За счет чего летят вояджеры
Как при помощи гравитации «Вояджеры» покинули Солнечную систему
Путешествие на огромные расстояния в космосе для корабля обходится не дешево. Это не дешево по времени, не дешево в затратах топлива и, в конечном итоге, не дешево в деньгах. И если природа предлагает нам какую-то бесплатную помощь для достижения нашей цели, мы должны ее принять.
Гравитационные силы помогают космическим кораблям экономить на всех этих факторах, используя простой физический закон. Космические корабли NASA «Вояджер-1» и «Вояджер-2» ( Voyager 1&2) прославились тем, что с помощью гравитации Юпитера и Сатурна ускорились, чтобы преодолеть притяжение Солнца и начать исследование межзвездного пространства.
Зачем использовать гравитацию?
Вместо того, чтобы использовать гравитацию, чтобы двигаться к месту назначения, космический корабль может просто нести больше топлива для двигателей. Но тогда космический корабль будет иметь большую массу. Увеличение массы означает, что для запуска корабля потребуется больше топлива в ракете-носителе. Поскольку большее количество топлива увеличивает вес самой ракеты, нам нужно больше топлива и для перевозки этого топлива. Затраты растут.
Когда масса космического корабля увеличивается, требования к топливу, таким образом, возрастают экспоненциально. Это увеличивает как себестоимость, так и технологическую сложность всей миссии. Но, можно сэкономить с помощью гравитационного ускорения, к тому же и уменьшив время экспедиции.
Как это сделали «Вояджеры»
При запуске у «Вояджеров» не было достаточной скорости, чтобы самостоятельно преодолеть гравитацию Солнца. Это было и остается за рамками наших технологических возможностей. И поэтому их траектория была спланирована так, чтобы использовать «гравитационные катапульты» Юпитера и Сатурна, чтобы получить дополнительную скорость, которая позволила бы выйти за пределы Солнечной системы. Как это работает легко понять в терминах векторов. В отличие от скаляряров (например, скорости), которые имеют только величину, векторы (например, той же скорости) имеют как величину, так и направление. Изменение направления подразумевает изменение скорости, что было весьма полезно для «Вояджеров». Посмотрим, каким образом.
Рассмотрим космический корабль, приближающийся к планете с траекторией, как показано на диаграмме ниже. Пусть скорость планеты вокруг Солнца равна V. Скорость космического корабля при приближении к планете равна V(in), а при удалении от планеты — V(out), как показано в случаях 1 и 2 соответственно:
V(in) можно вычислить по теореме Пифагора (квадратный корень из суммы квадратов «компонента горизонтальной скорости» космического корабля V и «компонента вертикальной скорости» U). V(out) можно выразить просто как сумму V и U, как вы можете увидеть на картинке выше. Ниже приведены расчеты скорости для каждого случая:
Из этого простого вычисления видно, что
Т.е. космический аппарат получил 60% от скорости планеты после того, как добавилась её гравитационная помощь. Вы можете ясно видеть, что изменение направления вызывает увеличение скорости. Скорость космического корабля, таким образом, немного увеличивается и это достигается с использованием только силы тяжести планеты.
«Вояджеры» сделали это дважды, — первый раз с Юпитером, а затем с Сатурном, чтобы достичь достаточной скорости для того, чтобы преодолеть гравитацию нашего Солнца и выйти в межзвездное пространство.
Понимание энергетической загадки
Такая же ситуация выглядит совершенно иначе, если вы смотрите с точки зрения планеты. По отношению к планете скорость космического аппарата постепенно увеличивается при приближении к ней за счет гравитации. Точно так же скорость постепенно уменьшается таким же образом, когда он удаляется от нее. Таким образом, скорость аппарата по отношению к планете до и после встречи с ней одинакова. Это фактически сохранение энергии.
Но, если смотреть с точки зрения Солнца, космический корабль получает дополнительную скорость из ниоткуда, по-видимому, нарушая сохранение энергии. Так откуда же получается дополнительная скорость?
