40 年以上にわたり、ボイジャー 1 号とボイジャー 2 号は太陽系を旅し、外惑星の謎を解き明かし、新月を発見してきました。星間空間を旅するボイジャー探査機からのデータはまだ受信されていますが、それは私たちに何を教えてくれるのでしょうか。この歴史的な使命について知っておくべきすべての重要な事実と数字を以下に示します:
ボイジャーが打ち上げられた理由
ボイジャー以前は、巨人、木星、土星、天王星、海王星に関する私たちの知識は最小限であり、人間の探査機が木星を 2 回、土星を 1 回訪れただけでした。 4 つの惑星に関しては、組成、月、磁場、潜在的なリング システムなど、多くの不確実性がありました。ボイジャー プローブはそれらを調査して発見し、その過程で教科書を書き直しました。惑星間の偶然の相互作用も、そのような任務をより実現可能にしました.
ボイジャー プログラムの詳細:
- ボイジャー:星間宇宙船の簡単な歴史
- ET へのメッセージ:ボイジャー ゴールデン レコードからの 47 枚の画像
ボイジャーのルートは?
ジェット推進研究所 (JPL) のインターンである Gary Flandro は、1970 年代後半に最も外側の 4 つの惑星が整列することに気付きました。 1 つの探査機が「グランド ツアー」を完了するためのルートは明確であり、1 つの惑星の重力を利用して次の重力軌道を移動します。しかし、惑星探査資金が削減された後、この最初の計画は費用がかかりすぎると見なされたため、より安価な代替案を見つける競争が続いていましたが、それでも希少な惑星の配置を利用しています.
以前の計画を置き換えるために同一の探査機のペアが構築されることになっており、NASA が運営する競争で、新しいミッションはボイジャーと名付けられました。ボイジャー 1 号は木星と土星の近くを飛行するように設定されていましたが、ボイジャー 2 号はこれらの惑星を少し離れたところから通過し、天王星と海王星を探査するために独自の軌道をたどります。
ボイジャー探査機には何がありますか?
ツイン プローブはそれぞれ 722 kg の重量があり、科学機器、無線システム、およびそれらの電源が満載でした。ボイジャー 1 号が太陽から 7 億 7,800 万 km 離れたところを移動し、ボイジャー 2 号が太陽から 45 億 km 離れたところまで機能する必要があったことを考えると、太陽エネルギーは選択肢にありませんでした。最良の代替手段は、電気に変換される熱を生成するために崩壊するプルトニウム 238 を含む放射性同位体熱電発電機 (RTG) の形の原子力でした。
各プローブには、分析用の 11 個の機器が保持されます。これらには、大気化学、磁場の調査、オーロラの検出、荷電粒子の測定、無線信号を使用した惑星の物理的特性の決定、プラズマ測定による太陽風の検出が含まれます。
ボイジャー探査機が打ち上げられたのはいつですか?
1977 年 8 月 20 日にボイジャー 2 号がフロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられ、その後すぐに 9 月 5 日にボイジャー 1 号が打ち上げられました。しかし、ほとんどの人々の口から出た質問は、「なぜボイジャー 1 号よりも前にボイジャー 2 号が打ち上げられたのか?」というものでした。これは、2 つの航空機の異なる軌道によるものでした。ボイジャー 2 号は、最も外側の 2 つの惑星までさらに移動する必要があったため、惑星の条件が良好だったため、最初に打ち上げられました。ボイジャー 1 号は、旅程がはるかに短いため 2 番目に打ち上げられますが、木星に到達する前にボイジャー 2 号を追い越します。
双子のボイジャーが発見したものは?
木星
15 か月の旅の後、ボイジャー 1 号は木星に到着し、数か月後にボイジャー 2 号がすぐに続きました。最初の驚きの 1 つは、衛星イオが地質学的に活動しているように見えるという発見でした。これは、地球にのみ属することが知られている特徴です。私たちの惑星の 3 分の 1 の大きさであるイオの火山活動は、2 倍のエネルギーを生み出し、太陽系で最も地質学的に活発な場所となっています。
ボイジャーからのデータは、木星の磁気圏がこれまで考えられていたよりもはるかに大きく、土星の軌道まで広がっていることも明らかにしました。赤外線測定により、木星の組成は大部分が水素で、ヘリウムと微量の水、メタン、アンモニア、岩石が含まれていることが示されました。ボイジャー 1 号が最接近した後、別の驚くべき画像が撮影されました。それは、木星が維持することは不可能と考えられていた、惑星を密接に取り囲む狭い輪を描いていました。暗い岩の粒子で構成されているため、リングは古代の月の残骸から作られており、新しく発見された月と同様の組成を持っているという憶測が飛び交いました。テーベ、メティス、アドラステア。太陽系最大の衛星であるクレーターの多い月ガニメデは、非常に薄い大気を持っていることがわかった.
