Источник энергии на борту зондов Voyager, самых отдаленных от Земли космических аппаратов, постепенно иссякает. Это заставляет инженеров постепенно выключать разные приборы у них на борту. Скорее всего, в ближайшие несколько лет они полностью перестанут функционировать. Но есть ли возможность продлить жизнь Voyager?
Программа Voyager
17 апреля 2026 года специалисты NASA выключили на аппарате Voyager 1 детектор низкоэнергетических заряженных частиц LECP. Это было вполне ожидаемое и даже запланированное событие. Однако среди тех, кто интересуется космосом, оно вызвало распространение вопроса о том, умирают ли эти зонды-долгожители. И ответ на него требует объяснения, что же происходит с этими аппаратами на протяжении уже 49 лет полета.
Программа Voyager задумывалась в 1970-е годы как способ исследовать в первую очередь Юпитер и Сатурн. Их взаимное расположение в этот момент было очень удачным, что позволяло сделать это с помощью относительно кратковременной пролетной миссии.
Для этой миссии разработали два идентичных и достаточно больших аппарата, каждый весом 810 кг. Кроме гигантской антенны диаметром 3,7 м, которая должна была обеспечивать стабильную связь даже с расстояния в миллиарды километров, они несли на себе большой набор оборудования.
Прежде всего, это были широкоугольная и узкоугольная камеры, работавшие в широком диапазоне от ультрафиолета до оранжевого цвета. Их объединили в систему получения научных изображений ISS.
Также на борту находились инфракрасный (RSS) и ультрафиолетовый (UVS) спектрометры, магнитометр (MAG), спектрометр плазмы (PLS), тот же детектор низкоэнергетических частиц (LECP), детектор космических лучей (CRS), детектор планетарных радиосигналов (PRA), фотополяриметр (PPS) и система регистрации плазмовых волн (PWS).
Кроме того, аппараты Voyager могли использовать собственную систему связи для исследования газовых гигантов, анализируя, как изменяются радиосигналы при прохождении вблизи них. В целом их конструкция соответствовала идее всестороннего изучения атмосферы Юпитера и Сатурна, а также электромагнитных и радиационных полей вокруг них.
Все это нужно было как-то заживить. Несмотря на удаленность от Солнца, благодаря удачному расположению планет, с самого начала все рассчитывали, что миссия должна длиться пять лет. Поэтому для питания всего вышеперечисленного использовали радиоизотопный термоэлектрогенератор (РИТЭГ).
Особенностью работы этого прибора, производящего электричество из термоэлементов благодаря радиоактивному топливу, является то, что в нем можно хранить огромное количество энергии, которое будет расходоваться очень экономно независимо от внешних условий, таких как уровень солнечного освещения.
Продленная миссия
Зондов сделали два и запустили в космос в 1977 году с разницей в несколько недель. Расчет был такой, что даже если один из аппаратов будет потерян, второй все равно сможет собрать данные, а если уцелеют оба, то будет вдвое больше научных результатов.
К концу 1982 года, когда время, запланированное на основную миссию, было исчерпано, они уже смогли исследовать две крупнейшие планеты Солнечной системы, но остаться технически исправными.
Резерва работы РИТЭГ хватало еще на многие годы и поэтому миссию решено было продолжить. Особенно это оправдано было в случае с Voyager-2. Тректория его полета позволяла исследовать Уран и Нептун, что он с успехом и сделал до конца 1980-х годов. Благодаря этому решению мы вообще знаем, как вблизи выглядят эти планеты, потому что никаких других миссий к ним после этого не было.
Voyager 1 повезло не настолько сильно. Единственное, чем прославилась его расширенная миссия, — знаменитый снимок Pale Blue Dot. Тогда аппарат, пересекший орбиту Нептуна, развернули в сторону центра Солнечной системы, и он показал нам Землю, напоминавшую крошечную пылинку в луче света.
