Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie

Voyager 2

Voyager 2

Voyager 2
Inne nazwyMariner Jupiter/Saturn B
Zaangażowani NASA Jet Propulsion Laboratory
Indeks COSPAR1977-076A
Rakieta nośnaTitan IIIE-Centaur z dodatkowym stopniem TE-364/4
Miejsce startu Cape Canaveral Air Force Station , Stany Zjednoczone
Cel misji gazowe olbrzymy
Orbita (docelowa, początkowa)
Czas trwania
Początek misji 20 sierpnia 1977 (14:29:44 UTC)
Wymiary
Masa całkowita825,5 k g
Masa aparatury naukowej104,8 k g

Voyager 2 - ( pl. Podróżnik 2) bezzałogowa sonda kosmiczna wysłana w 1977 roku w przestrzeń kosmiczną z Przylądka Canaveral przez amerykańską agencję kosmiczną NASA . Z początku jej zadaniem było dokładne zbadanie Jowisza oraz Saturna , jednak sprawowała się na tyle dobrze, że przeprogramowano ją, aby przeprowadziła badania również pozostałych planet zewnętrznych . Sonda spisała się bardzo dobrze i przesłała obrazy wszystkich czterech planet, ich księżyców i pierścieni. Do dnia dzisiejszego Voyager 2 jest jedyną sondą, która dotarła do Urana i Neptuna .

Spis treści

Konstrukcja sond Voyager

Sonda Voyager 2 ma konstrukcję identyczną jak sonda Voyager 1.

Na pokładzie każdej z sond Voyager zostało zainstalowanych 10 instrumentów naukowych. Instrumenty te, oraz system telekomunikacyjny sond, posłużyły do przeprowadzenia 11 eksperymentów, których opis znajduje się w artykule o sondzie Voyager 1.

Z powodu stopniowego zmniejszania się ilości wytwarzanej energii elektrycznej, po zakończeniu fazy badania planet, kolejno wyłączane są niektóre instrumenty naukowe sondy. Do 2020 roku planowane jest utrzymanie na pokładzie Voyagera 2 pracy następujących instrumentów: Low-Energy Charged Particle Subsystem, Cosmic Ray Subsystem, Magnetometer, Plasma Wave Subsystem i Plasma Subsystem[1].

Przebieg misji

Start sondy Voyager 2

Start sondy Voyager 2 nastąpił 20 sierpnia 1977 roku. Najpotężniejsza ówczesna amerykańska rakieta nośna Titan IIIE-Centaur z dodatkowym stopniem na stały materiał pędny wyniosła sondę na prowadzącą ku Jowiszowi orbitę o peryhelium wynoszącym 1,0 j.a. i aphelium 6,28 j.a. Wkrótce po starcie wystąpiły problemy podczas aktywacji urządzeń sondy. Brak było potwierdzenia, że wysięgnik naukowy został wyprostowany i zablokowany w prawidłowej pozycji. Późniejsze testy potwierdziły prawidłową pozycję wysięgnika, błędnie natomiast działał czujnik jego położenia. Wystąpiły też problemy z komputerowym systemem sterowania sondy, co zmusiło inżynierów do jego przeprogramowania.

15 grudnia 1977 r. Voyager 2 został prześcignięty przez wystrzeloną szesnaście dni później, ale wprowadzoną na szybszą trajektorię, sondę Voyager 1. W tym momencie wzajemna odległość między sondami wynosiła 17 mln km.

6 kwietnia 1978 r. doszło do awarii głównego odbiornika radiowego sondy. Komputer pokładowy przełączył odbiornik na zapasowy, który jednak okazał się uszkodzony - niesprawny był kondensator obwodu strojenia. Awaria ta groziła utratą całej misji i inżynierom z JPL zajęło kilka miesięcy opracowanie procedur umożliwiających sprawne przesyłanie rozkazów na sondę[2].

Jowisz

24 kwietnia 1979 r. Voyager 2 zaczął wykonywać pierwsze fotografie Jowisza, tworzące film ukazujący cyrkulację atmosferyczną planety. 2 lipca sonda osiągnęła granice jowiszowej magnetosfery .

