VOYAGER

ČETIRI DESETLJEĆA RADA TIHIH ČOVJEKOVIH SVEMIRSKIH AMBASADORA Dvije na brzinu sklepane sonde, izrađene da traju samo 5 godina, još uvijek su aktivne

 

Daleko od Sunca, daleko od Zemlje, najtrajniji spomenik ljudskom rodu napustio je kraljevstvo Sunčevog vjetra i zaplovio međuzvjezdanim svemirom. Najbrži i najudaljeniji predmet izrađen ljudskom rukom putuje već 40 godina, a njegova je sudbina putovati i dalje, lutati Mliječnom stazom dok zvijezde ne prestanu sjati i dok zadnja crna rupa u svemiru ne ispari.

Ovaj vječni putnik je Voyager 1, svemirska sonda lansirana 5. rujna 1977. godine. Sonda Voyager 1 i njena identična sestra - Voyager 2 - istinski su heroji istraživanja svemira. Zahvaljujući Voyagerima, znanstvenici su dobili fascinantan uvid u sve vanjske planete Sunčevog sustava - plinske i ledene divove Jupiter, Saturn, Uran i Neptun - a milijuni djece odrastali su u novu generaciju znanstvenika uz istinski nevjerojatne fotografije gigantskih svjetova milijardama kilometara daleko od Zemlje.

Zaustavljen projekt

U šezdesetim godinama prošlog stoljeća, NASA-ini inženjeri počeli su usavršavati metodu gravitacijske praćke - manevra u kojem letjelica ‘ukrade’ dio brzine planeta pored kojih prolazi, i time znatno poveća svoju brzinu. Manevar je prvi iskoristila sonda Mariner 10, koja je iskoristila gravitaciju Venere kako bi dovoljno usporila i postala prva sonda koja je posjetila planet Merkur.

NASA je počela istraživati mogućnosti koje im otvara gravitacijska praćka, kada je 1964. godine Gary Flandro, znanstvenik NASA-inog Jet Propulsion Laboratoryja (JPL), spoznao kako će se sredinom 70-ih Jupiter, Saturn, Uran i Neptun poravnati na takav način da bi jedna svemirska sonda mogla obići sva četiri planeta. Sljedeći put bi do takvog poravnavanja došlo tek 2152. godine.

Znanstvenici su predložili ambiciozan plan nazvan ‘Velika turneja’, u kojem su planirali poslati četiri sonde - dvije koje bi posjetile Jupiter, Saturn i Pluton, te dvije koje bi posjetile Jupiter, Uran i Neptun. JPL je krenuo dizajnirati sonde koje bi trajale deset godina, no projekt je u prosincu 1971. godine zaustavio američki Kongres. Političari su tad NASA-i odbili platiti troškove projekta, procijenjene na milijardu dolara - što bi danas vrijedilo oko 38 milijardi kuna, iznos za kojeg bi mogli sagraditi osam autocesta Zagreb-Rijeka.

 

NASA je 1972. odlučila zamijeniti ‘Veliku turneju’ znatno jeftinijim planom - misijom Mariner Jupiter-Saturn, koja bi koštala samo 360 milijuna dolara. JPL je krenuo užurbano dizajnirati dvije sonde, temeljene na tehnologiji postojećih Mariner sondi, a Kongresu je misija predstavljena kao prelet Jupitera i Saturna, iako su svi koji su radili na njima računali na mogućnost preleta Urana i Neptuna, ako se naknadno odobri financiranje.

Samo nekoliko mjeseci prije lansiranja, projekt je preimenovan u Voyager, a sonde Mariner 11 i 12 postale su Voyager 1 i 2. Voyager 2 lansiran je 20. kolovoza 1977., sporijom putanjom zbog koje ga je i prije asteroidnog pojasa prestigao Voyager 1, lansiran 5. rujna, dva tjedna kasnije.

Voyager 1 krenuo je putanjom koja mu je omogućila posjet Jupiteru i Saturnu, te bliski prelet pored Saturnova mjeseca Titana - tada jedinog mjeseca za koji smo znali da ima atmosferu. Voyager 2 poslan je na putanju koja bi mu omogućila posjet Jupiteru i Saturnu, te koja bi ga poslala u smjeru Urana i Neptuna, ukoliko Kongres odluči produžiti misiju.

Prsten od leda

Voyager 1 posjetio je Jupiter u ožujku 1979., a Voyager 2 u srpnju iste godine. Na Zemlju su poslali nevjerojatne fotografije najvećeg planeta u Sunčevu sustavu i njegove ‘Velike crvene točke’ - trajne megaoluje veće od Zemlje. No, prava vrijednost njihova posjeta ležala je u potpuno neočekivanim znanstvenim otkrićima.

