Космическата сонда Voyager 1 на НАСА  може скоро да стане първият космически апарат, който достига исторически предел. През ноември 2026 г. сондата ще бъде на разстояние един светлинен ден от Земята.

Изстрелян през 1977 г., Voyager 1 е най-отдалеченият космически апарат от нашата планета и в момента изследва междузвездното пространство на разстояние 15,8 милиарда мили.

Терминът „светлинен ден“ се отнася до разстоянието, което светлината изминава за 24 часа – тоест това е времето, за което сигнал или команда, движещи се със скоростта на светлината, ще достигнат до сондата от Земята, обяснява Сузи Дод, ръководител на проекта Voyager в лабораторията Jet Propulsion Laboratory към НАСА. 

Един светлинен ден се равнява на 16 милиарда мили (26 милиарда километра). Ако екипът на Voyager изпрати команда, ще мине още един ден, преди сондата да отговори.

Индийски астрономи съобщават, че са открили огромна спирална система съществувала когато Вселената е била едва на 1,5 млрд. години. Това откритие поставя под въпрос представите ни за това как се е развивал космоса малко след Големия взрив

Галактика от миналото променя космическите теории

„Ако изпратя команда и кажа ‘добро утро, Voyager 1’ в 8 сутринта в понеделник, ще получа отговора му в сряда сутринта около 8 часа“, посочва Дод пред CNN. 

Voyager 1 и неговият близнак Voyager 2 са единствените апарати, работещи отвъд хелиосферата – „балон“ от магнитни полета и частици, излъчвани от Слънцето, който се простира далеч отвъд орбитата на Плутон. След десетилетия в космоса и двете сонди са изключили част от инструментите си, но използват останалите, за да изучават това неизследвано пространство и да предоставят данни за бъдещи мисии.

Поддържането на връзка с апарати на такава огромна дистанция е предизвикателство, но Дод и нейният екип предприемат необходимите стъпки, за да гарантират, че техните „възрастни апарати“ ще достигнат 50-годишнината си през 2027 г.

Пътуване през космическите разстояния

Първоначалната мисия на Voyager 1 е да проучи Юпитер и Сатурн. След преминаването покрай последната планета през ноември 1980 г. апаратът пътува по същата траектория и със същата скорост – около 38 000 мили.

Използвайки знания за позицията на Земята спрямо сондата, нейната скорост и траектория, инженерите изчисляват времето, необходимо на сигнал, за да я достигне.

След прелитането покрай Сатурн Voyager 1 се издига над равнината на планетите, докато Voyager 2, след прелитането си покрай Нептун през 1989 г., се спуска под тази равнина. Нито една от двете сонди не е извършвала корекция на траекторията си след последните планетарни прелитания – тоест в продължение на десетилетия те се движат в дълбокия космос без човешка намеса. 

Очаква се Voyager 2 да се намира на един светлинен ден от Земята чак през ноември 2035 г., и дори най-оптимистичните прогнози предполагат, че тогава вече няма да функционира. Но и двете сонди често изненадват екипа.

Всеки ден, в който продължават да работят, те поставят нов рекорд като най-старите функциониращи космически апарати. Но процесът далеч не е лесен.

Астрофизикът проф. Томонори Тотани смята, че изследването може да е решаващ пробив в търсенето на неуловимото вещество

Проучване твърди, че е открило първото пряко доказателство за тъмна материя

Сондите изпращат данни обратно със скорост само 160 бита в секунда – приблизително колкото стар модем за интернет, казва Дод.

„Разстоянието от Земята означава, че сигналът пътува по-дълго и постепенно отслабва“, обяснява тя. „Необходими са множество антенни масиви, за да съберем този слаб сигнал.“

Поради ниската скорост на предаване екипът получава ограничена информация за състоянието на всяка сонда и ако възникне проблем, не може да реагира бързо.

За щастие и двете сонди са проектирани да бъдат самостоятелни, с достатъчно автономни системи, които да ги запазят в безопасност.

„Ако нещо се обърка, те могат да включат сами на безопасен режим и да изчакат, докато успеем да установим връзка и да разберем проблема“, отбелязва Дод.

Защо Voyager издържа толкова дълго

В продължение на години екипът взема трудни решения, за да удължи живота на мисиите – изключване на инженерни системи и инструменти, пестене на енергия и осигуряване на достатъчно топлина на апаратите.

За да поддържат връзка със Земята, антените на Voyager трябва да са насочени точно към нашата планета. Ако тръбите за гориво замръзнат и ориентацията се промени, екипът ще загуби апарата, защото няма да може да изпрати сигнал навреме.

Освен да продължат да летят, сондите трябва и да работят с научни инструменти.

Преди да навършат 50 години през 2027 г., е вероятно и двете сонди да изключат още инструменти. Екипът се надява да запази работата на системата за космически лъчи на Voyager 2, както и магнитометъра и уреда за плазмени вълни на двете сонди. Те позволяват на апаратите да функционират като „метеорологични станции“ в междузвездното пространство.

Учените се интересуват от това как се променя слънчевото магнитно поле и как взаимодейства в хелиопаузата – границата на хелиосферата, където горещият слънчев вятър от Слънцето се среща със студеното междузвездно пространство.

По думите на Дод, хелиопаузата е като крайбрежната линия – колкото по-навътре в океана навлизаш, толкова повече вълни и промени усещаш, преди водата да стане спокойна. Voyager измерват тези „вълни“ – взаимодействията между хелиопаузата, Слънцето и междузвездното пространство.

Нов хибриден модел, разработен от учени от Европа и Япония, реконструира галактиката „звезда по звезда“ сто пъти по-бързо от всички досегашни методи.

Най-детайлната симулация на Млечния път в историята: Как AI изгради модел, който науката смяташе за непостижим

„Важно е да работим с научните инструменти възможно най-дълго, за да създадем карта на това как се променя средата с отдалечаването от Слънцето“, допълва Дод.

Тя е уверена, че поне една от двете сонди може да работи още две до пет години. Но това става все по-трудно с всеки изминал цикъл.

Voyager обаче има забележителен екип зад себе си – пенсионирани инженери на НАСА, които дават напътствия за специфични подсистеми, както и млади специалисти, чиито родители дори не са били родени, когато сондите са изстреляни.

„Този синхрон между различните поколения е невероятно вдъхновяващ“, казва тя. „Обичам тези апарати. Те са наши посланици в Космоса.“