"Вояджер" застрял на космической таможне

Оказывается, на границе Солнечной системы и дальнего космоса существует своеобразная таможня. Там силовые линии магнитного поля, порождаемого Солнцем и присутствующего в солнечном ветре, претерпевают пересоединение с силовыми линиями магнитных полей межзвездной среды. Это стало известно благодаря информации, полученной от зонда "Вояджер 1".

Фото:

Идея "Большого тура" впервые появилась в конце 60-х годов — еще до запуска "Аполлонов" к Луне и космических аппаратов "Пионер" к Юпитеру. Разработка данного проекта НАСА началась в далеком 1969 году, но до старта Вояджеров, космических бегунов на длинные дистанции, оставалось восемь долгих лет. Первым был запущен к Юпитеру Вояджер-2 с космодрома космического центра им. Кеннеди 20 августа 1977 года, его ракета-носитель "Титан 3Е-Центавр" имела стартовую массу в 700 тонн!

Второй старт совершил Вояджер-1 5 сентября 1977 года, космический побратим Вояджера-2. Оба космических аппарата направлялись к Юпитеру, Вояджер-1 — по более короткой и требующей больших затрат трассе. В соответствии с расчетами, Вояджер-1 достиг 5 марта 1979 года планеты Юпитер, опередив КА Вояджер-2. Второй Вояджер долетел до планеты-гиганта 9 июля 1979 года. Оба аппарата были созданы в лаборатории реактивного движения НАСА.

Замечательная идея исследования планет-гигантов родилась в исключительно удачный момент времени: в конце семидесятых — начале восьмидесятых годов ХХ столетия все они удачно расположились в сравнительно узком секторе Солнечной системы и выстроились в "параде планет". Такая ситуация наблюдалась ранее, а именно за 180 лет до старта Вояджеров!

Цель долговременной миссии заключалась в последовательном облете каждым из Вояджеров нескольких планет. Использование гравитационных маневров делало возможным перелет КА от одной планеты к другой за относительно короткое время. Без такого маневра полет к Нептуну, продолжался бы на 20 лет дольше и потребовал бы немыслимого расхода горючего.

Читайте также: "Вояджер" покидает Солнечную систему

Совпадение реальных обстоятельств и блестящих идей реализовалось успешно: в настоящее время пара зондов Вояджеров идут своими траекториями по Солнечной системе уже 35 лет. Они движутся все быстрее; понемногу ускоряясь, эти аппараты стали самыми далекими и быстрыми движущимися космическими рукотворными объектами. Именно сейчас они готовы к выходу в открытый космос, за истинные пределы Солнечной системы. Пройдя гелиопаузу, границу Солнечной системы, "путешественники" продолжат полет в межзвездном пространстве. Voyager 1 близок к этому пределу — вскоре он окончательно выйдет за пределы гелиосферы, где ощутимо влияние солнечного ветра, и продолжит движение в межзвездной среде.

3 декабря 2012 года работающие с данными Вояджера 1 ученые представили результаты текущей работы зондов, который впервые позволяет нам — пускай и виртуально — пересечь столь отдаленную от нас границу Солнечной системы. Впервые человечеству предоставлена возможность рассмотреть все, что происходит в этой таинственной области. Вояджер 1 уже давно прошел границу ударной волны, которая образуется при обтекании звездным ветром Солнечной системы, в результате чего образуется гелиосфера — область, в которой главным является Солнце, наполняющее гелиосферную полость потоками солнечного ветра.

Граница межзвездного пространства и гелиосферы называется гелиопаузой — в этой области частицы солнечного ветра замедляются, их движение становится хаотичнее. Это есть результат столкновения потоков звездного и солнечного ветров. В июне 2010 года, когда Вояджер 1 удалился на 17 миллиардов километров от Солнца, скорость солнечного ветра упала практически до нуля.

28 июля 2012 года Вояджер 1 вошел в новую область пространства, далеко за орбитами Нептуна и Плутона. Анализируя данные, ученые выявили много неожиданных особенностей. Оказалось, что в этой области силовые линии магнитного поля, порождаемого Солнцем и присутствующего в солнечном ветре, претерпевает пересоединение с силовыми линиями магнитных полей межзвездной среды. Это пересоединение на самой границе Солнечной системы позволяет частицам солнечного ветра уходить в межзвездное пространство, а звездному ветру — проходить внутрь Солнечной системы. Таможня в области пересоединения дает им добро на прохождение границы в области гелиопаузы!

Аналог скоростной дороги, магнитного хайвея (magnetic highway), на самом деле не является постоянной структурой, а весьма переменчивой, о чем свидетельствуют данные Вояджера 1. Только с 25 августа, по мере дальнейшего продвижения Вояджера 1, работа "хайвея" стабилизировалась полностью. По силовым линиям области пересоединения летят частицы из межзвездного космического пространства.

Читайте также: Вояджер" не хочет расставаться с нами

Это явление можно трактовать как иерархию вложенных систем, когда магнитосфера Земли омывается солнечным ветром, и происходит формирование ударной волны и переходного слоя на границе магнитосферы, еще более мощными являются магнитосферы планет-гигантов, где наблюдаются те же процессы. Гелиосфера на порядки больше по масштабу, но обтекание звездным ветром ее препятствия демонстрирует пересоединение в том же качестве, то есть когда частицы принимают игру, навязанную электромагнитными полями от разных источников в космической среде.

Читайте самое интересное в рубрике Наука и техника