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STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Stazioni interplanetarie automatiche Voyager. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano Voyager (voyager inglese, dal francese voyageur - "viaggiatore") è il nome di due veicoli spaziali americani lanciati nel 1977, nonché un progetto per esplorare i pianeti esterni del sistema solare con la partecipazione di veicoli di questa serie. In totale, sono stati creati e inviati nello spazio due veicoli della serie Voyager: Voyager 1 e Voyager 2. I veicoli sono stati creati presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. Il progetto è considerato uno dei più riusciti e produttivi nella storia della ricerca interplanetaria: entrambi i Voyager hanno trasmesso per la prima volta immagini di alta qualità di Giove e Saturno e Voyager 2 ha raggiunto Urano e Nettuno per la prima volta. I Voyager erano il terzo e il quarto veicolo spaziale il cui piano di volo prevedeva un volo al di fuori del sistema solare (i primi due erano Pioneer 10 e Pioneer 11). La Voyager 1 è diventata la prima navicella spaziale della storia a raggiungere i confini del sistema solare e ad oltrepassarlo. I veicoli della serie Voyager sono robot altamente autonomi dotati di strumenti scientifici per esplorare i pianeti esterni, oltre a proprie centrali elettriche, motori a razzo, computer, sistemi di comunicazione e controllo radio. Il peso totale di ciascun dispositivo è di circa 721 kg.
Alla fine degli anni '1960, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) degli Stati Uniti decise di condurre l'esperimento Grand Tour, la cui idea era la seguente. Di solito un veicolo spaziale può raggiungere un pianeta. Ma a volte, una volta ogni pochi decenni, i pianeti del sistema solare sembrano allinearsi uno dopo l'altro e la traiettoria di volo può essere tracciata oltre diversi contemporaneamente. Una situazione simile avrebbe dovuto svilupparsi tra la fine degli anni '1970 e l'inizio degli anni '1980, e gli americani decisero di ispezionare tutti i pianeti, a cominciare da Marte, in un volo. Per fare ciò, hanno deciso di utilizzare la cosiddetta manovra gravitazionale, quando la navicella raggiunge il pianeta e lo "tira", accelerando e girando. Ma non c'erano abbastanza fondi per il "Big Tour", ci siamo dovuti limitare ai pianeti giganti. Il programma Voyager è costato novecento milioni di dollari in cinque anni di sviluppo e dodici anni di lavoro operativo.
Nell'agosto-settembre 1977 furono lanciate due stazioni interplanetarie automatiche "Voyager", ciascuna del peso di 798 chilogrammi. Sono impostati allo stesso modo. La parte più cospicua dei Voyager è la coppa di 3,66 metri di diametro di un'antenna altamente direzionale, che fornisce comunicazione con la Terra. Sul lato posteriore dell'antenna è presente un vano sigillato per strumenti di servizio, che ha la forma di un prisma decaedrico. Contiene sistemi radio, apparecchiature di controllo con computer elettronico di bordo, motori di governo, convertitori di alimentazione; i radiatori del sistema di controllo termico sono montati su tre lati del vano. La stazione è alimentata con elettricità da tre generatori di radioisotopi montati su una delle tre aste. La potenza dei generatori all'inizio del volo ha raggiunto i 431 watt. Gli strumenti scientifici si trovano sulle altre due aste. Su uno di essi sono installati quattro magnetometri, sull'altro, su un giradischi, due telecamere con teleobiettivo e grandangolare, spettrometri a raggi ultravioletti e infrarossi, rivelatori di radiazioni cosmiche, particelle cariche e molto altro. Le stazioni un giorno andranno oltre il sistema solare e potrebbero essere scoperte da civiltà extraterrestri. Pertanto, sui dispositivi è stato installato un container con la registrazione dell'indirizzo di Kurt Waldheim, allora segretario generale delle Nazioni Unite, saluti in 60 lingue, suoni e rumori della Terra per una durata totale di 110 minuti e 115 immagini. Voyager 1 è stato lanciato il 5 settembre 1977. Dal 10 dicembre dello stesso anno all'8 settembre del successivo, ha attraversato la fascia degli asteroidi e il 5 marzo 1979 si è avvicinato a Giove, il 12 novembre 1980 - con Saturno. Voyager 2 è stato lanciato in precedenza, il 20 agosto 1974, ma su una traiettoria diversa e più lenta. Raggiunse Giove il 9 luglio 1979 e il 26 agosto 1981 Voyager 2 seguì il suo predecessore a una distanza di 101 chilometri da Saturno. Gli strumenti della stazione hanno permesso di chiarire la natura di alcuni dei fenomeni rilevati per la prima volta da Voyager 1 e Pioneer 11. Quindi, la risoluzione nelle immagini degli anelli di Saturno è stata portata a 10 chilometri (invece di 70 chilometri al primo incontro) e sono state rivelate le strutture più belle da cui sono intrecciati gli anelli. Il giorno dell'avvicinamento più vicino, la Voyager 2 ha fotografato il nodoso e l'eccentrico anello a F. Le immagini con una risoluzione di pochi chilometri hanno rivelato 4 componenti che compongono l'anello. È stato possibile distinguere fili intrecciati in luoghi diversi e in altri che si estendono in parallelo. Condensazioni e nodi sono stati trovati a determinati intervalli di diverse migliaia di chilometri. Voyager 2 ha anche fornito ulteriori informazioni sulle lune di Saturno. La stazione superò Titano, Rea e Teti. Nella regione delle orbite di Rea e Dione, scoprì un toroide plasma, riscaldato alla temperatura più alta osservata in qualsiasi parte del sistema solare. Il plasma risultò essere trecento volte più caldo della corona solare e due volte più caldo dell'ambiente circostante di Giove. Dopo aver incontrato con successo Saturno, le stazioni hanno completato il "programma minimo" del progetto Voyager. Il primo apparato dopo il passaggio di Saturno "si librava" sopra il piano dell'eclittica e non era più destinato a incontrare i pianeti sulla sua strada. Ma il Voyager 2 è stato deviato dal campo gravitazionale di Saturno in una traiettoria che gli avrebbe consentito di raggiungere Urano e Nettuno. Gli "attivisti" del programma erano pronti a superare tutti i problemi finanziari e tecnici per attuare l'idea del progetto "Big Tour". Il "tiro" a Urano è stato ufficialmente approvato dalla NASA nel gennaio 1981. Nel dicembre 1985 sorsero difficoltà di navigazione, che resero necessario ricalcolare la massa di Urano in avvicinamento alla stazione in modo che la traiettoria calcolata tornasse a coincidere con quella reale. Il 30 dicembre, la stazione ha scoperto un satellite di Urano precedentemente sconosciuto, situato tra l'orbita di Miranda e il confine esterno degli anelli. Fino al momento del massimo avvicinamento agli Urali sono stati scoperti 10 nuovi satelliti. I loro diametri erano di 40-80 chilometri, ad eccezione del primo satellite di 160 chilometri. Il 14 gennaio 1986, quando la Voyager si trovava a una distanza di 12,9 milioni di chilometri dal bersaglio, fu scattata per quattro ore una serie di immagini del disco di Urano, in cui, per la prima volta nella storia dell'esplorazione planetaria, i dettagli dell'atmosfera sono stati visti - una nuvola a mezzaluna brillava vicino al lembo del pianeta. Il 17 gennaio, una fotocamera con obiettivo lungo da 9,1 milioni di chilometri di distanza ha mostrato un pianeta gigante che sembrava una palla verde-blu. Dopo aver superato Urano, la stazione "è uscita in taxi" con successo sulla traiettoria di volo per Nettuno, e ora poche persone dubitano del successo imminente. Valutando lo stato della stazione, gli esperti hanno apportato modifiche ai dettagli del prossimo appuntamento. Nei primi giorni di dicembre 1986, la NASA annunciò che il percorso della Voyager sarebbe stato tracciato più lontano del previsto da Nettuno e, di conseguenza, dal suo satellite Triton. Il pericolo di cinture di radiazioni, frammenti di dimensioni sconosciute che compongono anelli, campi magnetici e altri problemi simili ha costretto il presunto punto di Nettuno a essere spinto indietro a una distanza di 29200 chilometri e Tritone a 40000 chilometri. A tale scopo era prevista una correzione della traiettoria per il 13 marzo 1987. Nel 1987, il software del computer di bordo della Voyager è stato nuovamente sostituito con l'aspettativa di un'illuminazione ancora più bassa e di tempi di esposizione prolungati durante la fotografia. Sono state adottate misure speciali per migliorare la stabilità del giradischi con strumenti scientifici. Si è deciso di rallentare il movimento della piattaforma per evitare la sfocatura delle immagini. Come prima dell'incontro con Urano, il test della nuova modalità di funzionamento ha avuto luogo su Voyager 1. Il diametro delle principali antenne della Deep Space Communications Station della NASA è stato aumentato da 64 metri a 70 metri. A loro volta, le antenne della US National Science Foundation, i radiotelescopi australiani e giapponesi sono stati combinati in un unico complesso con le stazioni di rilevamento della NASA. Dal gennaio 1989, trovandosi a una distanza di 310 milioni di chilometri dal bersaglio, Voyager 2 ha iniziato a sparare a Nettuno. A differenza del disco informe di Urano, le formazioni nuvolose erano già visibili nelle immagini di Nettuno con una risoluzione di soli seimila chilometri. Il 3 aprile 1989, le telecamere della stazione hanno rivelato una struttura nell'atmosfera di Nettuno della stessa forma e dimensioni relative della Grande Macchia Rossa di Giove. Dopo aver rianalizzato le immagini, gli scienziati si sono convinti che i segni di questo fenomeno atmosferico fossero presenti nelle fotografie almeno dal 23 gennaio 1989. Successivamente, ha ricevuto il nome di Great Dark Spot.
Il 5 giugno, contemporaneamente all'inizio della calibrazione dello strumento, la Voyager ha iniziato una speciale sessione di imaging durante la quale un'immagine del disco del pianeta veniva trasmessa ogni quinta parte di una rivoluzione attorno al suo asse. A metà giugno, le fotografie sono state trasmesse sulla Terra, che ha rivelato il primo satellite sconosciuto di Nettuno, che ha ricevuto un nome temporaneo nel 1989. All'inizio di agosto era già stata annunciata la scoperta di quattro nuovi satelliti. Tutti loro sono stati registrati in una fotografia scattata il 30 luglio. I nuovi satelliti erano blocchi scuri e informi di dimensioni comprese tra 50 e 400 chilometri. Quindi sono stati scoperti altri due satelliti con un diametro di 50 e 90 chilometri. Il 6 agosto sono iniziati gli studi sul bilancio termico di Nettuno e l'imaging ad alta risoluzione del disco del pianeta. Le seguenti scoperte erano legate agli anelli di Nettuno. Le immagini della stazione, scattate più di una settimana prima dell'avvicinamento più vicino al pianeta, hanno inizialmente confermato l'esistenza di archi aperti attorno a Nettuno. Tuttavia, più la stazione era vicina al bersaglio, più i filamenti di archi apparivano sulle immagini, trasformandosi infine in anelli di densità diverse in aree diverse. In totale sono stati identificati quattro anelli di Nettuno. Nella notte del 24 agosto, mentre girava intorno al polo nord di Nettuno, il Voyager 2 è passato alla distanza minima dal pianeta - 4895 chilometri dal limite superiore dello strato di nubi. Solo due ore prima, la stazione ha scattato le migliori fotografie dell'atmosfera di Nettuno. 4 ore e 15 minuti dopo l'incontro con Nettuno, il Voyager 2, sotto l'influenza del campo gravitazionale del pianeta, si trovava a una distanza di 38600 chilometri da Tritone, il più grande satellite di Nettuno. Un mondo sconosciuto di creste e faglie piene di lava viscosa simile al ghiaccio, bacini e laghi di fango liquido apparve davanti agli occhi dei terrestri. Il diametro del satellite è risultato essere di 2730 chilometri. Il 9 ottobre è stata annunciata la scoperta di un geyser attivo su Triton. Un'immagine scattata il 24 agosto da una distanza di 99920 chilometri ha mostrato un'espulsione di materia oscura che ha raggiunto un'altezza di otto chilometri. La sostanza, secondo gli scienziati, era azoto con impurità di molecole organiche, che gli davano un colore scuro. I dati di Voyager hanno permesso di chiarire il diametro di un altro noto satellite di Nettuno, la Nereide. Il suo diametro era di 340 chilometri. Durante l'incontro con Nettuno, Voyager 2 stava lavorando quasi al limite delle sue capacità. In totale sono state eseguite circa 80 diverse manovre, tra cui 9 virate fluide della piattaforma con strumenti scientifici. La durata dell'esposizione durante lo scatto ha raggiunto i dieci minuti e ogni volta è stato possibile evitare la sfocatura dell'immagine. Dopo il passaggio della famiglia Nettuno, la stazione "si tuffò" sotto il piano dell'eclittica e con un angolo di cinquanta gradi iniziò ad allontanarsi dal sistema solare in direzione della stella Ross 248, che apparentemente raggiungerà nel 42000 . La parte planetaria della missione Voyager terminò ei loro sistemi di imaging furono spenti dopo l'ultima serie di fotografie. Tuttavia, le risorse dei sistemi elettrici di entrambi i Voyager consentiranno di trasmettere informazioni scientifiche sullo stato del mezzo ormai interstellare per un periodo piuttosto lungo. Durante questo periodo, sono state ricevute sulla Terra più di centomila immagini e altre informazioni su tutti i pianeti giganti e sui loro dintorni. Le informazioni scientifiche ottenute da Voyagers erano disponibili non solo per gli scienziati di tutto il mondo, ma per l'intera comunità internazionale. Le immagini dei pianeti scattate dalle stazioni hanno fatto la copertina di riviste popolari, introducendo l'umanità negli angoli più remoti del sistema solare. Autore: Musskiy SA
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Commenti sull'articolo: Jurassic Per quanto riguarda la navicella della serie Voyager, questo è uno dei tanti momenti meravigliosi, deliziosi ed epocali nella storia dell'umanità. Molte grazie agli organizzatori e ai lavoratori di questa pagina, il tuo lavoro amplia gli orizzonti del lettore. Spero che tale illuminazione risvegli nelle giovani menti curiose la sete di scienza e tecnologia per contribuire alla conoscenza del mondo circostante. [su]
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