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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
자동 행성간 스테이션 보이저. 발명과 생산의 역사
Voyager (영어 보이저, 프랑스어 보이저- "여행자")는 1977 년에 발사 된 두 대의 미국 우주선의 이름이자이 시리즈의 차량이 참여하여 태양계 외부 행성을 탐험하는 프로젝트입니다. Voyager 시리즈의 총 두 대의 차량이 만들어지고 우주로 보내졌습니다. Voyager 1과 Voyager 2입니다. 이 차량은 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)에서 제작되었습니다. 이 프로젝트는 행성 간 연구 역사상 가장 성공적이고 생산적인 프로젝트 중 하나로 간주됩니다. Voyagers는 처음으로 목성과 토성의 고품질 이미지를 전송했으며 Voyager 2는 처음으로 천왕성과 해왕성에 도달했습니다. Voyagers는 태양계 외부 비행을 위해 비행 계획을 제공한 세 번째 및 네 번째 우주선이었습니다(처음 두 개는 Pioneer 10 및 Pioneer 11이었습니다). 보이저 1호는 역사상 최초로 태양계 경계에 도달하고 그 너머까지 도달한 우주선이 되었습니다. Voyager 시리즈 차량은 자체 발전소, 로켓 엔진, 컴퓨터, 무선 통신 및 제어 시스템뿐만 아니라 외부 행성을 탐험하기 위한 과학 장비를 갖춘 고도로 자율적인 로봇입니다. 각 장치의 총 중량은 약 721kg입니다.
1960년대 후반, 미국 항공우주국(NASA)은 그랜드 투어 실험을 하기로 결정했고, 그 아이디어는 다음과 같다. 일반적으로 우주선은 하나의 행성에 도달할 수 있습니다. 그러나 때로는 수십 년에 한 번 태양계의 행성이 차례로 정렬되는 것처럼 보이며 비행 경로는 한 번에 여러 개를 지나갈 수 있습니다. 1970년대 후반에서 1980년대 초반에도 비슷한 상황이 발생했어야 했고 미국인들은 화성을 시작으로 한 비행으로 모든 행성을 조사하기 시작했습니다. 이를 위해 그들은 우주선이 행성을 따라잡을 때 행성을 "끌어당겨" 가속하고 회전할 때 소위 중력 기동을 사용하기로 결정했습니다. 그러나 "빅 투어"를 위한 충분한 자금이 없었고, 우리는 거대한 행성에 우리 자신을 제한해야 했습니다. 보이저 프로그램에는 XNUMX년의 개발과 XNUMX년의 운영 작업에 걸쳐 XNUMX억 달러가 들었습니다.
1977년 798월-XNUMX월에 각각 XNUMXkg의 무게를 지닌 두 개의 자동 행성간 스테이션 "보이저(Voyager)"가 발사되었습니다. 그들은 같은 방식으로 설정됩니다. 보이저의 가장 눈에 띄는 부분은 지구와 통신을 제공하는 고도 지향성 안테나의 직경 3,66미터 컵입니다. 안테나 후면에는 십이면체 프리즘 모양의 서비스 기기용 밀폐 공간이 있습니다. 여기에는 무선 시스템, 온보드 전자 컴퓨터가 있는 제어 장비, 조향 모터, 전원 공급 장치 변환기가 포함됩니다. 열 제어 시스템의 라디에이터는 구획의 XNUMX면에 장착됩니다. 스테이션은 431개의 막대 중 하나에 장착된 XNUMX개의 방사성 동위원소 발생기에 의해 전기를 공급받습니다. 비행 시작시 발전기의 전력은 XNUMX 와트에 도달했습니다. 과학 기기는 다른 두 막대에 있습니다. XNUMX개의 자기계가 그 중 하나에, 다른 하나에는 턴테이블, 텔레비젼 및 광각 렌즈가 있는 두 대의 텔레비전 카메라, 자외선 및 적외선 범위 분광계, 우주 복사 감지기, 하전 입자 등이 설치되어 있습니다. 스테이션은 언젠가 태양계를 넘어 외계 문명에 의해 발견될 것입니다. 이에 당시 유엔 사무총장이었던 쿠르트 발트하임의 주소가 총 60분, 110개의 이미지로 115개 언어로 된 인사말과 지구의 소리, 소리가 담긴 컨테이너를 장치에 설치했다. 보이저 1호는 5년 1977월 10일 발사됐다. 같은 해 8월 5일부터 다음 해 1979월 12일까지 그는 소행성대를 통과했고 1980년 XNUMX월 XNUMX일 토성과 함께 XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 목성에 접근했습니다. 보이저 2호는 20년 1974월 9일에 더 일찍 발사되었지만 다른 느린 궤도로 발사되었습니다. 보이저 1979호는 26년 1981월 2일 목성에 도달했고, 101년 1월 11일 보이저 10호는 토성에서 70km 떨어진 거리에서 전임자를 따라갔다. 관측소의 장비를 통해 보이저 2호와 파이어니어 4호가 처음으로 감지한 일부 현상의 특성을 명확히 할 수 있었습니다. 그래서 토성의 고리 이미지의 해상도를 최대 XNUMXkm(첫 만남에서 XNUMXkm)로 끌어올렸고, 고리가 짜여진 가장 미세한 구조가 드러났습니다. 