• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Voyager 1



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]
    Przeczytaj także...
    Asysta grawitacyjna – w astrodynamice pojęcie określające zmianę prędkości i kierunku lotu kosmicznego przy użyciu pola grawitacyjnego planety lub innego dużego ciała niebieskiego. Jest to obecnie powszechnie używana metoda uzyskiwania prędkości pozwalających osiągnąć zewnętrzne planety Układu Słonecznego. Została opracowana w 1959 roku w moskiewskim Instytucie Matematyki im. Stiekłowa.Europa (Jowisz II) – czwarty co do wielkości księżyc Jowisza z grupy księżyców galileuszowych i szósty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Najprawdopodobniej posiada on pod lodową skorupą ocean ciekłej wody.

    Voyager 1 – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, wystrzelona 5 września 1977 roku z Przylądka Canaveral na Florydzie w ramach programu Voyager. Na początku 2020 roku sondę dzieliła od Ziemi odległość około 148 au i była ona najdalszym i ciągle działającym obiektem wysłanym w przestrzeń kosmiczną przez człowieka. Sygnał wysłany przez sondę w kierunku anten Deep Space Network potrzebował ponad 20 godzin na przebycie tej drogi.

    Tytan (Saturn VI) – największy księżyc Saturna, jedyny księżyc w Układzie Słonecznym posiadający gęstą atmosferę, w której zachodzą skomplikowane zjawiska atmosferyczne. Jest to również jedyne ciało poza Ziemią, na powierzchni którego odkryto powierzchniowe zbiorniki cieczy – jeziora. Nie wypełnia ich jednak woda, ale ciekły metan, który na Ziemi występuje w postaci palnego gazu.Spektroskopia – nauka o powstawaniu i interpretacji widm powstających w wyniku oddziaływań wszelkich rodzajów promieniowania na materię rozumianą jako zbiorowisko atomów i cząsteczek. Spektroskopia jest też często rozumiana jako ogólna nazwa wszelkich technik analitycznych polegających na generowaniu widm.

    Sondy Voyager wykorzystały technikę przyspieszania w polu grawitacyjnym mijanych planet, co pozwoliło na osiągnięcie dużych prędkości bez konieczności używania paliwa. Voyager 1, wystrzelony 16 dni później niż Voyager 2, wyprzedził swoją siostrzaną jednostkę i pierwszy dotarł do dalszych planet Układu Słonecznego. Asysty grawitacyjne uczyniły z niego najszybszy obiekt wysłany przez człowieka w kosmos.

    Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku. Wyraża to wzórJednostka astronomiczna, oznaczenie au (dawniej również AU, w języku polskim czasem stosowany jest skrót j.a.) – pozaukładowa jednostka odległości używana w astronomii równa dokładnie 149 597 870 700 m. Dystans ten odpowiada w przybliżeniu średniej odległości Ziemi od Słońca. Definicja i oznaczenie zostały przyjęte podczas posiedzenia Międzynarodowej Unii Astronomicznej w Pekinie w 2012 roku.

    Pierwotnym celem misji Voyagera 1 było zbadanie Jowisza i Saturna oraz ich księżyców. Po zakończeniu eksploracji planet, główne zadanie stanowi badanie krańcowych obszarów heliosfery oraz pomiar właściwości fizycznych przestrzeni międzygwiezdnej.

    Od grudnia 2004 sonda znajdowała się w obszarze płaszcza Układu Słonecznego. W sierpniu 2012 roku Voyager 1, jako pierwsza sonda wykonana przez człowieka, przekroczył heliopauzę i znalazł się w przestrzeni międzygwiezdnej.

    Przewiduje się, że zasilanie w energię elektryczną wystarczy do utrzymania funkcjonowania sondy i łączności z Ziemią do około 2025 roku.

