Utazás 2

A Voyager 2 a Voyager programkétűrszondájánakegyike. Indításának időpontja: 1977. augusztus 20. Mint Voyager 1 , úgy tervezték és építették meg a Jet Propulsion Laboratory közelében Pasadena , California . Műszakilag Voyager 1 , Voyager 2 -án indult egy lassabb, ívelt pálya , ami tartotta a síkban az ekliptika (ahol a bolygók a Naprendszer találhatók ). Így lehetne irányítani az Uránusz , majd a Neptunusz a gravitációs támogatás során felüljárókat a Saturn 1981-ben és 1986-ban az Uránusz miatt a választott pályára, a Voyager 2 nem tudott olyan közel, mint a Voyager. 1 re Titan , a Szaturnusz legnagyobb holdja. Azonban ma ez az egyetlen űrhajó, amely megközelítette az Uránt és a Neptunust, és átrepült rajtuk. A négy óriásbolygó sajátos konfigurációja, amely lehetővé tette számukra az átrepülést, csak 176 évente ismétlődik.

A Voyager 2 küldetést a Voyager 1 küldetésével együtt lényegesen alacsonyabb költségekkel tudták teljesíteni, mint az azt követő fejlettebb és speciálisabb programok, a Galileo és a Cassini-Huygens . A Pioneer 10 , a Pioneer 11 , a Voyager 1 és a New Horizons mellett a Voyager 2 egyike annak az öt űrszondának, amelyek a Naprendszerből kilépő pályát követik . 2021 áprilisára a szonda megközelítőleg 19 milliárd kilométert tett meg a Földről, és az indítása után 44 évvel továbbra is tudományos adatokat küld a környezetéről. Nál nél 2021. április 15, az űrhajó megközelítőleg 18 964 774 000 kilométerre (126,77 csillagászati ​​egység ) van a Naptól és körülbelül 18 955 293 000  kilométerre (126,71 csillagászati ​​egység) a Földtől . Ben lépte át a heliopauzát , a Naprendszer mágneses határát2018. november.

A szonda jellemzői

A Voyager 2 egyviszonylag nehézűrszonda,amelynek súlya 815 kilogramm aFöldrőlvaló távozáskor. Ez a Voyager 1 másolatanéhány részletgel. A különféle függelékek nélkül elfér egynégyzet négyzet alakúkockában, amelynek legkiemelkedőbb eleme a 3,7 méterátmérőjűparabolaantenna. Különböző berendezések nyúlnak ki, beleértve a13 méter hosszúmagnetométert, a két10 méteresrádióantennát, a3,7 méteres árbocra szereltradioizotóp termoelektromos generátorokatés az árboc végén 3 m-re elhelyezett tudományos platformot. a szonda központi teste. A Voyager 2 ugyanazokat a tudományos eszközöket hordozza, mint a Voyager 1 ikerszonda. Ez egyrészt egy seregeszközökszereltkormányozható platformota megfigyelés abolygó, amely kétvidiconkamerák (ISS), egyultraibolyaspektrométerrel(UVS) és egyinfravörösRadiometerinterferométer(IRIS), egy rádióvevő. 'Rádiócsillagászati ​​(PRA) ésplazma(PWS),fotopolariméter(PPS),magnetométer(MAG) és detektorkozmikus sugarak(CRS).

• A Voyager 2 pályájának animációja a 1977. augusztus 20 nál nél 2000. december 30 Voyager 2 · Föld · Jupiter · Szaturnusz · Urán · Neptunusz · Nap.

Küldetés

A Voyager 2-nek , a Voyager 1-hez hasonlóan, tudományos adatokat kell gyűjtenie akülső bolygókról, nevezetesen aJupiterről, aSzaturnuszról, azUránuszrólés aNeptunuszról, amelyek a Voyager programindításakormég gyakorlatilag nem voltak feltárva: csak a Pioneer 10 és a Pioneer 11 , sokkal könnyebb szondák, eddig megközelítették a Szaturnuszt és a Jupitert. A NASA az 1970-es évek elején indította el ezt a programot, hogy kihasználja a külső bolygók kivételes összekapcsolódásának előnyeit, amely lehetővé teszi a szondák számára, hogy üzemanyag fogyasztása nélkül, bonyolult pályával korlátozzák a tranzitidőt. A két szonda fő célja adatgyűjtés, amely lehetővé teszi a két óriásbolygó, a Szaturnusz és a Jupiter, magnetoszférájuk és műholdjaik jobb megértését. Ezeket egyesek számára egy bolygó nagyságúak nagyon rosszul értik. ATitanhold tanulmányozását, amelynek akkor már ismert volt a kialakult légköre, ugyanolyan fontosnak tartják, mint a Szaturnusz, a bolygójának feltárását. Végül a Naprendszer két másik óriásbolygójának, a Neptunusznak és az Uránusnak a vizsgálata, amelyekről a távolság miatt nagyon kevés információval rendelkezünk, attól a pillanattól kezdve jelent fő célt, hogy a Voyager 1 sikeresen teljesítette küldetését.

