Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την αποστολή Voyager

Για περισσότερα από 40 χρόνια το Voyager 1 και το Voyager 2 ταξιδεύουν στο Ηλιακό μας Σύστημα, αποκαλύπτοντας τα μυστήρια των εξωτερικών πλανητών και ανακαλύπτοντας νέα φεγγάρια. Εξακολουθούμε να λαμβάνουμε δεδομένα από τους ανιχνευτές Voyager καθώς κάνουν το επικό τους ταξίδι στο διαστρικό διάστημα, αλλά τι θα μας διδάξει και πόσο καιρό θα συνεχίσουν να επικοινωνούν; Ακολουθούν τα βασικά στοιχεία και αριθμοί που καλύπτουν όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτήν την ιστορική αποστολή:

Γιατί εκτοξεύτηκε το Voyager;

Πριν από το Voyager, οι γνώσεις μας για τους γίγαντες, τον Δία, τον Κρόνο, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα ήταν ελάχιστες, έχοντας επισκεφτεί μόνο δύο φορές τον Δία και τον Κρόνο μία φορά με ανθρώπινα ανιχνευτές. Υπήρχαν πολλές αβεβαιότητες σχετικά με τους τέσσερις πλανήτες, συμπεριλαμβανομένων των συνθέσεων, των φεγγαριών, των μαγνητικών πεδίων και των δυνητικών συστημάτων δακτυλίων, τα οποία οι ανιχνευτές Voyager θα εξερευνούσαν και θα ανακάλυπταν, ξαναγράφοντας τα σχολικά βιβλία στη διαδικασία. Μια τυχαία αλληλεπίδραση μεταξύ των πλανητών έκανε επίσης μια τέτοια αποστολή ακόμη πιο εφικτή.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με το πρόγραμμα Voyager:

Voyager:μια σύντομη ιστορία του διαστρικού διαστημικού σκάφους
Μήνυμα προς τον ET:47 εικόνες από το Voyager Golden Record

Ποια ήταν η διαδρομή του Voyager;

Ένας ασκούμενος στο Jet Propulsion Laboratory (JPL), ο Gary Flandro, συνειδητοποίησε ότι οι τέσσερις εξόχως απόκεντροι πλανήτες θα ήταν ευθυγραμμισμένοι στα τέλη της δεκαετίας του 1970 - «η πιθανότητα τριών ζωών». Έτσι, η διαδρομή για ένα μόνο ανιχνευτή για να ολοκληρώσει το «The Grand Tour» ήταν σαφής, χρησιμοποιώντας τη βαρύτητα ενός πλανήτη για να κινηθεί στον επόμενο σε μια τροχιά υποβοηθούμενη από τη βαρύτητα. Ωστόσο, αυτό το αρχικό σχέδιο θεωρήθηκε υπερβολικά ακριβό μετά τη μείωση των κονδυλίων για την εξερεύνηση των πλανητών, οπότε ο αγώνας για την εύρεση μιας φθηνότερης εναλλακτικής λύσης, παρόλα αυτά επωφεληθείτε από τη σπάνια πλανητική ευθυγράμμιση.

Ένα ζευγάρι πανομοιότυπων ανιχνευτών επρόκειτο να κατασκευαστεί για να αντικαταστήσει το προηγούμενο σχέδιο, και σε έναν διαγωνισμό που διεξήγαγε η NASA, η νέα αποστολή ονομάστηκε Voyager. Το Voyager 1 επρόκειτο να πετάξει κοντά στον Δία και τον Κρόνο, ενώ το Voyager 2 θα περνούσε αυτούς τους πλανήτες από λίγο πιο έξω και θα ακολουθούσε τη δική του τροχιά για να εξερευνήσει τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα.

Τι υπάρχει στους ανιχνευτές Voyager;

Οι δίδυμοι ανιχνευτές ζύγιζε το καθένα 722 κιλά, γεμάτο με επιστημονικά όργανα, ραδιοφωνικά συστήματα και τις πηγές ενέργειας τους. Η ηλιακή ενέργεια δεν ήταν μια επιλογή δεδομένου ότι το Voyager 1 θα ταξίδευε 778 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο και το Voyager 2 έπρεπε να είναι λειτουργικό έως και 4,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Η καλύτερη εναλλακτική ήταν η πυρηνική ενέργεια, με τη μορφή θερμοηλεκτρικών γεννητριών ραδιοϊσοτόπων (RTG), που περιείχαν πλουτώνιο-238 που θα διασπωνόταν για να παράγει θερμότητα, η οποία μετατράπηκε σε ηλεκτρική ενέργεια.

Κάθε ανιχνευτής περιέχει 11 όργανα για ανάλυση. Αυτές περιλαμβάνουν την εξέταση της ατμοσφαιρικής χημείας, των μαγνητικών πεδίων, την ανίχνευση σέλας, τη μέτρηση φορτισμένων σωματιδίων, τη χρήση ραδιοφωνικών σημάτων για τον προσδιορισμό των φυσικών ιδιοτήτων των πλανητών και την ανίχνευση ηλιακού ανέμου μέσω μετρήσεων πλάσματος.

Πότε εκτοξεύτηκαν οι ανιχνευτές Voyager;

Στις 20 Αυγούστου 1977 το Voyager 2 εκτοξεύτηκε από το ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα και σύντομα ακολούθησε το Voyager 1 στις 5 Σεπτεμβρίου. Αλλά το ερώτημα στα χείλη των περισσότερων ανθρώπων ήταν «γιατί εκτοξεύτηκε το Voyager 2 πριν το Voyager 1;». Αυτό οφειλόταν στις διαφορετικές τροχιές των δύο σκαφών. Το Voyager 2 χρειαζόταν να ταξιδέψει πολύ πιο μακριά στους δύο εξώτατους πλανήτες, έτσι εκτοξεύτηκε πρώτο λόγω των προτιμώμενων πλανητικών συνθηκών. Το Voyager 1 θα εκτοξευόταν δεύτερο, για το πολύ μικρότερο ταξίδι του, αλλά θα προσπερνούσε το Voyager 2 πριν φτάσει στον Δία.

Τι ανακάλυψαν τα δίδυμα Voyager;

Δίας

Μετά από ένα ταξίδι 15 μηνών, το Voyager 1 έφτασε στον Δία και σύντομα ακολούθησε το Voyager 2 λίγους μήνες αργότερα. Μία από τις πρώτες εκπλήξεις ήταν η ανακάλυψη ότι το φεγγάρι του Ιώ φαινόταν να είναι γεωλογικά ενεργό, ένα χαρακτηριστικό που είναι γνωστό ότι ανήκει μόνο στη Γη. Στο ένα τρίτο του μεγέθους του πλανήτη μας, η ηφαιστειακή δραστηριότητα της Ιώ αποδίδει διπλάσια ενέργεια, καθιστώντας την το πιο ενεργό γεωλογικά μέρος στο Ηλιακό Σύστημα.

Τα δεδομένα από το Voyager αποκάλυψαν επίσης ότι η μαγνητόσφαιρα του Δία ήταν πολύ μεγαλύτερη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, εκτεινόμενη μέχρι την τροχιά του Κρόνου. Οι μετρήσεις υπερύθρων έδειξαν ότι η σύνθεση του Δία είναι κυρίως υδρογόνο με λίγο ήλιο και ίχνη νερού, μεθανίου, αμμωνίας και πετρωμάτων. Μετά την πλησιέστερη προσέγγιση του Voyager 1, κατέγραψε μια άλλη εκπληκτική εικόνα. Απεικονίζει έναν στενό δακτύλιο, που περιβάλλει τον πλανήτη, κάτι που θεωρούνταν αδύνατο να διατηρήσει ο Δίας. Αποτελούμενο από σκούρους βραχώδεις κόκκους, προκάλεσε εικασίες ότι το δαχτυλίδι κατασκευάστηκε από τα συντρίμμια ενός αρχαίου φεγγαριού, με παρόμοιες συνθέσεις με τα φεγγάρια που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Θήβας, Μήτης και Αδράστεας. Το φεγγάρι Γανυμήδης με μεγάλο κρατήρα, ο μεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα, βρέθηκε να έχει πολύ λεπτή ατμόσφαιρα.

Κρόνος

Οι ανακαλύψεις που έκανε η ομάδα του Voyager για την προσέγγιση στον Κρόνο ξεκίνησαν με το πέρασμα του φεγγαριού του Τιτάνα. Γνωστό ότι είχε πυκνή ατμόσφαιρα, αποκαλύφθηκε ότι ήταν πολύ πιο ουσιαστικό από ό,τι είχε προβλεφθεί όταν το Voyager 1 παρέσυρε κάτω από τα πορτοκαλί σύννεφα του. Μέχρι τότε, ο Τιτάνας θεωρείτο ότι ήταν το μεγαλύτερο φεγγάρι στο Ηλιακό Σύστημα, αλλά η διάμετρος του στερεού κέντρου βρέθηκε (μέσω ραδιοφωνικών σημάτων) μικρότερη από τον Γανυμήδη του Δία. Ο Τιτάνας έχει επίσης αξονική κλίση και το Voyager 1 μπόρεσε να δει ξεχωριστές εποχές καθώς τα αέρια μετανάστευαν από κάθε ημισφαίριο.

Το Voyager είχε επίσης επιφορτιστεί να φωτογραφίσει το περίπλοκο σύστημα δακτυλίων του Κρόνου, αποκαλύπτοντας λεπτές λωρίδες, ακτίνες και κενά που παράγονται από τους «βοσκούς» Προμηθέα και Πανδώρα. Περαιτέρω ανακαλύψεις σχετικά με την επιρροή των φεγγαριών στη δομή του δακτυλίου αποκάλυψαν ένα νέο φεγγάρι, το Pan, ένα μικροσκοπικό σημείο σε μια εικόνα που τραβήχτηκε από το Voyager 2 του Encke Gap. Αυτό το πέρασμα του Κρόνου σηματοδότησε το τέλος της πλανητικής αποστολής του Voyager 1.

Ουρανός

Μετά την πενταετή χειμερία νάρκη του Voyager 2, έφτασε τελικά στον Ουρανό το 1986, έναν μυστηριώδη νέο κόσμο. Ο ανιχνευτής κατέγραψε εικόνες του γαλαζοπράσινου πλανήτη, επιβεβαίωσε ότι τα κύρια συστατικά ήταν το υδρογόνο και το ήλιο, κατέγραψε μια ομοιόμορφη θερμοκρασία -216 βαθμούς Κελσίου στην ατμόσφαιρα του Ουρανού και τα δεδομένα μαγνητομέτρου μέτρησαν την «ημέρα» στις 17,25 ώρες.

Το Voyager 2 παρατήρησε επίσης πολικούς σέλας, σε διαφορετικές θέσεις από τους περιστροφικούς πόλους των πλανητών. Το σέλας του Ουρανού παρήγαγε ισχυρή ακτινοβολία υψηλής ενέργειας, αφαιρώντας κάθε ατμόσφαιρα από τα φεγγάρια του, όπως φαίνεται από την απεικόνιση των σκοτεινών, σκονισμένων φυσικών δορυφόρων του Voyager 2. Λόγω της τροχιάς του Voyagers, μπόρεσε να απεικονίσει από κοντά το φεγγάρι Miranda, του οποίου οι κρατήρες και τα φαράγγια συμπέραναν ότι είχε καταστραφεί προηγουμένως και στη συνέχεια συγκεντρώθηκε εκ νέου. Παράλληλα με αυτά τα ευρήματα, ανακαλύφθηκαν 10 νέα φεγγάρια και μόνο 2 φεγγάρια βρέθηκαν να «ποιμάνουν» τα δαχτυλίδια του Ουρανού, την Οφηλία και την Κορδελία.

Ποσειδώνας

Τρία χρόνια αργότερα, το 1989, το Voyager 2 έφτασε στον τελικό του πλανητικό προορισμό, τον Ποσειδώνα. Ένας γαλάζιος πλανήτης που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, αλλά με αξιοσημείωτη αφθονία αμμωνίας, μεθανίου και υδροκυανίου. Ο ανιχνευτής μέτρησε την ημέρα του Ποσειδώνα στις 16,1 ώρες, ανακάλυψε έξι νέα φεγγάρια και αποκάλυψε ένα πολυαναμενόμενο σύστημα δακτυλίων. Ο εξωτερικός δακτύλιος είχε ασυνεπές πλάτος, κάτι που έκανε τους επιστήμονες να πιστέψουν ότι τα συντρίμμια ήταν από αρχαία φεγγάρια και τα μικρά φεγγάρια Thalassa και Naiad αργότερα θα συνεισέφεραν στο σύστημα.

Για να αποφευχθούν τα παγωμένα συντρίμμια στους δακτυλίους, το μονοπάτι του Voyager άλλαξε έτσι ώστε να περνάει ακόμα από τον Τρίτωνα, το μεγαλύτερο από τα φεγγάρια του Ποσειδώνα. Με το παρατσούκλι «πεπόνι» λόγω της φολιδωτής επιφάνειάς του, ο Triton αποκάλυψε το πιο εκπληκτικό χαρακτηριστικό του:εκρήξεις θερμοπίδακες. Σε απόσταση 4,5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, ο ενεργός ηφαιστεισμός ήταν απροσδόκητος και έγινε μόνο το τρίτο γνωστό σώμα στο Ηλιακό Σύστημα που φιλοξενεί αυτό το χαρακτηριστικό.

Τι συνέβη μόλις οι ανιχνευτές Voyager ολοκλήρωσαν τις αποστολές τους;

Το Voyager 1 ολοκλήρωσε την αποστολή του αφού πέρασε τον Κρόνο και συνέχισε την τροχιά του προς το εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα, προσπερνώντας το Pioneer 10 ως το πιο απομακρυσμένο ανθρωπογενές αντικείμενο από τον Ήλιο, το 1998. Πριν από αυτό, το 1990 ο ανιχνευτής απαθανάτισε την εικονική εικόνα της Γης , την Απαλή Μπλε Τελεία, καθώς κοιτούσε πίσω προς το Ηλιακό μας Σύστημα.

Στη συνέχεια, το ταξίδι έμεινε ήσυχο για το Voyager 1 μέχρι το 2002, όταν άρχισε να ανιχνεύει ενεργητικά σωματίδια, συμπεραίνοντας ότι είχε φτάσει σε ένα όριο του Ηλιακού Συστήματος, γνωστό ως Τερματισμός Σοκ. Αυτό το όριο είναι το σημείο στο οποίο ο ηλιακός άνεμος επιβραδύνεται απότομα, καθώς συναντά διαστρικούς ανέμους, με αποτέλεσμα τα σωματίδια να συσσωρεύονται, αρκετά για να ανιχνευθεί η αύξηση. Στη συνέχεια, η ομάδα του Voyager Interstellar Mission (VIM) χρειάστηκε σχεδόν δύο χρόνια για να επιβεβαιώσει τη θέση του Voyager 1, καθώς ο ανιχνευτής πλάσματος (ο καταλληλότερος για τη μέτρηση των ηλιακών ανέμων) είχε προηγουμένως σταματήσει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια της πτήσης του Κρόνου. Το Voyager 2 διέσχισε αυτήν την περιοχή τρία χρόνια αργότερα σε διαφορετικό σημείο, έτσι ήταν σε θέση να επιβεβαιώσει ότι το ηλιακό μας σύστημα δεν είναι στρογγυλό, αλλά στην πραγματικότητα είναι στριμωγμένο.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τις αποστολές Voyager 1 και 2:

Εκπληκτικά πράγματα που μάθαμε παρακολουθώντας τη νέα ταινία του Voyager The Farthest
Χρονολόγιο αποστολής:Οι στιγμές-ορόσημα του Voyager

Μέχρι το 2012, το Voyager 1 είχε ταξιδέψει στο πιο απόμακρο όριο μεταξύ του συστήματός μας και του διαστρικού χώρου - την ηλιόπαυση, όπου οι ηλιακοί άνεμοι αναγκάζονται να επιστρέψουν γύρω από την Ηλιόσφαιρα, από τους διαστρικούς ανέμους από τον Γαλαξία και τις κοντινές σουπερνόβα. Το εμβληματικό Voyager 1 είναι πλέον ο πρώτος διαστρικός ταξιδιώτης της ανθρωπότητας, συλλέγοντας περαιτέρω πληροφορίες για τη σημασία της ηλιόσφαιρας, η οποία προστατεύει το ηλιακό μας σύστημα από το 75 τοις εκατό των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων, οι οποίες έχουν την ικανότητα να προκαλούν όλεθρο με το πολύτιμο στρώμα του όζοντος και να καταστρέφουν το DNA .

Πόσο ακόμα θα διαρκέσει το Voyager στο Διαστρικό διάστημα;

Από το 2020, τα επιστημονικά όργανα σε κάθε σκάφος θα απενεργοποιούνται ένα προς ένα για να διατηρηθεί η εναπομένουσα ισχύς που παρέχεται μέσω των RTG σε αποσύνθεση. Τα τελικά όργανα θα κλείσουν μέχρι το 2025, όταν θα λαμβάνεται μόνο ένα περιοδικό, αχνό ηλεκτρονικό βίντεο, που θα υποδεικνύει τις θέσεις των ζευγών πέρα από το Ηλιακό Σύστημα για τα επόμενα λίγα χρόνια.

Τι μπορεί να αποκαλύψει ο ταξιδιώτης για το διαστρικό διάστημα;

Αρχικά θεωρήθηκε ότι ήταν μια τεράστια κενή έκταση, η ανάλυση του διαστρικού μέσου θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τη σκοτεινή ύλη, τη γέννηση των αστεριών και την προέλευση της ζωής.

Η σκοτεινή ύλη, το άπιαστο υλικό που συγκρατεί τον Γαλαξία μαζί, θα μπορούσε να μελετηθεί από τους ανιχνευτές Voyager στο Διαστρικό μέσο. Η τρέχουσα πρόταση είναι ότι η σκοτεινή ύλη σχηματίζεται από Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), τα οποία δεν μπορούν να αναλυθούν από τα όργανα ηλικίας 40 ετών στους ανιχνευτές. Ωστόσο, θεωρητικά μπορούσαν να ανιχνεύσουν τα σωματίδια που παράγονται όταν δύο WIMP συγκρούονται, σε μια διαδικασία γνωστή ως εκμηδένιση.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την εξερεύνηση του διαστήματος:

Εξερεύνηση του διαστήματος:πώς θα προχωρήσουν τα επόμενα 50 χρόνια;
50 όμορφες φωτογραφίες των αποστολών προσγείωσης στη Σελήνη από το Project Apollo Archives

Οι επιστήμονες ελπίζουν επίσης να χρησιμοποιήσουν το ζευγάρι για να μελετήσουν τη διαστρική ύλη και να αποκαλύψουν περισσότερα για τον κύκλο ζωής των άστρων και των γαλαξιών. Ο θάνατος ενός άστρου έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή των βαρέων στοιχείων που σχηματίζονται από την πυρηνική σύντηξη (η διαδικασία που τροφοδοτεί τα αστέρια). Αυτά περιλαμβάνουν άνθρακα, οξυγόνο και σίδηρο, η αφθονία των οποίων μπορεί να μετρηθεί με την πάροδο του χρόνου. Με λιγότερα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως υδρογόνο και ήλιο στο διαστρικό μέσο, τόσο λιγότερα αστέρια γεννιούνται και λιγότερα συστήματα σαν το δικό μας θα σχηματιστούν.

Η ομάδα VIM στοχεύει να χρησιμοποιήσει τους Voyagers που απομένουν οκτώ χρόνια για να μάθουν όσο το δυνατόν περισσότερα για το εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Οι βασικοί στόχοι της αποστολής περιλαμβάνουν:την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου τυλίγεται γύρω από την ηλιόσφαιρα μετρώντας τις αλλαγές στην πυκνότητα της ανίχνευσης σωματιδίων, την αποκάλυψη νέων πληροφοριών για τους διαστρικούς ανέμους ακούγοντας τις ταλαντώσεις του πλάσματος που προκαλούνται από εκτοξεύσεις μάζας στέμματος και την έκθεση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ την ηλιακή ατμόσφαιρα και τους διαστρικούς ανέμους. Επίσης, περιμένουν με ανυπομονησία δεδομένα από το Voyager 2, για να επιβεβαιώσουν την οριακή θέση της ηλιόπαυσης με τον πλήρως λειτουργικό ανιχνευτή πλάσματος.

Τι είναι ο Χρυσός δίσκος;

Καθώς οι δίδυμοι ταξιδευτές συνεχίζουν τα ταξίδια τους στο διαστρικό διάστημα, τους ανατίθεται μια τελευταία αποστολή:να χαιρετήσουν εξωγήινους πολιτισμούς.

Πολύ αφότου η Γη έχει χάσει την επαφή με τους ανιχνευτές Voyager, τα χρυσά αρχεία που είναι προσαρτημένα στο εξωτερικό κάθε σκάφους έχουν τη δυνατότητα να συνδέσουν τον κόσμο μας με οποιαδήποτε άλλη έξυπνη ζωή μπορεί να συναντήσουν.

Το 1977, μια χρονοκάψουλα με τη μορφή ενός δίσκου 12 ιντσών ανατέθηκε να κοσμεί καθένα από τα Voyager 1 και 2, που περιείχε πληθώρα πληροφοριών για να απεικονίσει τη Γη και την ανθρωπότητα. Εκτός από επιγραφές στον επιχρυσωμένο χάλκινο δίσκο για τον τρόπο ανάγνωσης του, υπάρχει επίσης ένα εξαιρετικά καθαρό δείγμα ουρανίου-238 για τον προσδιορισμό της ηλικίας του καθετήρα μόλις φτάσει στη ζωή (λόγω του ρυθμού ραδιενεργής αποσύνθεσης), μαζί με έναν χάρτη για τον εντοπισμό του Ήλιου μας με αναφορά σε 14 γνωστά πάλσαρ. Το περιεχόμενο του Golden Record, συμπεριλαμβανομένων 116 αναλογικών κωδικοποιημένων εικόνων, χαιρετισμών σε 55 γλώσσες, 12 λεπτών φυσικών ήχων από τη Γη και 90 λεπτών μουσικής, επιλέχτηκε από τον Carl Sagan και τον Frank Drake του SETI μετά από συνεργασία με ιστορικούς, καλλιτέχνες, λαογράφους. και εθνομουσικολόγους να δημιουργήσουν την καλύτερη πρώτη εντύπωση για τον πλανήτη μας.

Αυτό το απόσπασμα εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 312 του BBC Focus περιοδικό - μάθετε πώς μπορείτε να εγγραφείτε

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard