A Voyager 1 és a Voyager 2 űrszondákat 40 évvel ezelőtt indították el. Mindössze 12 év alatt a Naprendszer négy fő bolygója - a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz - közelében repültek. Mindkét űrszonda folyamatosan működik, és adatokat küld a Földre, bár jelenleg jóval kívül vannak a Plútó pályáján.
Menjünk vissza 1965-re, amikor a holdi leszállás versenyére már sor került, és a NASA-nak volt pénze és magabiztossága egy nagy álom valóra váltásához.
Abban a pillanatban senki sem gondolt a Voyagerre, mert mindenki úgy gondolta, hogy az űrtechnika még nem áll készen arra, hogy több milliárd kilométernyi távolságra utazzon a Naprendszeren kívül.
De már volt pénz arra, hogy fiatal és ígéretes matematikusokat toborozzanak a tudományos életben dolgozó nagy kaliforniai JPL kutatóközpontba, és e matematikusok csoportjából kettő alapozta meg a Voyager fejlesztését.
Michael Minovich és Gary Flandro feladata volt a Naprendszer űrkísérleteinek lehetséges repülési útjainak megvizsgálása. Ez egy „Időben történő diszkréció” jelmondata alatt végzett tanulmány volt, amelyet addig kellett folytatni, amíg a sziklás meg nem éri a szükséges fejlettségi szintet.
Senki sem várt kiemelkedő eredményeket, de ez a két fiatal matematikus úgy találta, hogy 1976 és 1979 között egyedülálló lehetőség volt egy űrpróba repülésének indítására négy nagyobb bolygó közelében, nagy üzemanyag-költségek nélkül. Ez egy olyan lehetőség volt, amely 176 évben egyszer felmerült. E három év alatt helyezkedtek el a bolygók oly módon, hogy az egyik bolygó gravitációja segítségével a szonda tovább repülhessen a következő bolygóra.
Ez egy szerencsés felfedezés volt. Legutóbb ez történt 1801-ben, amikor elfoglaltak voltunk Napóleon háborúival és a koppenhágai haditengerészeti csatával. De legközelebb 2153-ban fog megtörténni.
A NASA nem engedte át ezt a lehetőséget: hamarosan kidolgozták a Naprendszer nagy expedíciójának terveit.
Promóciós videó:
A tervek szerint legalább négy űrszondát küldenek, és ezen felül a távoli Plutont is felfedezik. 1976-77-ben két szondát terveztek küldeni Jupiterre, Szaturnuszra és Plutonra, és 1979-ben - még két szondát Jupiterre, Uránuszra és Neptunuszra.
Az amerikai kongresszus azonban, miután megtudta, hogy ez a projekt több mint egy milliárd dollárt ér, nem tetszett neki. Nagyon sok pénz volt abban az időben. A kongresszus csak két űrszondának szándékozik pénzt elkülöníteni, amelyek kihasználják a bolygó kedvező helyzetét Jupiter és Szaturnusz felfedezéséhez.
A NASA felkészül a "nagy sétára"
A NASA a polgári engedetlenség csekély cselekedetét követett el, amelyet azonban most megbocsátottak.
A Voyager 1 pontosan végrehajtotta a hivatalos tervet, amely csak a Jupiter és a Szaturnusz meglátogatására korlátozódott, és ez lehetővé tette Jupiter hold Io és Saturn nagy holdja Titánjának közelről történő tanulmányozását.
De ez azt is jelentette, hogy a Voyager 1-hez pályát kaptak, ahonnan lehetetlen tovább repülni Uránuszra és Neptunuszra. A tudósoknak titkos gondolata volt, hogy a Voyager 2-et raktáron tartsa. Lassú pályája van, és ezért a Voyager 1-hez folyamatosan repült. Amíg a Voyager 1 megoldotta feladatait, a Voyager 2-nek megengedte, hogy befejezze az első küldetést, és négy nagy bolygóra repüljön, vagyis elkészítse a „Nagy sétát”, mivel ezt az expedíciót később hívták.
