Sondele spațiale Voyager 1 și Voyager 2 au fost lansate în urmă cu 40 de ani. În doar 12 ani, au zburat lângă cele patru planete majore ale sistemului solar - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Ambele sonde spațiale funcționează continuu și trimit date pe Pământ, deși în prezent sunt foarte în afara orbitei lui Pluto.
Să ne întoarcem în 1965, când competiția pentru aterizarea lunară a fost în curs, iar NASA a avut banii și încrederea pentru a face un vis mare.
În acel moment, nimeni nu s-a gândit la Voyager, pentru că toată lumea credea că tehnologia spațială nu era încă pregătită pentru călătoriile multor miliarde de kilometri în afara sistemului solar.
Dar erau deja bani pentru a recruta matematicieni tineri și promițători care lucrează în știință la marele centru de cercetare din California JPL, iar doi dintre acest grup de matematicieni au format baza dezvoltării Voyager.
Michael Minovich și Gary Flandro au primit sarcina de a cerceta posibile căi de zbor pentru sondele spațiale din sistemul solar. Acesta a fost un studiu sub sloganul „Discreția la timp”, care trebuia să continue până în momentul în care rachetă a atins nivelul necesar de dezvoltare.
Nimeni nu se aștepta la rezultate deosebite, dar acești doi tineri matematicieni au descoperit că între 1976 și 1979, exista o oportunitate unică de a lansa o sondă spațială într-un zbor în apropierea a patru planete majore, fără cheltuieli mari de combustibil. A fost o oportunitate apărută o dată la 176 de ani. În acești trei ani planetele au fost localizate astfel încât a fost posibilă utilizarea gravitației unei planete pentru a acoperi sonda mai departe pe următoarea planetă.
Aceasta a fost o descoperire norocoasă. Ultima dată când s-a întâmplat acest lucru a fost în 1801, când am fost ocupați cu războaiele lui Napoleon și cu bătălia navală de la Copenhaga. Dar data viitoare se va întâmpla în 2153.
NASA nu a lăsat această oportunitate să treacă: planurile pentru o mare expediție către sistemul solar au fost întocmite rapid.
Video promotional:
A fost planificat să trimită cel puțin patru sonde spațiale și, în plus, să exploreze distanța Pluto. În 1976-77, a fost planificată trimiterea a două sonde către Jupiter, Saturn și Pluton, iar în 1979 - încă două sonde către Jupiter, Uranus și Neptun.
Dar Congresul american, aflând că acest proiect valora mai mult de un miliard de dolari, nu i-a plăcut. La vremea aceea erau mulți bani. Congresul a dorit să aloce bani doar pentru două sonde spațiale, care vor profita de poziția favorabilă a planetei pentru a explora Jupiter și Saturn.
NASA se pregătește pentru „Marea Plimbare”
NASA a comis un mic act de nesupunere civilă, care, însă, acum este iertat.
Voyager 1 a realizat cu exactitate planul oficial, care s-a limitat doar la vizitarea lui Jupiter și Saturn, ceea ce a făcut posibilă studierea lunii Io a lui Jupiter și Titanul lunii mari a lui Saturn la o distanță apropiată.
Dar a însemnat, de asemenea, că Voyager 1 a primit o orbită din care era imposibil să zboare mai departe către Uranus și Neptun. Oamenii de știință au avut o idee secretă pentru a menține Voyager 2 pe stoc. El a primit un traseu lent și, prin urmare, a zburat pentru Voyager 1 tot timpul. În timp ce Voyager 1 își rezolva sarcinile, Voyager 2 avea voie să finalizeze misiunea inițială și să zboare la patru planete mari, adică să ia „Marea Plimbare”, așa cum a fost numită ulterior această expediție.
Această decizie a avut o consecință amuzantă: Voyager 2 a fost lansat înainte de Voyager 1. Drept urmare, rapidul Voyager 1 a fost primul care a ajuns la Jupiter și Saturn. Iar lentul Voyager 2 trebuia să se mulțumească cu locul doi, dar a avut ocazia să devină prima sondă care a ajuns la Uranus și Neptun.
Supravegherea mare duce la muncă suplimentară
Prin urmare, Voyager 2 a fost lansat pe 20 august. Și deși a fost o sondă „lentă”, a ajuns totuși la o viteză de 52 de mii de kilometri pe oră, în urma căreia a zburat pe orbita Lunii în mai puțin de 10 ore.
Două săptămâni mai târziu, a fost lansat rapid Voyager 1, iar acum toată lumea spera la un zbor lin către Jupiter. Însă apoi a apărut un eșec, în urma căruia un număr considerabil de ingineri a trebuit să lucreze ore suplimentare în următorii 12 ani.