8 lipca 1979 r. sonda zbliżyła się do księżyca Kallisto na odległość 214 930 km. 9 lipca, zbliżając się do Jowisza, sonda przeleciała kolejno obok Ganimedesa (minimalna odległość 62 130 km), Europy (205 720 km) i Amaltei (558 370 km). Największe zbliżenie do Jowisza miało miejsce 9 lipca o 22:29 UTC, w odległości 721 670 km od centrum planety, około 650 000 km od szczytów chmur. Tego samego dnia, oddalając się od planety, sonda w dużej odległości (1 129 900 km) minęła Io [3].

3 sierpnia Voyager 2 opuścił obszar magnetosfery Jowisza, a 5 sierpnia 1979 r. zakończona została faza obserwacji planety. Dokonany podczas przelotu obok Jowisza manewr asysty grawitacyjnej oraz wykonany zaledwie w 2 godziny po największym zbliżeniu do planety manewr korekcji trajektorii, zmieniły orbitę sondy na prowadzącą do Saturna orbitę hiperboliczną.

Trajektoria Voyagera 2 została tak dobrana, żeby umożliwić bliski przelot obok Europy, która nie była obserwowana z bliska przez sondę Voyager 1. Odkrycia dokonane przez Voyagera 1 spowodowały też, że wprowadzono zmiany w programie przelotu Voyagera 2: przeprowadzono serie obserwacji nowo odkrytych pierścieni planety, aktywności wulkanicznej na Io oraz zórz i wyładowań atmosferycznych na nocnej stronie Jowisza. Na podstawie wyglądu powierzchni Europy wysunięto przypuszczenie, że pod jej stosunkowo cienką skorupą może znajdować się ocean ciekłej wody. Na przekazanych przez sondę zdjęciach odkryto także niewielki księżyc Adrastea [4].

Saturn

Faza obserwacji Saturna przez Voyagera 2 rozpoczęła się 5 czerwca 1981 r., kiedy sonda znajdowała się w odległości około 77 mln km od planety. 19 sierpnia wykonany został manewr korekcji trajektorii, który spowodował, że punkt największego zbliżenia do Saturna został przesunięty o 900 km bliżej w kierunku planety. Trajektoria ta została wybrana tak, żeby zapewnić wykonanie manewru asysty grawitacyjnej, który miał skierować sondę w kierunku Urana .

Pierwszym księżycem planety, do którego zbliżył się Voyager 2 był Japet . 23 sierpnia sonda minęła ten księżyc w odległości 908 680 km. 24 sierpnia Voyager osiągnął granice magnetosfery planety. 25 sierpnia sonda przeleciała obok Hyperiona (minimalna odległość 431 370 km) i Tytana (666 190 km). 26 sierpnia, zbliżając się do Saturna, Voyager 2 przeleciał kolejno obok Dione (502 310 km) i Mimasa (309 930 km)[3].

26 sierpnia 1981 r. o 03:24 UTC Voyager 2 zbliżył się do Saturna na najmniejszą odległość, wynoszącą 161 000 km od centrum planety, około 101 000 km od szczytów chmur. Tego samego dnia, oddalając się od planety, sonda przeleciała kolejno obok Enceladusa (minimalna odległość 87 010 km), Tethys (93 010 km) i Rei (645 260 km)[3].

110 minut po zbliżeniu na najmniejszą odległość od planety, platforma skanująca sondy uległa zacięciu. Komputer pokładowy zareagował na to wstrzymując wykonywanie dalszych obserwacji. Inżynierom udało się dopiero po trzech dniach uruchomić zaciętą platformę. Awaria ta spowodowała utratę części planowanych obserwacji dotyczących głównie pierścieni oraz Tethysa i Enceladusa. 5 września Voyager 2 minął w odległości 2 mln km Febe , najbardziej odległego, spośród ówcześnie znanych, księżyca Saturna. 25 września 1981 r. zakończona została faza obserwacji planety.

Podczas przelotu przez układ Saturna sonda kontynuowała obserwacje wykonane rok wcześniej przez Voyagera 1. Szczególną uwagę poświęcono na badanie struktury pierścieni planety, w tym obserwacje struktur, nazywanych szprychami, znajdujących się nad powierzchnią pierścienia B. Fotopolarymetr sondy posłużył do obserwacji przebiegu okultacji gwiazdy delta Scorpii przez pierścienie planety, co umożliwiło określenie ich struktury z rozdzielczością 100 metrów. Przeprowadzono uzupełniające, w stosunku do Voyagera 1, obserwacje księżyców planety oraz struktury jej atmosfery. W 1990 roku na zdjęciach wykonanych przez Voyagera 2 odkryto księżyc Pan , znajdujący się wewnątrz przerwy Enckego [4].

