В ноябре 2023 года инженеры из Лаборатории реактивного движения NASA, что находится в Калифорнии, внимательно смотрят на экраны и не понимают, что происходит. Зонд Вояджер-1, самый далёкий рукотворный объект во Вселенной, перестал передавать осмысленные сигналы. Вместо научной информации он посылал бесконечно чередующиеся единицы и нули. Связь вроде бы есть, аппарат жив, команды принимает. Но вместо «голоса» космического путешественника на Земле слышали только монотонный «гудок».
Что же произошло с аппаратом, который работает уже 48 лет вдали от Солнца — на расстоянии более 25 миллиардов километров от Земли?
Как всё начиналось
Зонд Вояджер-1 стартовал 5 сентября 1977 года с мыса Канаверал. Сначала миссию планировали на 5 лет. Зонд должен был пролететь мимо таких планет как Юпитер и Сатурн, собрать информацию и завершить работу. Но аппарат оказался куда живучее, чем рассчитывали конструкторы.
К началу 2026 года Вояджер-1 находится на расстоянии около 171 астрономической единицы от Солнца. Это, на минуточку, около 25,7 миллиарда километров! Сигнал от зонда до Земли идёт около 23,5 часа. И столько же — обратно. Каждая команда превращается в диалог длиной почти в двое суток.
Странные сигналы: что произошло в 2023-2024 годах
14 ноября 2023 года бортовой компьютер Вояджера, так называемая система передачи данных (FDS), начал отправлять бессмыслицу. Зонд по-прежнему принимал команды с Земли. Антенна оставалась направленной в нужную сторону. Но вместо научных измерений и инженерной телеметрии шёл поток случайных символов.
Команда JPL потратила несколько месяцев на расшифровку. 1 марта 2024 года инженеры отправили специальную команду — «тычок» (poke), чтобы заставить бортовой компьютер перебрать разные программные последовательности. Через 45 часов (22,5 туда, 22,5 обратно) пришёл ответ.
Среди потока нечитаемых данных выделился новый сигнал. Инженер из сети дальней космической связи Deep Space Network смог его расшифровать. Выяснилось что это был полный дамп памяти бортового компьютера.
В марте специалисты JPL установили причину: один чип памяти вышел из строя. Всего 3% памяти системы оказались повреждены, но этого хватило, чтобы парализовать передачу данных.
Решение нашли нестандартное. Код, отвечающий за упаковку данных, разбили на части и разместили в разных уголках исправной памяти. 18 апреля 2024 года команду отправили на борт. 20 апреля, впервые за пять месяцев, Вояджер-1 начал передавать читаемую телеметрию.
К июню 2024 года все четыре работающих научных прибора вернулись к нормальной работе.
Октябрь 2024: новый сбой
Передышка оказалась недолгой. 16 октября 2024 года команда решила включить один из обогревателей на борту. Казалось бы, рутинная операция. Но система защиты от неполадок (fault protection) среагировала неожиданно: отключила основной X-band передатчик и переключилась на запасной S-band.
S-band передатчик Вояджер-1 не использовал с 1981 года — 43 года. Его сигнал намного слабее, и инженеры не были уверены, что смогут его поймать на таком расстоянии. Смогли.
24 октября связь восстановили. К ноябрю зонд вернулся к нормальной работе. Но этот эпизод показал, насколько хрупким стало состояние аппарата.
Что питает Вояджер почти полвека
Три радиоизотопных термоэлектрических генератора (РТГ) — вот секрет долголетия зонда. Внутри каждого — капсулы с плутонием-238. Распад этого изотопа выделяет тепло, которое термопары превращают в электричество.
При запуске РТГ давали около 470 ватт — меньше, чем обычный тостер. Период полураспада плутония-238 — около 88 лет. За 48 лет мощность упала где-то до двух третей от начальной. Каждый год Вояджер теряет около 4 ватт.
