Probe ruang angkasa Voyager 1 dan Voyager 2 dilancarkan 40 tahun yang lalu. Hanya dalam 12 tahun, mereka terbang mendekati empat planet utama sistem suria - Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Kedua-dua prob angkasa beroperasi secara berterusan dan menghantar data ke Bumi, walaupun pada masa ini mereka berada di luar orbit Pluto.
Mari kita kembali ke tahun 1965, ketika persaingan untuk pendaratan bulan sedang berlangsung, dan NASA mempunyai wang dan keyakinan untuk mewujudkan impian besar.
Pada saat itu, tidak ada yang memikirkan Voyager, kerana semua orang percaya bahawa teknologi ruang angkasa belum siap untuk melakukan perjalanan berbilion kilometer di luar sistem suria.
Tetapi sudah ada uang untuk merekrut ahli matematik muda dan menjanjikan yang bekerja dalam sains di pusat penyelidikan California JPL yang besar, dan dua kumpulan ahli matematik ini menjadi asas bagi pengembangan Voyager.
Michael Minovich dan Gary Flandro ditugaskan untuk menyelidiki kemungkinan jalan penerbangan untuk prob angkasa di sistem suria. Ini adalah kajian di bawah slogan "Timely Discretion", yang seharusnya berlanjut hingga saat ketika roket mencapai tahap pengembangan yang diperlukan.
Tidak ada yang mengharapkan hasil yang luar biasa, tetapi kedua ahli matematik muda ini membuktikan bahawa antara tahun 1976 dan 1979 ada peluang unik untuk melancarkan penyelidikan ruang angkasa untuk terbang di dekat empat planet utama tanpa pengeluaran bahan bakar yang besar. Ini adalah peluang yang muncul sekali setiap 176 tahun. Selama tiga tahun ini, planet-planet berada sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk menggunakan gravitasi satu planet untuk menerbangkan probe lebih jauh ke planet berikutnya.
Ini adalah penemuan yang bernasib baik. Kali terakhir ini berlaku adalah pada tahun 1801, ketika kita sibuk dengan perang Napoleon dan pertempuran tentera laut Kopenhagen. Tetapi lain kali ia berlaku pada tahun 2153.
NASA tidak membiarkan peluang ini berlalu: rancangan untuk ekspedisi besar ke sistem suria dengan cepat disusun.
Video promosi:
Ia dirancang untuk menghantar sekurang-kurangnya empat prob ruang dan sebagai tambahan untuk menjelajahi Pluto yang jauh. Pada tahun 1976-77, direncanakan untuk mengirim dua penyelidikan ke Musytari, Saturnus dan Pluto, dan pada tahun 1979 - dua lagi penyelidikan ke Musytari, Uranus dan Neptunus.
Tetapi Kongres Amerika, setelah mengetahui bahawa projek ini bernilai lebih dari satu bilion dolar, tidak menyukainya. Itu banyak wang pada masa itu. Kongres ingin memperuntukkan wang hanya untuk dua ruang penyelidikan, yang akan memanfaatkan kedudukan planet yang baik untuk meneroka Musytari dan Saturnus.
NASA bersiap untuk "Great Walk"
NASA melakukan tindakan kecil atas ketidaktaatan sipil, yang, bagaimanapun, kini dimaafkan.
Voyager 1 melaksanakan rancangan rasmi dengan tepat, yang hanya terbatas untuk mengunjungi Jupiter dan Saturnus saja, yang memungkinkan untuk mempelajari bulan Jupiter Io dan bulan besar Saturnus Titan dari jarak dekat.
Tetapi itu juga bermaksud bahawa Voyager 1 diberi orbit dari mana mustahil untuk terbang lebih jauh ke Uranus dan Neptunus. Para saintis mempunyai idea rahsia untuk menyimpan stok Voyager 2. Dia mendapat trek perlahan dan oleh itu terbang untuk Voyager 1 sepanjang masa. Sementara Voyager 1 menyelesaikan tugasnya, Voyager 2 diizinkan untuk menyelesaikan misi awal dan terbang ke empat planet besar, yaitu, untuk membuat "Great Walk," sebagaimana ekspedisi ini kemudian disebut.
