NASA’s Voyager… al 40 jaar actief!

De Voyager 1 en 2… wie kent ze niet? Deze ruimtesondes werden 40 jaar geleden de ruimte ingestuurd en blijven tot op de dag van vandaag, ondanks de enorme afstand tot de aarde, met NASA communiceren. Hun verhaal beïnvloedt al jaren onze wetenschappers en ingenieurs. 

Voyager draagt tijdcapsule van de mensheid

Toen men 40 jaar geleden de Voyagers op hun missie zond, wist men dat deze ver zouden gaan. Daarom maakte men aan boord ruimte voor iets bijzonder. De Voyagers bevatten beiden een kleine Amerikaanse vlag en een gouden plaat waar beelden en geluiden van onze thuisplaneet op staan. Op de foto hieronder zien we John Casani, projectmanager van Voyager in 1977, die de kleine vlag vasthoudt en bij de plaat (links) en zijn cover (rechts) staat. Op de achtergrond staat Voyager 2 voor hij werd overgebracht naar het lanceerplatform in Cape Canaveral op 4 augustus 1977, vandaag exact 40 jaar geleden. Aangezien de ruimtesondes miljarden jaren zouden kunnen overleven, zou het wel eens kunnen dat deze ‘tijdcapsules’ op een dag de enige restanten zijn van de menselijke beschaving zoals we ze nu kennen.

The flag farthest from Earth rides aboard the @NASAVoyager 1 spacecraft, 12.8 billion miles (20.6B km) away https://t.co/2lheAY0cOG #FlagDay pic.twitter.com/KfLrYBHMnA

— NASA Solar System (@NASASolarSystem) 14 juni 2017

Voyagers gaan voor records!

De Voyagers hebben verschillende records gevestigd. Voyager 2 werd op 20 augustus 1977 gelanceerd en vloog als enige ruimtetuig voorbij alle vier de buitenplaneten: Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Voyager 1 werd op 5 september 1977 gelanceerd en werd in 2012 het allereerste en tot nog toe enige ruimtetuig dat de interstellaire ruimte (de ruimte in een sterrenstelsel tussen de sterren en planetenstelsels) in ging. Hun talrijke passages nabij de planeten leidden tot volgende ontdekkingen:

• de ontdekking van buitenaardse actieve vulkanen op Jupiters maan Io
• aanwijzingen voor de aanwezigheid van een ondergrondse oceaan op Jupiters maan Europa
• Saturnus’ maan Titan toont de meeste gelijkenissen met de aardse atmosfeer binnen ons hele zonnestelsel
• de grillige, ijzige maan Miranda nabij Uranus
• de ijskoude geisers op Nuptunus’ maan Triton

Waar zijn ze nu?

Hoewel de ruimtetuigen de planeten ver achter zich gelaten hebben (en geen van beide in de komende 40.000 jaar nog een ster zal tegenkomen), blijven de twee ruimtesondes nog steeds observaties doorsturen over de omgeving waar de invloed van onze zon afneemt en de interstellaire ruimte begint.

Voyager 1 bevindt zich nu op zo’n 20 miljard kilometer van de aarde en bevindt zich in de interstellaire ruimte. Hij beweegt noordwaarts ten opzicht van onze planeetschijf. Het toestel stuurde gegevens door die erop wijzen dat de kosmische straling, waarbij atoomkernen versnellen tot bijna de snelheid van het licht, maar liefst vier keer meer aanwezig in de interstellaire ruimte dan in de nabijheid van de aarde. Dit betekent dat de heliosfeer, een soort ‘bel’ waarin ons zonnestelsels planeten en de zonnewind zitten, ons wel degelijk beschermt tegen stralingen. Voyager 1 hintte dat het magnetisch veld van het interstellair medium (de materie tussen sterrenstelsels zoals gas, stof en kosmische straling) rond de heliosfeer is gewikkeld.

Voyager 2 bevindt zich nu bijna 18 miljard kilometer verder dan de aarde en beweegt zich naar het zuiden ten opzichte van de planeetschijf. Deze ruimtesonde zal de komende jaren overgaan naar de interstellaire ruimte. Door de verschillende posities van de twee Voyagers wordt het mogelijk om een vergelijking te doen van de regio waar de heliosfeer in contact komt met de materie van de interstellaire ruimte, het interstellair medium. De toestellen die zich aan boord van de Voyagers bevinden meten de geladen deeltjes, het magnetisch veld, lage frequentie radiogolven en plasma van de zonnewind. Eens Voyager 2 zich middenin het interstellair medium bevindt, zullen wetenschappers in staat zijn om de data van twee verschillende locaties gelijktijdig te vergelijken.

“Niemand van ons wist, wanneer we 40 jaar geleden lanceerden, dat iets nog zou werken en de ontdekkingsreis verder zou gaan,” zegt Ed Stone, Voyager projectwetenschapper van Caltech in Pasadena, Californië. “Het meest fascinerende nieuws dat we in de komende vijf jaar zullen vinden zal waarschijnlijk iets zijn waarvan we niet wisten dat het te ontdekken was.”

Nog steeds geen lege batterijen!

Dankzij de zorgvuldige voorbereiding van de missieontwerpers werden de Voyagers echte kosmische uitblinkers! Initieel werden ze zo ontworpen zodat ze bestand waren tegen de straling van Jupiter, de planeet die de meeste straling afgeeft in ons zonnestelsel. Hierdoor zijn ze ook goed uitgerust tegen straling van buiten het zonnestelsel. Beide Voyagers zijn voorzien van long-lasting power supplies en een systeem waarbij het verbruik tot een minimum kan worden herleid door bepaalde systemen uit te schakelen. Elke Voyager heeft drie thermo-elektrische radioisotoop generatoren. Ze bewegen met andere woorden voort door de warmte-energie die vrij komt door de afbraak van pluonium 238. Pas na 88 jaar zal de helft opgebruikt zijn. 

Geen hindernissen in het heelal?

Het heelal is zo goed als leeg… De Voyagers lopen dus weinig gevaar om geraakt te worden door een of ander groot object. Maar Voyager 1 heeft nu ook niet bepaald een gemakkelijke route. Voyager 1’s omgeving is niet ‘leeg’, maar bestaat uit wolken met restanten van geëxplodeerde sterren die miljoenen jaren geleden supernova’s vormden. Dat materiaal vormt niet direct een bedreiging voor de ruimtesonde. Dat materiaal vormt de basis om de omgeving te kunnen analyseren.

What a long, strange trip it’s been! Check out mission highlights from the first 40 years https://t.co/ADsLgjcuwa #Voyager40 pic.twitter.com/tBmo5q5WxE

— NASA Voyager (@NASAVoyager) 31 juli 2017

Hoe moet het nu verder?

Elk jaar neemt de kracht van de Voyagers af met zo’n vier Watt. De programmeurs staan voor een uitdaging om telkens minder energie te gebruiken. Men moet documenten van tientallen jaren geleden opnieuw opzoeken om commando’s en software te begrijpen van de toenmalige Voyager-ingenieurs. Enkel met de technologie van de jaren ’70 zal men er in slagen om te kunnen blijven communiceren met de Voyagers.

Wetenschappers schatten dat de laatste instrumenten in 2030 niet meer zullen werken. Eens dat gebeurt, zal er geen communicatie meer zijn met de Voyager. Hij zal zijn traject verder zetten aan zijn huidige snelheid van 48.280 km/u en zal elke 225 miljoen jaar een baan in de Melkweg afleggen zoals de maan rond de aarde draait.

Bron: NASA, Jet Propulsion Laboratory (JLP)