NASA

Voyageri su prvi potvrdili da je 'Velika crvena točka' zapravo trajna oluja u atmosferi Jupitera, mnogo puta veća od Zemlje

 

Sonde Voyager otkrile su aktivne vulkane na mjesecu Ija - prvi zabilježeni dokaz tektonske aktivnosti izvan Zemlje. Otkrili su kako i Jupiter, poput Saturna, posjeduje glomazni prsten od leda i kamenja. Pronašli su tri nova mjeseca u orbiti oko Jupitera, a otkrili su i kako je mjesec Europa prekriven ledenim pokrovom, ispod kojeg se najvjerojatnije nalazi ocean tekuće vode. Već u ovom trenutku svoje misije, sonde Voyager su višestruko opravdale svoju cijenu, a onda su krenule prema Saturnu.

NASA

Voyageri su otkrili kako je cijeli Jupiterov mjesec Europa prekriven ledom, ispod kojeg se skriva tekući ocean

 

NASA

Kamere Voyagera uhvatile su i ovaj prizor na mjesecu Ija koji je zapanjio znanstvenike - aktivni vulkan izvan Zemlje

 

Voyager 1 stigao je do Saturna u studenome 1980. godine, a Voyager 2 je došao gotovo godinu dana kasnije - u kolovozu 1981. Sa Saturna su poslali prve fotografije visoke rezolucije Saturnovog prstena, u kojem su otkrili rupe i procijepe. Pronašli su nekoliko novih mjeseca, a Voyager 2 je detaljno proučio i Saturnovu atmosferu. Voyager 1 tada je proletio pored Titana i otkrio brojne detalje o njegovoj gustoj atmosferi. Nakon posjeta Saturnu, Voyageri su krenuli svaki svojim putem - Voyager 1 dobio je znatno ubrzanje bliskim proletom kraj Saturna u smjeru zbog kojeg je napustio ravninu na kojoj se nalaze planeti Sunčeva sustava, dok je Voyager 2 ubrzao u smjeru Urana.

NASA

Jedna od prvih fotografija Saturna visoke rezolucije

Uranovi mjeseci

Iako su obje sonde dizajnirane kako bi trajale 5 godina i ispunile svoju primarnu misiju, Voyager 2 je bio u dovoljno dobrom stanju da je Kongres odobrio produljenje misije i posjet Uranu i Neptunu. Voyager 2 stigao je do Urana u veljači 1986. - gotovo punih devet godina nakon lansiranja.

Uran je bio prava riznica znanstvenih otkrića - Voyager 2 otkrio je najčudnije magnetno polje u Sunčevu sustavu, pod kutem od čak 60 stupnjeva od osi rotacije, koja je gotovo paralelna s ravninom orbite. Znanstvenike je zapanjio Uranov mjesec Miranda, čija mješavina novih i starih geoloških formacija na površini ukazuje da se u svojoj povijesti u cijelosti raspao i potom ponovno sastavio. Proučio je i Uranove prstenove, potpuno različite od Saturnovih i Jupiterovih, koji su znatno mlađi od Urana i vjerojatno su nastali nakon uništenja jednog od njegovih mjeseca. Voyager 2 je pronašao i 10 mjeseca oko Urana koji su do tada bili nepoznati.

NASA

Niti jedna sonda nakon Voyagera 2 nije posjetila Uran

 

Nakon Urana, Voyager 2 se zaputio prema zadnjem plinovitom divu, Neptunu, gdje je stigao tek u kolovozu 1989., više od 12 godina nakon lansiranja. Prošao je između orbite mjeseca Tritona i samog Neptuna, potom iznad sjevernog pola tog plinskog diva, i napustio orbitalnu ravninu u smjeru suprotnom od Voyagera 1.

Kada je stigao do Neptuna, Voyager 2 proučio je njegovu atmosferu, prstenove i magnetno polje, kao i brojne mjesece. Otkrio je aurore, poput onih na Zemlji. Otkrio je aktivne gejzire i polarne kape na Tritonu, gdje je pronašao i oblake u vrlo rijetkoj atmosferi. Pronašao je i šest dotad nepoznatih mjeseca, među njima i Proteus - jedini dosad otkriveni mjesec oblika elipsoida.

Nakon obilaska sva četiri plinovita diva, misija Voyager ispunila je sve kriterije da je se proglasi najuspješnijom svemirskom misijom u povijesti. Niti jedna misija ni prije ni kasnije nije pružila toliko raznovrsnih podataka znanstvenicima, koje su analizirali još desetljećima nakon slanja. No, za Voyagere, to je bio tek početak njihova putovanja.

Nakon susreta s Neptunom, u listopadu 1989. godine, započela je nova faza - međuzvjezdana misija. Obje sonde bile su na kursu izlaska iz Sunčevog sustava, kao najbrži i drugi najbrži predmet ikad izrađen ljudskom rukom. Iako je već prošlo 12 godina nakon lansiranja, sonde koje su zamišljene da traju 5 godina zaputile su se u svemirsko prostranstvo.

NASA

Voyager 2 otkrio je dotad nepoznatu ljepotu Neptunovih oblaka

 

Voyager 1 i 2 krenuli su u utrku s vremenom. Kako su dizajnirani da putuju u duboki svemir, daleko od Sunčeve svjetlosti, nije ih bilo moguće napajati solarnim panelima. Umjesto toga, struju za njihove instrumente, računalo i antenu proizvodio je radiotermalni generator - jednostavni uređaj koji toplinu radioaktivnog raspada plutonija pretvara u električnu energiju. Generatori na sondama Voyager proizvodili su oko 420W snage prilikom lansiranja, ali su zbog raspada plutonija gubili u prosjeku 4W godišnje.

NASA-ini inženjeri počeli su brižno gasiti jedan po jedan znanstveni instrument na sondama, kako bi uštedjeli energiju i nastavili raditi. Znali su da Voyageri putuju prema rubu Sunčeva sustava, ali nitko nije znao gdje je, pa su imali samo okvirnu ideju kada bi ga mogli doseći.

Obiteljski portret

U veljači 1990., kontrolori misije ugasili su - energetski vrlo skupu - platformu za skeniranje. Pomični krak na kojem su se nalazili teleskopi i uređaji za fotografiranje trošio je mnogo struje za grijanje instrumenata koji jednostavno više nisu bili potrebni. Prije samog gašenja, na nagovor legende astronomije Carla Sagana, Voyager 1 uslikao je ‘Obiteljski portret’ - najudaljeniju zajedničku fotografiju planeta Sunčevog sustava.

NASA

Na ovoj kompozitnoj slici, 'Obiteljskom portretu', vidimo šest planeta Sunčevog sustava, snimljenih 'odozgora', visoko iznad ravnine u kojoj orbitiraju planeti

 

Obiteljski portret uslikan je s udaljenosti od 6 milijardi kilometara od Zemlje, a uhvatio je sve planete osim Merkura i Marsa. Zemlja je na njemu samo blijeda plava točka u zraci svjetlosti. “Pogledajte tu točku”, rekao je tada Sagan. “To je ovdje. To je dom. To smo mi. Svi koje volite, svi koje znate, svi za koga ste ikad čuli, svako ljudsko biće koje je ikad bilo, proživjelo je svoje živote ovdje.”

NASA

Slavna 'Blijeda plava točka' - fotografija Zemlje s udaljenosti veće od orbite Saturna. Planet na kojem živimo blijeda je plava točka u najdesnijoj zraci svjetlosti

 

"Svo naše veselje i sve naše patnje, tisuće religija, ideologija i ekonomskih doktrina, svaki lovac i sakupljač, svaki heroj i kukavica, svaki stvoritelj i razarač civilizacija, svaki kralj i kmet, svaki zaljubljeni par, svaka majka i otac, dijete puno nadanja, izumitelj i istraživač, svaki učitelj morala, svaki korumpirani političar, svaka 'superzvijezda', svaki 'vrhovni vođa', svaki svetac i grešnik u povijesti našeg roda živjeli su tamo - na zrncu prašine u zraci sunčeve svjetlosti."

Voyageri su nastavili svoje putovanje i slali korisne podatke o Sunčevu vjetru i olujama, no pravo je otkriće stiglo nakon analize podataka iz kolovoza 2012. - više od 35 godina nakon lansiranja sondi. Mjerenje čestica visoke energije na Voyageru 1 pokazalo je kako sondu pogađa više čestica iz dubokog svemira nego čestica koje je odaslalo Sunce - 25. kolovoza 2012., prvi predmet izrađen ljudskom rukom napustio je Sunčev sustav. Dobili smo prva mjerenja međuzvjezdanog svemira, i prvi uvid kakva svojstva ima prostor izvan utjecaja Sunčeva vjetra. Kada i Voyager 2 napusti Sunčev sustav u bliskoj budućnosti, dobit ćemo još više, još detaljnijih informacija, jer je na toj sondi uređaj za precizno mjerenje plazme još uvijek ispravan.

