Dokąd dotarł Voyager 1

Dokąd dotarł Voyager 1

Sonda w tajemniczych rejonach Układu Słonecznego

Próbnik Voyager 1 przebywa w przestrzeni kosmicznej już 35 lat. Wystartował z przylądka Canaveral na Florydzie 5 września 1977 r., gdy na listach przebojów królował Elvis Presley, nad Wisłą i Odrą budowano drugą Polskę, marzeniem kierowców zaś był elegancki Fiat 125 p.
Ze wszystkich obiektów będących dziełem człowieka sonda przebyła najdalszą drogę. Zbadała systemy Jowisza i Saturna, wykonała znakomite zdjęcia Urana i Neptuna. Odkryła czynne wulkany na jowiszowym księżycu Io – pierwsze aktywne wulkany poza Ziemią, jak również pierścień wokół Jowisza. Dzięki danym dostarczonym przez bliźniacze sondy Voyager 1 i Voyager 2 osłupiali astronomowie dowiedzieli się, że Jowisz połączony jest z Io wiązką linii sił pola elektrycznego, po której płynie prąd o natężeniu ok. 5 mln amperów.
Obecnie Voyager 1 oddalony jest o ponad 18,35 mld km od Słońca i dotarł… właściwie nie wiadomo dokąd. Pewne jest, że znajduje się na krańcach Układu Słonecznego w dziwnym rejonie, o istnieniu którego naukowcy nie wiedzieli.
Suzanne Dodd z Jet Propulsion Laboratory amerykańskiej agencji kosmicznej NASA w Pasadenie (Kalifornia) porównała misję Voyagera do wypraw żeglarzy, którzy jako pierwsi pokonywali Atlantyk, aby dotrzeć do Nowego Świata: „Żeglarze wyobrażali sobie rzeczy, które tam zobaczą. Ale rzeczywistość okazała się inna, niż się spodziewali”. Także instrumenty pokładowe Voyagera 1 wysyłają na Ziemię informacje zaskakujące naukowców.

Już w przestrzeni międzygwiezdnej?

Eksperci zebrani w marcu br. na konferencji Amerykańskiego Zrzeszenia Geofizycznego (American Geophysical Union) nieoczekiwanie oznajmili, że Voyager 1 jako pierwszy statek kosmiczny opuścił Układ Słoneczny i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną. „Jesteśmy w nowym rejonie. Wszystkie wyniki pomiarów są inne, ekscytujące”, napisał badacz Bill Webber na stronie internetowej magazynu „Geophysical Research Letters”. Zanosiło się na sensację naukową, która zelektryzowała ekspertów i miłośników astronomii, jednak kilka godzin później specjaliści NASA uznali tę wiadomość za przedwczesną. „Panuje zgoda co do tego, że Voyager 1 wciąż znajduje się w Układzie Słonecznym”, oświadczyła agencja. Kilka godzin później „Geophysical Research Letters” zmienił tytuł wiadomości na skromniejszy, stwierdzający, że sonda kosmiczna osiągnęła nowy rejon przestrzeni kosmicznej. „Jest poza normalną heliosferą”, stwierdził Bill Webber, emerytowany profesor astronomii z New Mexico State University w Las Cruces. Podkreślił, że obszar graniczny między Układem Słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną jest bardziej złożony i tajemniczy, niż przyjmowali astronomowie.
Słońce wyrzuca mniej więcej we wszystkich kierunkach, równomiernie, strumień naładowanych cząsteczek – elektronów, protonów, jąder atomów helu. To wiatr słoneczny, który osiąga prędkość ponaddźwiękową – w pobliżu Ziemi wynosi ona jakieś 400 km/godz. Heliosfera jest obszarem wokół Słońca, swego rodzaju gigantycznym bąblem, w którym znajdują się wszystkie planety, sięga jednak daleko poza strefę planet. W heliosferze wiatr słoneczny jest intensywniejszy niż galaktyczny. Poza nią dominuje materia międzygwiezdna – gaz i pył z Drogi Mlecznej. Wiatr słoneczny wraz z przebytą odległością zwalnia i rozrzedza się. W grudniu 2004 r. Voyager 1, poruszający się z prędkością ponad 60 tys. km/godz., dotarł do miejsca zwanego szokiem końcowym. Tu prędkość wiatru słonecznego gwałtownie spada i staje się poddźwiękowa, pojawiają się turbulencje. W 2007 r. do szoku końcowego weszła bliźniacza sonda Voyager 2. Część heliosfery poza strefą szoku końcowego to płaszcz Układu Słonecznego (ang. heliosheath).
W grudniu 2009 r. NASA poinformowała, że magnetometr Voyagera 1 zebrał dane świadczące o istnieniu silnego pola magnetycznego poza Układem Słonecznym. Wyjaśnia to, dlaczego nie rozwiewa się pewien obłok międzygwiezdny. Jest on silnie namagnetyzowany i dlatego pole magnetyczne utrzymuje jego materię w skupieniu.

