Voyager programı - Voyager program

İki Voyager uzay aracının ziyaret ettiği ve incelediği gezegenlerin ve bazı uyduların montajı, uzay aracının kendi resimleriyle birlikte. Uzay aracından çıkan uzun anten ve manyetometre patlaması görülebilir. Gösterilen gezegenler Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ü içerir. Voyager 2 dışındaki uzay araçları sadece Jüpiter ve Satürn'ü ziyaret etti .

Voyager programı iki robotik istihdam devam eden bir Amerikalı bilimsel programdır yıldızlararası sondalar , Voyager 1 ve Voyager 2 . Bunlar arasında olumlu bir uyum yararlanmak için 1977 yılında başlatılan Jüpiter ve Satürn için, onlara yakın uçmak Dünya'ya iletim arka için veri toplarken. Fırlatmadan sonra Voyager 2'yi ek olarak Uranüs ve Neptün yakınlarına göndermeye karar verildi ve Dünya'ya geri gönderilmek üzere veri toplamak üzere gönderildi.

2021 itibariyle iki Voyagers dış sınırında Eski bir operasyon halen heliosfer içinde yıldızlararası uzayda . Her ikisi de faydalı verileri toplamaya ve Dünya'ya iletmeye devam ediyor.

Voyager kimsenin tahmin etmediği şeyleri yaptı, kimsenin beklemediği sahneler buldu ve mucitlerinden daha uzun yaşamayı vaat ediyor. Büyük bir tablo ya da kalıcı bir kurum gibi, kendi başına bir varoluş edinmiştir, idarecilerinin kavrayışının ötesinde bir kader.

—  Stephen J. Pyne

2021 itibariyle, Voyager 1 Güneş'e göre saatte 61.045 kilometre (37.932 mph) hızla hareket ediyordu ve Güneş'ten 22.676.000.000 kilometre (1.4090 × 10 10  mi) uzaklıktaydı ve 152,6 AU (22,8  milyar  km) mesafeye ulaştı.  ; 14,2 milyar  mil ) 24 Nisan 2021 itibariyle Dünya'dan. 25 Ağustos 2012'de Voyager 1'den alınan veriler yıldızlararası uzaya girdiğini gösterdi.

2021 itibariyle, Voyager 2 Güneş'e göre saatte 55.150 kilometre (34.270 mph) hızla hareket ediyordu ve Güneş'ten 18.980.000.000 kilometre (1.179 × 10 10  mi) uzaklıktaydı ve 126.9 AU (19,0  milyar  km) mesafeye ulaştı.  ; 11.8 milyar  mil ) 24 Nisan 2021 itibariyle Dünya'dan. 5 Kasım 2019'da Voyager 2'den alınan veriler , onun da yıldızlararası uzaya girdiğini gösterdi. 4 Kasım 2019'da bilim adamları, Voyager 2 sondasının 5 Kasım 2018'de, güneş rüzgarının etkisinin ötesinde bir uzay bölgesi olan yıldızlararası ortama (ISM) resmi olarak ulaştığını ve şimdi Voyager 1 sondasına katıldığını bildirdi. ISM'ye 2012'de daha önce ulaşmıştı.

Voyager'lar güneş rüzgarının etkisinin ötesine geçmiş olsalar da, Güneş Sistemi'nden çıkmadan önce daha kat etmeleri gereken uzun bir yol var . NASA, "Güneş sistemimizi Güneş ve esas olarak Güneş'in yörüngesinde dönen her şey olarak tanımlarsak, Voyager 1 başka bir 14.000 ila 28.000 yıl içinde Oort bulutundan çıkana kadar güneş sisteminin sınırları içinde kalacaktır ."

Voyager'ların kameraları, manyetometreleri ve diğer enstrümanları tarafından toplanan veriler ve fotoğraflar , dört dev gezegenin her biri ve uyduları hakkında bilinmeyen detayları ortaya çıkardı . Uzay aracından yakın çekim görüntüleri Jüpiter'in manyak karmaşık bulut formları, rüzgarlar ve fırtına sistemlerini ve keşfedilen volkanik aktiviteye kendi ayda Io . Satürn'ün halkalarının esrarengiz örgülere, kıvrımlara ve parmaklara sahip olduğu ve bunlara sayısız "bukle" eşlik ettiği bulundu.

Uranüs'te Voyager 2 , gezegenin etrafında önemli bir manyetik alan ve on ay daha keşfetti . Neptün'ün yanından geçişi, üç halka ve şimdiye kadar bilinmeyen altı ay , gezegensel bir manyetik alan ve karmaşık, geniş çapta dağılmış auroralar ortaya çıkardı . 2021 itibariyle Voyager 2 , buz devleri Uranüs ve Neptün'ü ziyaret eden tek uzay aracıdır .

Ağustos 2018'de NASA, Yeni Ufuklar uzay aracının sonuçlarına dayanarak , Güneş Sistemi'nin dış kenarlarında ilk kez 1992'de iki Voyager uzay aracı tarafından tespit edilen bir " hidrojen duvarı " nın varlığını doğruladı .

