Ceļojums. Kosmosa izpētes vēsturē ir misijas, kas maina mūsu priekšstatu par vietu Visumā. Tomēr neviena nav tik drosmīga, tik ilgstoša un tik dziļi filozofiski rezonējoša kā Voyager programma.
Sākotnēji iecerētas tikai dažu gadu ilgam “Lielajam Ceļojumam” gar milzu planētām, Voyager 1 un Voyager 2 ir kļuvušas par cilvēces nemirstīgajiem vēstnešiem kosmosā.
Šie nav tikai metāla un vadu sakopojumi; tie ir mūsu tehnoloģiju un zinātkāres brīnums, kas tagad, pēc vairāk nekā četrām desmitgadēm, klīst pa starpzvaigžņu telpu, ja kas, teritoriju, kurā vairs nedominē Saule.
Mūsu senākie un tālākie radītie objekti nepārstāj mūs pārsteigt, turpinot sūtīt atpakaļ datus par nezināmo, lai gan lido jau ilgāk par 45 gadiem.
Ceļojums.
Kā sākās leģenda?
Voyager misija tika palaista 1977. gadā, lai izmantotu reto planētu izvietojumu, kas notiek reizi aptuveni 175 gados. Šis unikālais “Lielais Ceļojums” ļāva zondes, izmantojot planētu gravitācijas paātrinājumu, pārvietoties no viena milža uz nākamo, ievērojami samazinot laiku un degvielas patēriņu, kas būtu nepieciešams, lai sasniegtu Saules sistēmas ārējos nostūrus.
Voyager 2 veica šo vēsturisko četru planētu tūri, apmeklējot Jupiteru (1979), Saturnu (1981), Urānu (1986) un Neptūnu (1989). Tā joprojām ir vienīgā zonde, kas apmeklējusi Urānu un Neptūnu, sniedzot mums pirmo detalizēto ieskatu šajās zilajās ledus pasaulēs.
Savukārt Voyager 1 misijas trajektorija tika koriģēta, lai tā varētu tuvināties Saturna milzīgajam pavadonim Titānam. Lai gan tas nozīmēja, ka zonde nespēs turpināt ceļu uz Urānu un Neptūnu, Titāna izpēte tika uzskatīta par prioritāru.
Šis manevrs novirzīja Voyager 1 prom no ekliptikas plaknes – Saules sistēmas “plakanās” daļas, kurā riņķo planētas – atstājot to trajektorijā, kas to veda tieši uz ārējo kosmosu ar maksimālu ātrumu. Šis lēmums garantēja tās ātrāko ielidošanu starpzvaigžņu telpā.
Voyager zondes radīja revolūciju planetārajā zinātnē. Tās atklāja vulkānismu uz Jupitera pavadoņa Jo, gigantiskos gredzenus ap Saturnu un sarežģītu ģeoloģiju uz Urāna pavadoņa Mirandas.
Zondes mainīja skatījumu uz Saules sistēmas daudzveidību, atklājot 23 jaunus pavadoņus. Bet misijas patiesais mērķis nebija tikai fotografēt. Tā bija iespēja sasniegt Heliopauzi, to vietu, kur Saule beidz savu magnētisko un daļiņu ietekmi.
Datu pārraides brīnums.
Kā tās vēl sūta datus?
Viens no misijas apbrīnojamākajiem faktiem ir tas, ka zondes joprojām atrodas kontaktā ar Zemi. Voyager 1 ir vairāk nekā 24 miljardu kilometru attālumā (ap 160 astronomiskajām vienībām), un signālam, kas pārvietojas ar gaismas ātrumu, nepieciešamas apmēram 22 stundas, lai sasniegtu mūsu planētu.
Kā šādiem attāliem un vecmodīgiem aparātiem izdodas sūtīt mums datus?
Radioizotopu termoelektriskais ģenerators (RTG).
Galvenais iemesls ir enerģijas avots: trīs Radioizotopu termoelektriskie ģeneratori (RTG). RTG ražo elektrību no siltuma, ko rada radioaktīvā plutonija-238 sabrukšana. Šis process nodrošina pastāvīgu, lai gan lēnām samazinošos, enerģijas plūsmu bez nepieciešamības pēc saules gaismas, kas starpzvaigžņu telpā ir neefektīva.
Misijas sākumā katrs RTG ražoja apmēram 470 vatu jaudu. Šobrīd, pēc desmitiem gadu ilgas darbības un plutonija radioaktīvās sabrukšanas, kopējā pieejamā jauda ir samazinājusies līdz aptuveni 245 vatiem.
Šis jaudas trūkums liek NASA inženieriem veikt stingru enerģijas pārvaldību. Sākotnēji zondes izmantoja 11 zinātniskos instrumentus, bet laika gaitā vairāki ir izslēgti, lai ietaupītu enerģiju. Pašlaik darbojas tikai pieci instrumenti, kas ir kritiski svarīgi plazmas, magnētisko lauku un kosmisko staru pētīšanai starpzvaigžņu vidē.
Dziļā kosmosa tīkls (Deep Space Network).
Signāls, ko sūta Voyager, ir ļoti vājš, mazāk par miljardu miljarddaļas no vata. Lai uztvertu šo čukstu no Visuma malas, NASA izmanto savu Dziļā kosmosa tīklu (Deep Space Network jeb DSN).
Tas sastāv no trīs lielo antenu kompleksiem, kas izvietoti visā pasaulē (Madridē, Spānijā; Kanberā, Austrālijā; Goldstonā, Kalifornijā).
Šīs masīvās, līdz pat 70 metriem lielās, paraboliskās antenas spēj uztvert zemo datu pārraides ātrumu (ap 160 biti sekundē) un mazo jaudu, kas tiek sūtīta atpakaļ. Šīs infrastruktūras precizitāte ir tik liela, ka to var salīdzināt ar spēju uztvert mobilā telefona signālu, kas atrodas uz citas zvaigznes.
Zelta vēstnesis.
Civilizācijas balss tālajā kosmosā.
Varbūt vispoētiskākais Voyager misijas elements nav zinātne, bet gan Zelta plate (Golden Record). Šī hronija ir paredzēta, lai, ja Voyager zondes kādreiz atradīs kāda cita saprātīga civilizācija, tās saturētu informāciju par Zemi, tās atrašanās vietu un mūsu civilizācijas būtību. Faktiski šīs zondes ir kļuvušas par mūsu tālāko un lēnāko laika kapsulu.
Dizains un saturs.
Zelta plate nav tikai suvenīrs. Tā ir 12 collu diametrā, ar zelta pārklājumu apstrādāta vara plate, kas satur Zemes skaņas un attēlus. Plates sastādīšanu vadīja astronoms Karls Sēgans (Carl Sagan) ar savu komandu. Viņi apzinājās, ka šī plate varētu būt vienīgais vēstījums par cilvēci Visumā.
Zelta plates saturs ir sadalīts vairākās kategorijās:
1. Skaņas no Zemes: Ieraksti ietver 90 minūtes mūzikas no dažādām kultūrām un laikmetiem (no Baha līdz Čaksam Berijam), kā arī dabas skaņas – vējš, pērkons, putnu dziesmas, vaļu dziesmas.
2. Sveicieni: 55 valodās (sākot ar akādiešu un beidzot ar latviešu) ierakstīti sveicieni.
3. Attēli: 116 analogo attēlu kolekcija, kas kodēti platē un ir paredzēti atšifrēšanai. Tie attēlo matemātiskas definīcijas, Saules sistēmas atrašanās vietu, DNS struktūru, cilvēka anatomiju, reprodukciju, mākslu, pārtiku, transportu un ģimenes.
4. Instrukcijas: Plates vāks ir iegravēts ar shematiskām instrukcijām par to, kā plati atskaņot, izmantojot tajā iekļauto adatu, un kā atšifrēt attēlus, izmantojot zināmu ūdeņraža atoma pārejas frekvenci kā laika atskaites punktu.
Šī Zelta plate ir patiess “vēstnesis”, kas runā par mūsu cerībām, zināšanām un kultūru. Tā ir dziļš apliecinājums cilvēces vienotībai, vēstījums no visas planētas, nevis no vienas valsts.
Man gan rodas šaubas par zelta plates lietderību, kas notiks ja šo vēstījumu atradīs naidīgi citplanētieši?
Aiz saules robežas.
Ielidošana starpzvaigžņu telpā.
Voyager 1 oficiāli šķērsoja Heliopauzi – robežu starp Saules ietekmi (Heliosfēru) un starpzvaigžņu vidi 2012. gada augustā. Voyager 2 sekoja tai 2018. gada novembrī, sniedzot zinātniekiem otro, atšķirīgu, mērījumu kopumu, kas apstiprināja pirmo.
Heliosfēras aizsardzība.
Heliosfēra ir milzīgs burbulis, ko rada Saules vējš (uzlādētu daļiņu plūsma). Tā darbojas kā aizsargbarjera, pasargājot Saules sistēmu no lielākās daļas galaktisko kosmisko staru.
Voyager zondes sniedza mums pirmo tiešo informāciju par to, kā izskatās vide tieši ārpus šī burbuļa. Viens no galvenajiem atklājumiem bija kosmisko staru līmeņa pēkšņs un dramatisks pieaugums, kas ir daudz enerģētiskāki un bīstamāki nekā tie, kurus mēs pieredzam Saules sistēmas iekšpusē.
Pārejot starpzvaigžņu telpā, zondes konstatēja arī magnētiskā lauka virziena maiņu, kas norāda uz to, ka tās tagad mijiedarbojas ar Piena Ceļa galaktikas magnētiskajiem laukiem, nevis tikai ar Saules magnētisko lauku.
Šie dati ir nenovērtējami, jo tie palīdz mums izprast, kā Saules sistēma mijiedarbojas ar pārējo galaktiku, un kā veidojas zvaigznes un planētu sistēmas citur.
Misijas beigas un mūžīgā klīšana.
Visiem brīnumiem reiz pienāk gals. Voyager zondes galvenā vājā vieta ir to RTG enerģijas avots. Plutonija sabrukšanas ātrums ir nemainīgs, un zinātnieki lēš, ka ar katru gadu pieejamā jauda samazinās vēl par aptuveni četriem vatiem.
Izslēgšanās laika skala.
Lai gan zondes joprojām strādā, šogad varētu būt nepieciešams izslēgt pēdējos zinātniskos instrumentus, jo vairs nebūs pietiekami daudz enerģijas ne tikai to darbināšanai, bet arī zondes galveno sildītāju uzturēšanai.
Sildītāji ir nepieciešami, lai uzturētu kritisko elektroniku virs sasalšanas temperatūras.
Pašreizējās aplēses liecina, ka aptuveni 2030.–2036. gadā vairs nebūs iespējams uzturēt kontaktus ar Zemi. Voyager vēl kādu laiku paliks modrs, bet ar laiku RTG jauda kļūs pārāk zema, lai darbinātu pat raidītāju. Tad beidzot iestāsies klusums.
Mūžīgais ceļojums.
Pēc tam, kad zondes pārtrauks sūtīt datus, tās turpinās savu starpzvaigžņu ceļojumu. Tās klīdīs pa Piena Ceļu mūžīgi un bezmērķīgi. Zvaigžņu kustības ietekmē Voyager 1 aptuveni pēc 40 000 gadiem nonāks 1,6 gaismas gadu attālumā no zvaigznes, ko mēs pazīstam kā Gliese 445 (šī zvaigzne pati tuvojas Saulei). Pēc vēl 250 000 gadiem tā palidos garām Sīriusam.
Šie kosmosā klīstošie vraki kļūs par arheoloģiskām relikvijām, kas peld starp zvaigznēm. Voyager zondes nekad nesasniegs citu zvaigžņu sistēmu, kurā būtu zināmas planētas, kas spētu uzturēt dzīvību, bet tās nesīs savu dārgumu, Zelta plati, mūsu civilizācijas atmiņas kapsulu.
Tās būs ilgstošākais un tālākais cilvēces atstātais mantojums, kas pastāvēs vēl miljardiem gadu, ilgi pēc tam, kad Zemes vairs nebūs.
Voyager mantojums.
Voyager misija ir ne tikai NASA zelta standarts, bet arī apliecinājums cilvēka spējai sapņot un sasniegt neiespējamo. Misijas panākumi ir pamācošs stāsts par to, kā inženierija un zinātne var pārvarēt laiku un attālumu. Katrs pēdējais vāja signāla bits, ko mēs saņemam no starpzvaigžņu telpas, ir triumfs pār milzīgo kosmisko tukšumu.
Voyager zondes atgādina mums, ka mēs esam ne tikai šīs mazās zvaigznes, bet arī visa Visuma daļa. Tās ir mūsu klusie, zelta vēstneši, kas ar mūžīgu un neapstādināmu sparu traucas uz nekurieni, nesot sev līdzi stāstu par Zemi.
Labu Ceļojumu!