Az ikerszondáját követõ Voyager 2 elsõként a Voyager 1 küldetésének folytatását célozza arraaz esetre, ha az elromlik, mielõtt befejezné a Jupiter, a Szaturnusz és holdjaik, különösen a Titan feltárását. Miután a Voyager 1 sikeresen teljesítette küldetését, a Voyager 2 programot hajthat végre a Voyager 1 által elindított külső bolygók feltárásának kiegészítésére. Ebbe beletartozik:

• a Jupiter és a Szaturnusz repülése az ikerszondájától eltérõ pályával, lehetõvé téve bizonyos holdak szorosabb megfigyelését vagy az óriásbolygók más szögbõl történõ megfigyelését;
• az Uránusz és a Neptunusz, a Naprendszer peremén elhelyezkedő két óriásbolygó feltárása, amelyeket soha nem repítettek át űrszonda.

A szonda minden egyes bolygó gravitációs segítségét igénybe veszi, amellyel átrepül a következő bolygóra való navigáláshoz. Köszönhetően a kivételes összefüggésben, hogy csak visszatér minden 176 évben, a Voyager 2 így repülnek át 4 bolygók nélkül gyakorlatilag felhasználva rakéta motorok nagyon korlátozott kapacitással egyébként: a szonda csak azzal a 90  kg a hidrazin, amely képes biztosítani a sebesség változása a 143  m / s az egész út során . A Plútó abban az időben a Naprendszer utolsó külső bolygója volt. A Voyager 2 nem tudta megközelíteni a Plútót, mert a szondának át kellett volna "kereszteznie" a Neptunust, hogy ez utóbbi gravitációs segítséget nyújtson erre a bolygóra.

A misszió lebonyolítása

Indítás és átszállítás a Jupiterbe

A Voyager 2 űrszondát egy Titan III E rakéta - a Centaur the 1977. augusztus 20. Ezután tranzitjárattal indult, amelynek két évvel később közel kellett volna hoznia a Jupiterhez . Noha három héttel a Voyager 1 előtt indult , más pálya miatt csak négy hónappal repül a Jupiter felett ikre után. A szonda kezdettől fogva több esemény áldozata lett. Röviddel az indítás után a repülésvezérlő számítógép helytelenül diagnosztizálta a tájékozódási problémát, és manővereket kezdett, amelyek 2 órán át megszakították a rádió kapcsolatot a Földdel. A fedélzeti számítástechnika végül önállóan oldja meg azt a problémát, amely helytelen paraméterek bevezetéséből fakadt az orientációvezérlő rendszerben. Néhány héttel később a földi irányítók új projektekkel elfoglalt csapata nem küldött rádióüzenetet a szondának. Ez az üzenet hiányát rádióvevőjének hibás működésének értelmezi, és átvált vészhelyzeti vevőjére. Ennek azonban van egy igazi és finom hibája, amely tiltja az összes kommunikációt, és a szonda számítógép ismételten megpróbálja fogadni az üzeneteket az elsődleges vevőről a tartalék vevőre váltással. Az elsődleges vevőegység áramellátásának biztosítéka kiég, és véglegesen leáll. A földi személyzetnek később sikerült helyreállítania a kapcsolatot a szondával a vészadagolón keresztül, amely később szeszélyes maradt, de 2010-ben tovább működött.

Repülés a Jupiter és holdjai felett

Három hónappal a Jupiter keresztezése előtt a szonda képeket kezd készíteni; ezek augusztusig folytatódnak, és 13 350 fotó készül a Jupiterről és a holdakról. A Voyager 2 szonda 18 héttel a Voyager 1 után elvégzi a Jupiter átrepülését1979. július 9A 22  óra  28 elhaladó 721.670  km -re a központtól a bolygón. A választott pályának lehetővé kell tennie a Voyager 1 által gyűjtött adatok kiegészítését, különös tekintettel az Európa hold rövid távú áthaladására (63 130  km ), az óriásbolygó déli légkörének megfigyelésére, valamint a Jupiter mágneses farka. A szonda nem messze halad el Ganymede (62,130  km ) és Callisto (214,930  km ) mellett is. A szonda megerősíti az Io- on a Voyager 1 által kimutatott vulkanikus aktivitást .