Keputusan ini mempunyai akibat yang lucu: Voyager 2 dilancarkan sebelum Voyager 1. Hasilnya, Voyager 1 yang cepat adalah yang pertama sampai di Musytari dan Zuhal. Dan Voyager 2 yang perlahan seharusnya puas dengan tempat kedua, tetapi ia berpeluang menjadi penyiasat pertama yang sampai ke Uranus dan Neptune.
Pengawasan besar membawa kepada kerja tambahan
Oleh itu, Voyager 2 dilancarkan pada 20 Ogos. Dan walaupun itu adalah penyelidikan "lambat", namun itu mencapai kecepatan 52 ribu kilometer per jam, akibatnya terbang melewati orbit Bulan dalam waktu kurang dari 10 jam.
Dua minggu kemudian, Voyager 1 yang pantas dilancarkan, dan sekarang semua orang berharap penerbangan yang lancar ke Musytari. Tetapi kemudian terjadi kegagalan, akibatnya sebilangan besar jurutera terpaksa bekerja lebih masa selama 12 tahun ke depan.
Pusat kawalan lupa menghantar mesej rutin ke Voyager 2. Apabila komputer Voyager 2 tidak menerima mesej yang diharapkan, tertulis dalam arahannya bahawa ini hanya boleh berlaku jika penerima onboard tidak berfungsi. Diyakini bahawa pusat kawalan tidak dapat melupakan operasi ini.
Voyager 2 beralih ke penerima ganti, tetapi ia tidak mempunyai pengaturan yang sesuai dan hanya dapat menerima isyarat dalam julat frekuensi 96 hertz yang sangat sempit, dan ini menimbulkan masalah.
Pusat kawalan secara semula jadi menghantar isyarat pada frekuensi yang sangat spesifik, tetapi oleh kerana Voyager bergerak sangat cepat berbanding Bumi, kerana kesan Doppler, ia menerima isyarat pada frekuensi yang berbeza. Oleh itu, penerima ditala untuk menerima isyarat dalam julat 100,000 hertz.
Voyager 2 terdiam
Reaksi pertama adalah memindahkan Voyager 2 ke penerima utama, tetapi penerima ini segera pecah sepenuhnya. Akibatnya, NASA tidak dapat mengirim perintah ke ruang penyelidikan.
Ini ternyata menjadi masalah yang jauh lebih serius daripada yang dijangkakan. Kelajuan relatif terhadap Bumi mudah dihitung, tetapi yang lebih buruk adalah bahawa walaupun perubahan yang sangat kecil pada suhu probe kurang dari 0.3 darjah mengubah julat frekuensi penerima sehinggakan hubungan dengan Bumi terganggu. Didapati bahawa walaupun satu instrumen dihidupkan atau salah satu mesin kawalan digunakan, suhu ruang penyelidikan berubah.
Selama bertahun-tahun, jurutera NASA mengembangkan model matematik lengkap untuk Voyager yang dapat mengira suhu probe hingga dalam seratus darjah. Model ini dikembangkan sepanjang penerbangan siasatan ke Neptune, komunikasi dengannya terganggu selama beberapa hari.
Voyager menghantar gambar pertama ke Bumi
Pada bulan Mac 1979, Voyager 1 sampai di Musytari, dan para saintis benar-benar kagum melihat foto-foto hebat yang dihantar ke pusat: awan dan titik merah di Musytari, bulan oren Io dan putih, semua Europa ditutupi ais.
Titik Merah Besar Musytari. Foto diambil oleh Voyager 1
Para saintis mengetahui apa yang dimaksudkan dengan "Ilmu Segera" ketika wartawan di JPL segera meminta penjelasan mengenai foto yang diterima beberapa jam yang lalu dan oleh itu tidak dianalisis dengan teliti oleh pakar.
Bagi banyak saintis yang terbiasa dengan kehidupan yang tenang dan tiba-tiba mendapati diri mereka berada di khalayak ramai di hadapan puluhan wartawan yang ingin mendapatkan jawapan, ini adalah ujian yang nyata.