가장 가까이 접근한 날 보이저 XNUMX호는 Knotty와 Eccentric F Ring을 촬영했다. 몇 킬로미터의 해상도를 가진 이미지는 링을 구성하는 XNUMX가지 구성 요소를 보여줍니다. 다른 장소에서 얽힌 가닥과 평행하게 뻗어있는 다른 가닥을 구별하는 것이 가능했습니다. 수천 킬로미터의 일정한 간격에서 결로와 옹이가 발견되었습니다. 보이저 2호는 토성의 위성에 대한 추가 정보도 제공했다. 역은 Titan, Rhea 및 Tethys를 통과했습니다. Rhea와 Dione의 궤도 영역에서 그는 태양계 어디에서나 관찰되는 가장 높은 온도로 가열된 플라즈마 토로이드를 발견했습니다. 플라즈마는 태양 코로나보다 XNUMX배 더 뜨겁고 목성 주변보다 XNUMX배 더 뜨겁다는 것이 밝혀졌습니다. 토성을 성공적으로 만난 스테이션은 Voyager 프로젝트의 "최소 프로그램"을 완료했습니다. 토성 통과 후 첫 번째 장치는 황도면 위로 "급상승"했으며 더 이상 도중에 행성을 만날 운명이 아니었습니다. 그러나 보이저 2호는 토성의 중력장에 의해 천왕성과 해왕성에 도달할 수 있는 궤도로 편향되었습니다. 프로그램의 "활동가"는 "빅 투어"프로젝트의 아이디어를 구현하기 위해 모든 재정 및 기술 문제를 극복 할 준비가되었습니다. 천왕성에 "던지기"는 1981년 XNUMX월 NASA에서 공식적으로 승인했습니다. 1985년 XNUMX월 항해에 어려움이 생겨 계산된 궤도가 실제 궤도와 다시 일치하도록 정거장에 접근하는 천왕성의 질량을 다시 계산해야 했습니다. 30월 10일, 스테이션은 미란다의 궤도와 고리의 외부 경계 사이에 위치한 이전에 알려지지 않은 천왕성의 위성을 발견했습니다. Urals에 대한 최대 접근 순간까지 40 개의 새로운 위성이 발견되었습니다. 첫 번째 80km 위성을 제외하고 직경은 160-XNUMXkm였습니다. 14년 1986월 12,9일 보이저호가 목표물로부터 XNUMX만 킬로미터 떨어진 곳에서 XNUMX시간 동안 일련의 천왕성 원반 이미지를 촬영했는데, 그 동안 행성 탐사 역사상 처음으로 행성의 가장자리 근처에서 초승달 구름이 빛나고 있었습니다. 17월 9,1일, XNUMX만 킬로미터 떨어진 장거리 카메라는 청록색 공처럼 보이는 거대한 행성을 보여주었습니다. 천왕성을 통과한 스테이션은 해왕성으로 가는 비행 경로로 성공적으로 "택시 아웃"되었으며 이제 다가오는 성공을 의심하는 사람이 거의 없습니다. 전문가들은 스테이션의 상태를 평가하여 다가오는 랑데뷰의 세부 사항을 조정했습니다. 1986년 29200월 40000일 나사는 보이저 경로가 해왕성과 그에 따라 위성 트리톤으로부터 예상보다 더 멀리 놓이게 될 것이라고 발표했습니다. 방사선 벨트의 위험, 고리를 구성하는 알 수 없는 크기의 파편, 자기장 및 기타 유사한 문제로 인해 해왕성의 추정 지점은 13km의 거리로, 트리톤은 1987km의 거리로 뒤로 밀려났습니다. 이를 위해 XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 궤도 수정이 예정되어 있었다. 1987년에 Voyager의 온보드 컴퓨터 소프트웨어는 사진 촬영 시 더 낮은 조명과 연장된 노출 시간을 기대하도록 다시 한 번 교체되었습니다. 과학 기기로 턴테이블의 안정성을 개선하기 위한 특별한 조치가 취해졌습니다. 이미지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 플랫폼의 움직임을 느리게하기로 결정했습니다. 천왕성과의 만남 이전과 마찬가지로 보이저 1호에서 새로운 작동 모드의 테스트가 이루어졌습니다. NASA의 Deep Space Communications Station의 메인 안테나 지름이 64m에서 70m로 늘어났습니다. 차례로, 미국 국립 과학 재단의 안테나, 호주 및 일본 전파 망원경은 NASA 추적 스테이션이 있는 단일 복합체로 결합되었습니다. 보이저 1989호는 310년 2월부터 목표물로부터 3억1989만km 떨어진 곳에서 해왕성을 쏘기 시작했다. 특징이 없는 천왕성 원반과 달리 구름 형성은 이미 해왕성의 이미지에서 약 23km의 해상도로 볼 수 있었습니다. 1989년 XNUMX월 XNUMX일, 스테이션의 카메라는 해왕성 대기의 구조가 목성의 대적점과 같은 모양과 상대적 크기를 가지고 있음을 보여주었습니다. 이미지를 재분석한 후 과학자들은 이 대기 현상의 징후가 적어도 XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 이후 사진에 존재한다고 확신했습니다. 그 후 대흑점(Great Dark Spot)이라는 이름을 받았습니다.
5월 1989일, 기기 교정 시작과 동시에 보이저호는 행성 디스크의 이미지가 축을 중심으로 30분의 50 회전할 때마다 전송되는 특별 이미징 세션을 시작했습니다. 400월 중순, 사진이 지구로 전송되어 50년 임시 이름을 받은 해왕성의 최초의 미지의 위성이 드러났습니다. 90월 초에 6개의 새로운 위성 발견이 이미 발표되었습니다. 모두 XNUMX월 XNUMX일에 촬영한 사진에 기록되어 있습니다. 새로운 위성은 크기가 XNUMX~XNUMXkm에 이르는 어두운 형태의 블록이었습니다. 그런 다음 직경이 XNUMXkm와 XNUMXkm인 두 개의 위성이 더 발견되었습니다. XNUMX월 XNUMX일, 해왕성의 열 균형과 행성 원반의 고해상도 이미징에 대한 연구가 시작되었습니다. 다음 발견은 해왕성의 고리와 관련이 있습니다. 행성에 가장 가까이 접근하기 일주일 이상 전에 찍은 스테이션의 사진은 처음에 해왕성 주변에 열린 호의 존재를 확인했습니다. 그러나 스테이션이 목표에 가까울수록 이미지에 호의 필라멘트가 더 완전히 나타나 결국 다른 영역에서 다른 밀도의 링으로 변했습니다. 총 XNUMX개의 해왕성 고리가 확인되었습니다. 보이저 24호는 2월 4895일 밤 해왕성의 북극을 한 바퀴 돌던 중 구름층 상한선에서 XNUMX㎞ 떨어진 행성에서 최단 거리로 통과했다. 불과 XNUMX시간 전에 역은 해왕성의 대기를 가장 잘 찍은 사진을 찍었습니다. 해왕성과의 만남 4시간 15분 후, 보이저 2호는 행성 중력장의 영향을 받아 해왕성의 가장 큰 위성인 트리톤으로부터 38600km 떨어진 곳에 있었다. 얼음과 같은 점성 용암, 분지 및 액체 진흙 호수로 가득 찬 능선과 단층의 미지의 세계가 지구인의 눈앞에 나타났습니다. 위성의 직경은 2730km로 밝혀졌습니다. 9월 24일, 트리톤에서 활동 중인 간헐천의 발견이 발표되었습니다. 99920월 XNUMX일 XNUMXkm 떨어진 곳에서 촬영한 이미지에는 최대 XNUMXkm 높이까지 솟구치는 암흑물질이 분출되는 모습이 담겼다. 과학자들에 따르면이 물질은 유기 분자의 불순물이 포함 된 질소로 어두운 색을 띠었습니다. 보이저 데이터는 해왕성의 또 다른 알려진 위성인 Nereid의 지름을 명확히 하는 것을 가능하게 했습니다. 지름은 340km였습니다. Neptune과의 조우 동안 Voyager 2는 거의 기능의 한계까지 작동했습니다. 과학 도구로 플랫폼을 80번 부드럽게 회전하는 것을 포함하여 총 약 9가지의 다양한 기동이 수행되었습니다. 촬영 중 노출 시간은 XNUMX분에 도달했으며 매번 이미지가 흐려지는 것을 방지할 수 있었습니다. 해왕성 가족이 지나간 후 역은 황도면 아래에서 248도 각도로 "잠수"하여 42000 년에 분명히 도달 할 별 Ross XNUMX 방향으로 태양계에서 멀어지기 시작했습니다. . 보이저 임무의 행성 부분은 끝났고 그들의 이미징 시스템은 마지막 사진 시리즈 이후에 꺼졌습니다. 그럼에도 불구하고 두 보이저의 전기 시스템 자원은 현재 성간 매체의 상태에 대한 과학적 정보를 전송하는 데 꽤 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 이 기간 동안 지구에는 모든 거대한 행성과 그 주변 환경에 대한 XNUMX만 개 이상의 이미지와 기타 정보가 수신되었습니다. 보이저호가 획득한 과학 정보는 전 세계 과학자들뿐 아니라 국제 사회 전체가 이용할 수 있었습니다. 관측소에서 촬영한 행성의 사진은 인기 잡지의 표지가 되었으며 인류를 태양계의 가장 먼 구석에 소개했습니다. 저자: Musskiy S.A.
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