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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Stations interplanétaires automatiques Voyager. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Voyager (voyageur anglais, du voyageur français - "voyageur") est le nom de deux engins spatiaux américains lancés en 1977, ainsi qu'un projet d'exploration des planètes extérieures du système solaire avec la participation de véhicules de cette série. Au total, deux véhicules de la série Voyager ont été créés et envoyés dans l'espace : Voyager 1 et Voyager 2. Les véhicules ont été créés au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA. Le projet est considéré comme l'un des plus réussis et des plus productifs de l'histoire de la recherche interplanétaire - les deux Voyagers ont transmis pour la première fois des images de haute qualité de Jupiter et de Saturne, et Voyager 2 a atteint Uranus et Neptune pour la première fois. Les Voyagers étaient les troisième et quatrième engins spatiaux dont le plan de vol prévoyait un vol hors du système solaire (les deux premiers étaient Pioneer 10 et Pioneer 11). Voyager 1 est devenu le premier vaisseau spatial de l'histoire à atteindre les limites du système solaire et à le dépasser. Les véhicules de la série Voyager sont des robots hautement autonomes équipés d'instruments scientifiques pour explorer les planètes extérieures, ainsi que de leurs propres centrales électriques, moteurs de fusée, ordinateurs, systèmes de communication radio et de contrôle. Le poids total de chaque appareil est d'environ 721 kg.
À la fin des années 1960, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis a décidé de mener l'expérience Grand Tour, dont l'idée était la suivante. Habituellement, un vaisseau spatial peut atteindre une planète. Mais parfois, une fois toutes les quelques décennies, les planètes du système solaire semblent s'aligner les unes après les autres, et la trajectoire de vol peut être tracée sur plusieurs à la fois. Une situation similaire aurait dû se développer à la fin des années 1970 - début des années 1980, et les Américains entreprirent d'inspecter toutes les planètes, à commencer par Mars, en un seul vol. Pour ce faire, ils ont décidé d'utiliser la soi-disant manœuvre gravitationnelle, lorsque le vaisseau spatial rattrape la planète et qu'il la "tire", en accélérant et en tournant. Mais il n'y avait pas assez de fonds pour le « Big Tour », il fallait se limiter aux planètes géantes. Le programme Voyager a coûté neuf cents millions de dollars sur cinq ans de développement et douze ans de travail opérationnel.
En août-septembre 1977, deux stations interplanétaires automatiques "Voyager" ont été lancées, pesant chacune 798 kilogrammes. Ils sont configurés de la même manière. La partie la plus remarquable des Voyagers est la coupelle d'une antenne hautement directionnelle d'un diamètre de 3,66 mètres, qui assure la communication avec la Terre. Sur la face arrière de l'antenne se trouve un compartiment étanche pour les instruments de service, qui a la forme d'un prisme décaédrique. Il contient des systèmes radio, des équipements de contrôle avec un ordinateur électronique embarqué, des moteurs de direction, des convertisseurs d'alimentation; les radiateurs du système de contrôle thermique sont montés sur trois côtés du compartiment. La station est alimentée en électricité par trois générateurs de radio-isotopes montés sur l'une des trois barres. La puissance des générateurs au début du vol a atteint 431 watts. Des instruments scientifiques sont situés sur les deux autres tiges. Quatre magnétomètres sont installés sur l'un d'eux, sur l'autre, sur un plateau tournant, deux caméras de télévision avec objectifs télé et grand angle, des spectromètres ultraviolets et infrarouges, des détecteurs de rayonnement cosmique, de particules chargées et bien plus encore. Les stations iront un jour au-delà du système solaire et pourraient être découvertes par des civilisations extraterrestres. Par conséquent, un conteneur a été installé sur les appareils avec un enregistrement de l'adresse de Kurt Waldheim, alors secrétaire général de l'ONU, des salutations en 60 langues, des sons et des bruits de la Terre d'une durée totale de 110 minutes et 115 images. Voyager 1 a été lancé le 5 septembre 1977. Du 10 décembre de la même année au 8 septembre de la suivante, il a traversé la ceinture d'astéroïdes et le 5 mars 1979 s'est approché de Jupiter, le 12 novembre 1980 - avec Saturne. Voyager 2 a été lancé plus tôt - le 20 août 1974, mais sur une trajectoire différente et plus lente. Il atteignit Jupiter le 9 juillet 1979 et le 26 août 1981, Voyager 2 suivit son prédécesseur à une distance de 101 1 kilomètres de Saturne. Les instruments de la station ont permis de clarifier la nature de certains des phénomènes détectés pour la première fois par Voyager 11 et Pioneer 10. Ainsi, la résolution dans les images des anneaux de Saturne a été portée à 70 kilomètres (au lieu de 2 kilomètres lors de la première rencontre), et