Uran

Prowadzenie obserwacji przez sondę na odległościach, na których znajduje się Uran i Neptun, było utrudnione przez konieczność wykonywania zdjęć przy przy niskich natężeniach oświetlenia [5]. Jednocześnie coraz niższe natężenie docierających do Ziemi sygnałów radiowych z sondy ograniczało prędkość przekazywania danych.[6]. W trakcie lotu w kierunku Urana inżynierowie przeprogramowali komputery Voyagera 2. Wprowadzono nowe, bardziej wydajne algorytmy kompresji obrazów i kodowania danych. Podczas przelotu obok planety zastosowano technikę kompensacji ruchu kamer przy użyciu silniczków sondy. Połączono także z sobą w sieć naziemne anteny odbiorcze Deep Space Network i dołączono do nich australijski radioteleskop w Parkes .

Pierwsze nawigacyjne zdjęcia planety zostały wykonane w czerwcu 1985 r. Faza obserwacji Urana rozpoczęła się 4 listopada 1985 r., kiedy sonda znajdowała się od niego w odległości 103,5 mln km. Voyager 2 nadleciał od strony bieguna południowego planety, niemal prostopadle do płaszczyzny, w której otacza Urana system pierścieni i obiegają go jego naturalne satelity. Największe zbliżenie do planety miało miejsce 24 stycznia 1986 r. o 17:59 UTC, w odległości 107 100 km od centrum Urana, około 81 500 km od szczytów chmur. Około dziesięć godzin wcześniej sonda osiągnęła granice magnetosfery planety. Większość obserwacji z bliska księżyców i pierścieni została wykonana w ciągu sześciu godzin w dniu największego zbliżenia. Sonda zbliżyła się kolejno do Tytanii (minimalna odległość 365 200 km), Oberona (470 600 km), Ariela (127 000 km), Mirandy (29 000 km) i Umbriela (325 000 km)[3].

29 stycznia sonda ostatecznie opuściła magnetosferę planety. 14 lutego wykonano, trwający ponad 2,5 h, manewr korekcji trajektorii, który wraz z dokonaną podczas przelotu obok Urana asystą grawitacyjną, skierował Voyagera 2 na na prowadzącą do Neptuna orbitę hiperboliczną. 25 lutego 1986 r. zakończona została faza obserwacji Urana.

Voyager 2 odkrył obecność pola magnetycznego i pasy radiacyjne planety, zbadał strukturę jej magnetosfery, odkrył zorze polarne. Zbadano strukturę i dynamikę atmosfery, zawartość w niej helu i wielu związków chemicznych. Wyznaczono okres obrotu planety wokół osi. Sonda po raz pierwszy ukazała szczegóły morfologii powierzchni i budowy geologicznej największych księżyców planety. Najbardziej niezwykłym księżycem okazała się Miranda, której powierzchnia przedstawia ogromne zróżnicowanie pod względem budowy geologicznej. Voyager odkrył dwa nowe pierścienie planety oraz liczne, widoczne tylko w świetle rozproszonym do przodu, pasma pyłowe w płaszczyźnie pierścieni. Podczas przelotu odkryto dziesięć niewielkich księżyców planety. Są to: Kordelia , Ofelia , Bianka , Kresyda , Desdemona , Julia , Porcja , Rozalinda , Belinda i Puk . W 1999 r. na zdjęciach wykonanych przez Voyagera 2 odkryto jeszcze kolejny księżyc, który został nazwany Perdyta [4].

Neptun

Pierwsze nawigacyjne zdjęcia Neptuna zostały wykonane w maju 1988 r. Faza obserwacji planety przez Voyagera 2 rozpoczęła się 5 czerwca 1989 r., kiedy sonda znajdowała się od niej w odległości około 117 mln km. Dla zapewnienia sprawnego odbioru danych z sondy powiększono anteny i zmodernizowano odbiorniki należące do Deep Space Network, ponownie połączono je w sieć oraz dołączono do nich zestaw anten radiointerferometru Very Large Array oraz radioteleskop w Parkes . Dodatkowo do odbioru sygnałów radiowych z Voyagera wykorzystano też japoński radioteleskop w Usuda.

Około trzynaście godzin przed przelotem obok Neptuna Voyager 2 osiągnął granice magnetosfery planety. Następnie, zbliżając się do planety, sonda wykonała obserwacje Nereidy (zbliżenie na odległość 4,65 mln km), Proteusza (97 860 km) i Larissy (60 180 km). Największe zbliżenie do Neptuna miało miejsce 25 sierpnia 1989 r. o 03:56 UTC, w odległości 29 240 km od centrum planety, około 4500 km od szczytów chmur. Voyager 2 przeleciał nad okolicami północnego bieguna planety, co umożliwiło wykonanie manewru asysty grawitacyjnej, który skierował sondę na spotkanie z Trytonem . Największe zbliżenie do Trytona nastąpiło 25 sierpnia o 09:10 UTC, w odległości 39 790 km od centrum księżyca[3].

28 sierpnia sonda ostatecznie opuściła magnetosferę planety. 2 października 1989 r. zakończona została faza obserwacji Neptuna.

Voyager 2 odkrył obecność pola magnetycznego planety, zbadał strukturę jej magnetosfery, odkrył zorze polarne. Zbadano strukturę i dynamikę atmosfery, zawartość w niej helu i wielu związków chemicznych. Wyznaczono okres obrotu planety wokół osi. Sonda po raz pierwszy ukazała szczegóły morfologii powierzchni i budowy geologicznej największych księżyców planety. Na powierzchni Trytona odkryto czynne gejzery wyrzucające pióropusze gazów i pyłów. Okazało się, że Tryton posiada też bardzo rozrzedzoną atmosferę. Wykonane przez Voyagera 2 obserwacje potwierdziły istnienie systemu pierścieni Neptuna . Podczas przelotu odkryto sześć księżyców planety. Są to: Najada , Talassa , Despoina , Galatea , Larissa i Proteusz [4].

Voyager Interstellar Mission

Pożegnalne zdjęcie wykonane przez Voyagera 2 w trzy dni po minięciu Neptuna i Trytona

Przelot nad północnym biegunem Neptuna zmienił tor lotu Voyagera 2 na, prowadzącą poza Układ Słoneczny, orbitę o nachyleniu 48° na południe od płaszczyzny ekliptyki i mimośrodzie 6,3. Od tego czasu sonda wykonuje pomiary wiatru słonecznego, pól magnetycznych i promieni kosmicznych. Po minięciu Neptuna, NASA oficjalnie przemianowała 1 stycznia 1990 r. misje obydwu sond Voyager na Voyager Interstellar Mission (Misja Międzygwiezdna Voyagera). Jej głównym zadaniem jest zbadanie krańcowych obszarów heliosfery , w tym dotarcie do heliopauzy .

31 sierpnia i 1 września 2007 roku, w odległości 83,7 j.a. od Słońca, Voyager 2 kilkakrotnie przekroczył granicę szoku końcowego heliosfery i znalazł się w obszarze płaszcza Układu Słonecznego . Nastąpiło to o 10,3 j.a. bliżej Słońca niż w przypadku sondy Voyager 1, co świadczy o niesymetrycznej strukturze heliosfery[7][8][9].

Ponieważ na pokładzie sondy funkcjonuje detektor plazmy (Plasma Subsystem), Voyager 2 przekazuje dokładniejsze informacje o warunkach fizycznych panujących w krańcowych obszarach heliosfery niż Voyager 1, na którym instrument ten uległ awarii. Przewiduje się, że wytwarzana przez generatory MHW- RTG energia wystarczy do utrzymania pracy ostatnich instrumentów naukowych na pokładzie sondy do około 2025 r.[1]

W marcu 2010 roku Voyager 2 znajdował się w odległości ok. 92 j.a. od Słońca. Sonda oddala się od niego z prędkością 15,524 km/s, czyli 55886 km/h (3,275 j.a. rocznie)[10] w kierunku punktu na niebie o rektascensji 338°, deklinacji -62° (-47,46° szerokości ekliptycznej, 310,89° długości ekliptycznej) [11]. Około roku 40 176 Voyager 2 minie gwiazdę Ross 248 w gwiazdozbiorze Andromedy w najmniejszej odległości wynoszącej 1,65 roku świetlnego , a za około 294 000 lat minie, w odległości około 4,32 lat świetlnych, najjaśniejszą gwiazdę ziemskiego nieba - Syriusza w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa [12].