Iako smo i nakon Voyagera poslali sonde do Jupitera i Saturna, Voyager 2 je do danas jedina letjelica koja je posjetila Uran i Neptun, i vjerojatno će tako i ostati još nekoliko desetljeća s obzirom da niti jedna misija do ta dva plinovita diva nije niti u fazi čekanja odobrenja. Nakon oba Voyagera, Sunčev će sustav napustiti i sonda New Horizons, vjerojatno oko 2040. godine, no znanstvenici predviđaju kako će RTG generator New Horizonsa, tri puta manji od Voyagerovih, ostati bez energije za slanje podataka negdje tijekom 2030-ih godina, vjerojatno prije izlaska iz utjecaja Sunčeva vjetra.

Dvije na brzinu sklepane sonde, izrađene da traju samo pet godina, danas su još uvijek aktivne i još uvijek šalju podatke koji uzbuđuju znanstvenike. Voyager 1 u utorak će proslaviti svojih 40 godina u svemiru, a NASA-ini inženjeri očekuju da će obje sonde nastaviti funkcionirati još barem 10 godina.

Voyager 1 trenutno se nalazi 140 astronomskih jedinica daleko od Sunca, što znači da je 140 puta dalje od Zemlje. Najudaljeniji planet Neptun nalazi se 30 astronomskih jedinica daleko, a najudaljeniji objekt u Kuiperovom pojasu - velikom području brojnih planetoida i patuljastih planeta među kojima je i Pluton - nalazi se oko 100 astronomskih jedinica daleko. Radi se o toliko nezamislivoj udaljenosti da je radiosignalu, koji putuje brzinom svjetlosti, potrebno 19 sati i 20 minuta da stigne od Voyagera 1 do Zemlje.

Povodom 40. godišnjice njihove svemirske odiseje, NASA je objavila brojne osvrte znanstvenika koji su radili na dijelovima misije Voyager, od kojih svi redom smatraju kako se radi o misiji koja je obilježila njihovu karijeru.

Današnji voditelj znanstvenog tima Ed Stone jedan je od rijetkih koji je radio na Voyagerima od samog početka misije. Kao projektni znanstvenik uključio se u program 1972. godine, no nikada nije prestao raditi na njemu, pa je i danas aktivan kao vodeći znanstvenik programa Voyager, iako je u međuvremenu bio čak i direktor JPL-a, institucije koja je izradila Voyagere.

P39582.jpg
NASA

Ed Stone, jedan od rijetkih znanstvenika koji je radio na Voyagerima od samog početka misije

 

- Mislim da nitko od nas, kada smo ga lansirali prije četrdeset godina, nije mislio da će išta još uvijek raditi nakon tolikog putovanja - rekao je Stone, danas 81-godišnjak.

Zlatna ploča

- Ono što je posebno divno u putovanju Voyagera nije samo to da traje već 40 godina, nego da nam još uvijek otkriva nove stvari, jer ide kamo ništa prije nije bilo. Ono najuzbudljivije što ćemo otkriti u sljedećih nekoliko godina bit će nešto što nitko nije očekivao - kazao je.

Jednom, kada ih njihovi generatori prestanu napajati, i kada se ugase njihovi digitalni mozgovi, Voyageri će pred sobom i dalje imati još jednu, posljednju misiju - kao trajni spomenik ljudskom rodu.

NASA

Omot 'Zlatne ploče', na kojem je binarnom notacijom objašnjeno kako doći do podataka zabilježenih na njoj - kojom brzinom puštati, koja je rezolucija digitalno zapisanih fotografija, koje vrijednosti predstavljaju koje valne duljine svjetlosti, i mnoge druge informacije

 

Svaki od Voyagera na sebi nosi zlatnu gramofonsku ploču, zajedno s izdržljivim uređajem za puštanje i detaljnim uputstvima za korištenje. Na ploči se nalaze fotografije i dijagrami koji opisuju Sunčev sustav, ljude, našu anatomiju i reproduktivni sustav, životinje, prizore iz prirode i gradova iz svih mogućih kultura. Osim slika, na ploči se nalaze i pozdravi na 55 svjetskih jezika, uključujući i hrvatsko-srpski, kao i odabrana glazbena djela, od Mozartove ‘Čarobne frule’ do ‘Johnny B. Goode’ Chucka Berryja.

- Orbitirat će oko središta Mliječnog puta, milijardama godina, naši tihi ambasadori - zaključio je Stone.

Tagovi

ELIPSO

Izdvajamo