ボイジャー1号と比べると、ボイジャー2号はほとんど忘れ去られていました。今どこにありますか？

ボイジャー1号と2号は姉妹探査機なので、この記事で人間として言及されていても気分を害さないでください。

ボイジャー1号は、現在太陽系外の深宇宙に飛行している5つの探査機の中で最長の姉妹機であり、最も速く、最も遠くまで飛行する探査機です。そのため、数え切れないほどの注目と注目を集めてきました。しかし、妹のボイジャー2号は、常に姉の光に隠れており、ある程度無視され、忘れ去られてきました。

ボイジャー1号は現在、相対速度16.9キロメートル/秒で太陽から遠ざかっており、地球から233億キロメートル以上離れています。一方、ボイジャー2号は現在、太陽から秒速わずか15.3キロメートルの相対速度で遠ざかっており、地球から194億キロメートル離れています。実際、ボイジャー2号は先に打ち上げられたが、現在は遅れをとっている。何故ですか？

今日は、ほとんど忘れ去られたこの妹の経験について学びます。

妹は先に出かけました

実際、ボイジャー 1 号と 2 号の探査機は、もともと「マリナー計画」の続編であり、マリナー 11 号と 12 号と呼ばれていました。マリナー計画は 1962 年 7 月 22 日のマリナー 1 号の打ち上げから始まり、その後 10 機のマリナー探査機が打ち上げられましたが、そのうち 3 機は失敗し、7 機は成功しました。これらの探査機は金星と火星を相次いで探査し、人類のためにこれらの惑星に関する多くの情報と写真を入手しましたが、それについてはここでは詳しくは説明しません。

おそらくNASAは宇宙探査が新たな段階に入り、マリナーという名前が新たなミッションに合わなくなったと感じたため、マリナー11号と12号の名前はボイジャー1号と2号に変更されました。新しいミッションを遂行するこの2機の姉妹探査機は、初めて巨大惑星の重力スリングショット効果を巧みに利用して速度を上げ、適時に軌道を変更し、複数の惑星とその衛星を検出するという目標を達成し、太陽系探査ミッションを完了して太陽系から飛び出すことになります。

打ち上げの年に1977年を選んだ理由は、その年に太陽系の外縁部にある複数の巨大ガス惑星が一列に並ぶという、175年に一度しか起こらない珍しい機会が訪れるためだった。そこで、NASAの科学者たちはこの機会を捉えて一石二鳥を狙った。打ち上げられた探査機が途中で惑星の重力を借りてさらなるパワーとスピードを獲得し、さらに複数の惑星を同時に探査できるようにするのだ。

ほぼ同一の姉妹探査機２機を同時に打ち上げる公式の理由は、安全を期するためだ。

そのため、2つの探査機の構成はほぼ同一であり、双子の姉妹ともいえる。それぞれの重量は815キログラムで、宇宙線センサー、紫外線分光計、偏光計サブシステム、プラズマセンサー、磁力計、広角および狭角テレビカメラ、赤外線干渉計など、11個の科学機器が搭載されています。主な電源は、核電池としても知られる3つの放射性同位体熱電発電機です。

当初最初に打ち上げられる予定だったボイジャー1号は故障により打ち上げが遅れたため、代わりにボイジャー2号が打ち上げられ、1977年8月20日に地球を離れて無事に打ち上げられました。ボイジャー1号は、姉妹機より16日遅れて、1977年9月5日に無事に打ち上げられました。

では、なぜボイジャー1号は後ろから来て、姉妹機より先に飛んだのでしょうか?

二人の姉妹は異なる飛行方法とルートを選択したため

太陽系では、ボイジャー1号は主に木星と土星の2つの惑星を探査し、その後太陽系外へ飛び出しました。妹機のボイジャー2号は、木星、土星、天王星、海王星の4つの巨大惑星を探査し、木星と土星のいくつかの衛星と海王星の衛星トリトンも探査しました。太陽系における探査ミッションは、姉妹機の半分以上です。

深宇宙探査機は、一部の人が想像するように、目標の惑星を目指してまっすぐに飛行するわけではありません。地球と惑星は動いているため、それらの間の距離と位置は常に変化しています。したがって、燃料を節約し、より速いルートを見つけるためには、適切な発射ウィンドウを見つける必要があり、ルートは曲線でなければなりません。

検出器のターゲットに応じて、打ち上げによって得られる初期速度も異なります。一般的に、打ち上げ後の初期速度は3つの宇宙速度に応じて設定されます。つまり、地球を周回する衛星は、第一宇宙速度である秒速 7.9 キロメートルに達する必要があります。地球の重力から飛び立つ惑星探査機は、第二宇宙速度である秒速11.2キロメートルに到達しなければならない。そして、太陽系から飛び出す宇宙船は、第3宇宙速度である秒速16.7キロメートルに到達する必要があります。

しかし、この初期速度だけに頼ると、目標の惑星に到達するまでに長い時間がかかります。これは、太陽系の端に向かって飛行する探査機が太陽の重力によってどんどん遅くなるためです。初期速度を上げるには、ロケットはより多くの燃料を搭載し、より大きくなる必要があるが、これは逆効果となる。

その結果、科学者たちは、惑星の重力を利用し、燃料を必要としない自然の力、つまり重力スリングショット効果を発見しました。

重力スリングショット効果とは、宇宙船が巨大な惑星に近づくとき、角度が正しければ、惑星の重力を利用して探査機をスリングショットのように発射し、より速い速度を達成できるというものです。そのため、追加のパワーを得るために、宇宙船はより多くの迂回経路を経て打ち上げられることがあり、その結果、目的地に到達するまでの時間が短縮されます。

たとえば、木星探査機ジュノーのように、地球や太陽を数回周回し、目標の惑星とは反対方向に進み、加速してから目標の惑星まで飛行する宇宙船もあります。

当初から、ボイジャー姉妹探査機は、1977年12月に妹探査機より16日早く打ち上げられ、姉探査機の優位性を示しているように見えた。パスの詳細な理由は見つかりませんでした。限られた情報の中で唯一曖昧なのは、姉の衛星はより速い軌道に打ち上げられ、妹の衛星はより遅い軌道をたどったということだ。最初から、姉の方がルートとスピードの面で優位に立っていたことがわかります。

しかし、結局彼らは皆、木星で重力によるパチンコ加速を獲得したのです。姉の衛星は1979年3月に木星を通過し、太陽に対する速度は到着時の秒速14キロメートルから木星を離れるときには秒速37キロメートルに増加した。妹の衛星は1979年7月に木星を通過し、到着時の秒速約10キロメートルから離脱時の秒速35キロメートルに速度が上昇した。

妹は姉の跡を継ぐ

ボイジャーの姉妹探査機は見た目が似ており、機能もほぼ同じです。 NASAは安全のためにこれら2つの類似した探査機を打ち上げました。では、歩くのが遅い妹は不要でしょうか?いいえ。彼らはそれぞれ違う道を歩んだからこそ、それぞれが独自の方法で輝いていたのです。

姉はより効率的なペースとスピードで木星と土星だけを探査した。大量のデータを送信した後、宇宙船は冬眠状態に入り、太陽系からまっすぐに脱出した。 30年以上も経ってからようやく復活し、補助エンジンの調整も行われました。

太陽系における主な成果は、木星と土星に関するより多くのデータを送信したことだ。タイタンの濃い大気が発見されたため、地球上の主人は一時的にタイタンについてさらに詳しく調べるよう命じ、計画が遅れた。そのため、天王星と海王星の探査を続けるというミッションを中止し、妹の探査機に引き継がせることにした。

ボイジャー1号はその高速性により、1972年と1973年にそれぞれ打ち上げられたパイオニア10号と11号をすぐに追い越し、最も遠くまで飛行した宇宙船となった。ボイジャー1号の物語については多くのことが語られているので、ここでは詳細には触れません。

妹の旅の仕方は、4つの惑星の軌道を組み合わせて、途中で立ち止まったり進んだりするものでした。探査機は木星と土星を連続して探査しただけでなく、最も寒く最も辺境の惑星である天王星と海王星も「調査」した。これは、地球の遠く離れた「兄弟」を訪問するために暗くて寒い場所に到達した人類初の探査です。

科学者たちは、姉の足跡をたどって木星と土星の惑星を探査する一方で、ボイジャー1号が発見した疑わしい、あるいは不明瞭な情報に基づいて、意図的に妹にさらに徹底的な調査を依頼し、多くの新たな手がかりや現象を発見した。その中には科学者たちを驚かせるものもあった。

たとえば、木星の大気圏にある有名な大赤斑の嵐は、実際には反時計回りに反転する複雑な嵐のシステムであることが発見されました。また、イオでは活発な火山活動があることも確認されており、これらの活動のエネルギー源はおそらく木星とエウロパとガニメデの間の潮汐力であると考えられます。イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト、カリストなどのいくつかの衛星の奇妙な特徴も発見され、イオ XIV、XV、XVI などの新しい衛星も発見されました。

ボイジャー2号は、1980年11月に姉妹機が土星を離れた後、1981年8月に土星に到着した。レーダーで土星の大気を探知し、土星の上層大気の温度は約-203度、下層大気は約-130度、北極は約-263度といったデータを得た。

土星を通過した後、少女の撮影プラットフォームが動かなくなり、天王星と海王星へのミッションに変動が生じました。幸運なことに、地上のエンジニアは間に合うように問題を発見しました。潤滑油が枯渇したのは過度の「疲労」によるものでした。補給後、ミッションは前進し続けることができました。

私の妹の最大の功績は天王星と海王星を訪問したことです

天王星は太陽から約29億キロメートル離れており、光がそこに届くまでには2.68時間かかります。しかし、ボイジャー2号は8年半以上飛行し、1986年1月に太陽系の端にあるこの冷たい惑星に到着しました。最も近づいた地点でも、天王星の大気圏上端からわずか81,500キロメートルの距離でした。

これは人類がこの惑星に接近した最初で唯一の機会であり、ボイジャー2号は到着後すぐに多くの新たな発見をしました。

天王星は太陽系の中で最も奇妙な動きをする惑星です。自転軸は97.77°傾いており、車のタイヤのようにほぼ横向きで公転します。ボイジャー2号は、惑星の独特な大気の動きと磁場を検出し、多くの独特で奇妙な現象を発見しました。大気の構造と化学組成を分析した。既知の 9 つのリングを観測し、2 つの新しいリングを発見し、10 個の新しい衛星を発見しました。

ボイジャー2号は天王星を離れた後、1989年8月に海王星に到達して接近し、最接近時には海王星からわずか4,827キロメートルの距離となり、人類は45億キロメートル離れたこの最も遠い惑星の姿を初めて目にすることができた。主な成果としては、海王星の新しい衛星6個の発見、海王星に5つの環があることの初めての発見、海王星の南極の巨大な黒い雲帯と地球ほどの大きさの嵐帯の発見などが挙げられます。

ボイジャー2号はまた、トリトンの近くで詳細な調査を実施し、トリトンが太陽系で唯一、主星の逆方向に回転する衛星であることを発見した。また、表面温度が摂氏マイナス240度と、太陽系で最も寒い天体でもあります。また、メタンや窒素の氷の粒子を高さ 32 キロメートルまで噴出する氷火山も 3 つあります。

ボイジャー2号の旅は、すべての惑星を詳細に調査するという人類の夢を実現しました。大量のデータと写真が送信され、人類は太陽系で最も遠く、最も寒い惑星についてより深く理解できるようになりました。その後、ボイジャー2号は太陽系の探査を終え、姉妹機と同様に太陽系の外へ向けて全力で飛び始めました。

ボイジャー2号は、姉妹機とは異なる方向に太陽系から飛び出している。姉はケンタウルス座の方向、つまり天の川の中心に向かって飛んでいます。一方、妹はおおいぬ座の方向、つまりシリウスに向かって飛んでいます。

ボイジャー2号の運命

ボイジャー2号は、姉の探査機と同様に、一生をかけて深く暗く冷たい宇宙空間に単独で漂うことになるだろう。大気による酸化や抵抗がないので、理論的には永久に浮遊することができ、ケトン体は10億年後も新品同様の状態を保っています。彼女は姉と同じように、高純度のウラン238、金のレコード、ダイヤモンドの蓄音機の針を所持している。

ウラン238がプルトニウム239に崩壊する半減期は41億7000万年と知られているので、ボイジャー2号が幸運にも宇宙人と遭遇した場合、その地球外文明が人類の技術レベルに達している限り、ウラン238の崩壊値を分析することでボイジャー2号の出発時刻を特定できるだろう。そして、その記録に記された情報から、彼女がどこから来たのか、彼女の所有者は誰なのか、そして地球の文明がどのようなものなのかを知ることができます。

このCDには、北京語、広東語、福建語、呉語で中国人から外国人への挨拶も収録されています。挨拶の一つは、厦門方言で女性が言ったもの。「こんにちは、宇宙の友よ！食事は済んだ？暇な時にここに座ってください。」中国の古琴で演奏される「高山流水」の音楽もあります。 CDに収録されている写真には、雄大な八達嶺長城や、普通の中国人家族が集まって夕食をとる心温まる風景などが収められています。

しかし、その時に人類がまだ存在しているか、あるいは地球上にいるかどうかは分かりません。もし人類が本当に絶滅したら、おそらくボイジャー2号は人類が存在したことを証明する唯一の証拠となるだろう。もちろん、この墓石のような機能はボイジャー2号に特有のものではありません。それより前に打ち上げられた姉妹機のパイオニア10号と11号、そしてそれらの後に打ち上げられたニューホライズンズ探査機にも、この機能は備わっています。

2018年12月10日、ボイジャー2号は太陽圏界面から飛び立ち、恒星間空間に到達した2番目の有人宇宙船となった。それ以来、彼女はオーストラリアにあるNASAのディープ・スペース・ステーション43を利用して家族と連絡を取っている。 2020年3月、ディープ・スペース・ステーション43はオーバーホールされ、アップグレードされました。人類から遠く離れたこの妹は、8か月間連絡が途絶えていたが、2020年10月30日にディープ・スペース・ステーション43のアップグレードが完了し、ボイジャー2号に指示が再発行された。34時間48分という長い待ち時間の後、彼女はフィードバックで「こんにちは」という返事だけを受け取った。

この簡単な返答は、ボイジャー2号がまだ軌道上にあり、正常に飛行しており、そのゲインアンテナが正確に私たちの故郷の惑星を向いていることを証明するのに十分です。午後10時現在2022年5月29日、ボイジャー2号は地球から194億キロ離れた場所まで飛行しました。姉妹機と同様に、この船も科学機器のほとんどを停止しており、ほぼ消耗した電力では、検出データを所有者に報告するためのいくつかの単純な機器しか維持できない。 （下の写真）

2025年までに、彼女も姉と同じようにエネルギーを使い果たし、すべての機器を停止するでしょう。その時までに、彼女は糸が切れた凧のように、人間との接触を完全に失っているでしょう。しかし、彼女は人類が設定したルートに沿って慣性で漂い続け、2万8000年後には太陽系の最後の境界であるオールトの雲を越えることになる。そこにある多数の氷の天体によって破壊されなければ、彼女は太陽の重力の制御から完全に外れてしまいます。

その後、おおいぬ座に向かって飛び続け、29万年後には4.3光年離れたシリウスを通過し、宇宙の奥深くへと飛び、エイリアンに捕らえられることになる。彼女の最終的な行き先は分からないが、もしある日彼女が地球にエイリアンを連れてきて、私たちの子孫がまだ生きているなら、彼らは彼女が長年にわたり経験してきたことを知るだろう。

今は、人類の期待と挨拶とともに、彼女の安全な航海を祈るばかりです。これに関して何かご意見がございましたら、お気軽にご相談ください。読んでいただきありがとうございます。

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