Na magnetycznej autostradzie

W czerwcu 2010 r. Voyager 1 wszedł w strefę ciszy kosmicznej. Cząsteczki trafiające w sondę miały taką samą prędkość jak sam próbnik. Wiatr słoneczny nie „wieje” jednak regularnie, toteż specjaliści NASA byli ostrożni.
W lutym 2012 r. astronomowie amerykańskiej agencji kosmicznej mieli już pewność, że Voyager 1 znajduje się w płaszczu heliosfery i zmierza do jej ostatniej granicy, zwanej heliopauzą. „Prędkość wiatru słonecznego względem naszego statku wynosi zero. Te pomiary naprawdę robią wrażenie”, powiedział Rob Decker z NASA. W strefie płaszcza cząsteczki materii międzygwiezdnej mieszają się z wiatrem słonecznym, stają się silniejsze, a wreszcie go zatrzymują.
W grudniu 2012 r. sonda była w zagadkowej strefie na kresach Układu Słonecznego, nazwanej magnetyczną autostradą (magnetic highway). Naukowcy nie wiedzieli o jej istnieniu. „Jesteśmy w obszarze magnetycznym niepodobnym do żadnego z wcześniejszych. Jest on 10 razy silniejszy niż w rejonie przed szokiem końcowym”, powiedział Leonard Burlaga z NASA Goddard Space
Flight Center w Greenbelt, członek zespołu analizującego dane z magnetometru sondy.
W magnetycznej autostradzie linie pola magnetycznego Słońca łączą się z liniami międzygwiezdnego pola magnetycznego. To połączenie pozwala niskoenergetycznym cząstkom z wnętrza heliosfery wydostać się na zewnątrz, a tym wysokoenergetycznym z przestrzeni międzygwiezdnej przedostać się do Układu Słonecznego. Poza autostradą magnetyczną cząsteczki poruszały się w różnych kierunkach, jednak w tej strefie instrumenty sondy zarejestrowały wyłącznie strumienie cząsteczek mknących na zewnątrz i do środka heliosfery. Analiza danych wykazała, że Voyager 1 dostał się na autostradę magnetyczną już w czerwcu 2012 r., opuścił to miejsce, a potem był w nim jeszcze kilkakrotnie.

Helioklif

Instrumenty pokładowe próbnika zebrały te dane 25 sierpnia 2012 r. „W ciągu kilku dni intensywność anomalnego promieniowania kosmicznego spadła do poziomu niższego niż 1% dotychczasowej wartości. Jednocześnie ponaddwukrotnie wzrosła wartość promieniowania galaktycznego, wysokoenergetycznych cząsteczek pochodzących spoza Układu Słonecznego. Właśnie tego rodzaju zjawisk spodziewaliśmy się po opuszczeniu przez Voyagera heliosfery”, opowiadał prof. Webber. Zaproponował, aby osobliwe miejsce, w którym sonda znalazła się 25 sierpnia 2012 r., nazwać helioklifem (anomalne promieniowanie kosmiczne to wysokoenergetyczne cząsteczki, niejako uwięzione przez pola magnetyczne w zewnętrznej części heliosfery).
Właśnie dane z sierpnia 2012 r. przekonały badaczy z American Geophysical Union, że Voyager 1 wszedł już w przestrzeń międzygwiezdną. Eksperci z NASA przyznają: zmiany w promieniowaniu cząsteczkowym świadczą, że próbnik jest poza Układem Słonecznym. Nie można jednak uznać, że do tego doszło, ponieważ instrumenty nie zarejestrowały zmian linii pola magnetycznego. Linie te wciąż są ustawione na osi wschód-zachód, czyli tak jak wewnątrz Układu Słonecznego (wynika to z ruchu obrotowego Słońca). Teoretyczne modele sugerują, że w przestrzeni międzygwiezdnej linie pola magnetycznego powinny przebiegać na osi północ-południe, a zatem prostopadle do kierunku, w jakim ustawiały się wcześniej.
Specjaliści z NASA nie są pewni, czy model ten się potwierdzi. Nie potrafią też przewidzieć, kiedy Voyager 1 przekroczy krańce Układu Słonecznego i stanie się pierwszym wykonanym przez człowieka obiektem w przestrzeni międzygwiezdnej. Możliwe, że dojdzie do tego za jakieś cztery lata. Astronomowie jednak niczego nie mogą być pewni. Granice naszego układu planetarnego kryją z pewnością wiele innych niespodzianek. Niektórzy fani UFO alarmują, że tuż za heliosferą sonda wpadnie w sidła kosmitów. Ale akurat tym naukowcy uczestniczący w projekcie Voyagera nie muszą się kłopotać.


Przesłanie dla kosmitów

Voyager 1 ma całkowitą masę 825 kg, masa aparatury naukowej wynosi 104,8 kg.
Pamięć komputerowa na pokładzie sondy to zaledwie 68 kilobajtów. Dla porównania współczesny iPod ma aż 16 384 000 kilobajtów. Mimo to aparatura naukowa Voyagera okazała się zadziwiająco trwała i skuteczna. W jej skład wchodzą magnetometr, kamery, detektory plazmy i cząsteczek naładowanych. Źródłem energii elektrycznej próbnika są trzy generatory radioizotopowe, z których każdy zawierał 4,5 kg plutonu 238. Ilość dostarczanej energii powoli zmniejsza się na skutek rozpadu radioaktywnego plutonu i zużycia ogniw termoelektrycznych. Szacuje się, że to źródło zasilania wyczerpie się w 2025 r. Wtedy zostaną wyłączone ostatnie instrumenty pokładowe. Na wypadek, gdyby sondy Voyager miały zostać przechwycone przez kosmitów, na kadłubie każdej umieszczono 12-calową płytę gramofonową z pozłacanej miedzi. Złoto ma chronić miedź przed korozją. Na płytach zapisane są pozdrowienia w 55 językach (w tym po polsku), muzyka oraz dźwięki i obrazy ukazujące różnorodność życia na Ziemi. Na płycie określona jest także pozycja Słońca wobec 14 pulsarów.

Wydanie: 15/2013

Kategorie: Nauka

Komentarze

  1. Kamil Świstoń
    Kamil Świstoń 13 października, 2013, 14:46

    Niezły artykuł 🙂

    Odpowiedz na ten komentarz
  2. blondeskin
    blondeskin 24 marca, 2014, 22:04

    to jest piękne, że 800 kilo ówczesnej wiedzy i nauki leci przez wszechświat, może ktoś to kiedyś przechwyci, a nawet nas namierzy. Tylko, że my już dużo wcześniej pozabijamy się w totalnych wojnach, nieświadomi piękna w jakim żyliśmy.

    Odpowiedz na ten komentarz

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy