5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o sondzie Voyager 1

NASA zadecydowała o odpaleniu skostniałych silników pierwszej sondy Voyager, po raz pierwszy od… 37 lat! To dogodny moment aby odświeżyć sobie pamięć i przywołać kilka interesujących faktów na temat prawdziwej legendy wśród bezzałogowych misji kosmicznych.

1. Voyager 1 był opcją “B”

Przed latami 70. ubiegłego wieku ludzkość nie wyściubiała jeszcze nosa poza Pas Główny asteroid, oddzielający planety wewnętrzne od gazowych olbrzymów. Wszystko co wiedzieliśmy o Jowiszu, Saturnie, Uranie i Neptunie, pochodziło z obserwacji teleskopowych prowadzonych na Ziemi. Trochę słabo, jak na cywilizację, która przecież zdołała już wylądować na obcym globie. Z tego powodu NASA rychło zadecydowała o realizacji dużych programów badawczych, które pozwoliłyby uczonym ogarnąć całość Układu Słonecznego. Tak narodziły się pomysły misji Pioneer, a zaraz później program Voyager

Konstrukcja sondy Voyager 1
Sonda Voyager 1 w czasie budowy.

Jednakże pierwotnie plany prezentowały się inaczej, chyba nawet jeszcze ambitniej. Tak się złożyło, że między 1976 i 1977 rokiem planety ułożyły się tak rewelacyjnie, że możliwa stała się wyprawa, która zahaczyłaby o każdy z zewnętrznych globów. Astronomowie wiedzieli, że tak korzystna konfiguracja nie powtórzy się co najmniej do 2151 roku, toteż do Kongresu trafił kosztowny projekt przewidujący wystrzelenie w przestrzeń czterech urządzeń, w ramach misji pod nazwą Grand Tour. Niestety, z uwagi na wyczerpany zimnowojennymi zbrojeniami, wojną w Wietnamie oraz wyścigiem księżycowym budżet, politycy w Waszyngtonie zmusili astronomów do obmyślenia bardziej oszczędnego wariantu.

Tańszą opcją był właśnie program Voyager, którego dwie odsłony kosztowały nieco ponad miliard dolarów. Nie pomyśl jednak, że w związku ze skromniejszymi warunkami drastycznie zredukowano oczekiwania naukowe. Naukowcy wycisnęli z bezzałogowych wehikułów pełnię możliwości. Może nie przefrunęły one tak blisko gazowych planet jak początkowo marzono, ale sonda Voyager 1 odwiedziła Jowisza i Saturna, a jego braciszek zaliczył komplet, przelatując opodal Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna.

2. Znalazł pierścień

Zdjęcie pierścienia Jowisza pochodzące z Voyagera 1
Fragment zdjęcia Voyagera 1 z 1979 roku.

Wyprawa pierwszego Voyagera zrodziła tyle ciekawostek, że łatwo zapomnieć o jego podstawowym celu, czyli klasycznych badaniach astronomicznych. Jak wspomniałem wyżej, sonda miała okazję minąć w sensownej odległości Jowisza jak i Saturna, zanim pofrunęła dalej w czeluści kosmosu. Zwłaszcza odwiedziny w systemie największej planety Układu Słonecznego okazały się owocne. Zbliżenie na odległość niecałych 300 tys. kilometrów od jej powierzchni nastąpiło po 20 miesiącach lotu, w marcu 1979 roku. Niby nic specjalnego, bo w ten obszar zapuszczały się już wcześniej misje Pioneer 10 i Pioneer 11 (ta druga na dystans zaledwie 42 tys. kilometrów od metanowych chmur!), ale jednak Voyager zdołał zauważyć coś co przeoczyli poprzednicy. Mianowicie, sonda zarejestrowała niewyraźny i delikatny ślad pierścieni Jowisza. Hipotezy o jego istnieniu, na podstawie obserwacji pośrednich wysuwano już od kilku lat, ale dopiero Voyager uchwycił pierścień na fotografii, dowodząc, że tego typu formacje są w przypadku gazowych olbrzymów czymś naturalnym.

Sonda przebiła oba Pioneery również pod względem wykonanych fotografii. Podczas gdy wyprawy rozpoczęte w 1972 roku przyniosły zaledwie kilkadziesiąt zdjęć Jowisza w kiepskiej jakości, Voyager sprezentował astronomom dziesiątki tysięcy fotografii o rozdzielczości pozwalającej na rozpoznanie struktur z dokładnością do 1 kilometra. Naturalnie, patrząc na obrazki dostarczane nam obecnie przez sondę Juno, tamte ilustracje nie robią na nas większego wrażenia, ale prawie cztery dekady temu stanowiły one nieprawdopodobnie cenny materiał badawczy.

3. To najdalej położony produkt ludzkich rąk

Pierwszy istotny przystanek Voyagera – Jowisz – leży około 800 milionów kilometrów od Słońca, drugi – osiągnięty w 1980 roku Saturn – już prawie 1,4 miliarda kilometrów. Jednak NASA przewidziała dla swojego wysłannika znacznie okazalszą trasę, w zasadzie bez wyznaczonej mety. Życzeniem astronomów, obie odsłony misji po minięciu gazowych olbrzymów miały frunąć dalej, ku heliosferze, aż na skraj Układu Słonecznego i jeśli nic ich nie zatrzyma, jeszcze dalej. Po ponad dekadzie od startu, oficjalnie rozpoczął się etap projektu pod wiele mówiącą nazwą Voyager Interstellar Mission, trwający do chwili obecnej. Wtedy też, w walentynki 1990 roku, jakby patrząc za siebie, sonda wykonała słynne ujęcie Małej, Błękitnej Kropki. Do dzisiaj fotografia ta pozostaje rekordowa, łapiąc w kadr samotną Ziemię widzianą z odległości 6,4 miliarda kilometrów. 

Trasa sondy Voyager 1

Wiele podzespołów obu sond już nie funkcjonuje, ale radiowa łączność wciąż nie uległa przerwaniu. Wiemy, że obecnie, zgodnie z przewidywaniami pierwszy Voyager zbliża się do prędkości 17 km/s (ponad 61 tys. km/h!) i wkrótce osiągnie dystans 21 miliardów kilometrów od Słońca. To 140 razy dalej niż Ziemia i jakieś trzy razy dalej niż Pluton. Tym samym, sonda jako pierwsze w historii dzieło ludzkich rąk, zbliża się do granic Układu Słonecznego (choć to akurat zależy od tego jak definiujemy granice Układu). W 2012 roku wskazania instrumentów poinformowały o minięciu obszaru heliopauzy, gdzie działanie wiatru słonecznego traci swą moc na rzecz promieniowania dochodzącego z głębi galaktyki. Zarówno Voyager 2 jak i New Horizons również podążą tym śladem, ale prawdopodobnie nie wyprzedzą Voyagera 1.

4. Jest naszym pomnikiem i ambasadorem

Co stałoby się z pamięcią o naszym dumnym gatunku, gdybyśmy z jakiegoś powodu jutro wyginęli? Nawet potężny meteoryt mógłby oszczędzić co trwalsze budowle, ale zapewne po kilkunastu, kilkudziesięciu tysiącach lat od śmierci ostatniego człowieka, wszystko obróciłoby się w proch. Czy zniknęlibyśmy więc raz na zawsze z kart historii? Literatura popularnonaukowa stworzyła w tym miejscu pewien mit, z którym staram się od dawna polemizować. Zgodnie z nim, najtrwalszym pomnikiem dowodzącym istnienia inteligentnych istot w tej części Drogi Mlecznej, byłyby… odciski stóp astronautów pozostawione na powierzchni Księżyca. Brak atmosfery miałby zakonserwować ślady odbite w regolicie na miliony, a może nawet miliardy lat. Nie jest to do końca prawda. Księżycowe struktury wystawione są na nieustanne działanie wiatru słonecznego jak również uderzenia mikrometeorytów. To bardzo słaba erozja, ale w przeciągu kilkudziesięciu milionów lat odciski buta Neila Armstronga i jego następców, powinny zblednąć i w końcu zniknąć.

Co innego nasze sondy, na czele z Voyagerem 1. Prawdopodobieństwo zderzenia takiego obiektu z jakimś kosmicznym okruchem wydaje się uspokajająco małe. Nawet przelatując przez Pas Główny lub Pas Kuipera, zawierające setki tysięcy skał, jak dotąd żadne z naszych urządzeń nie oberwało, więc szansa na taki wypadek po opuszczeniu Układu Słonecznego, tym bardziej pozostaje skrajnie mała. Jeżeli nie staniemy się świadkami wyjątkowego pecha, Voyager spokojnie wypłynie w przestrzeń międzygwiezdną, przez którą będzie dryfował przez trudny do oszacowania okres. Wiemy, że za 40 tysięcy lat wehikuł minie czerwonego karła Gliese 445, jednak uczyni to w bardzo bezpiecznej odległości ponad półtora roku świetlnego. Niewykluczone, że ta kosmiczna odyseja trwać będzie wiecznie. No, może nie dosłownie, ale bez wątpienia Voyager 1 ma szansę na zostanie najtrwalszym tworem ludzkich rąk. Zresztą, jego twórcy poniekąd to przewidywali, umieszczając na pokładzie, podobnie jak w sondach Pioneer oraz Voyager 2, płytkę Golden Record. Na złotych talerzach wygrawerowano podstawowe informacje o Układzie Słonecznym, Ziemi i o człowieku. Ot tak, na wypadek gdyby instrument wpadł w ręce obcej cywilizacji. 

5. Sonda znów uruchomiła silniki

Ostatnim razem Voyager 1 korygował swój kurs w 1980 roku, w czasie przelotu w okolicach Saturna. Od tamtego czasu, przez 37 lat silniki milczały, zaś obiekt leciał przez przestrzeń przyśpieszony siłą grawitacji gazowych olbrzymów. Pod tym względem niewiele się zmieniło, jednak ostatnio zaistniała zupełnie inna potrzeba. Przez cztery dekady za ułożenie sondy pod odpowiednim kątem względem Ziemi odpowiadały maleńkie pędniki – wysłużone mikrosilniczki, które w końcu odmówiły posługi. To bardzo istotna sprawa, bowiem 4-metrowa antena musi znajdować się w dogodnym ustawieniu, aby skutecznie transmitować do trzech radioteleskopów odbierających dane na Ziemi. Inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory stwierdzili, że aby zapobiec obróceniu sondy, co poskutkowałoby utrudnieniem lub zerwaniem łączności, można na krótkie momenty odpalać cztery silniki zapasowe. Ku radości uczonych ryzyko się popłaciło, a pierwsza tego rodzaju próba przebiegła bez żadnych komplikacji.

Rozwiązuje to kłopot z orientacją w przestrzeni, przynajmniej na kilka lat. Potem to i tak bez znaczenia, gdyż generatory całkowicie przestaną zasilać instrumenty w 2025 roku. Później osierocony Voyager 1 podryfuje w ciemną kosmiczną pustkę. I będziemy mogli się jedynie domyślać, co go czeka w przyszłości.

Literatura uzupełniająca
K. Ziołkowski, Poza Ziemię. Historia lotów międzyplanetarnych, Warszawa 2017;
H. McSween, Od gwiezdnego pyłu do planet, przeł. A. Pilski, Warszawa 1996;
A. Butrica, Voyager: The Grand Tour of Big Science, [w:] From Engineering Science. To Big Science, pod red. P. Mack, Waszyngton 1998;
Voyager 1 Fires Up Thrusters After 37 Years, [online: www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7014].
Pęknięty bozon – o cząstce Higgsa i jej rozpadach Dwa stoły pana Eddingtona Sagan o aborcji – w poszukiwaniu odpowiedzi