logo

ПОДДЪРЖАТЕ VOYAGER 2 НА КУРС ЗА 12 ГОДИНИ, 4 1/2 милиарда мили

ПАСАДЕНА, КАЛИФИЯ -- Откакто напусна Флорида един августовски уикенд преди 12 години, космическият кораб Вояджър 2 измина 4,5 милиарда мили, за да достигне невидимо око близо до планетата Нептун. Очаква се Voyager да го удари по график около полунощ на 24 август. Учените сравняват постижението с потъването на голф удар от 2260 мили. Както Джони Карсън се чудеше наскоро в „The Tonight Show“, как такова механично петънце, носещо се сам в безпътната пустош на Слънчевата система, намира своя път безпогрешно до конкретна точка, когато е толкова трудно да се стигне от Малибу до Бърбанк на Калифорнийска магистрала? Всичко това е десетилетна работа за малкия екип от навигатори в дълбокия космос в лабораторията за реактивно движение (JPL) тук, чиято удивителна, донякъде мистериозна работа е наричана от техните колеги „рутинна магия“. От 1977 г. Voyager 2 и неговият сестрински кораб, Voyager 1, са били на първия робот „Grand Tour“ на гигантските външни планети, изпращайки обратно хиляди снимки и друга информация за неизследвани досега светове. Подобно на ловци на патици, които водят целите си, навигаторите целят своите емисари да прихващат планетите години в бъдещето, докато се състезават около слънцето с хиляди мили в час. Времето е критично Навигацията ще бъде по-рискова и по-трудна на Нептун, отколкото беше в всяка друга планета, според Дон Грей, ръководител на навигационния екип на Вояджър. Една от причините е големият брой експерименти (11), които стареещият кораб трябва да поеме, насочвайки различните си сензори към поредица от цели с точно време през няколкото критични часа, през които Вояджър е близо до Нептун. Една малка грешка при насочване може да доведе до изображения и измервания на празнотата на пространството. Нещо повече, бордовите компютри на Voyager, ретро 1972 г., имат толкова малко памет (32K RAM), че планиращите мисии могат само да му подават с лъжица програмите и данните, които са му необходими, за да върши работата си на всяка стъпка от пътя. Друга причина, поради която навигацията е по-сложна, е необичайно близкият подход на космическия кораб до планетата - само на 3000 мили. Една грешка може да накара кораба да оре в непрозрачната атмосфера на Нептун. Освен това местоположението на планетата е особено несигурно, защото е открита съвсем наскоро, през 1846 г. Пътуването й около слънцето отнема около 165 години, така че астрономите все още не са измерили една пълна орбита точно, отбеляза Грей. 8-часово време за реакция Освен това, корабът е толкова отдалечен, че са му необходими четири часа, за да достигнат командите от Земята, пътуващи със скоростта на светлината, и още четири часа, за да се върне отговорът. Учените сравняват операцията с шофиране на автомобил, при който гледката през прозореца е четири часа назад и силата на управление отнема още четири часа, за да достигне до гумите. „Данните няма да станат наистина добри до много късно“, каза Грей. Така че докато Вояджър се ускорява към Нептун, привлечен от гравитацията му, навигаторите също ускоряват в денонощна „неистова блъсканица в последната минута“, за да се възползват от подобряващата се информация. Планетарната среща е видимата кулминация на сложен процес, започнал много преди пускането на кораба, с дизайнерите на траектории, които планират курсове в небесното море. Тяхната работа казва на планиращите кога космическият кораб трябва да бъде изстрелян, за да осъществи своите космически връзки, необходимото количество задвижване и времето, което ще отнеме пътуването. След като преминат насилието при изстрелване на Земята, което може да разстрои фино настроеното оборудване на кораба, следващата задача на навигаторите е да проследят космическия кораб. Това се прави чрез постоянно използване както на оптични данни - наблюдения на планети и звезди - така и на радиосигнали от кораба, които показват скорост и разстояние, за да се сравни това, което корабът вижда с какви изчисления показват, че би трябвало да вижда, ако е на курс. „Не е като да вземем данните и да ги изсипем и да излезем „Отговорът“, каза Марк Райн, нов член на екипа. „Има стотици променливи.“ И накрая, навигаторите трябва да проектират маневри за коригиране на всякакви грешки в пътя, което изисква прецизни изстрели на един или повече от хидразиновите двигатели, които сочат в различни посоки. „Това е като да коригираш платното“, каза Робърт Дж. Чезарон, водещият анализатор на маневрата и траекторията на Voyager. Инструментите за навигация включват математика, закони за движение и гравитация, големи наземни компютри и години на усъвършенствани наблюдения на движенията на планетите – всичко това е насочено към създаването на „най-точния модел на слънчевата система, който можете да получите“, каза Робърт Мичъл, JPL. ръководител на дизайна на мисията. „Хората често ни питат: „Как можеш да носиш достатъчно гориво, за да летиш до Юпитер?“ ' той каза. — Разбира се, не го правим. . . . Космически кораб в орбита винаги пада над страната {на планетата}, като топка, която се върти на края на въже. Енергията, която влагате в {космически кораб с помощта на ракетни тласкачи} го изтласква навън, а гравитацията е струната, която го държи.' Когато тягата на кораба е достатъчно мощна, тя преодолява гравитацията на Земята и „пада“ като хвърлена бейзболна топка по целия път, например до Юпитер. Но слънчевата гравитация се отдръпва върху космическия кораб, като постепенно го забавя. За да изкарат кораба много по-навън и много по-бързо, отколкото би позволило първоначалното му усилване, навигаторите са разработили техника, наречена „гравитационен асистент“. Без него пътуването до външните планети би изисквало хиляди пъти по-големи резервоари за гориво. Запълване при Юпитер Гравитационният асистент се случва, когато кораб преминава достатъчно близо до масивна планета, че пътят му е огънат и енергията се обменя. Ако космическият кораб премине зад задния ръб на планетата, докато преследва орбитата си, корабът се хваща от въжето на гравитацията и се завърта. След това част от импулса на планетата около слънцето се прехвърля на космическия кораб. Когато се завъртя около Юпитер през 1979 г., например, Вояджър 2 набра скорост от 35 700 мили в час спрямо слънцето. Вояджър също се отдръпна от Юпитер, струвайки на гигантската планета един фут на трилион години по скорост и свивайки годината й с една наносекунда. Космическият кораб Galileo, който трябва да бъде изстрелян през октомври, трябва да извърши истински цирк от гравитационни асистенции, включително две на Земята през 1990 и 1992 г., когато ще забави родната си планета с безкрайно малка част от секундата в името на своята пионерска мисия за да проникне в Юпитер през 1996 г. ------ ГОЛЯМА ОБИКОЛКА В ДЪЛБОКОТО ПРОСТРАНСТВО------- Рикошетирайки в космоса в продължение на 12 години (вдясно), Вояджър 2 е насрочен и има за цел да използва гравитационното привличане на всяка планета, за да увеличете скоростта си и наведете пътя си към следващия. Отметките показват позицията на всяка планета всяка година след старта. Общата цена на мисията Voyager ще бъде равна на 20 цента на жител на Съединените щати годишно. Космическият кораб с тегло 1800 паунда (по-долу) съдържа 65 000 части. Стрелата, която държи магнитометрите далеч от магнитното влияние на основната част на плавателния съд, е дълга 40 фута. Голямата антена, обикновено насочена към Земята, е с диаметър 12 фута. Около полунощ на 24 август Вояджър ще се втурне на 3000 мили от Нептун. Гравитационната сила на планетата ще извие рязко пътя на космическия кораб. Ако целта на Вояджър е добра, кривата ще го изпрати близо до луната Тритон. След Тритон главната мисия на Вояджър ще бъде завършена. Той обаче ще продължи да плава в междузвездното пространство, може би в продължение на милиони години.