Инженеры постепенно отключают приборы, чтобы растянуть оставшуюся энергию. В октябре 2024 года выключили прибор для изучения плазмы на Вояджере-2. В феврале 2025-го — систему регистрации космических лучей на Вояджере-1. Именно эта система помогла определить, когда зонд покинул гелиосферу.
По оценкам команды, при нынешнем плане экономии хотя бы один научный прибор на каждом аппарате сможет работать до 2030-х годов. РТГ по идее способны давать электричество для передатчика до 2036 года. Но каждый день — это подарок.
Сьюзан Додд, руководитель проекта Вояджер в JPL, сказала об этом прямо: «Вояджеры — рок-звёзды дальнего космоса с самого запуска, и мы хотим сохранить это как можно дольше. Но электричество заканчивается».
Что зонд обнаружил на границе Солнечной системы
25 августа 2012 года Вояджер-1 пересёк гелиопаузу — границу гелиосферы, пузыря заряженных частиц. Пузыря, который как бы Солнце надувает вокруг себя. Зонд стал первым нашим рукотворным объектом в межзвёздном пространстве.
Но само пересечение получилось совсем не таким, как предсказывали теоретики.
Эксперты ожидали, что магнитное поле там резко изменит направление — с солнечного на межзвёздное. Не произошло. Поле повернулось всего на пару градусов. Эд Стоун, научный руководитель миссии из Калтеха, признал тогда: «Вояджер обнаружил область гелиосферы, о существовании которой мы не подозревали».
В 2018 году гелиопаузу пересёк и Вояджер-2 — в другом месте и в другое время солнечного цикла. Результат тот же: никакого резкого поворота магнитного поля.
Мерав Офер, астрофизик из Бостонского университета, сформулировала это так: «Мы теперь знаем, как мало мы знаем о гелиосфере. Она гораздо сложнее и динамичнее, чем мы думали».
Данные с обоих зондов показали ещё несколько неожиданностей:
Плотность плазмы за пределами гелиопаузы оказалась в 40-80 раз выше, чем внутри самого солнечного пузыря. Вся гелиосфера защищает планеты Солнечной системы от 70% галактических космических лучей — высокоэнергетических частиц, рождённых взрывами от далёких звёзд. В октябре 2020 года оба зонда зафиксировали неожиданный рост плотности межзвёздной среды — и причины этого до сих пор неясны.
Натан Швадрон из Университета Нью-Гэмпшира считает, что Вояджер-1 до сих пор находится в «замутнённой» зоне, где солнечное влияние искажает межзвёздное магнитное поле. По его предположению, зонду потребуется ещё около 10 лет, чтобы добраться до «чистого» межзвёздного пространства. Впрочем, доживёт ли аппарат до этого момента — вопрос ещё открыт.
Почему это важно
Вояджер-1 и его близнец — единственные аппараты, напрямую измеряющие условия за пределами солнечного влияния. Всё остальное, что мы знаем о межзвёздной среде — это лишь косвенная информация с орбитальных телескопов и теоретические модели.
Как выразилась Сара Спитцер из Института Вейцмана: «Мы как золотые рыбки, которые пытаются измерить свой аквариум изнутри и даже не могут добраться до стенок».
Вояджеры — исключение. Они уже там, за стенкой. И пока работают — продолжают переписывать учебники.
48 лет. Более 25 миллиардов километров. Память на уровне карманного калькулятора 1970-х. И каждый день инженеры в Калифорнии отправляют команды, ждут почти двое суток ответа и решают очередную головоломку, чтобы продлить жизнь самому далёкому посланнику человечества ещё на один день.
А что будет, когда Вояджер-1 окончательно замолчит? Он продолжит лететь. Через 300 лет достигнет внутренней границы облака Оорта. Через 30 000 лет пройдёт его насквозь. Через 40 000 лет окажется в 1,6 светового года от звезды Глизе 445 в созвездии Жирафа.
На борту — золотая пластинка с записями звуков и изображений Земли. Послание от цивилизации, которая отправила крохотный аппарат к звёздам — и 48 лет держит с ним связь через бездну.
Как думаете, сколько ещё протянет Вояджер?