Centrul de control a uitat să trimită un mesaj de rutină către Voyager 2. Când computerul Voyager 2 nu a primit mesajul scontat, în instrucțiunile sale s-a scris că acest lucru se poate întâmpla numai dacă receptorul de bord a funcționat defectuos. Se credea că centrul de control pur și simplu nu putea uita de această operațiune.
Voyager 2 a mutat cu atenție la un receptor de rezervă, dar nu a avut setarea corespunzătoare și a putut primi semnale doar într-un interval de frecvență foarte restrâns de 96 hertz, iar acest lucru a creat probleme.
Centrul de control a trimis în mod natural semnale pe o frecvență foarte specifică, dar întrucât Voyager se deplasa foarte rapid în raport cu Pământul, datorită efectului Doppler, a primit un semnal pe o frecvență diferită. Prin urmare, receptorul a fost reglat pentru a primi semnale în intervalul 100.000 hertz.
Voyager 2 a tăcut
Prima reacție a fost transferul Voyager 2 către receptorul principal, dar acest receptor s-a rupt imediat. Drept urmare, NASA nu a putut trimite comenzi către sonda spațială.
Aceasta s-a dovedit a fi o problemă mult mai gravă decât se aștepta. Viteza relativă a Pământului a fost ușor de calculat, dar mult mai rău a fost faptul că chiar și modificări foarte mici ale temperaturii sondei mai mici de 0,3 grade au schimbat raza de frecvență a receptorului atât de mult încât contactul cu Pământul a fost întrerupt. S-a constatat că, chiar și atunci când un instrument a fost pornit sau unul dintre motoarele de control, temperatura sondei spațiale s-a schimbat.
De-a lungul anilor, inginerii NASA au dezvoltat un model matematic complet pentru Voyager, care ar putea calcula temperatura sondei la o sută de grade. Modelul a fost dezvoltat pe parcursul întregului zbor al sondei către Neptun, comunicarea cu acesta a fost întreruptă timp de câteva zile.
Voyager trimite primele imagini pe Pământ
În martie 1979, Voyager 1 a ajuns în Jupiter, iar oamenii de știință au fost literalmente uimiți de fotografiile fantastice trimise în centru: nori și o pată roșie pe Jupiter, luna portocalie a lui Io și albul, toată Europa acoperită cu gheață.
Marea pată roșie a lui Jupiter. Fotografie realizată de Voyager 1
Oamenii de știință au aflat ce înseamnă „Știința instantanee” când jurnaliștii de la JPL au cerut imediat explicații despre fotografiile primite în urmă cu doar câteva ore și, prin urmare, nu au fost analizate cu atenție de către experți.
Pentru mulți oameni de știință obișnuiți cu o viață liniștită și care s-au regăsit brusc într-un public numeros în fața a zeci de jurnaliști care doresc să obțină un răspuns, acesta a fost un adevărat test.
Vremea ploioasă peste Australia creează probleme
În timpul zborului sondei peste Australia, unde se află o stație de urmărire mare, ploile abundente au creat probleme. Voyager și-a trimis datele pe Pământ doar la 3,6 cm, iar undele radio de o lungime atât de scurtă abia au trecut prin nori de ploaie. Din această cauză, datele au dispărut în câteva ore.
Dar evenimentul neașteptat s-a întâmplat doar câteva zile mai târziu, când Voyager 1 era pe drum de la Jupiter la Saturn.
Pentru o navigare fiabilă, este necesar să cunoaștem exact poziția lui Voyager, iar acest lucru a trebuit să se întâmple, în special, fotografiind satelitul lui Io împreună cu masa de stele din fundal. Prin urmare, a fost utilizată o viteză lentă a obturatorului, în urma căreia Io în fotografie arăta ca un disc alb iluminat.
Sarcina de a analiza fotografiile pe un computer a fost realizată de un tânăr angajat al echipei de navigație Linda Morabito. A descoperit că era ceva peste Io care arăta ca un nor. Io nu are atmosferă, așa că nimeni nu se aștepta la nori la câteva sute de kilometri deasupra suprafeței.
Forțele mareei și activitatea vulcanică
S-a bănuit imediat că a fost o erupție vulcanică, însă experții care ar putea studia fotografiile au fost într-o escapadă de weekend. Prin urmare, a fost nevoie de trei zile întregi până când NASA a putut spune că au fost descoperiți primii vulcani activi în afara Pământului.
Știrea a avut o relevanță deosebită pentru trei oameni de știință americani. În urmă cu doar o săptămână, ei au publicat un articol în Știință care prezicea existența vulcanilor ca urmare a forțelor puternice ale mareei Jupiter și lunilor vecine Europa și Ganymede care acționează asupra lui Io.
Patru luni mai târziu, Voyager 2 s-a apropiat de Jupiter. Oamenii de știință erau acum pregătiți să urmărească vulcanii de pe Io și să arunce o privire mai atentă asupra suprafeței de gheață nedeteriorată din Europa. Astăzi se crede că această suprafață de gheață ascunde marea, adâncimea căreia poate ajunge la 100 km și în care viața poate exista.