Cuaca hujan di Australia menimbulkan masalah
Semasa siasatan terbang ke Australia, di mana stesen penjejakan besar terletak, hujan lebat menimbulkan masalah. Voyager mengirim datanya ke Bumi hanya pada jarak 3,6 cm, dan gelombang radio dengan jarak pendek hampir tidak melewati awan hujan. Oleh kerana itu, data hilang dalam beberapa jam.
Tetapi kejadian yang tidak dijangka itu hanya berlaku beberapa hari kemudian, ketika Voyager 1 dalam perjalanan dari Musytari ke Saturnus.
Untuk navigasi yang boleh dipercayai, perlu mengetahui kedudukan Voyager dengan tepat, dan ini harus berlaku, khususnya, dengan memotret satelit Io bersama dengan massa bintang di latar belakang. Oleh itu, kelajuan rana perlahan digunakan, hasilnya Io dalam foto itu kelihatan seperti cakera putih yang diterangi.
Tugas menganalisis foto-foto di komputer dilakukan oleh pekerja muda pasukan navigasi Linda Morabito. Dia mendapati ada sesuatu di atas Io yang kelihatan seperti awan. Io tidak mempunyai suasana, jadi tidak ada yang menjangkakan awan beberapa ratus kilometer di atas permukaan.
Daya pasang surut dan aktiviti gunung berapi
Ia segera disyaki bahawa ia adalah letusan gunung berapi, tetapi para pakar yang dapat mempelajari foto-foto tersebut sedang berlibur pada hujung minggu. Oleh itu, diperlukan tiga hari penuh sebelum NASA dapat memberitahu bahawa gunung berapi aktif pertama di luar Bumi ditemui.
Berita itu sangat relevan dengan tiga saintis Amerika. Baru seminggu yang lalu, mereka menerbitkan sebuah artikel dalam Sains yang meramalkan adanya gunung berapi sebagai akibat dari kekuatan pasang surut Musytari yang kuat dan bulan-bulan tetangga Europa dan Ganymede yang bertindak terhadap Io.
Empat bulan kemudian, Voyager 2 menghampiri Musytari. Para saintis kini bersedia untuk melihat gunung berapi di Io dan melihat lebih dekat permukaan es di Europa yang tidak rosak. Hari ini dipercayai bahawa permukaan ais ini menyembunyikan laut, kedalamannya dapat mencapai 100 km dan di mana kehidupan dapat wujud.
Dan berkat pengukuran Voyager, kita sekarang tahu bahawa kekuatan pasang surut menyebabkan permukaan padat Io bergerak naik dan turun dalam perubahan ketinggian hingga 100 meter. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa haba yang dihasilkan akibat ini membawa kepada aktiviti gunung berapi yang kuat.
Voyager 1 terbang dekat dengan Titan
Itu adalah waktu yang tenang sebelum Voyager 1 terbang ke Saturnus pada bulan November 1980. Para saintis sekali lagi hanya dapat duduk dan melihat dengan gembira melihat gambar cincin Saturnus yang hebat. Walau bagaimanapun, jangkaan terbesar dikaitkan dengan penerbangan berhampiran Titan. Penerbangan melewati Titan ini menolak kemampuan Voyager 1 untuk meneruskan penerbangannya ke Uranus dan Neptune.
Tetapi satu-satunya perkara yang dapat dilihat adalah penutup awan oren yang tidak dapat ditembusi sepenuhnya. Walau bagaimanapun, komposisi atmosfera dikaji, yang kebanyakannya adalah karbon dioksida dengan sejumlah kecil metana. Tekanan permukaannya 1.6 kali lebih kuat daripada tekanan bumi.
Pengukuran telah menunjukkan bahawa sejumlah besar molekul organik dihasilkan dalam jerebu oren di sekitar Titan ketika metana terdedah kepada cahaya dari matahari. Ini bermaksud bahawa Titan, bagaimanapun, menerima banyak molekul, yang merupakan prasyarat untuk munculnya kehidupan. Malangnya, pengukuran menunjukkan suhu minus 180 darjah. Ia sejuk seumur hidup, tetapi suhu yang memungkinkan untuk mencari metana di permukaan laut.
Masih perlu waktu 30 tahun sebelum penyelidikan ruang angkasa Cassini menggunakan radar dapat melihat laut metana yang terkenal di kutub utara dan selatan Titan walaupun terdapat awan.
Voyager 2 menghadapi cabaran lagi
Voyager 2 terbang ke Saturnus pada bulan Ogos 1981, dan pada mulanya semuanya berjalan lancar walaupun terdapat masalah dengan penerima. Dia memotret Enceladus bulan kecil, yang, seperti yang kita ketahui hari ini, meletus geyser besar dari celah-celah di permukaan yang ditutupi ais, dan mengambil gambar Hyperion bulan yang berais, yang mirip dengan spons pencuci.
Tetapi masalah itu bermula. Meja putar dengan instrumen saintifik tersekat, banyak data hilang. Sekali lagi jurutera terpaksa bekerja tambahan, tetapi keadaan terus memburuk kerana NASA mempunyai 108 berbanding 200 kerana pemotongan kakitangan.
Beban kerja yang berat telah menyebabkan keletihan fizikal dan mental banyak pekerja.
Tetapi masalah-masalah tersebut telah diketahui, mereka berkaitan dengan transmisi yang mengendalikan meja putar. Masalahnya ialah pelinciran. Apabila platform berpusing dengan cepat, gris terbang dari roda gigi dengan graviti sifar, yang bermaksud bahagian logam saling menyentuh. Serutan logam kecil muncul dan keluar, menyekat pergerakan. Masalahnya dapat dielakkan dengan memutar platform secara perlahan.
Penerbangan ke Uranus
Nasib baik, ada cukup waktu untuk menyelesaikan masalah ini, kerana Voyager 2 harus terbang dari Saturnus ke Uranus selama hampir lima tahun. Walaupun begitu, itu adalah waktu yang sukar, kerana, seperti yang telah disebutkan, penerbangan ke Uranus tidak sepenuhnya tenang.
Tiga stesen penjejakan besar di California, Sepanyol dan Australia harus ditingkatkan untuk menerima isyarat kritikal dari pemancar kecil Voyager, yang hanya 20 watt. Salah satu caranya adalah dengan menyambungkan antena parabola 64-meter besar secara elektronik dengan antena 34-meter yang lebih kecil supaya ia dapat berfungsi sebagai antena besar.
Masalah lain ialah kelajuan tinggi ketika Voyager 2 terbang melewati Uranus. Foto-foto tersebut ternyata sangat kabur, kerana sinar matahari di wilayah Uranus sangat lemah sehingga perlu untuk menjaga bingkai untuk waktu yang lama. Semua ini membantu mencari jalan keluar yang bijak - sebagai tambahan kepada apa yang dilakukan dengan meja putar (Pada akhirnya, semuanya berakhir dengan fakta bahawa alih-alih memutar hanya satu platform, kerana takut ia akan macet lagi, mereka mula memutar keseluruhan ruang penyelidikan).
Kemalangan ketika bertemu Uranus
Ketika Voyager 2 terbang ke Uranus pada Januari 1986, satu-satunya perkara yang dapat dilihat adalah bola hijau kebiruan besar tanpa tanda-tanda awan. Apa yang dilihat oleh Voyager adalah lapisan kabut dalam atmosfer dalam yang terdiri daripada hidrogen ringan dan helium, dengan sejumlah kecil metana dan karbohidrat lain.
Tetapi penerbangan Voyager dikenang untuk sesuatu yang berbeza.
Foto Uranus dari Voyager 2
Pada 28 Januari 1986, NASA seharusnya menyerahkan foto pertama satelit kecil Uranus - khususnya, Miranda, di mana, ternyata, terdapat tebing es yang setinggi hampir 10 kilometer. Tetapi sidang media itu tidak berlaku, kerana rakaman lain muncul di kaca televisyen penonton. Ledakan pesawat ruang angkasa Challenger ditunjukkan, di mana tujuh angkasawan mati.
Berkali-kali menunjukkan awan putih dari letupan dan dua pembantu roket terbang ke arah yang berbeza. Selepas itu, tidak ada yang mahu mengambil bahagian dalam sidang media mengenai Uranus. Oleh itu, Voyager 2 secara senyap-senyap meninggalkan Uranus dan memulakan perjalanan tiga tahun ke Neptune.
Selamat tinggal dan permulaan yang baru
Pada bulan Ogos 1989, Voyager 2 terbang ke Neptune, sasaran akhir Great Walk yang tidak pernah dibenarkan oleh Kongres.
Kali ini adalah mengenai festival kapal angkasa nyata di Pasadena, di mana JPL berada. Ia dihadiri oleh ribuan orang yang dihadiahkan dengan foto-foto menarik Neptunus biru yang indah dengan awan putih yang dikendalikan oleh ribut dengan kelajuan 2.000 km sejam.
Masih menjadi misteri bagaimana sebuah planet pada jarak yang sangat jauh dari Matahari dan dengan suhu yang sangat rendah - minus 215 darjah = dapat memiliki cukup tenaga untuk membuat ribut kuat tersebut.
Tidak lama kemudian tiba masanya untuk mengucapkan selamat tinggal kepada Voyager 2. dan selamat tinggal ini adalah foto-foto Triton bulan berais besar, yang terkejut dengan kehadiran geyser. Sekurang-kurangnya 50 laman web dijumpai dengan jejak panjang dan gelap dari beberapa bentuk letusan.
Beberapa gambar menunjukkan bahawa geyser mencapai ketinggian 8 kilometer, di mana mereka menemui aliran jet dalam suasana yang sangat jarang. Dia meregangkan geyser belaka, menjadikannya asap panjang. Geyser dipercayai sangat gelap kerana tidak hanya mengandungi wap, tetapi juga mengandungi habuk dan bahan organik.
Penerbangan baru sahaja bermula
Penerbangan melewati Neptune adalah akhir Great Walk, sebuah perjalanan yang dapat dibandingkan dengan mendarat di bulan. Tetapi ini bukan perpisahan dengan sistem suria, yang belum ditinggalkan oleh Voyager 1 atau Voyager 2.
Untuk menandakan selesai, foto perpisahan dari semua planet di tata surya diambil pada tahun 1990. Pada mereka, Bumi dapat dilihat sebagai "titik biru muda" kecil. Gambaran Bumi kita dari jarak 6 bilion km telah menjadi semacam simbol yang menunjukkan betapa sedikit ruang yang sebenarnya kita tempati di alam semesta.
Kedua-dua probe Voyager sekarang jauh dari orbit Pluto dan dari tali pinggang Kuiper, yang terdiri dari planet kecil berais. Tetapi mereka masih menempuh perjalanan ribuan tahun sebelum mereka mencapai pos terakhir sistem suria kita, iaitu Oort Cloud, yang dianggap sebagai tempat kelahiran banyak komet.
Voyager 1 mencatat rekod perjalanan 141 AU dari Matahari (satu AU adalah jarak dari Bumi ke Matahari).
The Voyager 2 yang perlahan hanya menempuh 116 AU. Kedua-dua probe ini terus mengirim data ke Bumi, yang sekarang terutama berkaitan dengan angin suria dan medan magnet suria.
Para saintis berharap dapat terus menghubungi kedua-dua prob angkasa lama sehingga tahun 2025. Kedua-dua penyiasatan ini merupakan perwakilan kemanusiaan yang hampir kekal, walaupun tidak mungkin dijumpai oleh peradaban lain.
Mesej Bumi
Kedua-dua Voyagers membawa bersama satu pesan dari Bumi, yang tertulis di atas plat 30 sentimeter berlapis emas yang terpasang di atas kapal.
Mesej tersebut dikembangkan oleh sebuah komisi yang diketuai oleh ahli astronomi dan astrobiologis terkenal Carl Sagan (Carl Sagan, 1934 - 1996). Oleh kerana kebarangkalian penyiasatan ini akan dijumpai sangat kecil, kita boleh menganggap mesej ini sebagai mesej kepada diri kita sendiri.
Ia termasuk gambar dan suara, yang disulitkan di pinggan. Ini adalah rangkaian gambar yang menerangkan bagaimana kandungan pinggan dapat dihasilkan semula. Main harus dilakukan pada 16 2/3 rpm menggunakan jarum yang dilekatkan pada piring. Itu kuno, tetapi secara teknikalnya baik, jika penerima dapat mengetahui siri gambar.
Henrik og Helle Stub