    Układ ekliptyczny – sferyczny układ współrzędnych, gdzie kołem głównym jest ekliptyka, głównym kierunkiem zaś kierunek do punktu Barana. Współrzędne stanowią: szerokość ekliptyczna (kąt zawarty między płaszczyzną ekliptyki a kierunkiem do danego ciała niebieskiego) i długość ekliptyczna, mierzona od punktu Barana w kierunku ruchu Słońca po ekliptyce.Ekliptyka – (z gr. έκλειψις zaćmienie) wielkie koło na sferze niebieskiej, po którym w ciągu roku pozornie porusza się Słońce obserwowane z Ziemi.

    Cele naukowe programu Voyager[ | edytuj kod]

    Misja główna[ | edytuj kod]

    Głównym zadaniem misji obu sond Voyager była eksploracja układów Jowisza i Saturna. Po zakończonych sukcesem przelotach obok tych planet NASA wydała zgodę na przedłużenie misji sondy Voyager 2 do, kolejno, Urana i Neptuna.

    Mimas (Saturn I) – siódmy, pod względem wielkości, księżyc Saturna, odkryty razem z Enceladusem w 1789 roku przez Williama Herschela. Jest on najmniejszym znanym ciałem, zdolnym utrzymać kształt bliski sferycznemu (znajdującym się w równowadze hydrostatycznej) dzięki własnej grawitacji.Pasmo X (ang. X band) — fragment widma fal elektromagnetycznych w zakresie promieniowania mikrofalowego o częstotliwościach od 8 do 12,5 GHz. Pasmo to jest wykorzystywane przez niektóre satelity telekomunikacyjne, oraz wojskowe radary, głównie lotniczych systemów kierowania ogniem. Pojęcie pasma X jest używane również w odniesieniu do rozszerzonego pasma AM.

    Zadania wykonywane podczas przelotu obok każdej z mijanych planet obejmowały:

  • zbadanie cyrkulacji, dynamiki, struktury i składu atmosfery planety,
  • scharakteryzowanie morfologii, geologii i stanu fizycznego księżyców planety,
  • wyznaczenie poprawionych wartości dla masy, rozmiarów i kształtu planety, jej księżyców i pierścieni,
  • określenie struktury pola magnetycznego i scharakteryzowanie składu i dystrybucji uwięzionych w nim cząstek naładowanych i plazmy.
  • Misja Międzygwiezdna[ | edytuj kod]

    Eksploracja planet zakończyła się wraz z przelotem Voyagera 2 obok Neptuna w 1989 roku. Głównym celem przedłużonej misji sond Voyager jest rozszerzenie eksploracji Układu Słonecznego poza planety zewnętrzne, do krańcowych obszarów heliosfery i – po przekroczeniu heliopauzy – dotarcie do lokalnego ośrodka międzygwiazdowego.

    Pamięć taśmowa (ang. tape memory) – typ masowej pamięci zewnętrznej, w której jako nośnik informacji jest wykorzystywana taśma magnetyczna.Materia międzyplanetarna to wszelka materia znajdująca się w przestrzeni międzyplanetarnej. Przestrzeń tę wypełniają gazy, pył międzyplanetarny, wiatr słoneczny, promieniowanie oraz pola magnetyczne Słońca i planet.

    Zadania naukowe wykonywane podczas tej fazy misji obejmują:

  • charakteryzacja ewolucji wiatru słonecznego przy zwiększającej się odległości od Słońca,
  • obserwacja zmienności cyklu słonecznego w odległym ośrodku międzyplanetarnym,
  • zbadanie zmienności w ośrodku międzyplanetarnym na różnych szerokościach ekliptycznych,
  • poszukiwanie promieni kosmicznych o niskiej energii,
  • scharakteryzowanie mechanizmów przyspieszania cząstek i mechanizmów osiągania przez plazmę równowagi termodynamicznej w ośrodku międzyplanetarnym,
  • poszukiwanie oznak obecności międzygwiazdowego wodoru i helu pochodzących z wiatru międzygwiazdowego,
  • obserwacja i określenie charakterystyki szoku końcowego naddźwiękowego wiatru słonecznego,
  • scharakteryzowanie poddźwiękowego wiatru słonecznego poza szokiem końcowym,
  • obserwacja i określenie charakterystyki heliopauzy,
  • scharakteryzowanie lokalnego ośrodka międzygwiazdowego i związanych z nim emisji radiowych,
  • obserwacja emisji radiowych pochodzących ze Słońca i wiatru słonecznego,
  • monitorowanie emisji promieniowania Słońca w zakresie skrajnego ultrafioletu,
  • poszukiwanie gazu międzyplanetarnego i międzygwiazdowego.
  • Konstrukcja sond Voyager[ | edytuj kod]