Выключение приборов
Однако примерно тогда же стало очевидно, что аппараты Voyager — не вечны. Нет, они не перестанут лететь в межзвездной пустоте и через десятки тысяч лет, возможно, даже достигнут каких-нибудь звезд. Однако стало очевидно, что реакция в топливных элементах их РИТЭГ ослабевает, что является естественным процессом для каждого радиоактивного материала.
Аппараты теряли примерно 4 Вт мощности в год, и потому еще тогда инженеры посчитали, что в середине 2020-х они просто не смогут работать. Однако до этого должны были пройти десятилетия, и в течение всего этого времени оборудование на борту могло собрать чрезвычайно ценную информацию о том, что происходит в окрестностях Солнечной системы. Поэтому его было решено выключать постепенно.
Первыми сразу после пролета Нептуна и Pale Blue Dot обесточили камеры на обоих аппаратах. К концу 1990-х также отключили инфракрасные спектрометры. Затем на Voyager 1 вышел из строя спектрометр плазмы, а в 2008- м для сохранения энергии выключили и приемник планетарных сигналов, которому все равно нечего было слушать.
Однако остальные приборы продолжали работать, и в 2012 году Voyager 1 зафиксировал резкое увеличение количества космических лучей. Это значит, что он преодолел гелиопаузу — точку, в которой мощность солнечного ветра уравновешивает летящие из глубин космоса частицы. Voyager 2 сделал то же самое в 2018 году. Пролет гелиопаузы означал, что аппараты вышли за пределы Солнечной системы и стали первыми созданными людьми объектами, вышедшими в межзвездное пространство. Случилось это на расстоянии 121 и 119 а. соответственно.
Уже к тому моменту связь с аппаратами была чрезвычайно сложной. Для него использовались гигантские антенны американской системы космической связи. Однако сигнал все равно шел к аппарату 16,5 часов. И еще столько же от него на Землю шел ответ.
В 2010-х на аппараты несколько раз посылали команды на включение двигателей. Их траекторию удалось скорректировать, чтобы возможностей наземных систем связи хватило еще на 2–3 года. Однако на 2020 год на борту продолжали работать только магнитометры, детекторы низкоэнергетических частиц, космических лучей и плазменных волн. Информация от них была невероятно ценной, ведь она фиксировала состояние пространства вне Солнечной системы.
Можно ли спасти Voyager
По состоянию на май 2026 года Voyager 1 находится в 172.59 а.е. (25,8 млрд) км. Расстояние до Voyager 2 чуть меньше — 143,05 а.е. (21,4 млрд км). В любом случае это настолько далеко от нас, что даже Плутон может показаться соседним городом.
При этом на первом из них продолжают работать только магнетометр и детектор плазменных волн, а на втором — еще и детектор космических лучей. Значительная часть оборудования при этом рабочая. Но для нее просто не хватает энергии.
Три РИТЭГ на каждом из аппаратов продолжают доживать свои последние годы. Уже в 2030 году их мощности не хватит даже на один прибор. Это будет концом миссии. Технически системы связи смогут отправлять аппаратам Voyager команды и принимать от них ответы до 2036 года. Но передавать уже будет нечего.
Главная проблема с Voyager — это то, что им невозможно просто заменить батарейки. Но можно попытаться оптимизировать энергоснабжение приборов. И именно этим занимаются ученые в рамках программы Big Bang. Весной 2026-го ее начали реализовывать для второго аппарата, а в июне начнут приводить в порядок и первый.
Конечно, это не сможет намного продлить оставшееся время, но ситуация такова, что инженеры борются за каждый ватт. Ведь уже в ноябре этого года Voyager 1 должен преодолеть важную отметку. Его расстояние от Солнца составит целый световой день, то есть команда, отправленная на него, будет идти ровно столько. А еще через несколько месяцев, в 2027 году, аппараты будут праздновать юбилей — 50 лет со дня запуска.
За десятилетия своего функционирования аппараты стали настоящим культурным феноменом. Эта космическая миссия длится дольше всего в истории и находится настолько далеко от Земли, насколько это возможно. Voyager — символ того, что наука является чем-то значительно больше, чем сегодняшние сенсации, о которых завтра никто и не вспомнит.
