FoodPro Preloader

Redde NASAs planetariske Grand Tour: Sende Voyager 2 hvor ingen sonde hadde gått før - eller siden


Den 5. mars 1979 kom Voyager 1 til Jupiter, etterfulgt av Voyager 2 den 9. juli. Plutselig ble NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, California, oversvømt med krystallklare bilder av Jupiters turbulente atmosfære og aldri før -se vulkanske utbrudd på månen Io. Da twin-romskipet kom til Saturn, matchet de sine tidligere forestillinger ved Jupiter med bilder av den verdensklasse, som var fantastisk, intrikate system og måner, og ga Voyager Project Scientist Ed Stone og hans kolleger alt de hadde håpet på i en strøm av funn. Voyager

Den 5. mars 1979 kom Voyager 1 til Jupiter, etterfulgt av Voyager 2 den 9. juli. Plutselig ble NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, California, oversvømt med krystallklare bilder av Jupiters turbulente atmosfære og aldri før -se vulkanske utbrudd på månen Io.

Da twin-romskipet kom til Saturn, matchet de sine tidligere forestillinger ved Jupiter med bilder av den verdensklasse, som var fantastisk, intrikate system og måner, og ga Voyager Project Scientist Ed Stone og hans kolleger alt de hadde håpet på i en strøm av funn.

Voyager 2 ville fortsette å utforske Uranus, Neptun og deres måner. "Vitenskap handler om å oppdage nye ting om naturen, og normalt hvis du oppdager noe en gang i året, går det bra, sier Stone." Dette var bare dag etter dag ... å se noe som ingen hadde sett før. "

Voyagers var flaggskipene en gylden epoke med planetarisk leting i slutten av 1970-tallet og 1980-tallet. For en generasjon som kom etter alder etter NASAs herlighetsdager i Apollo og ville komme til å oppleve den harde virkeligheten av Challenger-tapet i 1986, representerte Voyager-oppdragene en spennende sti for utforskning som var utenfor rekkevidde av bemannet romfart. Selv Hollywood plukket opp spenningen, noe som gjorde en av Voyager-romskipet et tegn i en Star Trek- film. Og Voyagers 1 og 2 flyr fremdeles, og tar fart på solsystemet på mer enn 55 000 kilometer i timen. Begge forventes å nå interstellarrom innen 2014.

Da tvilling romskip ble lansert, utnyttet NASA en sjelden tilpasning av Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun som oppstår en gang hvert 175 år for å sende sonde på en "Grand Tour" av solsystemet. Tilpasningen tillot romfartøyet å utnytte tyngdekraften til hver planet og svinge fra den ene til den andre ved å bruke relativt små mengder drivstoff. NASA demonstrerte først teknikken med sin Mariner 10-oppgave til Venus og Mercury fra 1973 til 1975.

Voyager ble designet som en fireårig oppdrag til Jupiter og Saturn, og romfartøyet ble bygget for å vare bare fem år. Hvis hovedoppdraget var vellykket, ville NASA da bestemme om å fortsette videre til Uranus og Neptun, sier Stone.

Voyager var faktisk en nedskalert versjon av en mye større plan, som først ble foreslått i midten av 1960-tallet, for å sende fire identiske romfartøy på en enda større Grand Tour av de ytre planetene, fra Jupiter til Pluto. To av de termoelektriske ytre planetene Spacecraft, eller TOPS, skulle lanseres i 1977, med to etterfølgende i 1979.

Selv om NASA sendte inn en budsjettforespørsel fra 1973 for denne utvidede Grand Tour i september 1971, lærte da NASAs administrator James Fletcher i desember at president Nixon ikke ville støtte finansiering for både romfergen og TOPS Grand Tour. Før 1971 kom til slutt, hadde Fletcher blitt enige om å kansellere TOPS og erstatte den med et billigere romfartøy som bare ville fly til Jupiter og Saturn.

Grand Tour ble oppstandet som Mariner-Jupiter-Saturn 1977, eller MJS '77. I mars 1977, bare måneder før lanseringen av begge romskip, ble oppdraget omdøpt til Voyager. Mens Voyager-teamet hadde håpet på et utvidet oppdrag til Uranus og Neptun, var det ikke en del av den opprinnelige flyplanen. "Selv en fireårig reise ble ansett som ganske risikabelt, så i stedet for å gå til en 12-årig tur til Neptun, som kanskje ikke har fungert, bestemte NASA med forsiktighet:" La oss gå på en fireårs reise til Saturn, og deretter gå - Forleng det, "sier Stone.

Voyager 1 fullførte sin hovedoppgave i november 1980 etter et flyby av Saturnus månen Titan og bak planetens ringer. Møtet bøyd romfartens bane nordover ut av solsystemets ecliptiske plan og på et kurs mot interstellare rom, og dermed ikke muligheten for å fortsette videre til andre ytre planeter.

Hvis Voyager 1 ikke hadde oppfylt sine mål ved Saturn, kunne NASA ha omdirigert Voyager 2 for å fullføre Voyager 1s oppdrag. Voyager 2 hadde blitt lansert to uker før Voyager 1, men var på en lengre bane designet for å ta den forbi Saturn ca 9 måneder etter Voyager 1 og deretter videre til Uranus og Neptun hvis Voyager 1 hadde fullført sine mål.

Voyagers-bygget på suksessene til Pioneer-romfartøyet foran dem og satte scenen for Galileo, Cassini og andre interplanetære robotprober, hadde en dårlig mengde datakraft etter dagens standarder. Hver romskip hadde tre datamaskiner med ca 8000 ord minne hver, sier Stone. Det betydde at Voyager-teamet ofte måtte laste opp nye programmer, spesielt under møter da forskere ønsket å peke kameraer på ulike mål. "Oppdraget ble designet for å bli omprogrammert, sier Stone. "Det vi ikke hadde forventet før vi lanserte, fordi vi gjorde en planet om gangen, var omprogrammeringen etter Saturn."

På sitt siste planetariske møte, med Neptun den 25. august 1989, kom Voyager 2 til et sted i verdensrommet innen 100 kilometer av det tiltenkte målet etter reiser mer enn syv milliarder kilometer. Nøyaktigheten var tilsvarende å synker en golfball fra 3.630 kilometer unna. Tidspunktet var innen noen få sekunder av det som var planlagt - en kritisk prestasjon fordi romfartøyets kamera og andre instrumenter ble programmert til å begynne arbeid på en bestemt tid, sier Stone.

Å ta bilder av de ytre planetene krevde noe finesse fra lagets programmerere. Sollys var fire ganger dimmer i Uranus og ni ganger dimmer ved Neptun enn det var på Saturn; Voyager 2 måtte omprogrammeres slik at kameraet ville ta lengre eksponeringer. Men det betydde også at sonden måtte settes for å rotere litt etter hvert som den fløy av hva den fotograferte. Justeringene gjorde det mulig for kameraene å ta bilder i mørkere sollys, men forhindre utsmyte bilder under lange eksponeringer. "Vi måtte virkelig vite nøyaktig når og hvor vi måtte se, for det var da manøvreren måtte gjøres, " sier Stone. "Det var alt tidsbestemt veldig nøyaktig. Vi måtte vedta nye teknikker da vi gikk lenger ut i solsystemet, for disse tidsrisikoen."

Voyager 2s Grand Tour av det ytre solsystemet avslørte et overraskende kosmisk nabolag, hvor måner trodde å være frosne og døde, plaget med geologisk aktivitet, gjemmer potensielle undergrunnshaver og muligens holder liv. Turen overrasket også forskere med oppdagelsen av et tippet magnetfelt ved Uranus, og på sin flyby i Neptun med observasjoner av store Jupiter-lignende stormer på hva forskerne hadde trodd var en hvilende planet, samt geysere av nitrogengass og støv på sin frosne måne, Triton ..

Akkumuleringen av uventede funn ydmyket Voyager-laget, sier Stone. "Vi hadde et veldig" terra-centrisk "synspunkt før Voyager, " forteller han. "Vår erfaring med jorden ble vår referanse og vår forventning, og det som Voyager viste gang på gang var at det var for begrenset en visning. Vi forstod virkelig ikke systemet, fordi vi trodde at jorden var typisk - og det er det ikke. "

I dag er Voyagers ledet inn i tomrummet. Når kameraene slås av og bruker bare viktige instrumenter til rantakraft fra deres stadig svekkende plutoniumbatterier, har de nådd solsystemets ytre grense, et område kalt heliosheath, hvor solvindene kolliderer med interstellarmediet. Voyager 1, som har arvet nord for ekliptikkplanet først, er lengre sammen med nesten 16, 5 milliarder kilometer fra jorden per 31. juli. Voyager 2, som forlot solsystemet sydover, er mer enn 12, 8 milliarder kilometer hjemmefra.

Et team på 10 full- og deltidsflygeteknikere er i daglig kontakt, selv om rundturskommunikasjon ved lysets hastighet tar omtrent 30 timer for Voyager 1 og 24 timer for Voyager 2. Begge romfartøyene har nok strøm og holdningskontroll drivstoff for å fortsette å operere fram til rundt 2025. Gjennom Voyager 2s Neptun-møte koster oppdragene 865 millioner dollar. NASA bruker nå rundt $ 5 millioner årlig for å opprettholde både romfartøy, sier Ed Massey, Voyager prosjektleder siden 1998.

Forskere anslår at rundt 40 000 år vil hvert romskip være i nærheten av andre stjerner og om lag to lysår fra solen. Allerede avstanden gir disse prober et unikt utsiktspunkt - et fugleperspektiv av solsystemet. Og for sin siste optiske hurra tok Voyager 1 sitt kamera et siste bilde fra ca 6, 5 ​​milliarder kilometer ut. Mosaikken på 60 rammer, snappet 14. februar 1990, fanget solen og seks planeter. "Familiestående", som det ble kjent, viste Jorden som en "lyseblå prikk" som flyter i en stråle av sollys.

Astronomen Carl Sagan, som hadde lobbied NASA i årevis for å ta bildet, skrev en poesisk essay inspirert av bildet: "Se igjen på den punkten, " skrev Sagan. "Det er her. Det er hjemme. Det er oss ... det eneste hjemmet vi noen gang har kjent." Ombord på romfartøyet er gyldne poster, som inneholder en trove av informasjon om livet på jorden, inkludert bilder, encyclopedia kapitler om menneskelig anatomi og lydopptak av hilsener på mange språk. Kampanjer av Sagan, kan tidkapselen en dag oppstå av fremmede liv.

Massey chuckles når han husker hvordan han reagerer på folk som er bekymret av utsiktene til Voyagers å finne ET. "Noen av dem spør, er vi ikke fortelle dem hvor vi er? Skal de ikke bruke den informasjonen til å angripe oss?" han sier. "Mitt svar er, " De vet allerede hvor vi er fra Lucy- sendingene jeg elsker . ""