы заряженных частиц зафиксировали резкий переход: колебания космической радиации, связанные с циклами солнечной активности, внезапно сменились ровным фоном межзвёздного пространства. Выяснилось, что гелиосфера — не аккуратная сфера, а нечто, по форме больше напоминающее круассан, деформированный движением Солнца вокруг центра Галактики.
Сегодня оба аппарата продолжают работу, хотя их радиоизотопные генераторы на плутонии-238 слабеют с каждым годом, элементы Пельтье деградируют, камеры давно отключены, а для приёма их слабеющего сигнала на Земле пришлось нарастить антенны с 64 до 70 метров и подключить целые сети станций, работающих по принципу радиоинтерферометрии. Недавно «Вояджер-1» начал передавать бессмысленный набор цифр — оказалось, вышел из строя один из чипов памяти. Код, написанный на допотопном языке программирования полвека назад, пришлось переписывать. И кого позвали? Тех самых инженеров, которые создавали аппарат в семидесятые. Пенсионеры вернулись в NASA, разбили код на части, записали на уцелевшие чипы — и звездолёт снова заработал. «Вояджер-2» тоже едва не погиб: из-за программной ошибки его антенна отклонилась всего на два градуса, и на расстоянии в десятки миллиардов километров это означало потерю связи. Спасли его, дождавшись момента, когда Земля в своём орбитальном движении оказалась чуть ближе к лучу антенны, и передали усиленный сигнал.
Через пять, может быть, десять лет энергии не хватит даже на работу бортового компьютера, и связь оборвётся навсегда. Но сами аппараты продолжат полёт — с золотыми пластинками на борту, на которых записаны приветствия на пятидесяти пяти языках, музыка, изображения и инструкция по проигрыванию. Каждый «Вояджер» — не только звездолёт, но ещё и граммофон, летящий в бесконечность. Межзвёздная пыль со временем сотрёт и пластинки, и сами аппараты — на масштабе миллионов лет это неизбежно. Но пока они летят, пока передают последние биты данных о магнитных полях и заряженных частицах, они остаются самым впечатляющим доказательством того, что фантастика действительно становится реальностью — просто иногда на это нужно полвека и горстка упрямых инженеров, готовых вернуться из отставки ради нескольких строк кода.