• Jupiter valódi színekben.

• Részlet a Jupiterről.

• A Jupiter hamis színekben cseng.

• Kitörés az Io-n.

• A Callisto hold.

• A hold Ganymede.

• Összpontosítson Európára.

Repülés a Szaturnusz és holdjai felett

A Szaturnusz gázóriás bolygóra tartó átszállási repülés 22 hónapig tart. Az út során az elvégzendő műveletek sorrendjét, miután elérte a rendeltetési helyet, a földi csapatok kidolgozzák és tesztelik. A Voyager 2 161 000 km- t halad  el a bolygó közepétől1981. augusztus 26, 9 hónappal a Voyager 1 után . A Voyager 2 kamerái , érzékenyebbek, mint a Voyager 1 kamerái, számos konfigurációt képesek felismerni a bolygó légkörében. A Voyager 2 rádióberendezéseinek segítségével képes megvizsgálni a gázóriás légkörének külső rétegeit.  Mérjük a hőmérsékletet 82  Kelvinről a 70  millibár nyomáson 143  Kelvinre az 1200 millibár nyomáson . A szonda célja, hogy jobb képet nyújtson a holdakról, mint a Voyager 1 . Két órával azután, hogy a lehető legközelebb került a Szaturnuszhoz, a műszereket támasztó kormányozható platform átmenetileg le volt zárva, ami a fő számítógép által végzett mérések törlését és jelentős mennyiségű adat elvesztését okozta. 24 órával később a peron problémája megoldódott, de a helyzet 3 nappal később végleg helyreállt, miután a földi személyzet utasítást küldött. A választott pálya lehetővé teszi a szonda számára, hogy a Szaturnusz gravitációs segítségét használja a következő rendeltetési hely, az Urán felé való elmozduláshoz .

• A Szaturnusz valódi színekben a Tethys, Dione és Rhea holdakkal.

• A Szaturnusz gyűrűi hamis színben.

• Hyperion.

• Janus.

• Kis felbontású fotó Prometheusról.

• Enceladus.

• A Titan hold.

• A hold Iapetus.

Repülés az Uránusz és a holdjai felett

Az Uránusz gáz óriásbolygó (50 000  km átmérőjű) erősen ferde forgástengelyű, amely gyakorlatilag a Nap körüli forradalmi síkjában helyezkedik el. A Naprendszer ezen egyedülálló tulajdonságát megmagyarázó nyomok keresése az egyik cél, amelyet a Voyager 2 szondához rendelnek, amely egyben elsőként repült a bolygó felett. A Voyager 2 kiemeli egy olyan mágneses mező jelenlétét, amelynek intenzitása közel áll a Föld intenzitásához, és amely a bolygó forgástengelyéhez képest 60 ° -kal dől el.

A Voyager 2 10 új holdat fedez fel a már ismert öt mellett. Mindezek a holdak kicsiek, a legnagyobbak átmérője 150  km . A már ismert 5 hold a szikla és a jég agglomerátumai, mint a Szaturnusz holdja. Titániának hatalmas hibái és kanyonjai jelzik az aktív geológiai múltat, valószínűleg tektonikus eredetűek. Az Ariel az Uranusz holdjai közül a legfényesebb, hibáival és jégáramlásaival jellemzett felülete a legfiatalabb a rendszerben. Umbriel és Oberon úgy tűnik, hogy a tapasztalt kis geológiai aktivitás, mert a felszíni régi és sötét. A Voyager 2 részletes megfigyeléseket tett az Uránushoz legközelebb eső Miranda holdról, amely egy különösen furcsa világot tárt fel, amelyet 20 km mély kanyonokés lépcsőzetes szerkezetekjártak be fiatal és öreg terep keverékével. Az egyik folyamatban lévő elmélet szerint ezek a jellemzők az eredeti hold azon töredékeinek összesítéséből adódnának, amelyek egy másik égitest hatásának lettek volna kitéve.

Az Urán kilenc gyűrűjét, amelyet az 1970-es években fedeztek fel a Földről, a szonda elemzi, és a Szaturnusz és a Jupiterétől eltérő tulajdonságokkal rendelkezik. Nem az Uránussal egyidőben jöttek létre, és megjelenésük viszonylag új keletű. Az őket alkotó komponensek valószínűleg egy hold maradványai, amelyeket vagy egy nagyon nagy sebességgel mozgó égi objektummal való ütközés vagy az anyabolygó gravitációs erői széttöredeztek volna.

• Urán valódi színekben.

• Urán hamis színben.

• Miranda felületének részlete.

• A hold Umbriel .

• Ariel hold .

Repülés Neptunusz és holdjai felett

A Voyager 2 az első űrszonda és a mai napig az egyetlen repült az óriási Neptunusz gázbolygó felett(körülbelül 50 000  km átmérőjű). A pálya a Neptunusz bolygórendszerén keresztül végleges, amint az Uránusz és holdjai fölötti repülés befejeződik. Mivel a Voyager 2-nek ez az utolsó hágójaegy bolygó közelében, nincsenek korlátozások a bolygórendszerből való kilépéshez, és több lehetőség is van: a Föld csapata alacsony bérletet választ. Távolság a Neptunusz északi pólusától, ami meg fogja tennia bolygó gravitációs segítségét felhasználva aszonda az ekliptika alá merülhet Triton , a Neptunusz fő holdjának közvetlen közelében. A Neptunusztól való távolság tovább csökkenti a rádiós kapcsolat által megengedett elméleti áteresztőképességet. Az átrepülést megelőző években számos intézkedést hoztak a földi antennák hálózatának megerősítése érdekében, különös tekintettel a meglévő vételi antennák méretének növekedésére, egy új antenna üzembe helyezésére Japánban , Usudában  ( fr ) ,valamint azantennahasználatára. Very Large Array in New Mexico .

Az első megfigyeléseket a 1989. március90 nappal a Neptunushoz közelebb eső szakasz előtt és majdnem 3 évvel az Uránusz átrepülése után. Lehetővé teszik a Neptunusz gyűrűinek felfedezését, amelyek létezése addig soha nem bizonyított: nagyon finom részecskékből állnak, amelyek nem engedik megfigyelésüket a Földről. Az Uránénál lényegesen gyengébb mágneses teret észlelnek és mértek. A neptuniai rendszer átlépése során 9 új kis holdat fedeznek fel (egy tizedet később fedeznek fel a szonda által készített fényképek alapján). Figyelembe véve a Voyager 2 távoli helyzetét , nehéz volt időben új utasításokat küldeni ezen új égitestek megfigyelésére. Csak a Proteust (400  km átmérőjű) fedezték fel elég korán a részletes megfigyelések ütemezéséhez.

A Neptunusz átrepülése tovább zajlik1989. augusztus 25 : A Voyager 2 4950 km-t (3000 mérföld) halad  el a bolygó Északi-sarkától. A Neptunusz légkörét elemezzük. Annak ellenére, hogy a Naptól távoli helyzete miatt kevés energiát kapott (3% -a annak, amit a Jupiter kap), légköri dinamika figyelhető meg olyan megnyilvánulásokkal, mint a "  Nagy Sötét Folt  " és a felhők. Megmérik a 2000  km / h sebességgel fújó szelet . A mágneses tér vizsgálata lehetővé teszi annak megállapítását, hogy a forgás időtartama 16,11 óra.

Voyager-2 halad 39.790  km re Triton és összegyűjti nagyon pontos adatokat erről a hold. A tudományos közösség akkori becslése szerint átmérője 3800 és 5000  km között volt  ; a szonda lehetővé teszi, hogy ezt az értéket 2760 km-re csökkentsék . Nagyon kevés krátert figyeltek meg, amelyet az a vulkanizmus magyaráz, amelynek gejzírek által hagyott nyomok formájában megnyilvánuló megnyilvánulások figyelhetők meg a póluson. Egy vékony légkör (nyomás 10 , hogy 14-  microbars vagy 1 / 70.000 az, hogy a Föld) kétségkívül ebből eredő aktivitást detektáljuk Voyager-2 . A mért felületi hőmérséklet, 38 K , a Naprendszer egyik égitestjén valaha észlelt leghidegebbhőmérséklet.

• A Neptunusz bolygó .

• A Triton hold .

• A  Neptunusz "  Nagy Sötét Foltja ".

• Neptunusz gyűrűi.

• A hold Proteus .

• Újabb fotó Tritonról.

Csillagközi utazás

Miután áthaladt a Neptunusz bolygórendszerén, a Voyager 2 -30 ° -os szögben elhagyja az ekliptikát. A műszerek egy részét tartó kormányozható platform kikapcsol, de a fennmaradó eszközök egy része továbbra is gyűjti a környezeti adatokat. A Shoemaker-Levy 9 üstökös Jupiterrel történő ütközésekor a Voyager megpróbálja az ultraibolya spektrométerrel végzett méréseket, de eredmény nélkül. A Voyager 2 átlépi a nap végső sokkjának határait2007. augusztus84  csillagászati egység a Nap és véglegesen elhagyja a mágneses Naprendszer által határolt heliopause , a2018. november. A szonda a Nyilas és a Páva csillagképei felé tart . Körülbelül 40 000 év alatt a Voyager 2- nek 1,7 fényév távolságban kell elhaladnia az  Andromeda csillagképben található Ross 248 csillagtól .

Tényleges állapot

Legfrissebb fontosabb tények

A 2020. január 25, a szonda hirtelen sürgősségi mentési módba lépett, amely a NASA beavatkozását igényelte. Valójában a Voyager 2-nek 360 ° -ot kellett fordítania, hogy különféle intézkedéseket hozzon; de az ehhez a manőverhez szükséges erő nagyobb volt, mint amit az RTG-k tudtak nyújtani. Ez arra késztette a Voyager 2-t, hogy vészüzemmódba lépjen azáltal, hogy minden tudományos eszközt leállított, hogy csak a Földdel való kommunikációhoz szükséges energia maradjon.

Szonda

Helyzet itt: 2021. április 15 11: 20-kor.

• Kimenő kommunikáció átviteli ideje: 17  óra  33  perc  48  s

Hangszerek

Helyzet itt: 2021. április 15

Jövő

A Voyager 2 egyre kevesebb energiát termelő elektromos generátora jelenleg csak minimális műszereket működtet. 2025 körül valószínű, hogy egyszerre csak egy műszert tudunk működtetni és gyenge rádióüzeneteket továbbítani, akkor már nem tudunk egyetlen eszközt sem bekapcsolni. A szondának akkor 48-50 évig működnie kellett.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

1. Miután a Voyager 2 repülés után felfedezte a Plútó pályáján kívüli még hatalmasabb égitesteket, a Plútót átsorolták a törpe bolygócsaládba .

Hivatkozások

1. https://planetaryprotection.arc.nasa.gov/missions
2. (en) NASA - Planetary Date System , „  Voyager misszió .  » , A bolygógyűrűk csomópontján ,1 st január 2000.
3. (en) JPL NASA, "  Voyager - Gyakran Ismételt Kérdések  " ,2010.
4. (in) "  Fast Facts  " [html] a Voyager - The Interstellar Mission , Jet Propulsion Laboratory (megtekintés ideje: 2015. június 26. ) .
5. (in) Bernd Leitenberger, "  Voyagers Mission: Jupiter und Saturn: Nach dem Start: Die erste Cruise Phase  " (hozzáférés: 2010. szeptember 13. ) .
6. (in) NASA - JPL, "  Voyager: Szaturnusz  " az utazás webhelyén ,2000. május 17.
7. Sciences et Avenir és AFP, "  A Voyager 2 szonda most a csillagközi térben folyik  " , a sciencesetavenir.fr oldalon ,2018. december 11(megtekintés : 2018. december 11. ) .
8. (in) "A  NASA Voyager 2 szondája belép a csillagközi térbe  " a nasa.gov oldalon ,2018. december 10(megtekintés : 2018. december 11. ) .
9. "  Voyager 2: A Naprendszer határán a NASA által 1977-ben indított szonda szűken elkerüli a hibát  " , 20 perc alatt ,2020. január 30(megtekintés : 2020. január 30. ) .
10. (in) "  Voyager - Mission Status  " a voyager.jpl.nasa.gov oldalon (elérve 2021. április 15-én )
11. (in) "  Utazási kölcsönzés a heliocentrikus koordinátákban  " [PDF] , NASA, elérhető2009. március 15.
12. (in) "  instrument Voyager status  " , a Sugárhajtómű Laboratórium (hozzáférés: 2021. április 15. ) .
13. "  In Depth / Voyager 2 - NASA Solar System Exploration  " , a NASA Solar System Exploration-en (hozzáférés : 2020. október 17. ) .

Bibliográfia

• en) a NASA, a Voyagers 1 és 2 sajtókészlet ,1977. augusztus( online olvasás )Sajtókészlet, amelyet a NASA adott a Voyager szondák indításához.

• en) Paolo Ulivi és David M Harland, a Naprendszer robotkutatása , 1. rész: Az aranykor 1957-1982 , Springer Praxis,2007( ISBN  978-0-387-49326-8 ).

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

• Voyager program
• Utazás 1
• Voyager Aranylemez

Külső linkek

• ( Fr) Voyager szondák a Jet Propulsion Laboratory oldalon .
• (de) Oldal Bernd Leitenberger weboldalán .
• en) NASA-oldal, amely a Voyager 1 és 2 szondák helyét jelzi .