Și datorită măsurătorilor lui Voyager, știm acum că forțele de maree determină ca suprafața solidă a lui Io să se deplaseze în sus și în jos în schimbări de înălțime de până la 100 de metri. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că căldura generată ca urmare a acestui fapt duce la o activitate vulcanică puternică.
Voyager 1 zboară aproape de Titan
A fost o perioadă liniștită înainte ca Voyager 1 să zboare spre Saturn în noiembrie 1980. Oamenii de știință puteau din nou să stea și să privească cu încântare la fotografiile fantastice ale inelelor lui Saturn. Cu toate acestea, cele mai mari așteptări au fost asociate cu zborul în apropiere de Titan. Acest zbor trecut Titan a exclus abilitatea Voyager 1 de a-și continua zborul către Uranus și Neptun.
Dar singurul lucru care a putut fi văzut a fost o acoperire de nori portocaliu complet impenetrabilă. Cu toate acestea, compoziția atmosferei a fost studiată, care este în mare parte dioxid de carbon cu o cantitate mică de metan. Presiunea de suprafață a fost de 1,6 ori mai puternică decât cea a pământului.
Măsurătorile au arătat că cantități mari de molecule organice sunt generate în ceața portocalie din jurul Titanului când metanul este expus la lumina de la soare. Aceasta înseamnă că Titan, în orice caz, primește multe molecule, care sunt o condiție prealabilă pentru apariția vieții. Din păcate, măsurătorile au arătat o temperatură de minus 180 de grade. Este rece pentru viață, dar este o temperatură care face posibilă găsirea metanului pe suprafața mării.
Mai trebuia să treacă 30 de ani până când sonda spațială Cassini folosind radar a putut vedea celebrele mări de metan de la polul nord și sud al Titanului, în ciuda acoperirii norului.
Voyager 2 se confruntă din nou cu provocări
Voyager 2 a zburat către Saturn în august 1981 și, la început, totul a decurs bine, în ciuda problemelor cu receptorul. El a fotografiat mica lună Enceladus, unde, așa cum știm astăzi, gheizerele uriașe izbucnesc din crăpăturile de pe suprafața acoperită cu gheață și a făcut poze cu Hyperion-ul cu gheață, care seamănă îndeaproape cu un burete de spălat.
Dar atunci au început problemele. Turnul cu instrumente științifice s-a blocat, s-au pierdut o mulțime de date. Din nou, inginerii au trebuit să lucreze suplimentar, dar situația a continuat să se deterioreze, deoarece NASA avea 108 în loc de 200 din cauza reducerilor de personal.
Volumul greu de muncă a dus la oboseala fizică și psihică a multor angajați.
Însă problemele au fost identificate, au fost legate de transmisia care controlează placa turnantă. Problema era ungerea. Când platforma s-a întors rapid, unsoarea a zburat de pe angrenajele cu gravitație zero, ceea ce a însemnat că piesele metalice s-au atins între ele. Au apărut și au ieșit mici bărbierituri metalice, blocând mișcarea. Problema ar putea fi evitată întorcând încet platforma.
Zbor spre Uranus
Din fericire, a fost suficient timp pentru a rezolva această problemă, deoarece Voyager 2 a trebuit să zboare de la Saturn la Uranus aproape cinci ani. Cu toate acestea, a fost o perioadă dificilă, deoarece, după cum am menționat deja, zborul către Uranus nu a fost în totalitate calm.
Trei mari stații de urmărire din California, Spania și Australia au trebuit să fie modernizate pentru a primi semnale critice de la micul emițător al lui Voyager, care avea doar 20 de wați. O modalitate este de a conecta electronic antene parabolice mari de 64 de metri cu antene mai mici de 34 de metri, astfel încât să poată funcționa ca una mare.
O altă problemă a fost viteza mare cu care Voyager 2 a zburat pe lângă Uranus. Fotografiile s-au dovedit a fi foarte încețoșate, deoarece lumina soarelui din regiunea Uranus este atât de slabă, încât este necesar să păstrați cadrul mult timp. Toate acestea au ajutat la găsirea unor soluții ingenioase - pe lângă ceea ce s-a făcut cu placa turnantă (la final, totul s-a încheiat cu faptul că, în loc să întoarcă o singură platformă, temându-se că va bloca din nou, au început să transforme întreaga sondă spațială).
Accident la întâlnirea cu Uranus
Când Voyager 2 a zburat până în Uranus în ianuarie 1986, singurul lucru care a putut fi văzut a fost o minge mare verde-albăstrui, fără semne vizibile de nori. Ceea ce a văzut Voyager părea a fi un strat de ceață într-o atmosferă profundă compusă din hidrogen ușor și heliu, cu cantități mici de metan și alți carbohidrați.
Dar zborul lui Voyager a fost amintit pentru ceva diferit.
Poza lui Uranus de la Voyager 2
La 28 ianuarie 1986, NASA trebuia să prezinte primele fotografii ale micilor sateliți ai lui Uranus - în special Miranda, unde, așa cum s-a dovedit, există stânci de gheață de aproape 10 kilometri înălțime. Dar conferința de presă nu a avut loc, pentru că pe ecranele de televiziune ale publicului au apărut alte filme. S-a arătat explozia navetei spațiale Challenger, în care au murit șapte astronauți.
Din nou, a arătat un nor alb de aburi din explozie și doi auxiliari rachetă care zboară în direcții diferite. După aceea, nimeni nu a dorit să participe la conferința de presă despre Uranus. Prin urmare, Voyager 2 a părăsit liniștit Uranus și și-a început călătoria de trei ani spre Neptun.
La revedere și un nou început
În august 1989, Voyager 2 a zburat până la Neptun, ținta finală a Marii Plimbări pe care Congresul nu a permis-o niciodată.
De data aceasta a fost vorba despre un adevărat festival al navelor spațiale din Pasadena, unde se află JPL. Au participat mii de oameni care au fost răsplătiți cu fotografii interesante ale unui frumos Neptun albastru cu nori albi conduși de furtună cu o viteză de 2.000 km pe oră.
Rămâne un mister cum o planetă aflată la o distanță atât de mare de Soare și cu o temperatură foarte scăzută - minus 215 grade = ar putea avea suficientă energie pentru a crea furtuni atât de puternice.
În curând a venit momentul să ne luăm rămas bun de la Voyager 2. iar această revedere au fost fotografii ale lunii înghețate Triton, care au surprins de prezența gheizerelor. Cel puțin 50 de site-uri au fost găsite cu urme lungi și întunecate ale unor forme de erupție.
Unele fotografii arată că gheizerele ating o înălțime de 8 kilometri, unde se întâlnesc cu un jet de jet într-o atmosferă foarte rarefiată. Întinde gheizerele pure, transformându-le în lungi dungi de fum. Grizerii sunt considerați atât de întunecați, deoarece nu numai că conțin aburi, dar conțin și praf și materie organică.
Zborul tocmai a început
Zborul trecut de Neptun a fost sfârșitul Marii Plimbări, o călătorie care poate fi comparată pe bună dreptate cu aterizarea pe Lună. Dar acesta nu a fost un rămas bun pentru sistemul solar, pe care nici Voyager 1 și nici Voyager 2 nu l-au părăsit.
Pentru a marca finalizarea, în 1990 a fost realizată o fotografie de adio a tuturor planetelor din sistemul solar. Pe ele, Pământul este vizibil ca un „punct albastru deschis”. Această instantanee a Pământului nostru de la o distanță de 6 miliarde de km a devenit un fel de simbol care arată cât de puțin spațiu ocupăm de fapt în univers.
Ambele sonde Voyager sunt acum departe de orbita lui Pluton și de centura Kuiper, care este alcătuită din mici planete glaciare. Dar mai au o călătorie de mii de ani înainte să ajungă la ultimul avanpost al sistemului nostru solar, și anume Oort Cloud, care este considerat locul de naștere al multor comete.
Voyager 1 a stabilit un record pentru călătoriile 141 UA de la Soare (o UA este distanța de la Pământ la Soare).
Lentul Voyager 2 a călătorit doar 116 AU. Ambele sonde trimit constant date către Pământ, care sunt acum legate în principal de vântul solar și câmpul magnetic solar.
Oamenii de știință speră să păstreze legătura cu ambele sonde spațiale vechi până în 2025. Aceste două sonde sunt reprezentanți aproape eterni ai umanității, deși este puțin probabil să fie găsiți de vreo altă civilizație.
Mesajul pământenilor
Ambii Voyagers poartă cu ei un mesaj de la Pământeni, scris pe o placă plajată cu aur de 30 de centimetri, montată la bord.
Mesajul a fost elaborat de o comisie condusă de renumitul astronom și astrobiolog Carl Sagan (Carl Sagan, 1934 - 1996). Deoarece probabilitatea ca aceste sonde să fie găsite vreodată este infinit de mică, putem lua acest mesaj ca un mesaj pentru noi înșine.
Include atât imagini cât și sunete, care sunt criptate pe placă. Aceasta este o serie de imagini care descriu modul în care conținutul plăcii poate fi reprodus. Joaca trebuie făcută la 16 2/3 rpm folosind acul atașat la farfurie. Este de modă veche, dar sunet din punct de vedere tehnic, dacă destinatarii își pot da seama de imagini.
Henrik og Helle Stub