    Schemat konstrukcji sondy Voyager

    Obydwie sondy Voyager mają jednakową konstrukcję. Kadłub sondy ma kształt dziesięciobocznego pierścienia, o wysokości 47 cm i średnicy 1,78 m, otaczającego centralny zbiornik z hydrazyną. We wnętrzu kadłuba znajduje się wyposażenie elektroniczne, w tym komputery, rejestrator danych i nadajniki radiowe. Podstawowe urządzenia sondy zostały zdublowane. Do górnej powierzchni kadłuba zamontowana jest paraboliczna antena główna o wysokim zysku (HGA), mająca średnicę 3,66 m. Do kadłuba przymocowane są też trzy wysięgniki z dodatkowym wyposażeniem. Większość instrumentów naukowych umieszczono na wysięgniku naukowym o długości 2,5 m. Na jego końcu znajduje się ruchoma platforma skanująca, na której zamontowano kamery, fotopolarymetr, spektrometry oraz detektory plazmy i cząstek naładowanych. Instrumenty te mogły być dzięki temu precyzyjnie ustawiane w kierunku obserwowanych obiektów. Na oddzielnym wysięgniku o długości 13 m zostały zamontowane magnetometry. Na trzecim wysięgniku, umieszczonym po przeciwnej do wysięgnika naukowego stronie kadłuba, znajdują się radioizotopowe generatory termoelektryczne (RTG). Dwie prostopadłe anteny o długości 10 m służą do odbioru fal plazmowych i badań radioastronomicznych. Sonda jest stabilizowana trójosiowo, a antena wysokiego zysku jest zawsze skierowana ku Ziemi.

    Program Pioneer – program misji amerykańskich sond kosmicznych przeznaczonych do prowadzenia badań Księżyca, przestrzeni międzyplanetarnej i planet. Starty sond Pioneer odbywały się w latach 1958 – 1978.Tebe (Jowisz XIV) – księżyc Jowisza, odkryty przez S. Synnotta w 1979 r. na podstawie zdjęć wykonanych przez sondę Voyager 1.

    Zasilanie w energię[ | edytuj kod]

    Dwa radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW-RTG ang. Multi Hundred Watt (MHW) Radioisotope Thermoelectric Generators (RTG)

    Energia elektryczna dostarczana jest przez trzy radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW-RTG). Każdy generator ma 50,8 cm długości, 40,6 cm średnicy, masę 39 kg i zawiera około 4,5 kg plutonu 238 w postaci dwutlenku. Ogniwa termoelektryczne generatorów wykonane są z krzemu i germanu, a osłona zbudowana jest z berylu. Na początku misji generatory wytwarzały napięcie stałe o wartości 30 V i łącznej mocy około 475 W. Dostarczana energia zmniejsza się z czasem z powodu rozpadu radioaktywnego plutonu i degradacji elementów ogniw termoelektrycznych.

