Kosmosesondid Voyager 1 ja Voyager 2 käivitati 40 aastat tagasi. Vaid 12 aasta pärast lendasid nad Päikesesüsteemi nelja suurema planeedi - Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni - lähedale. Mõlemad kosmosesondid töötavad pidevalt ja saadavad andmeid Maale, ehkki nad asuvad praegu Pluuto orbiidil kaugel.
Läheme tagasi aastasse 1965, kui oli käimas võistlus kuu maandumiseks ja NASA-l oli raha ja enesekindlust suure unistuse teoks tegemiseks.
Sel hetkel ei mõelnud keegi Voyageri kohta, sest kõik uskusid, et kosmosetehnoloogia pole veel valmis miljardeid kilomeetreid Päikesesüsteemist välja sõitmiseks.
Kuid juba suures California uurimiskeskuses JPL loodusteaduses töötavate noorte ja paljutõotavate matemaatikute värbamiseks oli raha ja kaks sellest matemaatikute grupist moodustasid Voyageri arengu aluse.
Michael Minovitši ja Gary Flandro ülesandeks oli uurida Päikesesüsteemi kosmosesondide võimalikke lennuteid. See oli uurimus loosungi "Õigeaegne äranägemine" all, mis pidi kestma hetkeni, mil raketid jõudsid nõutavale arengutasemele.
Keegi ei oodanud silmapaistvaid tulemusi, kuid need kaks noort matemaatikut leidsid, et aastatel 1976–1979 oli ainulaadne võimalus kosmosesond nelja suurema planeedi lähedal lendu lasta ilma suurte kütusekuludeta. See oli võimalus, mis tekkis kord 176 aasta jooksul. Just nende kolme aasta jooksul asusid planeedid selliselt, et oli võimalik kasutada ühe planeedi raskust, et sondi järgmisele planeedile lennata.
See oli õnnelik avastus. Viimati juhtus see 1801. aastal, kui olime hõivatud Napoleoni sõdade ja Kopenhaageni mereväe lahinguga. Järgmine kord juhtub see aga 2153. aastal.
NASA ei lasknud sellel võimalusel mööda minna: kiiresti koostati plaanid Päikesesüsteemi suureks ekspeditsiooniks.
Reklaamvideo:
Plaanis oli saata vähemalt neli kosmosesondit ja lisaks uurida ka kauge Pluutot. Aastatel 1976–77 oli kavas saata kaks sondi Jupiterile, Saturnile ja Pluutole ning 1979. aastal - veel kaks sondi Jupiterile, Uraanile ja Neptuunile.
Kuid Ameerika kongress, saades teada, et see projekt oli väärt rohkem kui miljard dollarit, ei meeldinud sellele. See oli toona palju raha. Kongress soovis eraldada raha vaid kahe kosmosesondi jaoks, mis kasutab ära planeedi soodsat positsiooni Jupiteri ja Saturni uurimiseks.
NASA valmistub "suureks jalutuskäiguks"
NASA pani toime väikese kodanikukuulumatuse teo, mis on nüüd siiski andeks antud.
Voyager 1 viis täpselt läbi ametliku plaani, mis piirdus ainult Jupiteri ja Saturni külastamisega, mis võimaldas uurida Jupiteri Kuu Io ja Saturni suurt Kuu Titanit lähestikku.
Kuid see tähendas ka seda, et Voyager 1-le anti orbiit, kust polnud võimalik edasi lennata Uraani ja Neptuuni. Teadlastel oli salajane idee Voyager 2 varuks hoida. Ta sai aeglase raja ja lendas seetõttu kogu aja Voyager 1 eest. Sel ajal kui Voyager 1 oma ülesandeid lahendas, lubati Voyager 2-l täita esimene missioon ja lennata neljale suurele planeedile, st teha “Suur jalutuskäik”, nagu seda ekspeditsiooni hiljem kutsuti.
Sellel otsusel oli naljakas tagajärg: Voyager 2 käivitati enne Voyager 1. Selle tulemusel jõudis kiire Voyager 1 esimesena Jupiteri ja Saturnini. Ja aeglane Voyager 2 pidi jääma teise kohaga rahule, kuid see sai võimaluse saada esimeseks sondiks, mis jõudis Uraani ja Neptuuni.
Suur järelevalve viib lisatööni
Seetõttu käivitati Voyager 2 20. augustil. Ja kuigi see oli "aeglane" sond, jõudis see sellegipoolest kiiruseni 52 tuhat kilomeetrit tunnis, mille tagajärjel lendas ta vähem kui 10 tunniga Kuu orbiidilt mööda.
Kaks nädalat hiljem käivitati kiire Voyager 1 ja nüüd lootsid kõik sujuvat lendu Jupiterisse. Kuid siis juhtus rike, mille tagajärjel pidi märkimisväärne arv insenere järgmise 12 aasta jooksul ületunde tegema.
Juhtimiskeskus unustas Voyager 2-le rutiinsõnumi saata. Kui Voyager 2 arvuti ei saanud oodatud teadet, kirjutati selle juhistes, et see võib juhtuda ainult siis, kui rongisisene vastuvõtja töötab. Usuti, et juhtimiskeskus lihtsalt ei saa seda operatsiooni unustada.
Voyager 2 vahetas kohusetundlikult varuvastuvõtja, kuid sellel polnud sobivat seadistust ning see võis signaale vastu võtta ainult väga kitsas sagedusvahemikus 96 hertsi ja see tekitas probleeme.
Juhtimiskeskus saatis signaale loomulikult väga spetsiifilisel sagedusel, kuid kuna Voyager liikus Maa suhtes väga kiiresti, sai Doppleri efekti tõttu signaali erineva sagedusega. Seetõttu oli vastuvõtja häälestatud signaale vastu võtma vahemikus 100 000 hertsi.
Voyager 2 vaikis
Esimene reaktsioon oli Voyager 2 ülekandmine põhivastuvõtjale, kuid see vastuvõtja purunes kohe täielikult. Selle tulemusel ei suutnud NASA kosmosesondile käske saata.
See osutus oodatust palju tõsisemaks probleemiks. Kiirust Maa suhtes oli lihtne arvutada, kuid palju hullem oli see, et isegi väga väikesed anduri temperatuuri muutused, alla 0,3 kraadi, muutsid vastuvõtja sagedusvahemikku nii palju, et kontakt Maaga katkes. Leiti, et isegi siis, kui üks instrument sisse lülitati või ühte juhtmootorit kasutati, muutus kosmosondi temperatuur.
Aastate jooksul töötasid NASA insenerid välja Voyageri jaoks täieliku matemaatilise mudeli, mis võimaldas arvutada sondi temperatuuri kraadi kraadis täpsusega. Mudel töötati välja kogu sondi lennu ajal Neptuuni, suhtlus sellega katkes mitmeks päevaks.
Voyager saadab esimesed pildid Maale
1979. aasta märtsis jõudis Voyager 1 Jupiterini ja teadlasi hämmastasid keskusesse saadetud fantastilised fotod: pilved ja punane laik Jupiteril, Io oranž kuu ja valge, kõik jääga kaetud Europa.
Jupiteri suur punane laik. Foto on teinud Voyager 1
Teadlased said teada, mida tähendab vahetu teadus, kui JPL ajakirjanikud küsisid kohe mõni tund tagasi saadud fotode kohta selgitusi, mida eksperdid seetõttu hoolikalt ei analüüsinud.
Paljude teadlaste jaoks, kes on harjunud vaikse eluga ja leidsid end ootamatult suurest auditooriumist kümnete ajakirjanike ees, kes soovisid vastust saada, oli see tõeline katse.
Vihmased ilmad Austraalia kohal tekitavad probleeme
Sondide lennu ajal Austraalia kohal, kus asub suur jälgimisjaam, tekitas tugevat vihma probleeme. Voyager saatis oma andmed Maale ainult 3,6 cm kõrgusel ja nii lühikese pikkusega raadiolained läksid vaevalt vihmapilvedest läbi. Seetõttu kadusid andmed mõne tunniga.
Kuid ootamatu sündmus juhtus alles mõni päev hiljem, kui Voyager 1 oli teel Jupiterist Saturnini.
Usaldusväärse navigeerimise jaoks on vaja täpselt teada Voyageri asukohta ja see pidi toimuma eelkõige Io satelliidi pildistamisel koos taustal asuvate tähtede massiga. Seetõttu kasutati aeglast säriaega, mille tulemusel nägi fotol olev Io välja nagu valgustatud valge ketas.
Fotode arvutis analüüsimise ülesande täitis navigatsioonimeeskonna noor töötaja Linda Morabito. Ta avastas, et Io kohal oli midagi, mis nägi välja nagu pilv. Io-l puudub atmosfäär, seetõttu ei osanud keegi oodata pilvisust mõnesaja kilomeetri kõrgusel pinnast.
Loodejõud ja vulkaaniline aktiivsus
Kohe kahtlustati, et tegemist oli vulkaanipurskega, kuid eksperdid, kes said fotosid uurida, viibisid nädalavahetusel. Seetõttu kulus tervelt kolm päeva, enne kui NASA sai teada, et avastati esimesed aktiivsed vulkaanid väljaspool Maad.
Need uudised olid eriti olulised kolmele Ameerika teadlasele. Täpselt nädal tagasi avaldasid nad ajakirjas Science artikli, milles ennustatakse vulkaanide olemasolu Jupiteri ning naaberkuude Europa ja Ganymede võimsate loodejõudude tagajärjel Io-le.
Neli kuud hiljem lähenes Voyager 2 Jupiterile. Teadlased olid nüüd valmis Io vulkaane jälgima ja lähemalt uurima Europa kahjustamata jääpinda. Tänapäeval arvatakse, et see jääpind peidab merd, mille sügavus võib ulatuda 100 km-ni ja milles võib eksisteerida elu.
Ja tänu Voyageri mõõtmistele teame nüüd, et loodejõud põhjustavad Io tahke pinna liikumist üles ja alla kuni 100 meetri kõrguse muutustega. Seetõttu pole üllatav, et selle tulemusel tekkiv soojus põhjustab võimsat vulkaanilist aktiivsust.
Voyager 1 lendab Titani lähedale
See oli vaikne aeg, enne kui Voyager 1 1980. aasta novembris Saturnisse lendas. Teadlased said jälle lihtsalt istuda ja pilku heita fantastilistele fotodele Saturni rõngastest. Suurimaid ootusi seostas aga lend Titaani lähedal. See Titanist möödunud lend välistas Voyager 1 võimaluse jätkata lendu Uraani ja Neptuuni.
Kuid ainus, mida võis näha, oli täiesti läbitungimatu oranž pilvekate. Siiski uuriti atmosfääri koostist, milleks on enamasti väikese koguse metaaniga süsinikdioksiid. Pinna rõhk oli 1,6 korda tugevam kui maapinnal.
Mõõtmised on näidanud, et metaani kokkupuutel päikesevalgusega tekivad Titani ümbruses oranžikas hägus suured kogused orgaanilisi molekule. See tähendab, et Titan saab igal juhul palju molekule, mis on elu tekkimise eeltingimus. Kahjuks näitasid mõõtmised temperatuuri miinus 180 kraadi. See on eluks ajaks jahune, kuid temperatuur võimaldab metaani merepinnalt leida.
Veel pidi kuluma 30 aastat, enne kui radarit kasutav Cassini kosmosesond suutis vaatamata pilvekattele näha kuulsaid metaani meresid Titani põhja- ja lõunapoolustel.
Voyager 2 seisab taas silmitsi väljakutsetega
Voyager 2 lendas Saturnisse 1981. aasta augustis ja vaatamata vastuvõtja probleemidele läks kõik hästi. Ta pildistas väikest kuud Enceladust, mis, nagu me täna teame, purskab jääga kaetud pinna pragudest hiiglaslikke geisreid ja tegi pilte jäisest kuust Hyperion, mis sarnaneb väga pesukäsnaga.
Siis aga algasid probleemid. Pöördlaud teaduslike instrumentidega takerdus, palju andmeid läks kaduma. Insenerid pidid jällegi vaeva nägema, kuid olukord halvenes endiselt, kuna personali vähendamise tõttu oli NASA-l 200 asemel 108. NASA-l oli olukord veelgi halvem.
Suur töökoormus on põhjustanud paljude töötajate füüsilise ja vaimse väsimuse.
Kuid probleemid tuvastati, need olid seotud käigukastiga, mis juhib pöördlauda. Probleemiks oli määrimine. Kui platvorm kiiresti keeras, lendas määre hammasrataste küljest lahti nulljõuga, mis tähendas, et metallosad puudutasid üksteist. Ilmusid ja maha tulid väikesed metallilaastud, mis tõkestasid liikumist. Probleemi saab vältida platvormi aeglaselt keerates.
Lend Uraani
Õnneks oli selle probleemi lahendamiseks piisavalt aega, sest Voyager 2 pidi peaaegu viis aastat lendama Saturnist Uraani. Sellegipoolest oli see keeruline aeg, sest nagu juba mainitud, polnud lend Uraani poole täiesti rahulik.
Kolm suurt jälgimisjaama Californias, Hispaanias ja Austraalias tuli uuendada, et saada kriitilisi signaale Voyageri väikesest saatjast, mis oli vaid 20 vatti. Üks võimalus on ühendada suured 64-meetrised paraboolantennid elektrooniliselt väiksemate 34-meetriste antennidega, et nad saaksid töötada ühe suurena.
Teine probleem oli kiire kiirus, millega Voyager 2 Uraanist mööda lendas. Fotod osutusid väga hägusteks, kuna päikesevalgus Uraani piirkonnas on nii nõrk, et on vaja raami pikka aega hoida. Kõik see aitas leida leidlikke lahendusi - lisaks sellele, mida tehti pöördlauaga (Lõpuks lõppes kõik sellega, et vaid ühe platvormi keeramise asemel hakkasid nad kogu kosmosesondi pöörama kartusest, et see uuesti kinni torkab.
Õnnetus Uraaniga kohtudes
Kui Voyager 2 lendas 1986. aasta jaanuaris Uraani üles, oli ainus asi, mida võis näha, suur sinakasroheline pall, millel polnud nähtavaid pilvemärke. See, mida Voyager nägi, näis olevat uduvine kiht sügavas atmosfääris, mis koosneb kergest vesinikust ja heeliumist ning väikestes kogustes metaanist ja muudest süsivesikutest.
Kuid Voyageri lend jäi meelde millegi teistsuguse poolest.
Foto Uraanist Voyager 2-st
28. jaanuaril 1986 pidi NASA esitama esimesed fotod Uraani väikestest satelliitidest - eriti Mirandast, kus, nagu selgus, on peaaegu 10 kilomeetri kõrgused õhukesed jääkaljud. Pressikonverentsi aga ei toimunud, sest publiku teleekraanidele ilmusid muud kaadrid. Näidati kosmosesüstiku Challenger plahvatust, milles hukkus seitse astronauti.
Ikka ja jälle näitas plahvatusest tulenev valge aurupilv ja kaks eri suunda lendavat raketi abilist. Pärast seda ei tahtnud keegi Uraani teemalisel pressikonverentsil osaleda. Seetõttu lahkus Voyager 2 vaikselt Uraanist ja alustas oma kolmeaastast teekonda Neptuuni.
Hüvasti ja uus algus
1989. aasta augustis lendas Voyager 2 Neptuuni - Suure Jalutuskäigu lõplikuks sihtmärgiks, mida kongress kunagi ei lubanud.
Seekord oli juttu tõelisest kosmoselaevade festivalist Pasadenas, kus asub JPL. Sellel osales tuhandeid inimesi, keda autasustati huvitavate fotodega ilusast sinisest Neptuunist koos valgete pilvedega, mida torm kihutas kiirusega 2000 km tunnis.
Jääb saladuseks, kuidas planeedil, mis asub Päikesest nii kaugel ja väga madala temperatuuriga - miinus 215 kraadi =, võiks olla piisavalt energiat, et tekitada nii võimsaid tormid.
Varsti oli aeg Voyager 2-ga hüvasti jätta. ja see hüvastijätt olid fotod suurest jäisest kuust Tritonist, mis üllatas geiserite olemasoluga. On leitud vähemalt 50 saiti, millel on mingil kujul purskamise pikad tumedad jäljed.
Mõnel fotol on näha, et geisrid jõuavad 8 kilomeetri kõrgusele, kus nad satuvad reaktiivlennukisse väga haruldases keskkonnas. Ta sirutab õhukesi geisreid, muutes need pikkadeks suitsulõhedeks. Arvatakse, et geisrid on nii tumedad, kuna need ei sisalda mitte ainult auru, vaid sisaldavad ka tolmu ja orgaanilisi aineid.
Lend on just alanud
Neptuunist möödunud lend oli Suure Jalutuskäigu - reisi, mida võib õigustatult võrrelda Kuule maandumisega - lõpp. Kuid see polnud hüvastijätmine päikesesüsteemiga, millest ei Voyager 1 ega Voyager 2 veel lahkunud.
Valmimise tähistamiseks tehti 1990. aastal hüvastijätu foto kõigist Päikesesüsteemi planeetidest. Neil on Maa nähtav väikese "helesinise punktina". See meie Maa pilt 6 miljardi km kaugusel on muutunud omamoodi sümboliks, mis näitab, kui vähe ruumi me universumis tegelikult hõivame.
Mõlemad Voyageri sondid on nüüd kaugel Pluuto orbiidist ja Kuiperi vööst, mis koosneb väikestest jäistest planeetidest. Kuid neil on veel tuhandeid aastaid kestnud teekond, enne kui nad jõuavad meie päikesesüsteemi viimasele eelpostile, nimelt Oorti pilvele, mida peetakse paljude komeetide sünnikohaks.
Voyager 1 püstitas Päikesest 141 AU kauguse rekordi (üks AU on kaugus Maast Päikeseni).
Aeglane Voyager 2 sõitis ainult 116 AU. Mõlemad sondid saadavad Maale pidevalt andmeid, mis on nüüd peamiselt seotud päikesetuule ja päikese magnetväljaga.
Teadlased loodavad hoida kontakti mõlema vana kosmosesondiga kuni 2025. aastani. Need kaks sondit on peaaegu inimkonna igavesed esindajad, kuigi tõenäoliselt ei leia neid ükski teine tsivilisatsioon.
Maalaste sõnum
Mõlemad Voyagerid kannavad endaga kaasa Earthlingssi sõnumit, mis on kirjutatud pardal kinnitatud kuldses 30-sentimeetrises plaadis.
Sõnumi töötas välja komisjon, mida juhtis tunnustatud astronoom ja astrobioloog Carl Sagan (Carl Sagan, 1934 - 1996). Kuna tõenäosus, et need sondid kunagi leitakse, on lõpmata väike, võime seda sõnumit enda jaoks sõnumina käsitleda.
See sisaldab nii pilte kui ka helisid, mis on plaadile krüpteeritud. See on pildiseeria, mis kirjeldab, kuidas plaadi sisu saab reprodutseerida. Mängida tuleks plaadile kinnitatud nõela abil kiirusel 16 2/3 p / min. See on vanamoodne, kuid tehniliselt mõistlik, kui vastuvõtjad saavad pildiseeria välja mõelda.
Henrik og Helle Stub
