Voyager. Wielki ambasador ludzkości w głębinach kosmicznej nieskończoności

Voyager 1 i Voyager 2 zostały wystrzelone w przestrzeń w odstępie zaledwie kilku tygodni. Ich głównym celem były planety olbrzymy: Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Dzięki korzystnemu ułożeniu planet w latach 70. XX w. możliwe było skorzystanie z grawitacyjnych asyst, które pozwoliły sondom na przyspieszenie i skierowanie się w odpowiednie miejsca Układu Słonecznego.

Voyagery dostarczyły naukowcom niezliczonej ilości danych na temat planet olbrzymów, ich księżyców, pierścieni i magnetosfer. Jednym z najważniejszych odkryć były wulkany na jednym z księżyców Jowisza, Io, oraz tajemnicze struktury na Tytanie, księżycu Saturna.

Po zakończeniu głównej misji sondy kontynuowały swoją podróż w kierunku granic Układu Słonecznego. Voyager 1 jako pierwszy opuścił oficjalnie nasz Układ w 2012 r., wkraczając w przestrzeń międzygwiezdną. Voyager 2 uczynił to samo w 2018 r.

Mimo że obie sondy są obecnie bardzo daleko od Ziemi, wciąż utrzymujemy z nimi kontakt. Oczywiście sygnały wysyłane przez sondy potrzebują coraz więcej czasu, aby dotrzeć do nas, ale dzięki zaawansowanej technologii komunikacyjnej jesteśmy w stanie odbierać te sygnały i analizować dane przesyłane przez Voyagery.

Jednak z każdym rokiem komunikacja staje się coraz trudniejsza. Ograniczone źródła energii na pokładzie sond powodują, że muszą one stopniowo wyłączać swoje instrumenty. Mimo to naukowcy są zdania, że będziemy w stanie utrzymywać kontakt z sondami przynajmniej do lat 30. XXI w.

Sondy Voyager to jedne z najważniejszych i najbardziej udanych misji kosmicznych w historii ludzkości. Ich odkrycia dostarczyły nam cennych informacji na temat naszego Układu Słonecznego, a ich długa i nieprzerwana działalność świadczy o niezwykłych osiągnięciach inżynierów i naukowców z NASA. Voyager 1 i 2 są naszymi ambasadorami w kosmicznej nieskończoności, symbolami ludzkiej ciekawości i dążenia do poznania nieznanego. Ich misja przypomina nam o nieskończoności kosmosu i o tym, jak niewielką częścią tego wszechświata jesteśmy.

W 2023 r. NASA poinformowała o tymczasowej utracie sygnału z sondy Voyager 2. Zjawisko to było spowodowane kombinacją coraz większej odległości sondy od Ziemi oraz naturalnego zużycia jej systemów komunikacyjnych. Na obrzeżach Układu Słonecznego, w odległości ponad 20 miliardów km od naszej planety, błędne polecenie zmieniło kierunek anteny Voyagera 2, co spowodowało chwilową utratę komunikacji z sondą.

Eksperci z NASA podjęli natychmiastowe działania w celu przywrócenia łączności z sondą. Po kilku próbach udało się skorygować kierunek anteny i przywrócić komunikację. Ten incydent był przypomnieniem o wyjątkowej trwałości i odporności tych maszyn, które działają w kosmosie przez prawie pół wieku. Mimo że Voyager 2 jest już bardzo daleko i jego systemy są stare, wciąż jest w stanie przesyłać cenne dane naukowe na Ziemię.

• 20 sierpnia 1977 r.: Voyager 2 zostaje wystrzelony za pomocą rakiety Titan 3E. Pojawiły się drobne problemy z urządzeniami na pokładzie, ale dzięki interwencji inżynierów, misja ruszyła zgodnie z planem.
• 5 września 1977 r.: Voyager 1 opuszcza Ziemię, z opóźnieniem 5 dni względem pierwotnego harmonogramu.
• 15 grudnia 1977 r.: Voyager 1 wyprzedza wolniejszą sondę Voyager 2 w odległości 124 milionów km od Ziemi, z różnicą kilkunastu milionów kilometrów między nimi.
• 6 kwietnia 1978 r.: Misja Voyagera 2 napotyka poważne problemy związane z awarią odbiornika radiowego, co sprawia, że załoga JPL musi intensywnie pracować nad przywróceniem komunikacji.
• 5 marca 1979 r.: Voyager 1 zbliża się do Jowisza na odległość 280 000 km od szczytów atmosfery, mijając również jego księżyce.
• Kwiecień 1979 r.: Voyager 1 opuszcza Jowisza i dzięki asyście grawitacyjnej kieruje się w stronę Saturna.
• Lipiec 1979 r.: Voyager 2 eksploruje okolice Jowisza, mija jego księżyce i samego Jowisza z najmniejszą odległością około 650 000 km.
• Listopad 1980 r.: Voyager 1 bada Saturna i zbiera dane o planecie i jej satelitach, zbliżając się do niej na odległość niecałych 124 000 km od atmosfery.
• 26 sierpnia 1981 r.: Voyager 2 zbliża się do Saturna na odległość 101 000 km od atmosfery, kontynuując badania rozpoczęte przez Voyagera 1, również zbliża się do kilku księżyców Saturna.
• Na Saturnie kończy się misja Voyagera 1, który kieruje się w stronę heliosfery, podczas gdy Voyager 2 leci dalej w kierunku Urana i Neptuna.
• Komunikacja z Voyagerem 2 staje się trudniejsza, gdy dociera do Urana, z opóźnieniem sygnału trwającym prawie 3 godziny.
• 24 stycznia 1986 r.: Voyager 2 zbliża się do Urana na odległość 81 558 km, przesyła około 6000 zdjęć tej lodowej planety i odwiedza jej księżyce, zanim asysta grawitacyjna kieruje go w stronę Neptuna.
• 25 sierpnia 1989 r.: Voyager 2 zbliża się do Neptuna na odległość około 4500 km od atmosfery, obserwując również księżyc Tryton z odległości około 40 000 km.

Sondy Voyager są zasilane za pomocą generatorów termoelektrycznych radioizotopowych (RTG – Radioisotope Thermoelectric Generators). Oto szczegóły dotyczące zasilania sond Voyager:

1. Zasada działania: RTG przekształca ciepło wydzielane podczas rozpadu radioaktywnego materiału w energię elektryczną za pomocą termoelektrycznych elementów półprzewodnikowych.
2. Materiał radioaktywny: W przypadku sond Voyager używany jest pluton-238 (Pu-238) w postaci tlenku plutonu (PuO2). Rozpad Pu-238 wydziela ciepło, które jest następnie przekształcane w energię elektryczną.
3. Ilość energii: Na początku misji każda z sond Voyager miała trzy RTG, które dostarczały łącznie około 470 watów energii. Z uwagi na naturalny rozpad plutonu-238 moc wyjściowa RTG maleje z czasem. W 2023 r. moc dostarczana przez RTG dla każdej z sond spadła do około 250 watów.
4. Zalety RTG: Dzięki zastosowaniu RTG sondy Voyager mogą działać w miejscach w Układzie Słonecznym, gdzie energia słoneczna jest niewystarczająca do zasilania misji. RTG są niezawodne i mogą działać przez dziesięciolecia, co pozwoliło sondom Voyager na kontynuowanie misji przez ponad 45 lat.
5. Bezpieczeństwo: Mimo że RTG zawierają materiał radioaktywny, zostały one zaprojektowane tak, aby były bezpieczne nawet w przypadku awarii podczas startu. Konstrukcja RTG zapewnia, że materiał radioaktywny nie zostanie uwolniony w atmosferze Ziemi.

Dzięki zastosowaniu generatorów termoelektrycznych radioizotopowych sondy Voyager mogły działać przez dziesięciolecia w trudnych warunkach przestrzeni kosmicznej, dostarczając cennych danych naukowych z odległych zakątków naszego Układu Słonecznego.

Złota płyta, umieszczona na pokładzie obu sond Voyager, to jedno z najbardziej ambitnych przedsięwzięć w historii ludzkości. Jej celem jest przekazanie informacji o naszej cywilizacji, kulturze i wiedzy potencjalnym cywilizacjom pozaziemskim, które mogą kiedyś natknąć się na te sondy. Oto dokładny opis zawartości tej niezwykłej płyty:

1. Dźwięki Ziemi

Dźwięki natury, takie jak szum wiatru, fale oceanu, śpiew ptaków czy ryk zwierząt. Hałasy stworzone przez człowieka, w tym dźwięki kroków, śmiechu, pociągu, rakiet czy bicia serca. Pierwsze słowa dziecka, powitania w różnych językach oraz fragmenty mowy.

2. Muzyka

Wybór utworów muzycznych z różnych kultur i epok, od muzyki klasycznej do rock’n’rolla. Wśród nich są dzieła takich kompozytorów jak Johann Sebastian Bach, Igor Strawiński czy Wolfgang Amadeusz Mozart. Tradycyjne pieśni i melodie z różnych krajów i kultur, w tym muzyka z Afryki, Azji, Ameryki Południowej i Północnej.

3. Pozdrowienia

Pozdrowienia w 55 językach, od akadyjskiego do chińskiego, angielskiego, hiszpańskiego, polskiego i wielu innych. Każde pozdrowienie jest krótkim przekazem, który ma na celu przedstawienie naszej chęci nawiązania kontaktu.

4. Obrazy

Zdjęcia przedstawiające różnorodność życia i kultury na Ziemi. Zawierają one zdjęcia ludzi z różnych krajów, krajobrazy, zwierzęta, budowle, technologie oraz obrazy przedstawiające naszą wiedzę na temat astronomii i biologii. Diagramy ukazujące budowę ludzkiego ciała, naszą reprodukcję oraz położenie Ziemi w Układzie Słonecznym.

5. Instrukcje

Diagramy i instrukcje, które mają pomóc potencjalnym odbiorcom w odtworzeniu dźwięków z płyty. Zawierają one informacje na temat prędkości odtwarzania płyty oraz sposób jej użycia.

Złota płyta została zaprojektowana tak, aby przetrwać setki milionów lat w przestrzeni kosmicznej. Jej powierzchnia jest pokryta ultracienką warstwą złota, która ma chronić ją przed mikrometeoroidami i promieniowaniem kosmicznym. Na okładce płyty znajduje się również specjalny rysunek, który ma pomóc potencjalnym odbiorcom zrozumieć, jak odczytać informacje zawarte na płycie.

W skrócie, złota płyta to nasza próba przedstawienia esencji ludzkości i naszej planety potencjalnym cywilizacjom pozaziemskim. To przekaz pełen nadziei, że nie jesteśmy sami we wszechświecie i że możemy kiedyś nawiązać kontakt z innymi inteligentnymi istotami.

1. Interstelarna misja: Voyager 1 jest obecnie obiektem stworzonym przez człowieka, który znajduje się najdalej od Ziemi. W 2012 r. stał się pierwszym obiektem stworzonym przez ludzi, który opuścił Układ Słoneczny i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną.

2. Złota płyta: Obie sondy są wyposażone w złotą płytę, która zawiera dźwięki, muzykę i obrazy z Ziemi. Na płycie znajduje się również instrukcja, jak ją odtworzyć, a także mapa pokazująca położenie Ziemi względem 14 pulsarów, co ma pomóc potencjalnym pozaziemskim cywilizacjom zlokalizować naszą planetę.

3. "Pale Blue Dot": W 1990 r., na polecenie Carla Sagana, Voyager 1 zwrócił się w stronę Ziemi i zrobił serię zdjęć, które stały się znane jako "Pale Blue Dot" (bladoniebieska kropka). Ziemia jest widoczna jako mała, ledwo widoczna kropka w promieniu słonecznym, co podkreśla naszą maleńkość w ogromie wszechświata.

4. Długość misji: Choć pierwotna misja Voyagerów miała trwać tylko kilka lat i skupiać się na badaniu planet olbrzymów, to obie sondy działają już ponad 45 lat i wciąż przesyłają dane z przestrzeni międzygwiezdnej.

5. Komunikacja: Sygnały z Voyagera 1 potrzebują ponad 21 godzin, aby dotrzeć do Ziemi, mimo że są wysyłane z prędkością światła.

6. Ostatni przekaz: Oczekuje się, że w ciągu najbliższej dekady sondy Voyager przestaną przesyłać dane z powodu wyczerpywania się ich źródeł zasilania. Jednak ich podróż będzie trwać wiecznie, gdyż nie mają one żadnych środków napędowych, które mogłyby zatrzymać ich ruch w przestrzeni kosmicznej.

7. Kierunek podróży: Voyager 1 kieruje się w stronę gwiazdy Gliese 445 i zbliży się do niej za około 40 000 lat, podczas gdy Voyager 2 zmierza w kierunku gwiazdy Ross 248.

8. Nieoczekiwane odkrycia: Dzięki sondom Voyager odkryto, że na jednym z księżyców Jowisza, Io, występują wulkany, a na Tytanie, księżycu Saturna, istnieją rzeki i jeziora z ciekłym metanem.

9. Zmiana nazwy: Początkowo misja była nazywana "Mariner Jupiter/Saturn 1977", ale po jej sukcesie i przedłużeniu misji nazwa została zmieniona na "Voyager".

10. Pierwszy obiekt ludzkiej produkcji w przestrzeni międzygwiezdnej: Voyager 1 stał się pierwszym obiektem stworzonym przez człowieka, który opuścił heliosferę i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną.

Data startu

o Voyager 1: Jowisz i Saturn

o Voyager 2: Jowisz, Saturn, Uran i Neptun

Czas działania

o Ponad 45 lat w przestrzeni kosmicznej (do 2023 r.)

Prędkość

o Voyager 1: Około 17 km/s względem Słońca

o Voyager 2: Około 15 km/s względem Słońca

Odległość od Ziemi (2023)

o Voyager 1: Ponad 22 miliardy km

o Voyager 2: Ponad 20 miliardów km

Liczba planet odwiedzonych

o Voyager 1: Jowisz i Saturn

o Voyager 2: Jowisz, Saturn, Uran i Neptun

Liczba księżyców zbadanych

o Ponad 40, w tym takie jak Tytan (Saturn) czy Triton (Neptun)

Liczba zdjęć przesłanych na Ziemię

o Ponad 150 000

Czas trwania pierwotnej misji

o 12 lat (do zakończenia badania Neptuna przez Voyager 2 w 1989 r.)

Maksymalna moc nadajnika:

o 23 waty

Masa sondy

o Około 825 kg (w chwili startu)

Długość głównej anteny

o 3,7 metra