Voyager uzay aracı inşa edildi Jet Propulsion Laboratory içinde Güney Kaliforniya ve finanse Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi ayrıca kendi lansmanları finanse (NASA), Cape Canaveral , Florida , onların izleme ve her şey sondalar ile ilgili.

Orijinal programın maliyeti 865 milyon dolardı, daha sonra eklenen Voyager Yıldızlararası Misyonu ise ekstra 30 milyon dolara mal oldu.

Tarih

Nisan 2007'de Pioneer ve Voyager uzay aracının yörüngeleri ve beklenen yerleri
Voyager uzay aracının dış gezegenleri ziyaret etmesini ve Güneş Sisteminden kaçmak için hıza ulaşmasını sağlayan yörüngeler
Arsa Voyager 2 ' ağırlık kullanımını gösteren Güneş'ten olan mesafesi karşı s güneş merkezli hız, Jüpiter, Satürn ve Uranüs tarafından uzay hızlandırmak için yardımcı olur. Gözlemek için Triton , Voyager 2 ekliptik düzleminin dışına hızlanmasına neden Neptün'ün kuzey kutbu üzerinden geçirilir ve Güneş'ten uzaklıkta hızı azalır

İki Voyager uzay sondası başlangıçta Mariner programının bir parçası olarak tasarlandı ve bu nedenle başlangıçta Mariner 11 ve Mariner 12 olarak adlandırıldılar . Daha sonra "Mariner Jüpiter-Satürn" adlı ayrı bir programa taşındılar, daha sonra Voyager Programı olarak yeniden adlandırıldılar çünkü iki uzay sondasının tasarımının ayrı bir adı hak edecek kadar Mariner ailesinin tasarımının ötesine geçtiği düşünülüyordu.

Voyager uzay aracının etkileşimli 3D modeli.

Voyager Programı, 1960'ların sonlarında ve 70'lerin başlarında planlanan Gezegensel Büyük Tur'a benziyordu . Büyük Tur , Jet Propulsion Laboratuvarı'nda bir uzay mühendisi olan Gary Flandro tarafından keşfedilen dış gezegenlerin hizalanmasından yararlanacaktı . Her 175 yılda bir gerçekleşen bu hizalanma, 1970'lerin sonlarında gerçekleşecek ve Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün ve Plüton'u keşfetmek için yerçekimi yardımlarını kullanmayı mümkün kılacaktır . Gezegensel Büyük Tur, Jüpiter-Satürn-Plüton ve Jüpiter-Uranüs-Neptün dahil olmak üzere çeşitli yörüngeler boyunca tüm dış gezegenler (Plüton dahil, o zamanlar hala bir gezegen olarak kabul edilir) tarafından uçmak için birkaç çift sonda göndermekti. Sınırlı finansman Büyük Tur programını sonlandırdı, ancak Plüton ziyareti dışında Büyük Turun uçuş hedeflerinin çoğunu yerine getiren Voyager Programına unsurlar dahil edildi.

İlk fırlatılan Voyager 2 oldu. Yörüngesi Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ün geçişlerine izin verecek şekilde tasarlanmıştır. Voyager 1 , Voyager 2'den sonra fırlatıldı, ancak Satürn'ünoldukça büyük olduğu ve yoğun bir atmosfere sahip olduğu bilinen uydusu Titan'ın en uygun uçuşunu sağlamak için tasarlanmış daha kısa ve daha hızlı bir yörünge boyunca. Bu karşılaşma, Voyager 1'i ekliptik düzleminden dışarı attı ve gezegen bilimi görevini sona erdirdi. Voyager 1 , Titan uçuşunu gerçekleştirememişolsaydı, Voyager 2'nin yörüngesi,Uranüs ve Neptün'ü ziyaret etmekten vazgeçerek Titan'ı keşfetmek için değiştirilmiş olabilirdi. Voyager 1 , Uranüs ve Neptün'e devam etmesine izin verecek bir yörüngede fırlatılmadı, ancak Titan'ı keşfetmeden Satürn'den Pluto'ya devam edebilirdi.

1990'larda Voyager 1 , daha yavaş olan derin uzay sondaları Pioneer 10 ve Pioneer 11'i geçerek Dünya'dan en uzak insan yapımı nesne haline geldi ve bu rekoru yakın gelecekte tutacak. Yeni Ufuklar daha yüksek fırlatma hızı vardı sonda, Voyager 1 , nedeniyle fazladan hız daha yavaş seyahat ediyor Voyager 1 Jüpiter ve Satürn onun flybys kazanılan. Voyager 1 ve Pioneer 10, Güneş Sisteminden kabaca zıt yönlerde hareket ettikleri için, herhangi bir yerde en geniş şekilde ayrılmış insan yapımı nesnelerdir .

Aralık 2004'te Voyager 1 , güneş rüzgarının ses altı hıza yavaşladığı sonlandırma şokunu geçti ve yıldızlararası ortamla etkileşimler nedeniyle güneş rüzgarının sıkıştırıldığı ve türbülanslı hale geldiği heliosheath'e girdi . 10 Aralık 2007'de Voyager 2 , Güneş'e Voyager 1'in ilk geçtiği yerden yaklaşık 1,6 milyar kilometre (1 milyar mil) daha yakın olan ve Güneş Sistemi'nin asimetrik olduğunu gösteren sonlandırma şokuna ulaştı .

2010'da Voyager 1 , güneş rüzgarının dışa doğru hızının sıfıra düştüğünü bildirdi ve bilim adamları bunun yıldızlararası uzaya yaklaştığını tahmin ettiler . 2011 yılında, Voyagers'tan alınan veriler, güneş kabuğunun pürüzsüz olmadığını, ancak Güneş'in manyetik alanının Güneş Sistemi'nin kenarında büküldüğünde oluştuğu teorize edilen dev manyetik kabarcıklarla dolu olduğunu belirledi.

NASA'daki bilim adamları, Voyager 1'in , Güneş Sistemi'nin dışından gelen yüksek enerjili parçacıklarda keskin bir artışla gösterilen yıldızlararası uzaya girmeye çok yakın olduğunu bildirdi . Eylül 2013'te NASA, Voyager 1'in 25 Ağustos 2012'de heliopause'u geçtiğini ve onu yıldızlararası uzaya giren ilk uzay aracı haline getirdiğini duyurdu .

Aralık 2018'de NASA, Voyager 2'nin 5 Kasım 2018'de heliopause'u geçtiğini ve onu yıldızlararası uzaya giren ikinci uzay aracı haline getirdiğini duyurdu .

2017 itibariyle Voyager 1 ve Voyager 2 , Güneş Sistemi'nin dış alanlarındaki koşulları izlemeye devam ediyor. Voyager uzay aracının, sınırlı gücün araçların birer birer devre dışı bırakılmasını gerektireceği 2020 yılına kadar bilim araçlarını çalıştırabilmesi bekleniyor. 2025 civarında herhangi bir bilim aletini çalıştırmak için artık yeterli güç olmayacak.

Temmuz 2019'da, iki probun azalan güç kaynağını daha iyi yönetmek için gözden geçirilmiş bir güç yönetimi planı uygulandı.

uzay aracı tasarımı

Voyager uzay aracının her biri 773 kilogram (1,704 pound) ağırlığında. Bu toplam ağırlığın her bir uzay aracı 105 kilogram (231 pound) bilimsel alet taşır. Özdeş Voyager uzay aracı kullanımı üç eksenli stabilize yönlendirme sistemleri kullanmak jiroskopik ve ivmeölçer onların girdileri tutum kontrolü onların işaret etmek bilgisayarlar yüksek kazançlı anten doğru Dünya'ya bazen hareketli alet platformu yardımıyla, kendi hedefleri ve bunların bilimsel aletler daha küçük enstrümanlar ve elektronik fotoğraf sistemi için.

Sola bakan büyük bir parabolik radyo anteni çanağı ile tepesinde bodur silindirik gövdeli bir uzay sondası, aşağı doğru uzanan bir bom üzerinde üç elementli bir radyoizotop termoelektrik jeneratör ve yukarı uzanan bir bom üzerinde bilimsel aletler.  Sol ön tarafa bakan gövdeye bir disk sabitlenmiştir.  Uzun bir üç eksenli bom sola doğru uzanır ve iki radyo anteni sola ve sağa doğru uzanır.
Voyager uzay aracı diyagramı

Diyagram, içi boş ongen elektronik konteynere bağlı 3,7 m (12 ft) çapında bir çanak ile yüksek kazançlı anteni (HGA) göstermektedir . Ayrıca hidrazin monopropellant yakıtı içeren küresel bir tank da bulunmaktadır .

Voyager Altın Plak otobüs yanlarından birine takılır. Sağdaki açılı kare panel, optik kalibrasyon hedefi ve aşırı ısı radyatörüdür. Üç radyoizotop termoelektrik jeneratörü (RTG), alt bomun üzerine uçtan uca monte edilmiştir.

Tarama platformu şunları içerir: Kızılötesi İnterferometre Spektrometresi (IRIS) (sağ üstteki en büyük kamera); IRIS'in hemen üzerindeki Ultraviyole Spektrometresi (UVS); UVS'nin solundaki iki Görüntüleme Bilimi Alt Sistemi (ISS) vidicon kamerası ; ve ISS altındaki Fotopolarimetre Sistemi (PPS).

İki ek araç için veri toplanmasına rağmen, yalnızca beş araştırma ekibi hala desteklenmektedir. Uçuş Veri Alt Sistemi (FDS) ve tek bir sekiz kanallı dijital teyp (DTR), veri işleme işlevlerini sağlar.

FDS, her enstrümanı yapılandırır ve enstrüman işlemlerini kontrol eder. Ayrıca mühendislik ve bilim verilerini toplar ve iletim için verileri biçimlendirir . DTR, yüksek hızlı Plazma Dalgası Alt Sistemi (PWS) verilerini kaydetmek için kullanılır . Veriler her altı ayda bir oynatılır.