Zobacz też

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Voyager: Spacecraft Lifetime . [dostęp 26 września 2008].
  2. Uszkodzenie kondensatora obwodu strojenia spowodowało, że odbiornik nie może dostrajać się do zmian częstotliwości o wartościach większych niż 96 Hz w odbieranym sygnale. Zmiany częstotliwości sygnału są wywołane przez efekt Dopplera na skutek zmian we względnej prędkości między sondą i antenami nadawczymi na Ziemi, które wynikają z ruchu obrotowego Ziemi oraz z jej ruchu orbitalnego i ruchu samej sondy. Dodatkowo uszkodzony odbiornik gwałtownie reaguje na zmiany temperatury o wartości zaledwie 0,25 °C zmieniając swą częstotliwość odbiorczą. Konieczne okazało się przewidywanie dokładnej temperatury odbiornika zależnej od pracy urządzeń na pokładzie sondy, orientacji sondy oraz jej odległości od Słońca i mijanych planet.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Voyager Mission Description .
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 USGS Astrogeology: Gazetteer of Planetary Nomenclature - Planetary Body Names and Discoverers .
  5. Natężenie światła słonecznego na Uranie jest około 360 razy, a na Neptunie około 900 razy mniejsze niż na Ziemi. Zmuszało to do wykonywania przez sondę zdjęć mijanych ciał przy długich czasach ekspozycji , co groziło zamazywaniem zdjęć pod wpływem ruchu własnego i drgań sondy.
  6. Odbierana na Ziemi moc sygnałów radiowych z okolic Urana była czterokrotnie mniejsza, a z okolic Neptuna około dziesięciokrotnie mniejsza, niż podczas przelotu obok Saturna.
  7. UI researchers make first measurements of the solar wind termination shock ( ang. ). University of Iowa News Release, 2008-07-03. [dostęp 17 grudnia 2008].
  8. Richardson et al.: Cool heliosheath plasma and deceleration of the upstream solar wind at the termination shock ( ang. ). Nature, Vol. 454. no. 7200, pp. 63 - 66, 2008–07–03. [dostęp 17 grudnia 2008].
  9. Gurnett & Kurth: Intense plasma waves at and near the solar wind termination shock ( ang. ). Nature, Vol. 454. no. 7200, pp. 78 - 80, 2008–07–03. [dostęp 17 grudnia 2008].
  10. Spacecraft escaping the Solar System; Heavens-Above GmbH
  11. NSSDC Master Catalog: Voyager 2 .
  12. The Voyager Neptune travel guide . NASA, JPL, 1989-06-01.  ( ang. ) (str. 175)

Linki zewnętrzne i źródła


Inne hasła zawierające informacje o "Voyager 2":

1977 SETI odebrano tzw. sygnał Wow! . 20 sierpnia – wystrzelenie w przestrzeń kosmiczną sondy Voyager 2 . 5 września – wystrzelenie w przestrzeń kosmiczną sondy Voyager 1 . 7 września ...

1979 ...

1980 ...

National Aeronautics and Space Administration przestrzeni kosmicznej poza jego granicami ( Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 i Voyager 2 ). Sporym sukcesem okazały się badania Marsa , wliczając w to m.in. ...

2006 ...

Syriusz do średnicy Ziemi, a masę niewiele mniejszą od masy Słońca. Sonda kosmiczna Voyager 2 , wystrzelona 20 sierpnia 1977 roku z Ziemi z międzyplanetarną misją ...

1989 łańcuch " – łańcuch ludzi o długości 600 km. 25 sierpnia – sonda kosmiczna Voyager 2 zbliżyła się do Neptuna . 8 września – katastrofa norweskiego samolotu u ...

Historia nauki ...

Eksploracja kosmosu ...

Pioneer 10 ...


Inne lekcje zawierające informacje o "Voyager 2":

Hasło nie występuje w innych lekcjach!





Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie