Voyager 1

«Voyager» har flere betydninger.

Voyager 1 er en 721,9 kg tung, ubemannet, amerikansk romsonde i Voyagerprogrammet som ble skutt opp 5. september 1977 sendt for å utforske de ytre delene av solsystemet og videre. Voyager 1 fløy forbi både Jupiter og Saturn, og var den første romsonden med detaljerte bilder av disse to planetene.

Voyager-romsondene

Voyager 1 hadde planetene Jupiter og Saturn, samt deres samling av måner og ringer, som sine prioriterte mål. Per 2023 er oppdraget å utføre målinger av partikkelstråling i det interstellare rom. Strømforsyningen til både Voyager 1 og Voyager 2 besørges av tre radioisotopgeneratorer som stadig genererer mindre og mindre effekt. Per 2023 forventer NASA at de vil fortsette å generere nok kraft til at sonden kan kommunisere med Jorden til minst 2025.

Voyager 1 er per 2023 det fjerneste menneskeskapte objekt, og vil ikke bli tatt igjen av noen av de andre objektene som er skutt opp til nå. Avstanden til solen passerte milepælen 100 astronomiske enheter (AU) 15. august 2006, noe som tilsvarer omtrent 15 milliarder km. Romsonden forlot Solsystemet i 2012. Sondens relative hastighet i forhold til solen er (per 2023) 16,9995 kilometer i sekundet.

Jupiter

Voyager 1s bane gjennom solsystemet
      Voyager 1 ·       Jorden ·       Jupiter ·       Saturn

Voyager 1 var den tredje romsonden som besøkte Jupiter i januar 1979.

Voyager 1 begynte å ta bilder av Jupiter i januar 1979. På det nærmeste, 5. mars 1979 var Voyager 1 bare 349 000 km fra sentrum av kjempeplaneten. På grunn av den store oppløsningen som nærpasseringen tillot, ble de fleste observasjonene av Jupiters måner, ringer, magnetisk felt og stråling gjort i 48-timersperioden rundt nærmeste passering. Romsonden avsluttet fotograferingen av Jupiter i april 1979.

De to Voyager romsondene gjorde flere viktige observasjoner av Jupiter og dens måner. De mest oppsiktsvekkende var eksistensen av vulkaner på Io, noe som ikke hadde vært observert fra jorden, eller av romsondene Pioneer 10 eller 11.

Voyager 1 oppdaget 3 indre Jupiter-måner (bl.a Atlas og Pan) ved passeringen, noe som fikk antall kjente måner (da) opp til 16 (17 hvis man teller med Themisto, som hadde blitt funnet, men mistet igjen i 1975).

Saturn

Passeringen av Jupiter var en stor suksess, og romsonden fortsatte videre for å besøke Saturn. Voyager 1 ble dermed også den andre romsonden som besøkte denne planeten, etter Pioneer 11. Voyager 1 passerte Saturn i november 1980, på sitt nærmeste, 12. november, var romsonden bare 124.000 km unna skyene på planeten. Romsonden oppdaget komplekse strukturer i Saturns ringer, og studerte atmosfæren på Titan, som hadde blitt utvalgt av JPL for en nærpassering. Voyager 1 sendte også tilbake mengder av bilder av flere av Saturns måner, mange observert for første gang.

Interstellar ferd

Voyager 1 på vei inn i det ytre delene av solsystemet

Det er beregnet at begge Voyager-romsondene vil ha tilstrekkelig elektrisk kraft til at minst noen instrumenter fungerer tilfredsstillende helt fram til 2025.

Avstand fra jorden

15. august 2006 passerte Voyager 1 avstanden 100 AU (ca. 15 milliarder km) fra solen, noe som gjør den til det fjerneste menneskeskapte objekt. På denne avstanden bruker lyset (i 300 000 km/s) over 14 timer fra romsonden til jorden. Til sammenligning; månen vår er ca. 1 lys-sekund fra jorden, solen er 8,5 lys-minutter unna, og Pluto har en gjennomsnittlig avstand på 5,5 lys-timer.

I november 2005 beveget romsonden seg med en fart av 17,2 km/s, relativt til solen, det vil si 3,6 AU pr år. Dette er 10% raskere enn søstersonden Voyager 2.

Voyager 1 er ikke på vei mot noe spesifikt stjernesystem, men vil om omtrent 40 000 år nærme seg stjernen AC+793888 i ‘Camelopardis’ konstellasjonen.

Nåværende posisjon

Både Voyager 1 og Voyager 2 har forlatt heliosfæren, en «boble» i verdensrommet som solen dominerer. Voyager 1 krysset i desember 2004 gjennom et område som kalles «termination shock» der solvinden raskt senker farten fra snittet på 300–700 km/s, og blir tettere og varmere.

Voyager 1 var i april 2006 på 12,32° deklinasjon og 17,114 timer rektascensjon, noe som ga det en plassering på stjernehimmelen i konstellasjonen Slangebæreren.

Sonden

Voyager 1 og 2

To av de tre radioisotopgeneratorene

Data fra måleinstrumentene kunne mellomlagres på denne 8-spors digitale båndspilleren

Selve romsonden hadde en masse på 721,9 kilogram ved oppskyting. Den er bygget rundt en ti-kantet ramme/kropp med diameter på 1,76 meter (flate til flate) og 47 centimeters høyde. Flesteparten av de vitenskapelige instrumentene og detektorene er plassert på en 2,5 meter lang bom. Magnetometeret er i enden av en annen bom på 13 meter. På en tredje bom som peker vekk fra de vitenskapelige instrumentene, er de tre radioisotopgeneratorene montert.

Motorer

Voyager-sondene har seks par med små rakettmotorer drevet av énkomponents flytende drivstoff (hydrazin). Tre par er korrigeringsmotorer som brukes for å holde sondens hovedantenne pekende mot Jorden ved hjelp av små korte "puff", og tre par som brukes for baneendring. Sist gang alle motorene var i bruk, var da Voyager 1 fløy forbi Saturn. For at motorene skal fungere, må temperaturen på drivstoff-slangene og -tanken holdes over hydrazins frysepunkt ved hjelp av elektriske varmeelementer. Etter at motorene sluttet å fungere slik de skulle, ble de deaktivert. Ved å kutte ut oppvarmingen av drivstoffslangene til de tre "pensjonerte" korrigeringsmotorene, sparer sonden en del strøm.

Strømforsyning

Voyager-sondene skulle sendes til planeter langt unna Solen, og solcellepaneler ville derfor ikke kunne levere nok strøm. Løsningen ble å bruke radioisotopgeneratorer med plutonium-238 i form av plutoniumsoksid (²³⁸PuO₂) (halveringstid på 87,7 år) som varmekilde. Hver sonde har tre stykker. Disse tre generatorene produserte totalt 470 Watt ved 30VDC på oppskytingstidspunktet. Siden denne typen generatorer drives av varmen fra radioaktivt henfall, reduseres avgitt effekt jevnt og trutt over tid på grunn av halveringstiden. NASA har deaktivert mange av instrumentene ombord slik at strømforsyningen skal greie å levere nok kraft til å kommunisere med jorden til minst 2025.

Kommunikasjon

Kommunikasjonen mellom Jorden og Voyager 1 foregår via sondens parabolantenne som har en diameter på 3,66 meter (High Gain Antenna - HGA). Data (kommandoer) fra Jorden til Voyager 1 bruker S-båndet, og har en kapasitet på omkring 16 bits per sekund. Kommunikasjon fra sonden til Jorden bruker X-båndet med normal overføringskapasitet på 160 bits per sekund. NASA har per 2022 fortsatt kontakt med Voyager 1 ved hjelp av Deep Space Network – et verdensomspennende nettverk av antenner.

Instrumenter

• Cosmic Ray Subsystem (CRS) - måler blant annet kosmisk stråling. Det var målinger fra CRS som gjorde at forskerne i august 2012 konkluderte med at Voyager 1 hadde forlatt solsystemet. Instrumentet er fastmontert, og foretar målinger i en fast retning.
• Low-Energy Charged Particles (LECP) - måler lav-energi partikkelstråling.
• Magnetometer (MAG) - måler styrke og retning på magnetfelt.
• Plasma Wave Subsystem (PWS) - måler i frekvensområdet 10 Hz til 56 kHz. Deler de to "V"-formede antennene med PRA.
• Plasma Science (PLS): Tre plasma-detektorer som peker i retning Jorden. Måler solvinden og plasmaens hastighet, retning, tetthet og temperatur.
• Imaging Science Subsystem (ISS) - kamera, lysfiltermagasin og styre-motorer.
• Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer (IRIS) - infrarødt spektrometer brukt for å undersøke den vertikale temperatur-strukturen i planetenes atmosfære. IRIS målte også mengden av hydrogen og helium, og målte overflatetemperaturer (på månene som har fast overflate).
• Photopolarimeter Subsystem (PPS) - 20 centimeters optisk teleskop med polarisasjonsfilter. Brukt til nærmere undersøkelser av planetenes ringsystemer. PPS ble også brukt til å se etter tegn til polarlys (aurora polaris).
• Planetary Radio Astronomy (PRA) - radiomottakeren til PRA dekker to frekvensområder: fra 20,4 kHz til 1300 kHz, og fra 2,3 MHz til 40,5 Mhz. PRA deler antenne med PWS.
• Ultraviolet Spectrometer (UVS) - ultrafiolett spektrometer brukt for å analysere atmosfærens sammensetning.

Instrumentene som er deaktivert per november 2022, er vist i kursiv.

Gullplaten

Med seg hadde Voyager-tvillingene hver sin forgylte grammofonplate med cover, og et amerikansk flagg. Sjefen for Voyager-programmet John Casani holder flagget. Voyager 2 står i bakgrunnen (august 1977).

Pioneer 10 og 11 hadde hver sin metallplakett med symboler som skulle være mulig å tolke for avanserte utenomjordiske sivilisasjoner. Voyager-sondene fikk en oppgradert "hilsen" med seg; en 30 centimeters forgylt grammofonplate av kobber. Senter-etiketten har tittelen: The sounds of Earth - United States of America - Planet Earth, og en håndrisset beskjed er synlig innenfor rillene: "To the makers of music – all worlds, all times". Avspillingshastigheten er 16 2/3 omdreininger i minuttet, og stift og pickup-hode er vedlagt.

Innspillingene på platen er musikk, hilsener på 55 forskjellige språk, og naturlige lyder fra Jorden som for eksempel vind, bølgeskvulp, dyrelyder, vulkaner og lyd av fly og tog. Musikken på platen inneholder blant annet førstesatsen fra Bachs Brandenburgkonsert nr. 2, førstesatsen fra Beethovens 5. symfoni, arien "Der Hölle Rache" fra Mozarts Tryllefløyten, utdrag av Igor Stravinskijs Vårofferet, Johnny B. Goode av Chuck Berry og ellers sanger og musikk fra alle verdensdeler.

Innkodet analogt er også 115 bilder fra Jorden. Dekselet som beskytter platen er av aluminium, og har på utsiden symboler, stjernekart og piktogrammer i samme stil som Pioneer-platene. I tillegg er en liten mengde ultra-rent uran-238 påført ved hjelp av galvanisering. Uran-238 har en halveringstid på 4,468 milliarder år, og kan av eventuelle finnere brukes til å anslå platens alder. Komitéen som utformet gullplaten ble ledet av den amerikanske forskeren og astrofysikeren Carl Sagan.

Kilder

• NASA Jet Propulsion Laboratory: Voyager - Mission status Besøkt 18. januar 2023

Eksterne lenker

• (en) Offisielt nettsted
• (en) Voyager 1 – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
• (en) Voyager 1 – galleri av bilder, video eller lyd på Commons
• Voyager Spacecraft Lifetime — interstellar mission coverage.
• Spacecraft Escaping the Solar System — current positions and diagrams
• CNN: "NASA: Voyager I enters solar system's final frontier", May 25, 2005
• Weekly Mission Reports — includes information on current spacecraft state