A végtelenbe és tovább!

2019. december 23. - PFreddy

Immáron több, mint egy éve, hogy az emberiség történetének második legtávolabbra jutó űrszondája is elérte a Naprendszer (egyik) határát. Mondhatni, ideje volt már, főként ha figyelembe vesszük, hogy 42 évvel ezelőtt indult el hosszú útjára. A Voyager űrszondá(k)nak azonban nem csak a Naprendszer "széle" volt a kitűzött úticéljuk, az említett határ pedig messzebb van, mint az gondolnánk - hogy pontosan hol, arra pont a Voyager űrszondák adták meg a választ.

voyager1.jpg

A Voyager-program története még 1964-ben kezdődött, egy amerikai űrmérnök, Gary Flandro felfedezésével. Flandro a Naprendszer gázóriásainak mozgását elemezve rájött, hogy a '70-es évek végén a négy bolygó közel együttállása olyan lehetőséggel kecsegtet, amelyre legközelebb csak 175 év múlva lesz lehetőség. Az ebből származó terv a Planetary Grand Tour - egy űrszonda költséghatékony és gyors útja a Naprendszer külső tartományába, kihasználva az óriásbolygók tömegvonzását. A szonda így nem csak plusz gyorsulásra tehet szert a gravitációs hintamanőverek révén, de közelről tanulmányozhatja a Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz alkotta négyesfogatot. Pontosabban tanulmányozhatják: a nem csak nevében grandiózus tervben ugyanis párban kiküldött űrszondák szerepeltek, amelyek több útvonalat is bejárnak a külső Naprendszerben, felderítve az akkor még bolygóstátuszban lévő a Pluto környezetét is.

voyager-fig-1-1024x559.jpgA Voyager űrszondák felszerelése. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

 

Az eredeti Grand Tour missziót végül költségvetési okokból elvetették (ekkortájt történt, hogy az űrverseny megnyerésével a NASA "végtelen" költségvetése már nem tűnt nemzeti érdeknek) és a programot két szondára szűkítették, ezek lettek végül a Voyager 1 illetve 2. Érdekes módon utóbbi indult hamarabb, 1977. augusztus 22-én, amelyet tizenhat nappal később, szeptember 5-én követett a Voyager 1. A korábbi start azonban nem garancia a "győzelemre" egy hosszú távú versenyfutásban. Jelenleg a Voyager 1 jár legmesszebbre a Földtől, 147 csillagászati egységre (1 CSE = 150 millió km, az átlagos Nap-Föld távolság), megelőzve a még 1972-ben, vagyis öt évvel korábban(!) indult Pioneer 10 űrszondát is (127 CSE). A dobogó harmadik fokán pedig ott van a Voyager 2 122 CSE-vel, immáron szintén a Naprendszer határát jelentő heliopauzán túl. A megtett távolság tehát nem csak indulás idejének, és végképp nem a szondák hajtóművének függvénye, sokkal inkább a választott útvonalnak és az ezáltal elért sebességnek.

animation_of_voyager_1_trajectory.gifA Voyager 1 útja a Földtől (kék) a Jupiterig (világoskék) és a Szaturnuszig (zöld). Utóbbi melletti elhaladást követően világosan megfigyelhető a Naprendszer síkjától való gors távolodás. (Forrás: Phoenix7777/Wikipedia)

 

Sebesség tekintetében pedig semmi sem veheti fel a versenyt a Voyager 1-gyel, amely mind a mai napig közel 17 km/s-mal (Budapest-Szeged táv 10 másodperc alatt...) halad töretlenül előre. Útvonala a Jupiter és a Szaturnusz mellett vezetett el, az óriásbolygók mellett pedig azok holdjait is szemügyre tudta venni. A Titan megközelítése különösen kritikus (döntés) volt, ennek oltárán áldozták be ugyanis a NASA-nál az amerikai nemzeti érzés szíve csücske, a Pluto melletti későbbi elhaladást. Cserébe közelről tudták vizsgálni a Szaturnusz holdjának frissen felfedezett légkörét, megalapozva a (jóval) későbbi Cassini-Huygens missziót.