Ennek a döntésnek vicces következményei voltak: a Voyager 2 a Voyager 1 előtt indult. Ennek eredményeként a gyors Voyager 1 jött először a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz. És a lassú Voyager 2-nek állítólag a második helyen kellett elégednie, de lehetőséget kapott arra, hogy az első szonda legyen, amely elérte az Uránt és Neptunust.
A nagy felügyelet extra munkához vezet
Ezért a Voyager 2 augusztus 20-án indult el. És bár ez egy "lassú" szonda volt, ennek ellenére 52 ezer kilométer / óra sebességet ért el, amelynek eredményeként kevesebb, mint 10 órán belül elrepült a hold pályáján.
Két héttel később elindult a gyors Voyager 1, és most mindenki remélte, hogy a Jupiter felé simán repülhet. De aztán hiba történt, amelynek eredményeként jelentős számú mérnöknek túlóráznia kellett a következő 12 évben.
A vezérlőközpont elfelejtette rutin üzenetet küldeni a Voyager 2-nek. Amikor a Voyager 2 számítógép nem kapta meg a várt üzenetet, az utasításokban meg volt írva, hogy ez csak akkor történhet meg, ha a fedélzeti vevő hibásan működik. Úgy véltek, hogy a vezérlőközpont egyszerűen nem tudja elfelejteni ezt a műveletet.
A Voyager 2 kötelezően váltott egy tartalék vevőkészülékre, de nem volt megfelelő beállítása és csak nagyon szűk, 96 hertes frekvenciatartományban képes jeleket fogadni, és ez problémákat okozott.
A vezérlőközpont természetesen nagyon specifikus frekvencián küldött jeleket, de mivel a Voyager a Földhez viszonyítva nagyon gyorsan mozog, a Doppler-hatás miatt más frekvencián vett jelet. Ezért a vevőkészüléket úgy hangolták be, hogy a 100 000 Hz-es tartományban jeleket fogadjon.
A Voyager 2 hallgatott
Az első reakció a Voyager 2 átvitele volt a fő vevőkészülékre, de ez a vevő azonnal teljesen eltört. Ennek eredményeként a NASA nem tudott parancsokat küldeni az űrszonda felé.
Ez a vártnál sokkal súlyosabb problémának bizonyult. A sebességet a Földhez viszonyítva könnyű kiszámítani, de ennél is rosszabb volt, hogy a szonda hőmérsékletének nagyon kicsi, 0,3 foknál kisebb változása annyira megváltoztatta a vevő frekvenciatartományát, hogy a Földdel való érintkezés megszakadt. Megállapítást nyert, hogy még az egyik műszer bekapcsolásakor vagy az egyik vezérlőmotor használatakor a helyiség-érzékelő hőmérséklete megváltozott.
Az évek során a NASA mérnökei kifejlesztettek egy teljes matematikai modellt a Voyager számára, amely kiszámította a szonda hőmérsékletét a fok százszázados pontján belül. A modellt a szonda teljes repülése során fejlesztették ki Neptun felé, a kommunikáció több napig megszakadt.
A Voyager első képeket küld a Földre
1979 márciusában a Voyager 1 elérte a Jupitort, és a tudósok szó szerint meghökkenték a központba küldött fantasztikus fényképeket: felhők és Jupiter vörös foltja, Io narancssárga holdja és fehér, minden jéggel borított Európa.
Jupiter nagy vörös foltja. A fotó készítette: Voyager 1
A tudósok megtudták, hogy mit jelent az "azonnali tudomány", amikor a JPL újságírói azonnal magyarázatot kértek azokról a fényképekről, amelyek csak néhány órával ezelőtt érkeztek be, ezért a szakértők nem gondosan elemezték őket.
Sok olyan tudós számára, akik megszokták a csendes életet, és hirtelen egy nagy közönségben találták magukat tucatnyi újságíró előtt, akik választ szeretnének kapni, ez valódi teszt volt.
Az esős időjárás Ausztrália felett problémákat okoz
A szonda repülése során Ausztrália felett, ahol egy nagy nyomkövető állomás található, a heves esőzések problémákat okoztak. A Voyager csak 3,6 cm magasságban küldte adatait a Földnek, és egy ilyen rövid hosszú rádióhullám alig haladt át az esőfelhőkön. Emiatt néhány órán belül eltűntek az adatok.
A váratlan esemény azonban csak néhány nappal később történt, amikor a Voyager 1 úton volt Jupiterről Szaturnuszra.
A megbízható navigáláshoz pontosan meg kell ismerni a Voyager helyzetét, és ennek különösen a Io műholdas képeinek és a háttérben lévő csillagok tömegének fényképezésével kellett történnie. Ezért lassú zársebességet használtunk, amelynek eredményeként a fénykép Io megvilágított fehér korongnak látszott.
A fényképek számítógépes elemzését a navigációs csapat fiatal alkalmazottja, Linda Morabito végezte. Felfedezte, hogy Io felett van valami, ami felhőnek tűnik. Io-nak nincs légköre, így senki sem várt felhőkre néhány száz kilométerrel a felszín felett.
Árapály erők és vulkáni aktivitás
Azonnal azt gyanították, hogy ez egy vulkánkitörés volt, ám a képeket tanulmányozó szakértők egy hétvégi kiruccanáson voltak. Ezért teljes három nap telt el, amíg a NASA megtudta, hogy felfedezték az első aktív vulkánt a Földön kívül.
A hír különösen fontos volt három amerikai tudós számára. Csak egy hete publikáltak egy cikket a Science kiadványban, amely előrejelzi a vulkánok fennállását a Jupiter, valamint a szomszédos holdak, az Európa és a Ganymede Io-ra ható árapály erõinek következményeként.
Négy hónappal később a Voyager 2 közeledett a Jupiterhez. A tudósok készen álltak arra, hogy figyeljék az Io vulkánjait, és közelebbről megvizsgálják az Európa sértetlen jégfelületét. Manapság úgy gondolják, hogy ez a jégfelület rejti a tengert, amelynek mélysége eléri a 100 km-t, és amelyben élet létezhet.
És a Voyager méréseinek köszönhetően most már tudjuk, hogy az árapály erők hatására az Io szilárd felülete felfelé és lefelé mozog, akár 100 méter magasságban is. Ezért nem meglepő, hogy az ennek eredményeként keletkező hő erőteljes vulkáni aktivitáshoz vezet.
A Voyager 1 a Titan közelében helyezkedik el
Csendes idő volt, mielőtt a Voyager 1 1980 novemberében repült a Szaturnuszba. A tudósok ismét csak ülhetnek, és örömmel nézhetik a Szaturnusz gyűrűinek fantasztikus fényképeit. A legnagyobb várakozásokat azonban a Titán melletti repülés okozta. Ez a titán utáni repülés kizárta a Voyager 1 azon képességét, hogy folytathassa repülését Uránuszra és Neptunuszra.
De csak láthatott egy teljesen áthatolhatatlan narancssárga felhőtakarót. Ugyanakkor megvizsgálták a légkör összetételét, amely többnyire szén-dioxid és kis mennyiségű metán. A felületi nyomás 1,6-szor erősebb volt, mint a földön.
A mérések kimutatták, hogy ha a metánt napfénynek tesszük ki, a Titán körüli narancssárga ködben nagy mennyiségű szerves molekula képződik. Ez azt jelenti, hogy a titán mindenesetre sok molekulát kap, amelyek az élet kialakulásának előfeltételei. Sajnos a mérések mínusz 180 fok hőmérsékletet mutattak. Hideg az élet számára, de olyan hőmérséklet, amely lehetővé teszi a metán megtalálását a tenger felszínén.
Még 30 évbe telt, mire a radar segítségével működő Cassini űrszonda a felhőborítás ellenére is látta a híres metán-tengereket Titán északi és déli pólusaiban.
A Voyager 2 ismét kihívásokkal néz szembe
A Voyager 2 1981 augusztusában repült a Szaturnuszba, és kezdetben minden jól ment a vevővel kapcsolatos problémák ellenére. Lefényképezte az Enceladus kis holdját, amely, ahogy ma tudjuk, hatalmas gejzárokat bocsát ki a jéggel borított felület repedéseiből, és fényképezte a jeges hold Hyperion-ot, amely nagyon hasonlít a mosószivacsra.
De akkor kezdődtek a problémák. A tudományos műszerekkel ellátott forgóasztal elakad, sok adat elveszett. A mérnököknek ismét extra munkát kellett tenniük, de a helyzet tovább romlott, mivel a NASA létszáma a létszámcsökkentés miatt 200 helyett 108 volt.
A nagy terhelés sok alkalmazott fizikai és szellemi fáradtságához vezetett.
A problémákat azonban azonosították, és a forgótányért vezérlő sebességváltóhoz kapcsolódtak. A probléma a kenés volt. Amikor a peron gyorsan elfordult, a zsír nulla gravitációval repült el a fogaskerekektől, ami azt jelentette, hogy a fém alkatrészek érintkeztek egymással. Megjelent kis fémforgács és jött ki, akadályozva a mozgást. A probléma elkerülhető lenne a peron lassú forgatásával.
Repülés Uránuszba
Szerencsére volt elég idő ennek a problémának a megoldására, mert a Voyager 2-nek szinte öt évig kellett repülnie a Szaturnuszból Uránuszba. Ennek ellenére nehéz idő volt, mert - amint már említettem - az Uránuszba történő repülés nem volt teljesen nyugodt.
Három nagy nyomkövető állomást Kaliforniában, Spanyolországban és Ausztráliában fel kellett korszerűsíteni, hogy a Voyager kicsi adójától, amely csak 20 W volt, eljuttatni a kritikus jeleket. Az egyik módszer a nagy 64 méteres parabolikus antennák elektronikus csatlakoztatása a kisebb, 34 méteres antennákhoz, hogy azok egy nagyként működhessenek.
Egy másik probléma az a nagy sebesség, amellyel a Voyager 2 repült az Uránusz mellett. A fényképek nagyon homályosnak bizonyultak, mivel az Uránusz régiójában a napfény olyan gyenge, hogy hosszú ideig meg kell tartani a keretet. Mindez elősegítette a találékony megoldások megtalálását - amellett, amit a forgótányéron végeztünk (Végül az egész azzal a következménnyel zárult, hogy ahelyett, hogy csak egy állványt elfordítottak, attól tartva, hogy ismét elakad, elkezdték forgatni az egész űrszondát).
Baleset az Uránussal való találkozáskor
Amikor a Voyager 2 1986 januárjában repült fel az Uránuszra, az egyetlen láthatatlan dolog volt egy nagy kékeszöld gömb, amelyen nem voltak látható felhők. A Voyager látszólag homályos réteg volt egy mély légkörben, amely könnyű hidrogénből és héliumból áll, kis mennyiségű metánnal és más szénhidrátokkal.
De Voyager repülésére valami másra emlékezett.
Fénykép Uránuszról a Voyager 2-ből
1986. január 28-án a NASA-nak kellett elküldenie az első fényképeket az Uránusz kis műholdairól - különös tekintettel a Mirandára, ahol - mint kiderült - a közel 10 kilométer magas puszta jégsziklák vannak. A sajtótájékoztatóra azonban nem került sor, mert más felvételek jelentek meg a közönség televízió képernyőjén. Megmutatták a Challenger űrrepülőgép robbanását, amelyben hét űrhajós meghalt.
Időről időre egy fehér gőzfelhő mutatott a robbanásból és két különböző irányba repülő rakéta-segéd. Ezt követően senki sem akart részt venni az Uránuszról szóló sajtótájékoztatón. Ezért a Voyager 2 csendesen elhagyta Uránt és elkezdte hároméves utazását Neptunuszba.
Viszlát és új kezdet
1989 augusztusában a Voyager 2 felrepült a Neptunuszba, a Nagy Séta végső célpontjába, amelyet a Kongresszus soha nem engedt meg.
Ezúttal egy igazi űrhajó-fesztiválról volt szó Pasadena-ban, ahol a JPL található. A rendezvényen több ezer ember vett részt, akik érdekes fényképekkel díjazták egy gyönyörű kék Neptunust, fehér felhőkkel, amelyeket a vihar hajtott fel 2000 km / h sebességgel.
Rejtély marad, hogy egy bolygónak, amely olyan távol van a Naptól és nagyon alacsony hőmérsékleten - mínusz 215 fok = elegendő energiával rendelkezhet ilyen erős viharok kialakulásához.
Hamarosan itt az ideje, hogy búcsút mondjak a Voyager 2-ről. és ez a búcsú a nagy jeges hold Triton fényképei voltak, amelyet megleptek a gejzírek jelenléte. Legalább 50 helyet találtak kitörés valamilyen formájának hosszú, sötét nyomaival.
Néhány fénykép azt mutatja, hogy a gejzírek eléri a 8 kilométer magasságát, ahol sugárhajtású árammal találkoznak egy nagyon ritka légkörben. Feszíti a puszta gejzereket, és hosszú füstcsíkká változtatja őket. Úgy gondolják, hogy a gejzírek annyira sötétek, mert nemcsak gőzből állnak, hanem port és szerves anyagokat is tartalmaznak.
A repülés éppen megkezdődött
A Neptunusz utáni repülés a Nagy Séta vége volt, egy olyan utazás, amelyet jogosan lehet összehasonlítani a holdra szállással. De ez nem volt búcsú a Naprendszerről, amelyet sem a Voyager 1, sem a Voyager 2 még nem hagytak el.
A befejezés jelölésére 1990-ben készült búcsúfotó a Naprendszer összes bolygójáról. Rájuk a Föld kis "világoskék pontként" látható. Földünk pillanatképe 6 milliárd km távolságra egyfajta szimbólummá vált, amely megmutatja, mennyi helyet foglalunk el az univerzumban.
Mindkét Voyager-érzékelő most messze van a Plútó pályájától és a Kuiper övtől, amelyet kis jeges bolygók alkotnak. De még mindig évezredeknyi utazásuk van, mielőtt elérték a naprendszerünk utolsó előőrsét, nevezetesen az Oort-felhőt, amelyet sok üstökös szülőhelyének tekintnek.
A Voyager 1 rekordot tett a 141 AU-tól a Naptól való utazáshoz (egy AU a Földtől a Napig tartó távolság).
A lassú Voyager 2 csak 116 AU-t hajtott végre. Mindkét szonda folyamatosan adatokat küld a Földre, amelyek most elsősorban a napszélhez és a napenergia mágneses mezőjéhez kapcsolódnak.
A tudósok remélik, hogy 2025-ig fenntartják a kapcsolatot mindkét régi űrszondával. Ez a két próba szinte az emberiség örök képviselője, bár valószínűtlen, hogy más civilizációk találják meg őket.
Földlakók üzenete
Mindkét Voyagers magával hordozza a Földlakók üzenetét, amelyet a fedélzeten rögzített, aranyozott 30 centiméteres lemezre írtak.
Az üzenetet egy neves csillagász és asztrobiológus, Carl Sagan vezetésével kidolgozott bizottság fejlesztette ki (Carl Sagan, 1934 - 1996). Mivel annak valószínűsége, hogy ezeket a szondákat valaha is megtalálják, végtelenül kicsi, ezt az üzenetet üzenetnek tekinthetjük magunknak.
Tartalmazza a képeket és a hangokat is, amelyeket a lemez titkosított. Ez egy képsor, amely leírja, hogyan lehet a lemez tartalmát reprodukálni. A játékot 16 2/3 fordulat / perc sebességgel kell végezni a lemezhez rögzített tűvel. Régimódi, de technikailag megalapozott, ha a címzettek kitalálhatják a képek sorozatát.
Henrik og Helle Stub