    Pale Blue Dot (pl. Błękitna kropka albo Bladoniebieska kropka) – fotografia Ziemi wykonana przez sondę kosmiczną Voyager 1 opuszczającą Układ Słoneczny.Voyager 2 (pl. Podróżnik 2) – bezzałogowa sonda kosmiczna wysłana w 1977 roku w przestrzeń kosmiczną z Przylądka Canaveral przez amerykańską agencję kosmiczną NASA. Rozpoczęcie lotu zbiegło się w czasie z bardzo korzystnym położeniem planet, które umożliwiło odwiedzenie wszystkich gazowych olbrzymów: Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna przez jeden próbnik. Z początku zadaniem misji było dokładne zbadanie Jowisza oraz Saturna, jednak sonda sprawowała się na tyle dobrze, że przeprogramowano ją, aby przeprowadziła badania również pozostałych planet zewnętrznych. Voyager 2 przesłał obrazy wszystkich czterech planet, ich księżyców i pierścieni. Do dnia dzisiejszego jest jedyną sondą, która dotarła do Urana i Neptuna.

    Tempo spadku mocy wynosi średnio około 4,3 W rocznie, co zmusza do stopniowego wyłączania systemów pokładowych i instrumentów naukowych. W styczniu 2015 roku generatory sondy Voyager 1 wytwarzały energię o mocy 254,6 W, a generatory Voyagera 2 energię o mocy 255,8 W.

    Łączność[ | edytuj kod]

    Łączność z sondami utrzymywana jest głównie za pośrednictwem anteny o wysokim zysku (High-Gain Antenna, HGA) o średnicy 3,66 m. Kąt połowy mocy HGA dla pasma X wynosi 0,5°, a dla pasma S 2,3°. Na strukturze nośnej HGA zamontowana jest także antena o niskim zysku (LGA), która używana była sporadycznie podczas niektórych manewrów i w razie problemów z utrzymaniem łączności. Każda sonda ma dwa transpondery (główny i zapasowy). Każdy z transponderów zawiera nadajniki pracujące w paśmie S (2295 MHz) i w paśmie X (8418 MHz) oraz odbiornik w paśmie S (2113 MHz). Voyagery były pierwszymi sondami, które używały pasma X jako głównej częstotliwości nadawczej. Nadajnik w paśmie S mógł pracować z mocą 9,4 W oraz 28,3 W, natomiast nadajnik w paśmie X z mocą 12 W oraz 21,3 W.

    Deep Space Network (DSN) – nadawczo-odbiorcza globalna sieć dużych anten zarządzana przez Jet Propulsion Laboratory. Anteny te pozwalają na nawiązanie łączności pomiędzy Ziemią a flotą bezzałogowych sond kosmicznych eksplorujących Układ Słoneczny. Służą one także do radioastronomii. Jest to sieć przekaźników zlokalizowanych na terenie Hiszpanii, Kalifornii oraz Australii. Rozmieszczenie urządzeń właśnie w tych miejscach umożliwia niezakłóconą ruchem Ziemi komunikację z kosmicznymi pojazdami. DSN dzięki temu jest uznawana za najbardziej czuły system telekomunikacyjny na naszej planecie.Beryl (Be, łac. beryllium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 4, metal należący do drugiej grupy głównej układu okresowego. Jedynym stabilnym izotopem jest Be. Został odkryty przez Louisa Vauquelina w 1798 r.

    Dane mogą być magazynowane na pokładzie sond, do późniejszej transmisji na Ziemię, przy użyciu cyfrowego napędu taśmowego (Digital Tape Recorder) zapisującego na ośmiu ścieżkach z maksymalną szybkością 115,2 kilobitów na sekundę. Pojemność taśmy wynosi 536 megabitów, co jest równoważne zapisowi 96 zdjęć z kamer sondy.

    Kompresja danych (ang. data compression) – polega na zmianie sposobu zapisu informacji tak, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru. Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów.Tetyda (też: Tethys; Saturn III) – piąty co do wielkości księżyc Saturna. Jest prawie pięć razy mniejsza od Tytana. Mała gęstość Tetydy pozwala przypuszczać, że jest to księżyc lodowy, podobnie jak Dione i Rea, i składa się ona prawie w całości z lodu wodnego.

    Na Ziemi łączność z sondą utrzymywana jest przy użyciu sieci Deep Space Network (DSN) z antenami o średnicy 34 m i 70 m rozmieszczonymi w trzech kompleksach – w okolicy Madrytu w Hiszpanii, Canberry w Australii i Goldstone (w pobliżu Barstow) w Kalifornii.

    Dane naukowe mogły być transmitowane w paśmie X z maksymalną szybkością 115,2 kilobitów na sekundę (przy Jowiszu). Możliwa do uzyskania szybkość przekazu maleje wraz ze wzrostem odległości sond od Ziemi – przy Saturnie wynosiła 44,8 kb/s, przy Uranie i Neptunie (Voyager 2) 21,6 kb/s. Podczas obecnej fazy misji Voyager (Misja Międzygwiezdna) dane typowo przesyłane są z sond w paśmie X w czasie rzeczywistym, z szybkością 160 bitów na sekundę i odbierane przez anteny DSN o średnicy 34 m. Dane z szerokopasmowego odbiornika fal plazmowych o wysokim tempie zapisu (115,2 kb/s) na pokładzie Voyagera 1 są okresowo zapisywane na taśmie i co około pół roku przesyłane z szybkością 1,4 kilobitów na sekundę, co wymaga odbioru przez 70-metrową antenę DSN. Ponieważ dane z tego instrumentu na pokładzie Voyagera 2 nie są już dłużej użyteczne, pamięć taśmowa na jego pokładzie została w 2007 roku wyłączona.

    NASA (National Aeronautics and Space Administration) (pl. Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) – agencja rządu Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za narodowy program lotów kosmicznych, ustanowiona 29 lipca 1958 r. na mocy National Aeronautics and Space Act, zastępując poprzednika – National Advisory Committee for Aeronautics. Jest wydziałem Departamentu Obrony USA i jest mu bezpośrednio podległa.New Horizons (ang. Nowe Horyzonty) – sonda kosmiczna zbudowana przez amerykańską agencję kosmiczną NASA w ramach programu New Frontiers (Nowe Granice). Celem jej jest zbadanie Plutona (planety karłowatej na krańcach Układu Słonecznego), jego księżyca Charona oraz co najmniej jednego innego obiektu pasa Kuipera. Sonda nie zostanie wprowadzona na orbitę planety karłowatej, lecz przeleci obok niej w bezpiecznej odległości. Misja będzie miała za zadanie sporządzić dokładne mapy Plutona i jego księżyca Charona, określić skład ich powierzchni oraz zbadać atmosferę Plutona. W związku z odkryciem czterech małych księżyców zewnętrznych (Nixa, Hydry, Kerberos i Styx), do celów misji zostaną dodane zadania związane z badaniem tych obiektów.

    Instrukcje ze stacji naziemnych są przesyłane do sond w paśmie S z szybkością 16 bitów na sekundę.

    Systemy sterowania[ | edytuj kod]

    Konstrukcja sond umożliwia ich funkcjonowanie w stopniu wysoce autonomicznym. Na pokładzie znajdują się trzy połączone ze sobą systemy komputerowe, każdy złożony z dwóch komputerów – głównego i zapasowego:

  • Computer Command Subsystem (CCS) – główne komputery sterujące sondy. CCS jest odpowiedzialny za utrzymywanie łączności z Ziemią, przetwarza i wykonuje instrukcje sterujące pracą instrumentów naukowych i innych systemów sondy. Zawiera algorytmy rozpoznające nieprawidłowości w funkcjonowaniu sondy i zapewniające ochronę przed ich skutkami.
  • Attitude and Articulation Control Subsystem (AACS) – odpowiedzialny za kontrolę położenia sondy. AACS utrzymuje antenę wysokiego zysku w pozycji skierowanej w kierunku Ziemi, steruje manewrami korekcyjnymi oraz ruchami platformy skanującej.
  • Do kontroli położenia wykorzystywane są trzy żyroskopy (używane jedynie przez krótki czas, do kilku godzin, podczas niektórych manewrów) oraz czujniki Słońca (Sun Sensor) i gwiazd (Canopus Star Tracker). Sterowany przez AACS system napędowy składa się z 16 silników o ciągu 0,889 N każdy. Cztery służą do wykonywania manewrów korekcji trajektorii, pozostałe służące do stabilizacji położenia sondy podzielono na dwa zestawy po 6 silników. Materiał pędny stanowi hydrazyna, której początkowy zapas wynosił 90 kg. W styczniu 2015 roku na pokładzie Voyagera 1 pozostało 17,38 kg, a Voyager 2 miał zapas 25,27 kg hydrazyny.

    Saturn – gazowy olbrzym, szósta planeta Układu Słonecznego pod względem oddalenia od Słońca, druga po Jowiszu pod względem masy i wielkości. Charakterystyczną jego cechą są pierścienie, składające się głównie z lodu i w mniejszej ilości z odłamków skalnych; inne planety-olbrzymy także mają systemy pierścieni, ale żaden z nich nie jest tak rozległy ani tak jasny. Według danych z lipca 2013 roku znane są 62 naturalne satelity Saturna.Żyrafa (łac. Camelopardalis, dop. Camelopardalis, skrót Cam) zwana też Wielbłądem – gwiazdozbiór okołobiegunowy nieba północnego pomiędzy Gwiazdą Polarną a Woźnicą. Liczba gwiazd dostrzegalnych nieuzbrojonym okiem: około 50. Widoczny w Polsce przez cały rok. Najlepiej obserwować go w miesiącach zimowych. Wtedy około godziny 21 znajduje się blisko zenitu. Przedstawia żyrafę z głową usytuowaną blisko północnego bieguna niebieskiego. Długa szyja Żyrafy rozciąga się w kierunku gwiazdozbiór Małej Niedźwiedzicy i Smoka, omijając po drodze północny biegun niebieski. Wcześniej w tym miejscu wyobrażano wielbłąda.
  • Flight Data Subsystem (FDS) – kontroluje pracę instrumentów naukowych, zbiera i formatuje dane naukowe i inżynieryjne przeznaczone do transmisji na Ziemię oraz koduje i wykonuje kompresję tych danych.


  • Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]




    Warto wiedzieć że... beta

    Magnetopauza – powierzchnia ograniczająca magnetosferę planety (np. Ziemi), na której ciśnienie wiatru słonecznego równoważy ciśnienie pola magnetycznego planety.
    Madryt (hiszp. Madrid) – stolica i największe miasto Hiszpanii, położony w środkowej części kraju u podnóża Sierra de Guadarrama (Wyżyna Kastylijska) nad rzeką Manzanares.
    Gliese 445 (również AC+79 3888) – jedna z najbliższych gwiazd, leży w gwiazdozbiorze Żyrafy w odległości ok. 17,5 lat świetlnych od Słońca. Jasność wizualna tego czerwonego karła to 10,79. Jest on zatem słabym obiektem i można go dostrzec dopiero przy użyciu teleskopu. Należy do typu widmowego M3,5 V.
    Kąt połowy mocy (ang. Half Power Beam Width – HPBW), zwany również szerokością wiązki głównej – kąt zawarty pomiędzy punktami wiązki głównej promieniowania anteny, dla których natężenie pola elektromagnetycznego spada do poziomu -3 dB (0,707) względem wartości maksymalnej, stanowiącej punkt odniesienia.
    Rektascensja, α (łac. recta ascensio – "wznoszenie proste") – jedna ze współrzędnych astronomicznych, określających położenie ciała niebieskiego na sferze niebieskiej w układzie współrzędnych astronomicznych zwanym układem równikowym równonocnym.
    Jowisz – piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa jest nieco mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem dwa i pół raza większa niż łączna masa wszystkich innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem tworzy grupę gazowych olbrzymów, nazywaną czasem również planetami jowiszowymi.
    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.078 sek.