vulcanic_explosion_on_io2.jpgA Voyager 1 felvételei az Jupiter Io holdján lévő vulkánkitörésről és a Szaturnusz Titan holdjának vékony légköréről. (Forrás: JPL-Caltech)

 

A Titan gravitációját is kihasználva a Voyager 1-t a Szaturnusz dél pólusa felé irányították, majd a hintamanőverrel a a másik irányba ("felfelé") lendült ki a Naprendszerből. Azóta is távolodik a bolygók és a legtöbb aszteroida keringése által kijelölt síktól, mintha függőlegesen Eseménytelen útjába jóformán csak az 1990. február 14-én lőtt híres kép, a "Family portrait" (Családi Portré) jelentett némi változatosságot. A 6,4 milliárd km-ről visszanéző űrszonda ekkor készített hatvan felvételén a Naprendszer színe-java képviselteti magát: a körbefotózott Nap mellett (csillagunk túl fényes volt a Voyager kamerájának) megtalálható rajta a négy óriásbolygó, a Vénusz és a híres Sápadt Kék Pötty (Pale Blue Dot) - a mi bolygónk.

family_portrait_voyager_1.pngA Voyager 1 által készített Családi Portré...

 

1_6muyun4rqf_97nkd05hj8g.jpeg...és a rajta látható Sápadt Kék Pötty, mellette Carl Sagan csillagász híres szavaival. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

 

Vele ellentétben a Voyager 2 végigjárta az óriásbolygók sorát: '79 júliusában a Jupiter, '81 augusztusában pedig a Szaturnusz mellett haladt el, majd első alkalommal tanulmányozta közelről '86 januárjában az Uránuszt és '89 augusztusában a Neptunuszt. Ennek megfelelően a szonda főként a kékes bolygók rendszereiben produkált felfedezéseket; a színes és nagy febontású felvételek mellett több új holdat, valamint halvány gyűrűrendszert is talált a bolygók körül. Habár négy hintamanőver is gyorsította, jelenlegi sebessége "csak" 14 km/s, amellyel a Naprendszer síkjától meredek szöget bezárva (testvérszondájával ellentétes oldalon) távolodik a bolygók régióját

animation_of_voyager_2_trajectory.gifA Voyager 2 útja a Földtől (kék), a Jupiteren (zöld), a Szaturnuszon (világoskék) és az Uránuszon (sárga) keresztül a Neptunuszig (narancssárga). Utóbbi melletti elhaladást követően világosan "lefelé" hagyja el a Naprendszer síkját. (Forrás: Phoenix7777/Wikipedia)

 

neptune_voyager_2_29347980845_flatten_crop.jpgA Voyager 2 felvételei a Neptunuszról és az Uránusz Miranda nevű holdjának felsznéről. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

 

A Voyager 1 2003 februárjában míg a 2-es számú szonda 2007 augusztusában során érte el az ún. belső lökéshullám határát, ahol a Napból kiáramló napszél (töltött részecskék zápora és az általuk közvetített mágneses tér) sebessége lecsökken, majd lassacskán a domináns hatása is megszűnik a csillagközi tér hasonló részecskezáporával szemben. Ez a határ természetesen nem éles és nem is jelzi tábla az arrafelé járó űrszondáknak. Mindkét Voyager a kevés, még üzemben hagyott műszerének egyikével, az alacsony energiájú töltött részecske-detektor (Low Energy Charged Particle Instrument) méréseiben bekövetkezett változások révén észlelte, hogy elérte az ún. átmeneti régiót.

1920px-pia22924-voyager2leavesthesolarsystem-20181105.jpgA Voyager 2 mérései a nagyenergiájú részecskék gyakoriságáról. Ahogy a Napból érkező részecskék száma visszaesik, úgy nő meg a galaktikus komponens. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

 

2012 májusában a Voyager 1-es először csak lasssanként, majd egyre nagyobb mértékben detektált a Naprendszeren kívülről érkező, galaktikus eredetű részecskéket (a'lá kozmikus sugárzás), amelyeket a napszél erőssége beljebb a helioszfrérában még képes távolt tartani. Mindez azt jelentette, hogy a szonda elérte a mágneses és (részecske-)sugárzási szempontból a Naprendszer határát, a heliopauzát. A NASA közleménye szerint a Voyager 1 hivatalosan 2012. augusztus 25-én érte el a Naprendszer határát és vált intersztelláris szondává. Ugyanez a Voyager 2 esetében a közelmúltban, 2018. november 5-én érkezett el.

462851main_heliosphere_orig_full.jpgUgyan a valóság nem ennyire látványos és az ábra sem méretarányos, de valahogy így néz ki a helioszféra vázlatos struktúrája. (Forrás: NASA)

 

(A számítások szerint egyébként a Pioneer 10 szintén hasonló, 130 CSE-s távolságban jár, ezzel az űrszondával azonban 2002 áprilisában megszakadt a kapcsolat. Mivel más irányban haladt kifelé a helioszférából, ezért nem tudni, mikor lépte vagy lépi majd át a heliopauzát.)

 

A helioszféra végét jelentő heliopauza ugyan csak egy a Naprendszert határát definiáló tucatnyi meghatározás közül (gravitációs szempontból csillagunk domináns hatása jóval tovább, kb. két fényévig ér el), de fizikai szempontból talán a legrelevánsabb. Nem túlzás tehát kijelenteni, hogy az emberiség immáron két űrszondával is rendelkezik a csillagok közötti térben. Na nem mintha a következő csillagrendszer már csak karnyújtásnyira lenne, ráadásul egyik szondát sem állították irányba egy konkrét közeli csillag felé. A Voyager 1 legközelebb a 17,6 fényévre lévő Gl 445, míg a Voyager 2 a HH Andromedae csillag (10,6 fényév) "közelében", fog elahaldni mindkét esetben olyan 1,6-1,7 fényév távolságra, 42-44 ezer év múlva.

1920px-voyager_1_skypath_1977-2030.pngA Voyager 1 látszólagos útja a csillagos égbolton. 1981-től határozottan tart a Kígyótartó csillagkép irányába; az útjában látható kunkorok a Föld keringése miatt rakódnak rá a mozgására.

 

Érezhetően tehát nem praktikus okokból, sokkal inkább tudományelvi alapon szerelték fel mindkét szondát egy-egy aranylemezzel, amelyre az emberiség (Carl Sagan és csapata által) legfontosabbnak vélt adatait kódolták: képek, zenék, tudományos ismeretek, lakcím és elérhetőség, stb. (a lemezre felkerült volna a Beatles-től a Here comes the Sun is, azonban a kiadó szerzői jogokra hivatkozva levetette...). Hátha egyszer egy értelmes idegen faj képviselője alaposabban is szemügyre veszi a kietlen űrben kószáló eszközöket, hogy aztán megismerkedhessen az emberi kultúrával (de nem a Beatles-szel!).

golden-1.jpgA Voyager űrszondák aranylemezeinek fedőlapja (balra) és az információtárolásra használt adatlemez.

 

Jobb esetben esetleg postafordultával vissza is küldik hozzánk, mint történt az a legelső, 1979-es Star Trek filmben (SPOILER): a sztori középpontjában lévő titokzatos V'ger gépezet ugyanis a (valóságban soha meg nem valósult) Voyager 6-t rejtette magában.

vger.jpgKirk kapitány rádöbben V'ger eredetére.

 

Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat - tudományról és science fiction-ről egyaránt.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr4715363726

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

exterminador 2019.12.24. 18:41:38

A Miranda az Uránusz holdja, nem a Neptunuszé.
Hogy voltak képesek beáldozni a Plútót... Nagy hiba volt.