les plus fines structures à partir desquelles les anneaux sont tissés ont été révélées. Le jour de l'approche la plus proche, Voyager 4 a photographié l'anneau F noueux et excentrique. Des images avec une résolution de quelques kilomètres ont révélé XNUMX composants qui composent l'anneau. Il était possible de distinguer des brins entrelacés à différents endroits, et à d'autres s'étirant en parallèle. Des condensations et des nœuds ont été trouvés à certains intervalles de plusieurs milliers de kilomètres. Voyager 2 a également fourni des informations supplémentaires sur les lunes de Saturne. La station est passée par Titan, Rhéa et Téthys. Dans la région des orbites de Rhéa et Dioné, il découvre un toroïde à plasma, chauffé à la température la plus élevée jamais observée dans le système solaire. Le plasma s'est avéré être trois cents fois plus chaud que la couronne solaire et deux fois plus chaud que l'environnement de Jupiter. Après avoir rencontré avec succès Saturne, les stations ont achevé le "programme minimum" du projet Voyager. Le premier appareil après le passage de Saturne "planait" au-dessus du plan de l'écliptique, et il n'était plus destiné à rencontrer des planètes sur son chemin. Mais Voyager 2 a été dévié par le champ gravitationnel de Saturne dans une trajectoire qui lui permettrait d'atteindre Uranus et Neptune. Les "activistes" du programme étaient prêts à surmonter tous les problèmes financiers et techniques afin de mettre en œuvre l'idée du projet "Big Tour". Le "lancer" vers Uranus a été officiellement approuvé par la NASA en janvier 1981. En décembre 1985, des difficultés de navigation surgissent, qui obligent à recalculer la masse d'Uranus à l'approche de la station pour que la trajectoire calculée coïncide à nouveau avec la trajectoire réelle. Le 30 décembre, la station a découvert un satellite d'Uranus jusqu'alors inconnu, situé entre l'orbite de Miranda et la limite extérieure des anneaux. Jusqu'au moment de l'approche maximale de l'Oural, 10 nouveaux satellites ont été découverts. Leurs diamètres étaient de 40 à 80 kilomètres, à l'exception du premier satellite de 160 kilomètres. Le 14 janvier 1986, alors que Voyager se trouvait à une distance de 12,9 millions de kilomètres de la cible, une série d'images du disque d'Uranus a été prise pendant quatre heures, au cours desquelles, pour la première fois dans l'histoire de l'exploration planétaire, des détails de l'atmosphère ont été vus - un croissant de nuage brillait près du limbe de la planète. Le 17 janvier, une caméra à objectif long à 9,1 millions de kilomètres a montré une planète géante qui ressemblait à une boule vert-bleu. Après avoir dépassé Uranus, la station a réussi à "rouler" sur la trajectoire de vol vers Neptune, et maintenant peu de gens doutaient du succès à venir. Évaluant l'état de la station, les experts ont apporté des ajustements aux détails du prochain rendez-vous. Dans les premiers jours de décembre 1986, la NASA a annoncé que la trajectoire de Voyager serait tracée plus loin que prévu de Neptune et, par conséquent, de son satellite Triton. Le danger des ceintures de radiation, des fragments de tailles inconnues qui composent les anneaux, des champs magnétiques et d'autres troubles similaires ont forcé le point supposé de Neptune à être repoussé à une distance de 29200 40000 kilomètres, et Triton - à 13 1987 kilomètres. A cet effet, une correction de trajectoire était prévue pour le XNUMX mars XNUMX. En 1987, le logiciel informatique embarqué de Voyager a de nouveau été remplacé avec l'attente d'un éclairage encore plus faible et d'un temps d'exposition prolongé lors de la photographie. Des mesures spéciales ont été prises pour améliorer la stabilité du plateau tournant avec des instruments scientifiques. Il a été décidé de ralentir le mouvement de la plate-forme pour éviter le flou des images. Comme avant la rencontre avec Uranus, les tests du nouveau mode de fonctionnement ont eu lieu sur Voyager 1. Le diamètre des antennes principales de la station de communications spatiales profondes de la NASA a été augmenté de 64 mètres à 70 mètres. À leur tour, les antennes de la US National Science Foundation, des radiotélescopes australiens et japonais ont été combinées en un seul complexe avec des stations de suivi de la NASA. Depuis janvier 1989, étant à une distance de 310 millions de kilomètres de la cible, Voyager 2 a commencé à tirer sur Neptune. Contrairement au disque sans relief d'Uranus, les formations nuageuses étaient déjà visibles sur les images de Neptune avec une résolution d'environ six mille kilomètres seulement. Le 3 avril 1989, les caméras de la station ont révélé une structure dans l'atmosphère de Neptune de la même forme et de la même taille relative que la grande tache rouge de Jupiter. Après avoir réanalysé les images, les scientifiques ont été convaincus que des signes de ce phénomène atmosphérique étaient présents sur les photographies depuis au moins le 23 janvier 1989. Par la suite, il reçut le nom de Great Dark Spot.
Le 5 juin, simultanément au début de l'étalonnage de l'instrument, Voyager entame une séance d'imagerie spéciale au cours de laquelle une image du disque de la planète est transmise tous les cinquièmes de tour autour de son axe. À la mi-juin, des photographies ont été transmises à la Terre, qui ont révélé le premier satellite inconnu de Neptune, qui a reçu un nom temporaire en 1989. Début août, la découverte de quatre nouveaux satellites était déjà annoncée. Tous ont été enregistrés sur une photographie prise le 30 juillet. Les nouveaux satellites étaient des blocs sombres et informes dont la taille variait de 50 à 400 kilomètres. Ensuite, deux autres satellites d'un diamètre de 50 et 90 kilomètres ont été découverts. Le 6 août, les études sur le bilan thermique de Neptune et l'imagerie haute résolution du disque de la planète ont commencé. Les découvertes suivantes étaient liées aux anneaux de Neptune. Des images de la station, prises plus d'une semaine avant l'approche la plus proche de la planète, ont initialement confirmé l'existence d'arcs ouverts autour de Neptune. Cependant, plus la station était proche de la cible, plus les filaments d'arcs apparaissaient pleinement sur les images, se transformant finalement en anneaux de densités différentes dans différentes zones. Au total, quatre anneaux de Neptune ont été identifiés. Dans la nuit du 24 août, en contournant le pôle nord de Neptune, Voyager 2 est passé à la distance minimale de la planète - 4895 kilomètres de la limite supérieure de la couche nuageuse. À peine deux heures plus tôt, la station a pris les meilleures photographies de l'atmosphère de Neptune. 4 heures 15 minutes après la rencontre avec Neptune, Voyager 2, sous l'influence du champ gravitationnel de la planète, se trouvait à une distance de 38600 2730 kilomètres de Triton, le plus gros satellite de Neptune. Un monde inconnu de crêtes et de failles remplies de lave visqueuse semblable à de la glace, de bassins et de lacs de boue liquide est apparu devant les yeux des terriens. Le diamètre du satellite s'est avéré être de 9 kilomètres. Le 24 octobre, la découverte d'un geyser actif sur Triton a été annoncée. Une image prise le 99920 août à une distance de XNUMX XNUMX kilomètres a montré une éjection de matière noire qui a atteint une hauteur de huit kilomètres. La substance, selon les scientifiques, était de l'azote avec des impuretés de molécules organiques, lui donnant une couleur sombre. Les données de Voyager ont permis de préciser le diamètre d'un autre satellite connu de Neptune, la Néréide. Son diamètre était de 340 kilomètres. Lors de la rencontre avec Neptune, Voyager 2 fonctionnait presque à la limite de ses capacités. Au total, environ 80 manœuvres différentes ont été effectuées, dont 9 virages en douceur de la plate-forme avec des instruments scientifiques. La durée de l'exposition pendant la prise de vue a atteint dix minutes, et à chaque fois, il a été possible d'éviter le flou de l'image. Après le passage de la famille Neptune, la station a "plongé" sous le plan de l'écliptique et sous un angle de cinquante degrés a commencé à s'éloigner du système solaire en direction de l'étoile Ross 248, qu'elle atteindra apparemment en 42000 . La partie planétaire de la mission Voyager s'est terminée et leurs systèmes d'imagerie ont été éteints après la dernière série de photographies. Néanmoins, les ressources des systèmes électriques des deux Voyagers permettront pendant assez longtemps de transmettre des informations scientifiques sur l'état du milieu désormais interstellaire. Pendant ce temps, plus de cent mille images et autres informations sur toutes les planètes géantes et leur environnement ont été reçues sur Terre. Les informations scientifiques obtenues par Voyagers étaient accessibles non seulement aux scientifiques du monde entier, mais à l'ensemble de la communauté internationale. Les images des planètes prises par les stations ont fait la couverture de magazines populaires, introduisant l'humanité dans les coins les plus reculés du système solaire. Auteur : Musskiy S.A.
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Commentaires sur l'article : jurassique En ce qui concerne le vaisseau spatial de la série Voyager, c'est l'un des nombreux moments merveilleux, délicieux et marquants de l'histoire de l'humanité. Un grand merci aux organisateurs et aux travailleurs de cette page, votre travail élargit les horizons du lecteur. J'espère qu'une telle illumination éveillera chez les jeunes esprits curieux une soif de science et de technologie pour contribuer à la connaissance du monde environnant. [en haut]
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