Geniş açılı ve dar açılı kameradan oluşan Görüntüleme Bilimi Alt Sistemi, daha önceki Mariner uçuşlarında kullanılan yavaş taramalı vidicon kamera tasarımlarının değiştirilmiş bir versiyonudur. Görüntüleme Bilimi Alt Sistemi, her biri vidicon'ların önüne monte edilmiş, kumanda edilebilir bir filtre çarkında sekiz filtreye sahip iki televizyon tipi kameradan oluşur. Biri düşük çözünürlüklü 200 mm (7,9 inç) odak uzaklığına sahip , f/3 diyafram açıklığına sahip geniş açılı bir objektife (geniş açılı kamera) sahipken, diğeri daha yüksek çözünürlükte 1.500 mm (59 inç) dar açılı f/ 8.5 lens (dar açılı kamera).

Bilimsel araçlar

bilimsel araçların listesi
Enstrüman adı Kısaltma Açıklama
Görüntüleme Bilim Sistemi
ISS
Jüpiter, Satürn ve yörünge boyunca diğer nesnelerin görüntülerini sağlamak için iki kameralı bir sistem (dar açı/geniş açı) kullandı. Daha
Filtreler
Dar açılı kamera filtreleri
İsim dalga boyu spektrum Duyarlılık
Açık
280–640 nm
Voyager - Filtreler - Clear.png
UV
280–370 nm
Voyager - Filtreler - UV.png
Menekşe
350–450 nm
Voyager - Filtreler - Violet.png
Mavi
430–530 nm
Voyager - Filtreler - Blue.png
'
'
Temizle.png
'
Yeşil
530–640 nm
Voyager - Filtreler - Green.png
'
'
Temizle.png
'
turuncu
590–640 nm
Voyager - Filtreler - Orange.png
'
'
Temizle.png
'
Geniş açılı kamera filtreleri
İsim dalga boyu spektrum Duyarlılık
Açık
280–640 nm
Voyager - Filtreler - Clear.png
'
'
Temizle.png
'
Menekşe
350–450 nm
Voyager - Filtreler - Violet.png
Mavi
430–530 nm
Voyager - Filtreler - Blue.png
CH 4 -U
536–546 nm
Voyager - Filtreler - CH4U.png
Yeşil
530–640 nm
Voyager - Filtreler - Green.png
Na- D
588–590 nm
Voyager - Filtreler - NaD.png
turuncu
590–640 nm
Voyager - Filtreler - Orange.png
CH 4 -JST
614-624 nm
Voyager - Filtreler - CH4JST.png
Radyo Bilim Sistemi
RSS
Gezegenlerin ve uyduların fiziksel özelliklerini (iyonosferler, atmosferler, kütleler, yerçekimi alanları, yoğunluklar) ve Satürn halkalarındaki malzemenin miktar ve boyut dağılımını ve halka boyutlarını belirlemek için Voyager uzay aracının telekomünikasyon sisteminden yararlandı. Daha
Kızılötesi İnterferometre Spektrometresi
İRİS
Hem küresel hem de yerel enerji dengesini ve atmosferik kompozisyonu araştırdı. Gezegenlerden ve uydulardan, ayrıca Satürn'ün halkalarındaki parçacıkların bileşimi, termal özellikleri ve boyutundan da dikey sıcaklık profilleri elde edildi . Daha
Ultraviyole Spektrometresi
UV'ler
Atmosferik özellikleri ölçmek ve radyasyonu ölçmek için tasarlanmıştır. Daha
Üç Eksenli Fluxgate Manyetometre
MAG
Jüpiter ve Satürn'ün manyetik alanlarını, bu gezegenlerin manyetosferleriyle güneş-rüzgar etkileşimini ve çaprazlanırsa yıldızlararası manyetik alan ve ötesi ile güneş rüzgarı sınırına kadar gezegenler arası manyetik alanı araştırmak için tasarlanmıştır. Daha
Plazma Spektrometresi
LÜTFEN
Plazma iyonlarının makroskopik özelliklerini araştırdı ve 5 eV ila 1 keV enerji aralığında elektronları ölçtü. Daha
Düşük Enerji Yüklü Parçacık Enstrümanı
LECP
İyonların, elektronların enerji akışlarındaki ve açısal dağılımlarındaki farkı ve enerji iyon bileşimindeki farkı ölçer. Daha
Kozmik Işın Sistemi
CRS
Yıldızlararası kozmik ışınların kökenini ve hızlanma sürecini, yaşam öyküsünü ve dinamik katkısını, kozmik ışın kaynaklarındaki elementlerin nükleosentezini, kozmik ışınların gezegenler arası ortamdaki davranışını ve hapsolmuş gezegensel enerjetik parçacık ortamını belirler. Daha
Gezegensel Radyo Astronomi Araştırması
PRA
Jüpiter ve Satürn'den gelen radyo emisyon sinyallerini incelemek için bir tarama frekansı radyo alıcısı kullandı. Daha
Fotopolarimetre Sistemi
PPS
Yüzey dokusu ve bileşimi hakkında bilgi toplamak için 0,60,120,45 ve 135 derecelik beş analizör içeren bir analizör tekerleği ve 2350 ila 7500A'yı kapsayan sekiz spektral bantlı filtre tekerleğine sahip 6 inç f/1.4 Dahl-Kirkham tipi Cassegrain teleskopunu kullandı Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün ve bu gezegenler için atmosferik saçılma özellikleri ve yoğunluğu hakkında bilgi. Daha
Plazma Dalgası Alt Sistemi
PWS
Jüpiter ve Satürn'deki elektron yoğunluk profillerinin sürekli, kılıftan bağımsız ölçümlerinin yanı sıra manyetosferleri incelemede yararlı olan yerel dalga-parçacık etkileşimi hakkında temel bilgiler sağlar. (ayrıca bkz. Plazma ) Daha Fazla

Bilgisayarlar ve veri işleme

Voyager uzay aracında, her türden iki tane olmak üzere, bazen fazlalık için kullanılan üç farklı bilgisayar türü vardır. Bunlar, CMOS ve TTL orta ölçekli tümleşik devreler ve ayrık bileşenlerden oluşturulmuş tescilli, özel olarak oluşturulmuş bilgisayarlardır. Altı bilgisayar arasındaki toplam kelime sayısı yaklaşık 32K'dır. Voyager 1 ve Voyager 2 aynı bilgisayar sistemlerine sahiptir.

Uzay aracının merkezi denetleyicisi olan Bilgisayar Komuta Sistemi (CCS), her biri geçici olmayan kaplamalı tel belleğe sahip 4096 kelimelik iki adet 18-bit word, kesme tipi işlemcidir . Voyager görevinin çoğu sırasında, her uzay aracındaki iki CCS bilgisayarı, uzay aracının komuta ve işleme kapasitesini artırmak için yedeksiz olarak kullanıldı. CCS, Viking uzay aracında uçurulan sistemle neredeyse aynıdır.

Uçuş Veri Sistemi (FDS), modüler belleklere ve her biri 8198 kelimeye sahip iki adet 16-bit kelime makinesidir.

Tutum ve Artikülasyon Kontrol Sistemi (AACS), her biri 4096 kelimeden oluşan iki adet 18-bit kelime makinesidir.

Diğer yerleşik enstrümanların aksine, kameraların görünür ışık için çalışması özerk değildir, bunun yerine yerleşik dijital bilgisayarlardan biri olan Uçuş Veri Alt Sisteminde (FDS) bulunan bir görüntüleme parametre tablosu tarafından kontrol edilir . Daha yeni uzay sondaları, yaklaşık 1990'dan beri, genellikle tamamen özerk kameralara sahiptir.

Bilgisayar komut alt sistemi (CCS) kameraları kontrol eder. CCS, komut kod çözme, hata algılama ve düzeltme rutinleri, anten işaretleme rutinleri ve uzay aracı sıralama rutinleri gibi sabit bilgisayar programları içerir . Bu bilgisayar, Viking yörünge aracında kullanılanın geliştirilmiş bir versiyonudur . Voyager'lardaki her iki özel olarak oluşturulmuş CCS alt sistemindeki donanım aynıdır. Bunlardan biri için, diğerinde bulunmayan bilimsel bir alt sisteme sahip olan yalnızca küçük bir yazılım değişikliği vardır.

Tutum ve Artikülasyon Kontrolü Alt Sistemi (AACS), uzay aracının yönünü (tutumunu) kontrol eder. Yüksek kazançlı anteni Dünya'ya dönük tutar, tutum değişikliklerini kontrol eder ve tarama platformunu işaret eder. Her iki teknede de özel olarak oluşturulmuş AACS sistemleri aynıdır.

Bu hatalı rapor edilmiştir Internet Voyager uzay sondaları bir sürümü ile kontrol edildiğini RCA 1802 (RCA CDP1802 "COSMAC" mikroişlemci ), ancak bu tür iddialar birincil tasarım belgeleriyle desteklenmez. CDP1802 mikroişlemci, yıllar sonra tasarlanan ve inşa edilen Galileo uzay sondasında daha sonra kullanıldı. Voyager'ların dijital kontrol elektroniği, bir mikroişlemci entegre devre çipine dayanmıyordu.

iletişim

Yukarı bağlantı iletişimleri, S-bant mikrodalga iletişimleri aracılığıyla yürütülür . Uydu-yer hattı iletişimi, bir tarafından yürütülmektedir X-bandı mikrodalga bir geri çekim olarak bir S-bandı verici ile, gemide verici uzay aracı. İki Voyager'a gelen ve giden tüm uzun menzilli iletişimler, 3.7 metrelik (12 ft) yüksek kazançlı antenleri kullanılarak gerçekleştirildi. Yüksek kazançlı antenin huzme genişliği X-bandı için 0,5° ve S-bandı için 2,3°'dir. (Düşük kazançlı anten 7 dB kazanç ve 60° ışın genişliğine sahiptir.)

Çünkü ters-kare hukuk içinde radyo iletişimine , Voyager gelen alt-bağlantılardan kullanılan dijital veri oranları sürekli onlar Dünya'dan almak uzağa azalmaktadır. Örneğin, Jüpiter'den kullanılan veri hızı saniyede yaklaşık 115.000 bit idi. Bu, Satürn'ün uzaklığında yarıya indi ve o zamandan beri sürekli azaldı. Ters kare yasasının etkilerini azaltmak için yolda bazı önlemler alındı. 1982 ve 1985 yılları arasında , Derin Uzay Ağı'nın üç ana parabolik çanak anteninin çapları 64'ten 70 m'ye (210 ila 230 ft) yükseltildi ve bu da zayıf mikrodalga sinyallerini toplamak için alanlarını önemli ölçüde artırdı.

Araç Satürn ve Uranüs arasındayken, yerleşik yazılım, bir dereceye kadar görüntü sıkıştırma yapmak ve daha verimli bir Reed-Solomon hata düzeltme kodlaması kullanmak için yükseltildi .

Voyager programı için RTG'ler

Daha sonra 1986 ve 1989 arasında, yerdeki birden fazla antenden gelen sinyalleri bir tür anten dizisinde tek, daha güçlü bir sinyalde birleştirmek için yeni teknikler devreye girdi . Bu, Goldstone, California , Canberra ve Madrid'de , orada bulunan ek çanak antenler kullanılarak yapıldı. Ayrıca, Avustralya'da, Parkes Radyo Teleskop sinek-by Neptün 1989 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde zamanında diziye getirildi, Very Large Array içinde New Mexico Deep antenleri ile birlikte geçici kullanıma getirildi Goldstone'daki Uzay Ağı. Bu yeni anten dizileri teknolojisini kullanmak, Neptün'den Dünya'ya olan muazzam radyo mesafesini telafi etmeye yardımcı oldu.

Güç

Elektrik gücü , üç MHW-RTG radyoizotop termoelektrik jeneratörü (RTG'ler) tarafından sağlanır. Onlar güçlendiriliyor plütonyum-238 (ayrı Pu-239 nükleer silah kullanılan izotop) ve yaklaşık 470 sağlanan W 30 volt DC uzay aracı başlatıldı. Plütonyum-238 , 87,74 yıllık bir yarılanma ömrü ile bozunur, bu nedenle Pu-238 kullanan RTG'ler, yıllık güç çıktılarının 1−0,5 (1/87,74) = % 0,79'unu kaybeder .

2011'de, yani piyasaya sürüldükten 34 yıl sonra, böyle bir RTG tarafından üretilen termal güç , ilk gücünün (1/2) (34/87.74) ≈ % 76'sına düşürülecektir . Termal gücü elektriğe dönüştüren RTG termokuplları da zamanla bozularak mevcut elektrik gücünü hesaplanan bu seviyenin altına düşürür.

7 Ekim 2011'e kadar Voyager 1 ve Voyager 2 tarafından üretilen güç , sırasıyla 267,9 W ve 269,2 W'a, yani fırlatma sırasındaki gücün yaklaşık %57'sine düştü. Güç çıkışı seviyesi, muhafazakar bir termokupl bozunma modeline dayanan lansman öncesi tahminlerden daha iyiydi. Elektrik gücü azaldıkça, uzay aracı yükleri kapatılmalı ve bazı yetenekler ortadan kaldırılmalıdır. 2032 yılına kadar iletişim için yeterli güç olmayabilir.

Voyager Yıldızlararası Misyonu

Voyager 1 , Ağustos 2012'deheliopause'u veya heliosferin kenarınıgeçti.
Voyager 2 , Kasım 2018'de heliosheath'i geçti.

Voyager'ın birincil görevi 1989'da, Voyager 2 tarafından Neptün'ün yakın geçişiyle tamamlandı . Voyager Yıldızlararası Misyonu (VIM), iki uzay aracının 12 yıldan fazla bir süredir uçuş halindeyken başlayan bir görev uzantısıdır. NASA Bilim Misyonu Müdürlüğü'nün Heliofizik Bölümü, 2008'de bir Heliofizik Kıdemli İnceleme gerçekleştirdi. Panel, VIM'in "devam etmek için kesinlikle zorunlu bir görev olduğunu" ve VIM'in "optimum seviyeye yakın fon sağladığını ve DSN'yi artırdığını ( Derin Uzay Ağı) buldu. ) destek garantilidir."

VIM'in temel amacı, Güneş Sistemi'nin keşfini dış gezegenlerin ötesine, dış sınıra ve hatta mümkünse ötesine genişletmektir. Voyagerlar, Güneş'in manyetik alanının dış sınırı olan heliopause sınırını aramaya devam ediyor. Heliopause sınırından geçmek, uzay aracının güneş rüzgarından etkilenmeyen yıldızlararası alanların, parçacıkların ve dalgaların ölçümlerini yapmasına izin verecektir .

Tüm Voyager 2 platformu araçlar dahil olmak üzere tüm tarama platform, ilgili 1998 yılında Platform, aletleri kapatılan Voyager 1 ultraviyole spektrometre (UV) hariç olmak üzere, aynı zamanda kapatıldıktan.

Voyager 1 tarama platformu 2000 sonlarında-line çalmaya programlanmış ancak rüzgara karşı yönden UV emisyonunu araştırmak için üzerine bırakıldı. UVS verileri hala yakalanıyor ancak taramalar artık mümkün değil.

Gyro operasyonları 2016 yılında Voyager 2 ve 2017 yılında Voyager 1 için sona erdi . Gyro işlemleri, uzay aracının manyetik alanını ölçmek için yılda altı kez sondayı 360 derece döndürmek için kullanılır, bu daha sonra manyetometre bilim verilerinden çıkarılır.

İki uzay aracı, alt sistem yedekliliğinde bir miktar kayıpla birlikte çalışmaya devam ediyor, ancak Voyager Yıldızlararası Görev (VIM) bilim araçlarının eksiksiz bir tamamlayıcısından bilimsel verileri döndürme yeteneğini koruyor.

Her iki uzay aracı da, 2025 yılına kadar çalışmaya devam etmek için yeterli elektrik gücüne ve tutum kontrol iticisine sahiptir, bundan sonra bilim araçlarının çalışmasını destekleyecek elektrik gücü olmayabilir; bilim veri dönüşü ve uzay aracı operasyonları durdurulacak.

Görev ayrıntıları

Heliosfer ile ilgili bu diyagram 28 Haziran 2013'te yayınlandı ve Voyager uzay aracından alınan sonuçları içeriyor.

VIM'in başlangıcında, Voyager 1 Dünya'dan 40 AU uzaklıktayken, Voyager 2 31 AU'daydı. VIM üç aşamadadır: sonlandırma şoku, güneş kabuğu keşfi ve yıldızlararası keşif aşaması. Uzay aracı, genişleyen süpersonik güneş rüzgarında bulunan plazma parçacıklarının hakim olduğu, Güneş'in manyetik alanı tarafından kontrol edilen bir ortamda VIM'e başladı. Bu, sonlandırma şoku fazının karakteristik ortamıdır. Güneş'ten belli bir mesafede, süpersonik güneş rüzgarı, yıldızlararası rüzgar tarafından daha fazla genişlemeden tutulacaktır. Bu yıldızlararası rüzgar-güneş rüzgar etkileşiminin bir sonucu olarak bir uzay aracının karşılaştığı ilk özellik, güneş rüzgarının ses altı hıza yavaşladığı ve plazma akış yönünde ve manyetik alan yöneliminde büyük değişikliklerin meydana geldiği sonlandırma şokuydu.

Voyager 1 , sonlandırma şoku aşamasını Aralık 2004'te 94 AU mesafede tamamladı , Voyager 2 ise Ağustos 2007'de 84 AU mesafede tamamladı. Heliosheath'e girdikten sonra uzay aracı, Güneş'in manyetik alanı ve güneş rüzgarı parçacıklarının hakim olduğu bir alandadır. Heliosheath'ten geçtikten sonra iki Voyager, yıldızlararası keşif aşamasına başlayacak.

Heliosheath'in dış sınırına, uzay aracının şu anda yöneldiği heliopause denir. Burası Güneş'in etkisinin azalmaya başladığı ve yıldızlararası uzayın tespit edilebildiği bölgedir. Voyager 1 yıl 35 başına 3.6 AU hızında Güneş Sistemi kaçıyor ° kuzeyini ekliptik genel yönde güneş apeks içinde Herkül iken Voyager'in 2 ' ın hızı yılda 3.3 AU hakkındadır, 48 ° güneye ekliptik. Voyager uzay aracı sonunda yıldızlara gidecek. Yaklaşık olarak 40.000 yıllık , Voyager 1 1.6 arasında olacaktır ışık y olarak da bilinir (yoldan) 3888 AC + 79, Gliese 445 Sun yaklaştığını, 40.000 yıl içinde Voyager 2 , Ross 248'in (Güneş'e yaklaşan başka bir yıldız) 1.7 ly yakınında olacak ve 296.000 yıl içinde gece göğündeki en parlak yıldız olan Sirius'un 4.6 ly yakınında olacak .

Uzay aracının 1 sekstilyon (10 20 ) yıl boyunca bir yıldızla çarpışması beklenmiyor .

Ekim 2020'de gökbilimciler , Voyager 1 ve Voyager 2 uzay sondaları tarafından tespit edildiği üzere Güneş Sistemi'nin ötesindeki uzayda yoğunlukta önemli bir beklenmedik artış bildirdiler . Araştırmacılara göre bu, "yoğunluk gradyanının, heliosferik burnun genel yönünde VLISM'nin (çok yerel yıldızlararası ortam ) büyük ölçekli bir özelliği olduğu" anlamına geliyor .

telemetri

Telemetri, telemetri modülasyon ünitesine (TMU) "düşük oranlı" saniyede 40 bit (bit/sn) kanalı ve "yüksek hızlı" kanal olarak ayrı ayrı gelir.

Düşük oranlı telemetri, TMU üzerinden, yalnızca kodlanmamış bitler olarak aşağı-bağlanabilecek şekilde yönlendirilir (başka bir deyişle, hata düzeltmesi yoktur). Yüksek hızda, 10 bit/s ile 115.2 kbit/s arasındaki bir dizi hızdan biri kodlanmış semboller olarak aşağı-bağlanır.

6 milyar kilometreden (3,7 milyar mil) bakıldığında, Dünya " soluk mavi bir nokta " (sağdaki ışık bandının yaklaşık yarısında mavimsi-beyaz nokta) olarak görünür .

TMU, yüksek oranlı veri akışını, bit hızının iki katına (k=7, r=1/2) eşit bir sembol hızı ile 7 kısıtlama uzunluğuna sahip bir evrişimli kod ile kodlar.

Voyager telemetrisi şu aktarım hızlarında çalışır:

  • 7200, 1400 bit/s teyp kayıttan yürütme
  • 600 bit/s gerçek zamanlı alanlar, parçacıklar ve dalgalar; tam UVS; mühendislik
  • 160 bit/s gerçek zamanlı alanlar, parçacıklar ve dalgalar; UVS alt kümesi; mühendislik
  • 40 bit/s gerçek zamanlı mühendislik verisi, bilim verisi yok.

Not: 160 ve 600 bit/s'de farklı veri türleri serpiştirilir.

Voyager gemisinin üç farklı telemetri formatı vardır:

Yüksek oran

  • CR-5T (ISA 35395) Bilim, bunun bazı mühendislik verileri içerebileceğini unutmayın.
  • FD-12 daha yüksek doğruluk (ve zaman çözünürlüğü) Mühendislik verileri, bazı bilim verilerinin de kodlanabileceğini unutmayın.

Düşük oran

  • EL-40 Engineering, bu formatın bazı bilim verilerini içerebileceğini, ancak temsil edilen tüm sistemleri içermediğini unutmayın.
    Bu, bazı alt sistemler için veri kesme ile kısaltılmış bir biçimdir.

EL-40 ve CR-5T (ISA 35395) telemetrisinin önemli ölçüde örtüştüğü, ancak daha basit EL-40 verilerinin CR-5T telemetrisinin çözünürlüğüne sahip olmadığı anlaşılmaktadır. En azından, mevcut elektriği alt sistemlere sunmak söz konusu olduğunda, EL-40 yalnızca tamsayı artışlarıyla iletir; bu nedenle başka yerlerde de benzer davranışlar beklenir.

Bellek dökümleri her iki mühendislik biçiminde de mevcuttur. Bu rutin tanılama prosedürleri, 2010 ortalarında iki haftalık bir veri kaybı olayına neden olan kalıcı bit çevirme sorununun yanı sıra aralıklı bellek bit çevirme sorunlarını saptadı ve düzeltti.

Altın rekorun kapağı

Voyager Altın Rekoru

Her iki uzay aracı da, Dünya'nın resimlerini ve seslerini, kaydın çalınması için kapakta sembolik yönergeleri ve Dünya'nın konumunu ayrıntılandıran verileri içeren 12 inçlik (30 cm) bir altın fonograf kaydı taşır. Kayıt, Voyager'lardan herhangi birini kurtarabilecek herhangi bir uygarlığa, uzaylı veya uzak gelecekteki insan için bir kombinasyon zaman kapsülü ve yıldızlararası bir mesaj olarak tasarlanmıştır . Bu kaydın içeriği, Timothy Ferris'in de içinde bulunduğu ve başkanlığını Carl Sagan'ın yaptığı bir komite tarafından seçildi .

Soluk Mavi Nokta

Voyager programının, ana gezegenlerin yeni yakın çekim renkli fotoğrafları da dahil olmak üzere, misyonunun birincil aşamasındaki keşifleri, basılı ve elektronik medya kuruluşları tarafından düzenli olarak belgelendi. Bunların en bilinenleri arasında 1990 yılında Voyager 1 tarafından çekilen ve Carl Sagan tarafından popüler hale getirilen Soluk Mavi Nokta olarak Dünya'nın bir görüntüsü vardır.

O noktayı tekrar düşünün. İşte burada. Ev orası. Bu biziz... Dünya, uçsuz bucaksız bir kozmik arenada çok küçük bir sahne... Bana göre, insan kibirlerinin aptallığını, belki de küçük dünyamızın bu uzak görüntüsünden daha iyi bir kanıt olamaz. Bana göre, birbirimize daha nazik ve şefkatli davranmak ve şimdiye kadar bildiğimiz tek ev olan o uçuk mavi noktayı korumak ve beslemek sorumluluğumuzun altını çiziyor.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar

NASA siteleri

NASA enstrüman bilgi sayfaları:

NASA dışı siteler