PFreddy 2019.12.24. 18:58:51

@exterminador: Hoppá, köszönöm, javítva!
Utólag visszatekintve a Titan nagyobb dobásnak tűnik a Plutoval szemben

Control_ 2019.12.24. 18:59:55

A Naprendszer határa a Naptól éppen 1 fényévre lévő Oort-felhő, ahová 17 ezer év alatt tud(na) eljutni a Voyager. Úgyhogy maradjunk abban, hogy még bőven a Naprendszeren belül van az a szonda. :)

exterminador 2019.12.24. 19:55:39

@PFreddy: viszont könnyebb odajutni, mert jóval közelebb van. A Cassini és a Huygens évekig vizsgálta, a Plútóinál viszont a New Horizons csak egy flyby-t hajtott végre.

Mad Marx 2019.12.24. 20:28:53

Fura, hogy az amerikaiak fellőtték a voyagereket, meg építettek saturn 5-öt, most meg mindenféle kalandor kezébe adnák a zűrhajósok életét. Változnak az idők, a szojuzok meg csk röpködnek össze-vissza...

sóhegy049 2019.12.24. 22:21:30

Jövőre már a műszerekre sem marad energia, de 2025-ig még állítólag a rádióvevő és az adó is életképes marad?! Mekkora teljesítménnyel adhat egy ilyen cucc és milyen frekin?

Látens Inszinuáció 2019.12.24. 23:05:50

42-44 ezer év?
Ha ilyen ütemben éljük fel bolygónk készletét, 200 évünk sem lesz, nemhogy negyvenkétezer.
És akkor még a többi problémal - túlnépesedés, szuper baktérium vagy vírus, emberi hülyeség, evolúciós katasztrófa - még szóba sem került.

Nekünk itt lőttek...

os2_fan 2019.12.24. 23:29:12

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Ismeri ezt, Fox?

FOX MULDER: Ez Bach, a Harmadik Brandenburgi verseny.

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Második.

FOX MULDER: Jó, hogy nem beugrató kérdés volt.

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Tudja, hogy mi a jelentősége ennek a darabnak?

FOX MULDER: Nos, ha jól emlékszem középiskolai tanulmányaimra, Bach a polifónia mestere volt...

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Ez az a zenedarab, amit a Voyager magával vitt. Az első. Négy és félmilliárd év múlva, amikor kimerül a Nap energiája, és végül elnyeli a Földet, ez a muzsika még akkor is ott lesz. Négy és félmilliárd év múlva is utazni fog. Természetesen, csak ha addig nem veszik az adást. Képzelje el Fox, ha egy másik civilizáció meghallja ezt, biztosan azt gondolják, csodás hely lehet ez a Föld. Szeretném, ha ez lenne az első találkozásunk egy másik bolygó lakóival.

FOX MULDER: Tudom, hogy cserben hagytam. Ön kockázatot vállalt azzal, hogy támogatott. Azzal is tisztában vagyok, hogy nem tudott megmenteni minket. Ha jól sejtem már közel jártunk. De hogy mihez, azt nem tudom.

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Szereti Bachot, Mulder?

FOX MULDER: Élek-halok érte.

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Akkor hallgassuk meg újra. Biztos vagyok benne, hogy már hallott a mikrohullámú figyelőszolgálatról.

FOX MULDER: Ami a földönkívüli jeleket észleli. Leállították.

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: El kell jutnia a rádióteleszkóphoz Arecibo-ba, Puerto Ricoba. Amennyire lehet, visszatartom őket, de szerintem legfeljebb 24 órája van. Utána viszont biztosan útnak indul az Ufónyom Megsemmisítő Osztag. Ők bármit és bárkit megsemmisíthetnek.

FOX MULDER: Na és mit keressek?

RICHARD MATHESON SZENÁTOR: Kapcsolatot.

(X FILES s02e01)

flydomi 2019.12.25. 01:47:38

@Látens Inszinuáció:
200 ev?
Tul optimsta vagy.Jo az 70-80-nak is.........

CCnick 2019.12.25. 09:35:05

szerintem holnap mindmeghaltok

nandras01 2019.12.25. 12:33:29

közkeletű tévedés, hogy a szondák aranylemezeken viszik azokat az infókat.
az igazság, hogy aluminiumból készültek és aranyozták azokat. vszeg a súlytakarékosság volt az ok, amiért a könnyebb fajsúlyú alut választották a nehéz arany helyett.

PFreddy 2019.12.25. 21:38:10

@sóhegy049: A távoli szondákkal, mint pl. a Voyagerek és a New Horizon, a Deep Space Network antenna-hálózat tart kapcsolatot. Itt azt is megemlítik, hogy a Voyagerekhöz még spéci technikákat is be kellett vetni, de azt már nem részletezik, hogy pontosan milyeneket.

spaceplace.nasa.gov/dsn-antennas/en/

PFreddy 2019.12.25. 21:43:42

@nandras01: "közkeletű tévedés, hogy a szondák aranylemezeken viszik azokat az infókat.
az igazság, hogy aluminiumból készültek és aranyozták azokat."

Jogos, bár én úgy tudom, hogy az adatlemezek rézből készültek és az kapott aranyborítást, de végülis mindegy. Az "aranylemez" szót az egyszerűség kedvéért használtam, mint ahogy az angol nyelv is "golden record"-ként hivatkozik a lemezekre.

PFreddy 2019.12.25. 21:45:36

@Control_: Valóban, ennek szólt a "gravitációs szempontból csillagunk domináns hatása jóval tovább, kb. két fényévig ér el" megjegyzés is a szövegben.

Pécsi István 2019.12.27. 08:34:39

@Control_: Az emberiség eddigi legmerészebb vállalkozása a Voyagerek missziója. Az egyik kommentelő hozzászólásában azt olvastam, hogy a Voyagerek még nem hagyták el a Naprendszert. Nos ez a Nap vonzóerejét illetően igaz, Viszont már bőven a kozmosz, a csillagközi, azaz az intersztelláris tér más objektumainak részecskéi bombázzák a két úttörő űrszondát, nem pedig azok, amelyek a Naprendszerünk központi égitestjéből, csillagából, azaz a Napunkból áramlanak ki. Ilyen értelemben tehát mégis elhagyták otthonunkat, a Naprendszert, és viszik hírül a világmindenség végtelenjében azt, hogy létezik egy hely, ahol él az ember.

Pécsi István 2019.12.27. 09:32:07

@Control_: És még valamit kiegészítésként hozzá kell fűzni! Azt, hogy magyarán szólva több dolgot is mérlegre kell tenni, nem csak egy szempontot előtérbe helyezni! A tudósok, a NASA szakemberei minden szempontot figyelembe vettek. Nem csupán a gravitáció hatását, hanem -megismétlem- MINDENT, amikor azt állítják, hogy a Voyagerek a Naprendszert elhagyták.

korxi 2019.12.29. 17:34:32

A betleses sztorit még nem hallottam. Atyavilág, valami nagyon-nagyon droid kiadói/szerzői jogvédő lehetett. Micsoda fokozatai vannak a beszűkültségnek!

Ahogyan az a posztban szerepel, az hogy a Voyagerek addig jutottak ahol most vannak, és még a mi életünkben, kulcsszerepe volt az óráisbolygók konstellációjának és az ezt felhasználó, gravitációs lendítőmanővereknek.
Csak feltételezem hogy abban hogy ez utóbbiak ilyen szuperül sikerültek, van némi szerencse is, mármint hogy ilyen hibamentesen sikerült kiszámolni mindent, mert bár az ötlet és az elmélet már ismert volt, de a konkrét trajektóriák kiszámolásához akkoriban nem állt rendelkezésre olyan számítástechnikai kapacitás mint napjainkban.