Ku ostatecznej granicy – Voyager 2

Historia badań i poznawania kosmosu jest stosunkowo niedługa. Oczywiście, mam na myśli czas, w którym nasze przyrządy badawcze prowadzą prace poza atmosferą Ziemi, niebo obserwowaliśmy przecież od tysięcy lat, dokonując rozmaitych obliczeń, tworząc przeróżne teorie i ciekawe, filozoficzne koncepcje. Tak zwany „podbój kosmosu” zainicjowaliśmy jednak ledwie kilkadziesiąt lat temu.

Pierwszy. Początki w bardzo małej pigułce

Trudno dokładnie powiedzieć, kiedy pojawiły się w kosmosie pierwsze ludzkie wytwory. Istnieje na ten temat sporo domysłów i niepotwierdzonych teorii, wśród których pojawiają się czasem bardzo mroczne sprawy. Oficjalnie przyjmujemy, że wszystko zaczęło się w drugiej połowie lat 50. ubiegłego wieku. W 1957 roku pojawił się Sputnik 1, pierwszy sztuczny satelita Ziemi. Potem wysłaliśmy (my, ludzie) w kosmos pierwsze zwierzę – psa Łajkę – na pokładzie Sputnika 2.

Sputnik I, oficjalny początek naszej przygody z Kosmosem. Replika z Narodowego Muzeum Lotnictwa i Przestrzeni Kosmicznej (fot. NSSDC, NASA, domena publiczna)

Później rozpoczęła się era poważnych odkryć naukowych. Dzięki sondzie Explorer 1 dowiedzieliśmy się o pasach Van Allena (obszary promieniowania jonizującego otaczające naszą planetę). W 1959 roku pojawiły się pierwsze obrazy telewizyjne przekazane z przestrzeni kosmicznej, a także radziecka Łuna 1 – pierwszy statek kosmiczny, który wydostał się poza obręb przyciągania ziemskiego. Stała się ona również pierwszą „sztuczną planetą” Słońca. Wkrótce jej siostra, Łuna 3, przeprowadziła pierwsze obserwacje niewidocznej strony Księżyca. Dwa lata później, w 1961 roku w przestrzeni kosmicznej zawitał pierwszy człowiek.

Dalej wszystko szło już lawinowo. Pierwsza kobieta w kosmosie i wieloosobowe loty załogowe, misje na Księżyc i sondy międzyplanetarne. Warto odnotować, że w 1962 roku miała miejsce pierwsza udana i mająca istotne naukowe znaczenie bezzałogowa wyprawa na inną planetę Układu Słonecznego. Amerykańska sonda Mariner 2 wykonała zbliżenie do Wenus i zebrała ważne informacje na jej temat. Sonda wykonała także bezpośrednie obserwacje wiatru słonecznego.

Wydruk danych na temat Wenus przesłanych przez sondę Mariner 2 (fot. NASA, domena publiczna)

Odkrycia i dokonania mnożyły się. Pojawiło się kosmiczne obserwatorium astronomiczne w przestrzeni (OSO-1). Próbniki lądowały na Księżycu i innych ciałach niebieskich. W końcu pojawiła się pierwsza misja, której zadaniem było badanie kilku planet jednocześnie. W 1974 roku Mariner 10 zbierał dane na temat Wenus i Merkurego. Dwa lata później na Marsie wylądowała sonda Viking 1, która jako pierwsza przeprowadziła testy w poszukiwaniu życia na innej planecie.

Tuż przed programem Voyager

Do lat 70. XX wieku zajmowaliśmy się badaniem najbliższego sąsiedztwa Ziemi, czyli planet wewnętrznych Układu Słonecznego, tymczasem większa jego część pozostawała niezbadana. Sytuacja uległa zmianie w 1973 roku wraz misją sondy Pioneer 10. Był to pierwszy bezzałogowy próbnik, który dokonał obserwacji Jowisza, największej planety naszego Układu. Przesłał na Ziemię 300 zdjęć gazowego olbrzyma. Przekazał również informacje dotyczące jego pola magnetycznego oraz pasów radiacyjnych.

Fotografia Jowisza wykonana przez sondę Pioneer 10. Widoczna Wielka Czerwona Plama i cień księżyca Io (fot. NASA, domena publiczna)

W 1973 roku NASA wystrzeliła kolejną sondę Pioneer, oznaczoną numerem 11. W 1974 roku znalazła się ona jeszcze bliżej Jowisza niż jej poprzedniczka i wykonała kolejne zdjęcia oraz zebrała dokładniejsze dane. Sfotografowała także słynną Wielką Czerwoną Plamę. W 1979 roku Pioneer 11 był pierwszym statkiem kosmicznym, który zbliżył się do Saturna i odkrył złożoną strukturę jego pierścieni.

Sondy Pioneer 10 i 11 były także pierwszymi, które osiągnęły prędkość pozwalającą na opuszczenie Układu Słonecznego. Do dziś zresztą mkną przez kosmos, by opuścić niedługo rejony słonecznego dominium. Po raz ostatni sygnał przesłany przez Pioneer 10 odebrano w 2002 roku. Za około dwa miliony lat przemknie on w pobliżu gwiazdy Aldebaran, którą możemy obserwować w gwiazdozbiorze Byka. Z kolei Pioneer 11 nadał ostatnią wiadomość pod koniec 1995 roku. Obecnie podąża on w kierunku gwiazdozbioru Orła.

Warto zapamiętać, że dzięki wspomnianym wyżej sondom i ich obserwacjom możliwe było wprowadzenie odpowiednich zmian konstrukcyjnych w aparaturze sond Voyager. Przyczyniły się do tego głównie badania magnetosfery i pasów radiacyjnych. Dzięki temu udało się zapobiec ewentualnym uszkodzeniom sprzętu w późniejszych misjach.

Podróżnik z numerem 2

Zaczęło się ostrożnie. Po sukcesach misji Pioneer 10 i 11 w NASA zadecydowano o wysłaniu kolejnych sond, których głównym zadaniem była eksploracja układów Jowisza i Saturna. Zainicjowano nowy program badań kosmicznych: Voyager (Podróżnik). Wśród najważniejszych celów było rozszerzenie zakresu badań i obserwacji gazowych olbrzymów. Chodziło między innymi o dokładniejsze wyznaczenie masy i kształtów obydwu planet, a także zbadanie charakterystyki i składu ich atmosfer, wykonanie obserwacji satelitów oraz dalsze zbieranie informacji związanych ze strukturą pola magnetycznego gazowych olbrzymów.

Jako pierwsza w podróż wyruszyła sonda Voyager 2. W przestrzeń kosmiczną wyniosła ją rakieta Titan III-Centaur, która wystartowała z Przylądka Canaveral 20 sierpnia 1977 roku, o godzinie 14.29 UTC (Uniwersalnego czasu koordynowanego). Data była nieprzypadkowa. Lot rozpoczął się w czasie korzystnego dla misji ułożenia planet, co dało możliwość zbadania wszystkich gazowych olbrzymów przez jeden próbnik kosmiczny. Fakt ten barwnie opisał później Carl Sagan:

Voyager 2 wykorzystał wyjątkowo rzadką konfigurację planet. Przelatując w pobliżu Jowisza, przyspieszył w kierunku Saturna, mijając Saturna, pomknął ku Uranowi, znalazłszy się koło Urana, ruszył do Neptuna, po czym skierował się ku gwiazdom. Tego rodzaju kombinacja nie zawsze jest możliwa. Poprzednia okazja do takiego kosmicznego bilardu nadarzyła się w okresie prezydentury Thomasa Jeffersona, kiedy to odkrywcy podróżowali na końskim grzbiecie, łodzią lub żaglowcem (statki parowe należały do epoki, która dopiero miała nadejść).

Początek misji Voyagera 2 (fot. NASA, domena publiczna)

Niedługo po starcie pojawiły się pierwsze problemy. Dały o sobie znać podczas aktywowania urządzeń sondy. Aparatura nie przesłała potwierdzenia, czy wysięgnik naukowy został wyprostowany i unieruchomiony w odpowiednim położeniu. Testy potwierdziły ostatecznie prawidłowe przeprowadzenie operacji, a jedynie mający to sprawdzić czujnik działał nieprawidłowo. Pojawiły się także trudności z komputerowym systemem sterowania, w związku z czym trzeba było wprowadzić zmiany w oprogramowaniu.

Kilka miesięcy później uszkodzeniu uległ odbiornik radiowy. Komputer przełączył sondę na odbiornik zapasowy, ale technika znów zawiodła – jeden z kondensatorów okazał się niesprawny. W tym momencie cała misja stanęła pod znakiem zapytania. W ciągu kilku miesięcy inżynierom udało się jednak wdrożyć odpowiednie procedury, które umożliwiły przesyłanie poleceń do sondy.

Sonda kosmiczna Voyager 2 (fot. NASA, domena publiczna)

Od tego momentu zaczęły się wspaniałe lata dla programu Voyager. Voyager 2, a także wystrzelony 16 dni później Voyager 1, rozpoczęły odkrywanie wspaniałości Układu Słonecznego. Pozwoliły zobaczyć światy, o których nie mieliśmy dotąd pojęcia. Pojawiły się nowe odpowiedzi, ale także nowe pytania.

Po udanych obserwacjach Jowisza i Saturna zdecydowano o kontynuowaniu przez Voyagera 2 badań pozostałych planet gazowych, czyli Urana i Neptuna. Odniesiono dzięki temu kolejny sukces badawczy i pozyskano nowe, niezwykle cenne dane naukowe.

Dziś obie sondy kontynuują swoje misje. Po 35 latach są najbardziej odległymi od Ziemi tworami człowieka podróżującymi w przestrzeni kosmicznej. Voyager 1, mimo że wystrzelony później, prześcignął bliźniaczą sondę 15 grudnia 1977 roku. Dziś znajduje się w odległości ponad 18 miliardów kilometrów od Ziemi, natomiast Voyager 2 oddalony jest od nas o ponad 14 miliardów kilometrów. Co ciekawe, ich aparatury ciągle działają i nieprzerwanie przekazują dane w ramach programu Voyager Interstellar Mission. Szacuje się, że energia wytwarzana przez generatory obu statków kosmicznych wyczerpie się około 2025 roku.

Na wszelki wypadek

Jak wielkie odległości mają do przebycia obie sondy? Za blisko 18 tysięcy lat Voyager 1, który porusza się z prędkością ponad 61 tysięcy kilometrów na godzinę, znajdzie się w odległości jednego roku świetlnego od Słońca. A przecież najbliższa Słońcu gwiazda, Proxima Centauri, znajduje się w odległości 4,22 roku świetlnego. Liczby te nastrajają filozoficznie i przypominają pierwsze słowa z serialu Star Trek: „Kosmos. Ostateczna granica”.

Voyager 2 – zobacz też:

• Sputnik 1 – 55 lat od startu;
• Podbój kosmosu na radzieckich plakatach propagandowych: część 1, część 2;
• Jak Rosjanie pierwsi (nie) wylądowali na Księżycu;
• 50 lat temu Jurij Gagarin odbył lot w kosmos.

Bibliografia

• Sputnik 2. Radziecki sukces i psia krew;
• Voyager: mission information [in;] NASA. Planetert Data System, 1989 [dostęp: 20 sierpnia 2012], <[http://starbrite.jpl.nasa.gov/pds/viewMissionProfile.jsp?MISSION_NAME=VOYAGER]>.
• Carl Sagan, Błękitna kropka. Człowiek i jego przyszłość w kosmosie, Prószyński i S-ka, Warszawa 1996.
• John S. Lewis, Ruth A. Lewis, Breaking The Bond of Earth, Columbia Univ., Press, New York 1987.
• Lawrence M. Krauss, Fizyka podróży międzygwiezdnych, Prószyński i S-ka, Warszawa 1996.
• Planetary Voyage, [in:] NASA Jet Propulsion Laboratory. California Institute of Technology, 23 marca 2004 [dostęp 20 sierpnia 2012], <[http://voyager.jpl.nasa.gov/science/planetary.html]>.

Redakcja: Roman Sidorski

Dziękujemy, że z nami jesteś! Chcesz, aby Histmag rozwijał się, wyglądał lepiej i dostarczał więcej ciekawych treści? Możesz nam w tym pomóc! Kliknij tu i dowiedz się, jak to zrobić!