Дополнительная скорость исходит от самой планеты. Стоит вспомнить, что у космического корабля тоже есть масса, даже если она незначительна по сравнению с планетой. Поскольку гравитация работает в обоих направлениях, космический корабль немного притягивает планету и замедляет ее движение по своей орбите вокруг Солнца. Из-за сохранения энергии потерянная энергия планеты — это энергия, получаемая космическим аппаратом. Потери скорости для планеты из-за этого незначительны, но скорость, получаемая космическим аппаратом, весьма значительна, как мы можем видеть в наших расчетах выше.
Гравитация может также замедлить движение космического корабля
Кроме того, гравитационные силы могут использоваться для замедления движения космического корабля вместо ускорения его. В примере выше рассмотрим, что космический корабль приближается к планете в направлении, противоположном её движению по орбите вокруг Солнца. Таким образом, математика будет работать так, что скорость космического корабля уменьшается после сближения с планетой. Космический аппарат NASA Messenger использовал гравитацию Земли и Венеры, чтобы замедлить свое движение таким образом, что он мог быть захвачен Меркурием и остался на его орбите.
В научно-фантастическом романе «Свидание с Рамой» Артур Кларк описывает инопланетную цивилизацию, чей межзвездный космический корабль использует гравитацию нашего Солнца для выполнения своего межзвездного маневра, заставляя людей волноваться и думать об этом процессе.
Каким образом Voyager передвигается в космосе? В 2012 аппарат вышел за пределы Солнечной системы, а где он получает энергию и как совершает движение?
Цитируя первый закон Исаака Ньютона: «Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».
В отсутствии атмосферы ничто не замедляет «Вояджеры» и после того, как аппараты были запущены в свой точно рассчитанный путь, продолжать его они будут очень и очень долго, до тех пор, пока аппараты не попадут под действие каких-либо меняющих траекторию сил.
Аппараты имеют жидкостные ракетные двигатели на гидразине, но использовались они не для придания ускорения, а для для корректировок траектории. Двигатели «Вояджера-1» использовались при пролёте Сатурна в ноябре 1980, и испытывались в декабре 2017 года.
Источник энергии для аппаратов — радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ). Генератор преобразует выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов тепловую энергию в энергию электрическую.
В «Вояджерах» используется РИТЭГ на плутонии-238 с полураспадом в 87,7 лет. Мощность генератора падает в соответствии со сроком полураспада, а так же из-за деградации термопар, собственно являющихся главной частью генератора наряду с плутонием.
Вскоре ожидается падение мощности генератора до уровня, при котором станет невозможно использовать систему ориентировки антенны, вместо неё для ориентировки предполагается использовать двигатели. Запаса гидразина должно хватить до где-то 2025.
После того как запас гидразина иссякнет, а РИТЭГ перестанет снабжать аппарат достаточным количеством энергии где-то в начале 2030-х, Земля потеряет связь с аппаратом, но «Вояджеры» будут продолжать свой путь согласно первому закону Ньютона.
Вояджер
Возможно ли с современными технологиями запустить беспилотный рейс для возвращения «Вояджера-1»?
Из всех объектов, созданных человеком, «Вояджер-1» [ 1 ] ↲ Вояджер — название двух американских космических аппаратов, запущенных в 1977 году, а также проекта по исследованию дальних планет Солнечной системы с участием аппаратов данной серии. ↳ находится дальше всего от Земли. После пары гравитационных пинков от Юпитера и Сатурна он улетел из Солнечной системы на довольно большой скорости, и теперь ничто из того, что мы построили, не сможет его достать.
Как это ни странно, но пока я пишу эти строки, «Вояджер» приближается к нам, потому что Земля сейчас находится в той части орбиты, на которой она догоняет «Вояджер» быстрее, чем он улетает. Но через несколько месяцев мы окажемся с другой стороны от Солнца, и «Вояджер» опять начнет удаляться.
У него есть целых 35 лет форы, так что поймать его будет тяжело. Но это еще не самая большая проблема.
Причина, по которой «Вояджер» движется так быстро, заключается в том, что он получил ускорение за счет гравитации Юпитера и Сатурна, в то время как «Новые горизонты» пока только вблизи Юпитера.
Ускорение за счет гравитации не является чем-то парадоксальным, это как отскок теннисного мяча от двигающегося грузовика. Вот гироскоп — это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО магия.
Конечно, догнать его будет не так трудно. Вернуться — вот это сложная задача.
«Вояджер» весит немногим меньше тонны и летит со скоростью 17 километров в секунду (если бы он летел в атмосфере, то это равнялось бы 50 Махам). И поскольку он вышел в межзвездное пространство, то вокруг больше не будет Юпитеров, за которые можно было бы зацепиться. И для остановки «Вояджера» потребуется очень много топлива.
Это то, что инженеры называют деспотизмом ракетного уравнения: если значение скорости изменяется линейно, то количество топлива, которое требуется для изменения этой скорости, растет экспоненциально. И это уравнение говорит нам, что для остановки 720-килограммового «Вояджера» нужно не менее 30 тонн топлива.
Чтобы доставить туда это топливо, нам потребуется еще больше топлива. А чтобы доставить туда это топливо, нам потребуется еще больше топлива. (Вот здесь деспотичное ракетное уравнение и принимает свой экспоненциальный характер.) В итоге, чтобы спасти «Вояджер», нам понадобится запустить флот из по меньшей мере 60 космических кораблей, размером с «Новые горизонты», заполненных только топливом.
Разница между запуском ракеты, которую мы использовали для отправки «Вояджера» за пределы Солнечной системы, и флота, который нужен для путешествия в оба конца, просто поразительна:
Однако существует один способ обойти деспотизм ракетного уравнения: отказаться от ракет.
Ионные двигатели, использующие электрическое поле для ускорения выпускаемого газа, намного эффективнее химических ракет, и благодаря им разгон до больших скоростей становится намного более вероятным.
Причина, по которой мы не используем их для всего подряд — крайне малая тяга, из-за которой на разгон требуется много времени. Это как если бы у вас была машина с исключительным запасом хода, но с двигателем мощностью в одну лошадиную силу. (Кстати, вы уверены, что это не обычная лошадь?) Ионные двигатели прекрасны, хоть существующим образцам и понадобится вечность, чтобы сдвинуть вас с места.
Но раз уж поимка «Вояджера» в любом случае займет много времени, ионные двигатели нам отлично подойдут. Мы можем запустить зонд (вроде этого), который отправится вслед за «Вояджером», прицепится к нему, развернет и проведет его, замедляя в течение нескольких десятилетий.
Когда «Вояджер» потеряет почти всю свою скорость, притяжение Солнца заставит его начать медленный путь к внутренней области Солнечной системы, на который потребуется порядка 200 лет, и с помощью пары очень осторожных толчков мы сможем заставить траекторию его падения пересечься с орбитой Земли.
Два века спустя «Вояджер» доберется до Земли, и поскольку он не сможет замедлиться, спускаясь, то сгорит в атмосфере, потому что мы не додумались отправить со спасательным судном щит для атмосферного торможения. Таким образом, мы потратим несколько столетий работы, а также многие миллиарды долларов.
Может, лучше будет отправиться на спасательном судне к побережью Нового Южного Уэльса, что в Австралии. Там в водах бухты Джервис в 1964 году вследствие случайного столкновения затонул корабль «Вояджер», принадлежавший Австралийскому Королевскому Военно-морскому флоту.
«Вояджер»: самый быстрый космический аппарат во Вселенной
19 января 2006 года земляне запустили зонд «Новые горизонты» — автоматическую межпланетную станцию, которая должна будет изучить Плутон, Харон и объект в поясе Койпера. Полная миссия аппарата рассчитана на 15—17 лет. Окрестности Земли «Новые горизонты» покинул с самой большой скоростью среди известных космических аппаратов — 16,26 км/с относительно Земли. Гелиоцентрическая скорость — 45 км/с, что позволило бы аппарату уйти из Солнечной системы без гравитационного маневра. Однако есть в этой Вселенной аппарат, созданный руками человека, который летит еще быстрее и равных ему в скорости пока нет.
Два космических зонда Voyager побили все рекорды по пройденным расстояниям. Они отправили нам фотографии Юпитера, Сатурна и Нептуна и продолжают двигаться прочь из Солнечной системы. 22 февраля 2014 года «Вояджер-1» находился на расстоянии около 19 миллиардов километров от Земли и по-прежнему отсылает нам данные — 10 часов они идут от зонда к нашей планете. Несколько лет назад мы писали, что «Вояджер-1» покинул Солнечную систему. Как зондам удается передавать данные так далеко?
Космический корабль «Вояджер» использует 23-ваттный радиопередатчик. Это больше, чем у обычного мобильного телефона, но в общем порядке вещей этот передатчик достаточно маломощный. Большие радиостанции на Земле передают десятки тысяч ватт, но все равно сигнал достаточно слабый.
Ключом к успеху, благодаря которому сигнал будет доходить вне зависимости от мощности радиопередатчика, стала комбинация трех вещей:
Антенны, которые использует «Вояджер», достаточно велики. Вы наверняка видели спутниковые тарелки у любителей телевидения. Обычно они 2—3 метра в диаметре. У антенны «Вояджера» диаметр 3,7 метра, и она передает данные, которые принимает 34-метровая антенна на Земле. Антенна «Вояджера» и антенна Земли направлены прямо друг на друга. Всенаправленная маленькая антенка вашего телефона и 34-метровый гигант — совершенно разные вещи.
Спутники «Вояджер» передают данные в 8-гигагерцевом диапазоне, на этой частоте мало помех. Антенна на Земле задействует мощный усилитель и получает сигнал. После этого отправляет сообщение обратно на зонд с помощью мощнейшего передатчика, чтобы «Вояджер» наверняка получил сообщение.
На передовой
«Вояджер-1» передает данные на Землю с 1977 года. Но члены команды, контролирующей миссию в Лаборатории реактивного движения NASA, не так давно обрадовали нас интересной новостью. 12 сентября 2013 года NASA подтвердило, что зонд вступил в область гелиопаузы, где солнечный ветер нашего Солнца уже не так силен, чтобы сталкиваться с солнечными ветрами соседних звезд. В этот момент «трехосный магнитометр» зафиксировал изменение магнитного поля, перпендикулярного направлению движения зонда. «Вояджер-1» стал первым объектом техногенного происхождения, покинувшим Солнечную систему.
Золотая Запись на борту «Вояджера»: 117 изображений Земли, приветствие на 54 языках, земные звуки
Циники — как и большинство астрономов, космологов и само NASA — говорят, что граница Солнечной системы определяется как точка, где объект перестает подвергаться воздействию солнечной гравитации. Но гравитация, как вы знаете, определяет Вселенную в огромных масштабах. И эта точка располагается на дистанции в 50 000 раз большей, чем расстояние от Солнца до Земли. «Вояджер-1» проехал 123 расстояния от Земли до Солнца (примерно 18 миллиардов километров). И ему понадобится еще 14 000 лет, чтобы при нынешней его скорости покинуть гравитационный захват Солнца.
Ничто не мешает программе «Вояджер» делать отличные наблюдения. «Вояджер-1» и его двойник, «Вояджер-2», вылетевший на 15 дней раньше, но опоздавший из-за экскурсии к Урану и Нептуну, обнаружили следы четырех газовых гигантов и множество странных астрономических явлений. И хотя «Вояджер-1» некоторое время оставался в пределах Солнечной системы, он вошел в зону, где заряженные частицы солнечного ветра сменятся пылью и другими материалами, заполняющими пространство между звездами.
За годы «Вояджеры» обнаружили ряд астрономических сюрпризов. Один из последних появился летом 2012 года, когда «Вояджер-1» обнаружил ранее неизвестное явление под названием «магнитное шоссе». В этом регионе, как показали инструменты на борту зонда, сталкиваются солнечное и межзвездное магнитные поля. Эдвард Стоун, главный по программе «Вояджера» с 1972 года, объяснил, что это происходит, когда частицы с низкой энергией внутри «гелиосферы» подменяются более высокоэнергетичными частицами из космоса.
Изображение Юпитера, сделанное «Вояджером-1» в апреле 1979 года
Создатели зондов рассчитывали, что те будут достаточно крепкими и прочными, чтобы выдержать все капризы космоса. Особенно во время близкого подлета к Юпитеру и Сатурну, а также экскурсиям к Урану и Нептуну в исполнении «Вояджера-2». Поэтому когда в 1973 году «Пионер-10» измерил радиацию вокруг Урана и Нептуна и обнаружил, что она выше, чем ожидалось, команда Стоуна потратила 9 месяцев на замену и реконструкцию каждого элемента зонда, который может пострадать. Конечно, зонды были спроектированы с избыточным запасом прочности. Например, каждый из зондов несет по две копии трех отдельных компьютерных систем. Но пока что мало какие бортовые системы нуждаются в перезагрузке. Можно с уверенностью сказать, что Стоун по-отцовски гордится своим творением и его подвигами.
Забота, с которой зонды делали здесь, на Земле, тоже сыграла свою роль в успехе миссии. Когда основной и дополнительный приемники на «Вояджере-2» отказали спустя год от начала миссии, земная команда активировала резервную систему, которая работает и по сей день. В 2010 году, получив искаженное сообщение от зонда, команда провела тщательный дамп памяти, используя один из резервных компьютеров, и выяснила, что один бит в программе изменился с 0 на 1. Перезагрузка программы все исправила.
Изображения Урана: «Вояджер-2», июнь 1986 года, и одно из последних
Команда ученых регулярно обновляет систему управления для обеспечения оптимального использования ресурсов зондов во время их активной работы. Только за юпитерианскую фазу «Вояджера-1» это сделали 18 раз. Возьмем, к примеру, передачу данных. Когда «Вояджеры» облетали Юпитер и Сатурн, зонды были достаточно близки к Земле, чтобы послать несжатое изображение и другие данные на относительно высокой скорости передачи: 115 000 и 45 000 бит в секунду соответственно. Но поскольку сила сигнала изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между передатчиками, во время исследования Урана «Вояджер-2» передавал данные со скоростью 9000 бит/сек. У Нептуна число упало до 3000, тем самым уменьшив количество фотографий и данных, которые можно отправить домой.
Большинство резервных компьютеров включаются в работу, когда основная терпит крушение. Однако одна из вспомогательных систем зондов была активирована и работала совместно с основной. Это позволило отправлять 640-килобайтные изображения Урана с потерей качества после сжатия всего до 256 килобайт.
Как говорится, все гениальное — просто. Команда Стоуна экипировала зонды передовым аппаратным обеспечением под названием дешифратор Рида — Соломона. Устройство значительно снижает уровень погрешности, мешающий корректному прочтению сообщений в случае потерь отдельных битов. Первоначально «Вояджер» использовал старую и хорошо проверенную систему, которая отсылала один бит, «корректирующий ошибки», на каждый бит в сообщении. Дешифратор Рида — Соломона правил одним битом пять других. Забавно то, что в 1977 году способ дешифрации скорректированных данных по методу Рида — Соломона еще не существовал. К счастью, к тому времени, когда «Вояджер-2» достиг Урана в 1986 году, все было готово.
Знаменитый снимок Земли «Pale Blue Dot» 1990 года: последняя миссия «Вояджера-1». 6 миллиардов километров
В настоящее время данные, которые приходят от «Вояджеров» на радиотелескопы по всему земному шару, идут со скоростью всего 160 бит в секунду. Это решение было принято сознательно, чтобы поддерживать постоянную скорость на протяжении всей миссии. Основные камеры были отключены после пролета последней планеты Солнечной системы, активными остались только несколько инструментов. Каждые шесть месяцев на протяжении 30 минут данные с 8-контактной цифровой ленты переносятся в сжатый архив на скорости 1400 бит в секунду.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы на основе плутония-238 будут поддерживать работу инструментов минимум до 2021 года. А к 2025 году после почти полувекового путешествия туда, где нет ничего человеческого, команда отключит зонды и будет сообщаться с ними в немного сентиментальной односторонней манере, чтобы «Вояджеры» верно шли своим курсом. И они будут лететь все дальше и дальше во тьму.
«Вояджер-1» несет достаточно ядерного топлива, чтобы продолжать служить во благо науки до 2025 года, а после смерти плыть по течению. По своей нынешней траектории зонд в конце концов должен оказаться в 1,5 световых годах от нас у звезды Camelopardalis в северном созвездии, которое выглядит чем-то средним между жирафом и верблюдом. Никто не знает, есть ли планеты возле этой звезды и обоснуют ли инопланетяне там резиденцию к моменту прибытия зонда.
40 лет полёта «Вояджеров». Скоро они замолчат навсегда
40 лет назад ученые Земли отправили в далекий полет две межпланетные станции, которые получили названия «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти станции идентичны, различает их лишь название и время запуска.
Станцию «Вояджер-2» запустили 20 августа 1977 года, её близнеца — 5 сентября того же года. До сорокалетия «Вояджера-1» осталось подождать еще пару недель. Путаницы с нумерацией зондов нет, поскольку специалисты изначально запланировали, что «Вояджер-1» должен обогнать своего собрата. Так и получилось: зонд с номером один смог вырваться вперед между орбитой Марса и поясом астероидов.
Обе станции направились по разным маршрутам, что позволило им войти в историю. «Вояджер-1» на данный момент — самый удаленный от нашей планеты объект, созданный человеком. А «Вояджер-2» — первый и единственный пока зонд, который смог нанести визит сразу четырем планетам-газовым гигантам Солнечной системы: Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну.
«Вояджер-1» — не только самый удаленный от Земли рукотворный объект, но и самый быстрый. Его скорость составляет 17 км/с. Сейчас он находится на расстоянии в 139 астрономических единиц, это 21 миллиард километров. Данные полета обоих «Вояджеров» постоянно обновляются на специальной странице Лаборатории реактивного движения НАСА.
Границы Солнечной системы
Говорят, что «Вояджер-1» покинул границы Солнечной системы. Это случалось не единожды. Ученые несколько раз анонсировали, что зонд «уже точно» покинул нашу систему, после чего оказывалось, что это все-таки не так.
Над трудностью определения космических рекордов шутил комикс xkcd. Количество раз, которые «Вояджер-1» покинул границы Солнечной системы, xkcd:1189
Границы были нащупаны в 2012 году. В это время аппарат вошел в зону гелиопаузы, где давление солнечного ветра уравновешивает давление межзвездной среды. Сама гелиосфера — это область околосолнечного пространства, где солнечный ветер всё ещё преобладает над “галактическим ветром” — потоком частиц межзвёздной среды.
В 2013 году несколько раз сообщалось, что «Вояджер-1» вышел за границы влияния Солнца, и в сентябре того же года поступило подтверждение.
Таким образом, зонд все же оказался в межзвездном пространстве. Окончательно ученые убедились в этом лишь в 2014 году. Сейчас плазма, которая окружает зонд, примерно в 40 раз более плотная, чем это было в пределах Солнечной системы.
Надо заметить, что ученые, говоря о том, что аппарат покинул систему, говорят именно о гелиосфере. Если же говорить о выходе за пределы орбиты небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, то этого еще не произошло. Зонд не достиг еще орбиты Седны, транснептунового объекта, не говоря об облаке Оорта. Это облако, «населенное» долгопериодическими кометами, считается внешним краем Солнечной системы.
Набор скорости
Для того, чтобы аппараты смогли набрать достаточную скорость, их запускали при помощи тяжелой ракеты Titan 3E с дополнительной четвертой ступенью. Первая и вторая ступень была заправлена азотным тетраоксидом и аэрозином. В третьей ступени использовался жидкий водород и кислород, а в четвертой уже твердое топливо.
Особенности зондов
Ученые учли, что через несколько лет после старта «Вояджерам» не хватит энергии солнечных панелей для работы всех систем. Поэтому каждый из аппаратов оснащен сразу тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами, мощность которых на момент запуска составляла 470 Ватт. Сейчас из-за полураспада мощность уже ниже — около 300 Ватт. С течением времени она будет падать. Считается, что уже через несколько лет получаемой зондами энергии будет не хватать для нормальной работы, так что системы продолжат путь в радиомолчании.
Конструкция устройств также предусматривает наличие трех типов компьютеров. Первый служит для управления научными инструментами и приборами, второй — управляет полетами, третий — командный. Для резервирования компьютеров каждого типа установлено по два.
Работа над созданием «Вояджера» продолжается (9 июля 1976), НАСА
Весточка Земли
40 лет назад конструкторы, которые разрабатывали зонды, захотели связаться с инопланетным разумом. Авторы проекта заложили в аппараты весточку от землян.
Главное, что хотели указать ученые в сообщении — местоположение Земли. Это и было сделано путем создания специфической карты, где основные ориентиры — это пульсары. Всего их четырнадцать, и каждый обладает уникальными характеристиками. Инопланетной цивилизации, которая сможет перехватить «Вояджер» (любой из них) об особенностях пульсаров должно быть известно. Каждый из них существует миллионы лет, так что это достаточно надежный маяк, который будет работать еще очень долго. Инопланетный разум сможет понять, где находится Земля и через миллион лет. Возможно, некоторые пульсары могут существовать несколько миллиардов лет. Все они быстро вращаются, плюс имеют уникальный «профиль» импульсов электромагнитного излучения. Задержка между импульсами тоже уникальна. В итоге пульсары решили считать «космическими маяками», и составить карту на основе именно пульсаров.
Длина линий, которые соединяют каждый пульсар с Солнцем (это центральный элемент на карте) показывают, насколько далеко каждый из них находится от нашей звезды. Скорость вращения пульсаров записана в бинарном коде, так что все данные удалось сократить всего до 12 символов. Помимо местоположения Земли, карта способна дать понимание того, когда был запущен зонд.
Информация, о которой идет речь, была записана на золотых пластинах. Автором карты является Фрэнк Дрейк. Его дочь, Кетрин Деннинг, говорит, что ученые во время подготовки карты и изготовления золотых пластин не особо спорили на тему возможных рисков контакта с «братьями по разуму». Сейчас, кстати, Деннинг занимается изучением плюсов и минусов отправки сообщений внеземным цивилизациям. Что характерно, сейчас все больше специалистов, не говоря уж об обычных людях, считают, что не стоит пытаться быть услышанными — лучше, как и раньше, просто слушать космос в поисках «родственников».
«Вояджеры» — угроза Земле?
Как уже говорилось выше, все больше людей сейчас склоняется к мысли, что «Вояджеры» представляют собой угрозу для человечества, поскольку они несут информацию о точном местоположении Земли. Эти данные могут быть использованы инопланетным разумом, например, для нападения на нашу планету.
Почему ученые все же решили отправить карту и золотую пластину, где подробнейшим образом рассказывается о жизни на Земле и человечестве? Фрэнсис Дрейк говорит, что когда были запущены «Вояджеры», то ученые даже не знали, существуют ли другие планеты за пределами Солнечной системы. Точнее, большинство специалистов считали, что конечно, они существуют. Но доказательств этому не было.
Сейчас, благодаря телескопу «Кеплер», ученые уже знают, что экзопланеты — это правило для Вселенной, а не исключение, причем землеподобных планет тоже много. В итоге вполне может быть, что жизнь в космосе — тоже правило, а не исключение.
Но поскольку мы даже не представляем о том, что может быть «по ту сторону космоса», то отправлять какие-либо данные о себе может быть крайне необдуманным поступком. «В те годы почти все люди, с которыми я общался, были оптимистами, считающими, что если инопланетяне и существуют, то они, скорее всего, дружелюбны», — заявил недавно Дрейк. «Никто не думал о том, что то, чем мы занимаемся, может быть попросту опасным».
Тем не менее, тот же Дрейк считает, что вероятность того, что карты на борту зондов попадут к внеземной цивилизации, крайне мала. «Они движутся со скоростью более 10 километров в секунду. При этой скорости аппараты смогут добраться до ближайшей звезды лишь через полмиллиона лет, затем еще полмиллиона понадобится для того, чтобы прибыть к другой звезде. И понятно, что они не направлены к конкретному светилу. Они просто летят туда, куда их направили».
Если уж инопланетяне и обнаружат Землю, считает ученый, то по радиошуму и другим признакам существования на планете цивилизации. А вот зонды, скорее всего, будут лететь в тишине Вселенной вечно, оставаясь незамеченными в течение миллионов лет.
Пока аппараты продолжают работать, а значит, они до сих пор присылают на Землю ценнейшие данные о том, что представляет собой дальний космос.
Так что «Вояджеры» — все же благо, а не зло. Они принесли огромную пользу, а вред послания человечества вряд ли возможен.