Известный американский астрофизик Нил Деграсс Тайсон в своем интервью заявил, что космическое пространство таит в себе объекты и явления, которые могут значительно расширить наше понимание Вселенной. Зонд Voyager 1 зафиксировал 775 неизвестных объектов, движущихся в космосе, и их природа поражает воображение. Этот аппарат исследует космос уже 45 лет, и ученые до сих пор удивляются открытиям, которые он делает ежедневно. Тайсон отметил: "Как только вы выйдете за пределы известного пространства, сложно предсказать, что изменится, ведь в этот момент вы фактически пересекаете границы межзвездного пространства. Если мы обнаружим что-то, кроме пустоты, это будет крайне интересно". В августе 2012 года Voyager 1 пересек границу Солнечной системы и вышел в межзвездное пространство. Тайсон напомнил, что наше понимание этого пространства всё еще очень ограничено, и всё, что мы найдем в нем, может оказаться неожиданным открытием. Впервые в истории мы получаем данные измерений из области, которая ранее была недоступна для исследования. Межзвездное пространство занимает огромные области Вселенной, и расстояния между звездами настолько велики, что их трудно представить. Хотя ученые много лет размышляли о природе межзвездного пространства, Voyager 1 стал первым аппаратом, отправившим данные из этой загадочной области. Зонды-близнецы Voyager 1 и Voyager 2 исследуют космос уже более 40 лет, хотя их первоначальная миссия была рассчитана всего на пять лет и предусматривала изучение Юпитера и Сатурна.
Изначально предполагалось, что эта миссия будет краткосрочной. Уникальное расположение планет побудило NASA в середине 1970-х годов в кратчайшие сроки создать два аппарата, чтобы воспользоваться уникальным окном, открывающим доступ к далеким планетам. Такое благоприятное расположение Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна случается раз в 175 лет и позволяло отправить зонды на дальние расстояния с минимальными затратами топлива. Траектория была рассчитана таким образом, чтобы каждая планета, мимо которой пролетали зонды, придавала им дополнительный импульс за счет гравитационного маневра, что сократило время полета до Нептуна с 30 до 12 лет. Voyager 1 и 2 были собраны в ускоренном режиме и запущены с мыса Канаверал летом 1977 года. Ожидалось, что их миссия продлится пять лет, и NASA с волнением следило за тем, смогут ли аппараты достичь своих первых целей. Однако они работали так надежно и эффективно, что вскоре после запуска было принято решение расширить миссию до четырех планет.
Для исследования Юпитера NASA выбрало одну из более чем 10 тысяч возможных траекторий, которая обеспечивала близкий пролет мимо Луны Ио. Для Сатурна было решено нацелить аппарат на Титан. После успешного завершения миссии по изучению Сатурна, Voyager 2 был признан пригодным для продолжения полета к Урану. NASA подало заявку на дополнительное финансирование, чтобы продолжить миссию и направить аппарат к Нептуну. 24 января 1986 года Voyager 2 достиг Урана, впервые сфотографировал его и изучил его луны, магнитное поле и кольца. В это время Voyager 1 уже был на пути к внешнему краю Солнечной системы с целью достичь гелиопаузы — границы, отделяющей область влияния Солнца от межзвездного пространства, наполненного научными загадками. В августе 1989 года Voyager 2 достиг Нептуна, открыв ученым новые данные, включая обнаружение сильных ветров и темного пятна, напоминающего красное пятно на Юпитере.
В настоящее время известно, что штормы на Нептуне более интенсивны, чем в других частях Солнечной системы. Тем временем, Voyager 1 приближался к гелиопаузе со скоростью 520 миллионов километров в год. 25 августа 2012 года он пересек границу Солнечной системы. После завершения миссии у Нептуна, Voyager 2 направился под углом 48 градусов к эклиптике с целью также достичь края Солнечной системы. На протяжении всего полета зонды собирали данные о частицах, ультрафиолетовом излучении и окружающем пространстве. NASA сообщило, что за время полета оба аппарата обнаружили более 775 ранее неизвестных объектов.
Межзвездное пространство — самая обширная область Вселенной. Хотя оно кажется пустым и темным, ученые уверены, что оно наполнено информацией и остатками взорвавшихся звезд. Возможно, там скрываются структуры, которые поддерживают само существование Вселенной. Цель миссии Voyager — изучение этого неизведанного пространства за пределами Солнечной системы. Расширенная миссия началась с пересечения границы гелиопаузы, где солнечный ветер взаимодействует с межзвездной средой. Солнечная система не находится в статичном положении во Вселенной, а движется через межзвездное пространство с огромной скоростью. Ученые надеются получить данные не только о полях, частицах и волнах, но и о движении Солнечной системы в галактике.
Полет зонды можно разделить на три фазы: прохождение гелиопаузы, исследование межзвездного пространства и его изучение. Вначале среда вокруг аппаратов была под воздействием магнитного поля Солнца и потоков плазмы. Первым признаком перехода в межзвездное пространство стало замедление солнечного ветра и изменение направления плазменных потоков. После прохождения гелиопаузы началась фаза изучения межзвездного пространства, где влияние Солнца ослабело, и начались измерения в новом среде. 25 августа 2012 года Voyager 1 стал первым искусственным объектом, пересекшим эту границу, находясь в 18 миллиардах километров от Солнца.
Исследователи были удивлены резким окончанием гелиопаузы, которая, как оказалось, не плавно переходит в межзвездное пространство, а образует четкую границу. Подтверждение этому дали и данные Voyager 2 от 5 ноября 2018 года. Аппараты зафиксировали плотность межзвездной плазмы, которая оказалась выше ожидаемой. Плазма в этой области состоит из ионизированных газов и указывает на динамику межзвездного пространства. Измерения также показали высокую интенсивность космических лучей, что указывает на мощные процессы в этой среде.
В 2021 году NASA столкнулось с аномалиями в данных системы ориентации Voyager 1, что вызвало беспокойство. Система начала передавать неправильные данные о положении аппарата, хотя его ориентация оставалась неизменной. После недель исследования проблема была устранена, и зонд продолжил свой полет. Энергии и топлива у Voyager 1 достаточно для работы до 2025 года, после чего он окажется в 22,1 миллиардах километров от Солнца и через 40 тысяч лет достигнет звезды AC+793888 в созвездии Жирафа. Что думаете?