土星
土星への接近に関するボイジャー チームによる発見は、衛星タイタンのフライバイから始まりました。厚い大気を持つことが知られていましたが、ボイジャー 1 号がそのオレンジ色の雲の下を漂流したときに、予想よりもはるかに大きな大気であることが明らかになりました。それまで、タイタンは太陽系で最大の月であると考えられていましたが、固体中心の直径は (電波信号によって) 木星のガニメデよりも小さいことがわかりました。タイタンにも軸の傾きがあり、ボイジャー 1 号はガスが各半球から移動する際に明確な季節を目撃することができました。
ボイジャーはまた、土星の複雑な輪のシステムを撮影する任務を負っており、「羊飼いの月」であるプロメテウスとパンドラによって生成された細い帯、スポーク、ギャップが明らかになりました。リング構造における月の影響に関するさらなる発見により、エンケギャップのボイジャー 2 によってキャプチャされた画像の小さな斑点である新しい月、パンが明らかになりました。この土星のフライバイは、ボイジャー 1 号の惑星探査の終わりを告げるものでした。
天王星
ボイジャー 2 号は 5 年間の冬眠を経て、1986 年についに天王星に到達しました。謎の新世界です。探査機はアクアマリン色の惑星の画像を撮影し、主成分が水素とヘリウムであることを確認し、天王星の大気全体で-216℃の均一な温度を記録し、磁力計のデータは「1日」を17.25時間と測定した.
ボイジャー 2 号は、惑星の自転極とは異なる位置にある極オーロラも観測しました。天王星のオーロラは強力な高エネルギー放射を生成し、衛星から大気をすべて剥ぎ取りました。これは、ボイジャー 2 号が撮影した、暗くほこりっぽい天然衛星の画像によって示されています。ボイジャーの軌道により、衛星ミランダを綿密に画像化することができました。そのクレーターとキャニオンは、以前に破壊されてから再集合したと推測されました。これらの発見に加えて、10 個の新しい衛星が発見されましたが、天王星のリング、オフィーリアとコーディリアを「羊飼い」にする衛星は 2 つしか見つかりませんでした。
海王星
3 年後の 1989 年、ボイジャー 2 号は最終目的地である海王星に到達しました。主に水素とヘリウムで構成される空色の惑星ですが、顕著な量のアンモニア、メタン、シアン化水素が含まれています。この探査機は、海王星の 1 日を 16.1 時間で測定し、6 つの新月を発見し、待望のリング システムを明らかにしました。最も外側の輪の幅は一定ではなかったため、科学者は破片が古代の衛星からのものであり、小さな衛星であるタラッサとナイアドが後にシステムに寄与したと信じるようになりました.
輪の中の氷の破片を避けるために、ボイジャーの経路が変更され、海王星の最大の衛星であるトリトンを通過できるようになりました。うろこ状に見える表面から「マスクメロン」と呼ばれるトリトンは、その最も驚くべき特徴である間欠泉の噴出を明らかにしました。太陽から 45 億 km 離れた場所での活発な火山活動は予想外であり、太陽系でこの特徴を持つ 3 番目の既知の天体になりました。
ボイジャー探査機が任務を完了した後、何が起こったのですか?
ボイジャー 1 号は土星を通過した後、その任務を完了し、1998 年にパイオニア 10 号を追い抜いて、太陽から最も遠い人工物になりました。これに先立ち、1990 年に探査機は地球の象徴的な画像を捉えました。 、太陽系を振り返ったときの淡い青い点。
その後、ボイジャー 1 号の旅は静かになり、2002 年にエネルギー粒子を検出し始め、ターミネーション ショックとして知られる太陽系の境界に到達したと推測されました。この境界は、太陽風が星間風に遭遇するときに急激に減速し、その結果、粒子が集まり、増加が検出されるのに十分なポイントです。ボイジャー星間ミッション (VIM) チームは、ボイジャー 1 号の位置を確認するのに約 2 年かかりました。これは、プラズマ検出器 (太陽風の測定に最適) が土星のフライバイ中に機能を停止していたためです。ボイジャー 2 号は 3 年後の別の時点でこの領域を横断したため、太陽系が丸くなく、実際には押しつぶされていることを確認できました。
ボイジャー 1 号と 2 号のミッションの詳細:
- 新しいボイジャー映画「ファーセスト」を見て学んだ衝撃的なこと
- ミッション タイムライン:ボイジャーの画期的な瞬間
2012 年までに、ボイジャー 1 号は、私たちのシステムと星間空間との間の最も外側の境界、つまり天の川と近くの超新星からの星間風によって、太陽風がヘリオスフィアの周りに押し戻されるヘリオポーズに移動しました。象徴的なボイジャー 1 号は現在、人類初の星間旅行者であり、貴重なオゾン層に大混乱をもたらし、DNA を破壊する能力を持つ銀河宇宙線の 75% から太陽系を保護する太陽圏の重要性に関するさらなる情報を収集しています。 .
ボイジャーはどのくらい星間空間に留まりますか?
2020年から、各宇宙船に搭載された科学機器は、腐敗するRTGを介して供給される残りの電力を節約するために、1つずつオフになります。最終的な計測器は 2025 年までにシャットダウンされますが、そのときは周期的なかすかな電子ブリップのみが受信され、その後数年間、太陽系外のペアの位置が示されます。
ボイジャーは星間空間について何を明らかにすることができますか?
当初は広大な空の広がりであると推定されていましたが、星間物質の分析は、科学者が暗黒物質、星の誕生、生命の起源を理解するのに役立つ可能性があります.
天の川を一緒に保持しているとらえどころのない物質である暗黒物質は、星間媒体のボイジャー探査機によって研究される可能性があります。現在の提案は、暗黒物質が弱く相互作用する質量粒子 (WIMP) で形成されているというもので、これはプローブの 40 年前の機器では分析できません。しかし、理論的には、2 つの WIMP が衝突するときに発生する粒子を検出することができました。これは消滅と呼ばれるプロセスです。
宇宙探査の詳細:
- 宇宙探査:次の 50 年はどのように進むでしょうか?
- アポロ計画アーカイブから月面着陸ミッションの美しい写真 50 枚
科学者たちはまた、このペアを使って星間物質を研究し、星や銀河のライフ サイクルについてさらに解明したいと考えています。星が死ぬと、核融合 (星に動力を与えるプロセス) から形成された重元素が放出されます。これらには、炭素、酸素、鉄が含まれ、それらの存在量は経時的に測定できます。星間物質中の水素やヘリウムなどのより軽い元素が少ないため、誕生する星の数が少なくなり、私たちのような系が形成されることも少なくなります.
VIM チームは、ボイジャーの残り 8 年を利用して、太陽系外縁部について可能な限り多くのことを学ぶことを目指しています。ミッションの主な目的には、粒子検出密度の変化を測定することにより、太陽の磁場がどのように太陽圏を包み込むかを理解すること、コロナ質量放出によって引き起こされるプラズマ振動を聞くことにより星間風に関する新しい情報を明らかにすること、および星間の相互作用を明らかにすることが含まれます。太陽の大気と星間風。彼らはまた、完全に機能するプラズマ検出器でヘリオポーズの境界位置を確認するために、ボイジャー 2 からのデータを待ち望んでいます。
ゴールデン レコードとは?
ボイジャーの双子は、星間宇宙を旅し続けるため、地球外文明に挨拶するという最後の任務を課されます。
地球がボイジャー探査機との接触を失ってからずっと後になっても、各宇宙船の外側に取り付けられた黄金の記録は、私たちの世界を、彼らが遭遇する可能性のある他の知的生命体と接続する可能性を秘めています.
1977 年、12 インチのディスクの形をしたタイム カプセルがボイジャー 1 号と 2 号のそれぞれを飾るように依頼されました。これには、地球と人類を描写するための豊富な情報が含まれています。読み取り方が金メッキされた銅ディスクに刻まれているだけでなく、寿命に達したプローブの年齢を決定するためのウラン 238 の超高純度サンプルもあります (放射性崩壊の速度による)。既知の 14 のパルサーを参照して、太陽の位置を示す地図と一緒に。 116 のアナログ エンコードされた画像、55 の言語による挨拶、12 分間の地球からの自然音、90 分間の音楽を含むゴールデン レコードの内容は、カール セーガンと SETI のフランク ドレイクによって、歴史家、芸術家、民俗学者との協力の後に選ばれました。と民族音楽学者が、私たちの故郷である地球の最高の第一印象を作り出します。
- この抜粋は、BBC フォーカス の第 312 号に初めて掲載されました。 雑誌 - 定期購読の方法をご覧ください
Twitter、Facebook、Instagram で Science Focus をフォロー とフリップボード
