Агентство НАСА сообщило о восстановлении двустороннего радиообмена с космическим исследовательским аппаратом «Вояджер-2», успешно выполняющим свою миссию на протяжении уже 43 лет (с августа 1977 года). Полноценная связь была прервана в середине марта текущего года из-за необходимости модернизации единственной радиоантенны, способной поддерживать контакт с зондом, вышедшим два года назад в межзвездное пространство.
Австралийская «тарелка» для связи с «Вояджером-2»
Для сопровождения аппаратов, движущихся в межпланетном пространстве, НАСА использует Сеть дальней космической связи DSN (Deep Space Network). Она включает три наземных антенных комплекса с широким охватом, оснащенных мощными передатчиками и чувствительными приемниками. Два комплекса расположены в Северном полушарии: в местечке Робледо-де-Чавела близ Мадрида (Испания) и в Голдстоуне (США, Калифорния). Третий комплекс находится в Австралии неподалеку от Канберры, и его антенны направлены в небо Южного полушария.
Именно австралийский сектор DSN обеспечивает связь с «Вояджером-2», покидающим Солнечную систему под углом 48° к плоскости эклиптики, в южной небесной полусфере. Главным инструментом канберрского комплекса является DSS-43 (Deep Space Station 43) – 70-метровая параболическая антенна, построенная в 1972 году. Первоначально ее диаметр составлял 64 метра, но был увеличен к 1989 году, когда «Вояджер-2» совершил единственный в истории космических исследований пролет рядом с Нептуном, передав на Землю уникальные снимки ледяного гиганта и его спутника Тритона.
Необходимость как можно подробнее сфотографировать Тритон потребовала от инженеров миссии провести зонд над северным полюсом Нептуна. В результате этого маневра траектория «Вояджера-2» испытала отклонение к югу относительно плоскости, в которой располагаются орбиты планет Солнечной системы.
Сейчас аппарат удалился в этом направлении настолько (его отделяют от Земли почти 18,8 миллиарда километров, или около 125 астрономических единиц), что не попадает в зону видимости антенн, принадлежащих комплексам связи в Северном полушарии. Единственным средством связи с улетающим все дальше зондом остается австралийская антенна.
Тестовый сеанс с обновленной антенной
В марте нынешнего года в НАСА было принято решение о модернизации антенны DSS-43. Необходимость в ней назрела уже давно, с тех пор как был увеличен диаметр, более тридцати лет «тарелка» эксплуатируется без существенных усовершенствований конструкции и программного обеспечения.
Главным обновлением DSS-43 стал монтаж двух новых сверхмощных передатчиков и, соответственно, замена обслуживающего их электронного оборудования. Интересно отметить, что передатчик, использовавшийся для обмена с «Вояджером-2», не заменялся с момента постройки антенны – более 47 лет. Кроме того, модернизации подверглось оборудование для электропитания, а также охлаждающие системы.
Работы на отключенной антенне велись более семи месяцев. Все это время операторы миссии не имели возможности управлять зондом, хотя сигнал с «Вояджера-2» продолжал приниматься тремя 34-метровыми антеннами австралийского комплекса.
Первый после длительной паузы радиодиалог с аппаратом состоялся 29 октября. На принимающую антенну «Вояджера-2» была направлена серия тестовых команд, и отклик, подтверждающий получение сигнала и выполнение задания, операторы получили спустя 34 часа. Это время потребовалось радиоволнам, чтобы дважды преодолеть расстояние, разделяющее Землю и космический аппарат.
Полет в бесконечность
43-летняя миссия «Вояджера-2», стартовавшего в безвозвратный полет 20 августа 1977 года (на полмесяца раньше, чем его близнец из серии «Вояджер» под номером 1), принесла немало ценных открытий. Были сделаны первые подробные снимки юпитерианских спутников Европы и Ганимеда, ледяных лун Сатурна – Тефии и Энцелада. «Вояджер-2» – единственный зонд, посетивший окрестности Урана и Нептуна и сфотографировавший вблизи кольца и спутники этих дальних планет.
Аппарат продолжает работу и сейчас, несмотря на то, что его камеры выключены более трех десятков лет назад. С помощью данных, полученных магнитометрами и детекторами частиц на борту зонда, ученые исследуют свойства гелиопаузы – граничной области, где давление солнечного ветра перестает препятствовать проникновению межзвездного вещества в Солнечную систему.
В 2018 году датчики «Вояджера-2» зарегистрировали резкое снижение количества частиц солнечного ветра при нарастании фона галактических космических лучей. Это означало, что аппарат движется уже в межзвездном пространстве, хотя до преодоления области действия гравитации нашего светила ему предстоит лететь еще многие тысячи лет.
С прицелом на будущее
Инженеры миссии полагают, что связь с аппаратом-долгожителем удастся поддерживать еще около десяти лет, если в работе его систем не возникнет сбоев. Данные, получаемые с помощью его инструментов, представляют для науки огромную ценность. Однако «Вояджер-2» – далеко не единственная миссия, работу которой призвана обеспечивать модернизированная «тарелка» DSS-43 в составе антенного комплекса под Канберрой.
Так, в НАСА отмечают важность внедрения нового оборудования для успеха в управлении марсоходом Perseverance, который начнет работу на поверхности Красной планеты в рамках миссии Mars-2020 в феврале будущего года. Большая роль отводится обновленной системе связи и в предстоящих проектах исследования Луны, в том числе в лунной программе НАСА Artemis, предусматривающей отправку пилотируемой экспедиции на спутник нашей планеты.
