Последний рубеж «Вояджера»: как NASA пытается выжать ещё год жизни из легендарного зонда

Проведя в космосе почти полвека, космический аппарат «Вояджер-1» только что отключил один из своих последних работающих научных приборов в отчаянной попытке сохранить энергию. Решение NASA отключить инструмент принято как раз перед решающим моментом, который специалисты миссии называют «Большим взрывом» (Big Bang), — они надеются, что это даст обоим зондам «Вояджер» дополнительный заряд жизни ближе к концу этого лета.

В пятницу (17 апреля) «Вояджеру-1» было дано командование отключить эксперимент с низкоэнергетическими заряженными частицами (Low-Energy Charged Particle, LECP) — прибор, который на протяжении 49 лет изучал ионы, электроны и космические лучи вокруг аппарата.

Но сейчас на «Вояджере-1» критически мало ядерной энергии, особенно после того, как плановый манёвр разворота 27 февраля вызвал неожиданное падение мощности.

Аппарат был запущен в 1977 году для исследования Юпитера и Сатурна, а затем его миссию продлевали снова и снова. В 2012 году «Вояджер-1» официально пересек границу межзвёздного пространства, став первым аппаратом, передавшим данные из-за пределов Солнечной системы. Он остаётся самым далёким рукотворным объектом в истории. Его близнец «Вояджер-2», исследовавший все планеты-гиганты от Юпитера до Нептуна, вошёл в межзвёздное пространство примерно шесть лет спустя. Оба зонда всё ещё передают сигналы из черноты космоса.

Но их время на исходе. Оба аппарата полагаются на радиоизотопный термоэлектрический генератор, который преобразует распадающийся плутоний в энергию. Каждый год зонды теряют около 4 ватт мощности.

«Энергетический бюджет стал критически малым, и команде приходится экономить, отключая нагреватели и приборы, при этом следя, чтобы аппараты не остыли настолько, что их топливные магистрали замёрзнут», — написали представители Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), которая управляет программой «Вояджер».

После последнего отключения из десяти научных приборов «Вояджера-1» работают только два. На «Вояджере-2» в данный момент функционируют три прибора. Они помогают учёным характеризовать условия космического пространства за пределами Солнечной системы, а также физические свойства гелиопаузы — границы, где солнечный ветер сталкивается с межзвёздной средой.

«Большой взрыв»: последняя авантюра инженеров

В текущей ситуации отключение прибора LECP даст «Вояджеру-1» около года жизни. Но существует план выжать из аппарата больше. JPL намерена использовать процедуру «Большого взрыва», чтобы попытаться расширить истощающиеся энергетические резервы не только «Вояджера-1», но и «Вояджера-2».

«Идея в том, чтобы заменить целую группу включённых устройств одновременно — отсюда и прозвище, — выключив одни компоненты и заменив их альтернативами с более низким энергопотреблением, чтобы сохранить аппараты достаточно тёплыми для продолжения сбора научных данных», — пояснили представители JPL.

Сейчас на «Вояджере-1» два прибора изучают магнитные поля и волны плазмы (перегретого газа). Но если всё пойдёт по плану, команда надеется получить достаточно энергии от «Большого взрыва», чтобы снова включить LECP. Инженеры уже решили пока оставить работающим небольшой полваттный моторчик LECP — на случай, если прибор удастся использовать снова.

В мае и июне JPL проведёт первые испытания «Большого взрыва» на «Вояджере-2», у которого больше доступных источников питания и который немного ближе к Земле. Если всё пройдёт успешно, более рискованный момент «Большого взрыва» для «Вояджера-1» наступит не ранее июля.

Гонка со временем и холодом

Любая команда «Вояджеру-1» идёт 23 часа — он находится на расстоянии 15 миллиардов миль (25 миллиардов километров) от Земли. После того как JPL передала команду, процесс отключения LECP занял чуть более трёх часов. Обратное включение, особенно с учётом холода и огромного расстояния, может оказаться более сложной задачей.

Но это не единственная проблема. Инженерам предстоит балансировать между энергосбережением и температурой. Многие системы «Вояджеров» обогревают сами себя за счёт рассеиваемого тепла работающих приборов. Отключая их, JPL рискует допустить переохлаждение топливных магистралей. Если гидразин замёрзнет, зонды потеряют способность ориентироваться в пространстве и направлять антенну на Землю — и тогда связь прервётся навсегда.

Даже если «Большой взрыв» удастся, он не решит проблему окончательно. У «Вояджеров» нет запасных генераторов. Примерно к 2030 году мощности обоих аппаратов упадут настолько, что они не смогут питать ни один прибор. Тогда они замолчат навсегда, превратившись в мёртвые посланники человечества, которые будут бесконечно дрейфовать в галактике — с золотыми пластинками на борту, несущими звуки, музыку и приветствия Земли. Их молчание станет финалом самой амбициозной межпланетной миссии в истории, но до этого момента инженеры NASA сделают всё возможное, чтобы каждый дополнительный день работы «Вояджеров» приносил новые данные о неизведанных рубежах нашего космического дома.