Wussten Sie schon?

Die Voyager-Mission wurde im Mai 1972 offiziell genehmigt. Durch die engagierten Bemühungen vieler qualifizierter Mitarbeiter seit über drei Jahrzehnten haben die Voyager Wissen über die äußeren Planeten zurückgegeben, das in der gesamten vorangegangenen Geschichte der Astronomie und Planetenwissenschaft nicht existiert hatte. Die Voyager-Raumschiffe funktionieren immer noch wie Champions.Es muss nicht überraschen, dass es viele bemerkenswerte, „gee-whiz“ Fakten gibt, die mit den verschiedenen Aspekten der Voyager-Mission verbunden sind. Diese Leckerbissen wurden unten in entsprechenden Kategorien zusammengefasst. Einige mögen schwer zu glauben sein, aber sie sind alle wahr und genau.

Gesamtmission

Die Gesamtkosten der Voyager-Mission von Mai 1972 bis zur Neptun-Begegnung (einschließlich Trägerraketen, radioaktiver Stromquelle (RTGs) und DSN-Tracking-Unterstützung) betragen 865 Millionen Dollar. Auf den ersten Blick mag das sehr teuer klingen, aber die fantastischen Renditen sind ein Schnäppchen, wenn wir die Kosten in die richtige Perspektive rücken. Es ist wichtig zu erkennen, dass:

1. auf Pro-Kopf-Basis sind dies nur 8 Cent pro US-Dollar. einwohner pro Jahr oder ungefähr die Hälfte der Kosten für einen Schokoriegel pro Jahr seit Projektbeginn.die gesamten Kosten der Voyager sind ein Bruchteil der täglichen Zinsen auf die US-Staatsschulden.
2. Insgesamt 11.000 Arbeitsjahre wurden dem Voyager-Projekt durch die Neptun-Begegnung gewidmet. Dies entspricht einem Drittel des geschätzten Aufwands, um die große Pyramide von Gizeh für König Cheops fertigzustellen.

Insgesamt fünf Billionen Bits wissenschaftlicher Daten wurden von beiden Voyager-Raumfahrzeugen nach Abschluss der Neptun-Begegnung zur Erde zurückgebracht. Dies entspricht genug Bits, um mehr als siebentausend Musik-CDs zu füllen.

Die Empfindlichkeit unserer Deep-Space-Tracking-Antennen auf der ganzen Welt ist wirklich erstaunlich. Die Antennen müssen Voyager-Informationen von einem Signal erfassen, das so schwach ist, dass die Leistung der Antenne nur 10 Exponent -16 Watt (1 Teil in 10 Billiarden) beträgt. Eine moderne elektronische Digitaluhr arbeitet mit einer Leistung, die 20 Milliarden Mal höher ist als diese schwache.

Voyager-Raumschiff

Jedes Voyager-Raumschiff besteht aus 65.000 Einzelteilen. Viele dieser Teile haben eine große Anzahl von „äquivalenten“ kleineren Teilen wie Transistoren. Ein Computerspeicher allein enthält über eine Million äquivalente elektronische Teile, wobei jedes Raumschiff etwa fünf Millionen äquivalente Teile enthält. Da ein Farbfernseher etwa 2500 äquivalente Teile enthält, hat jeder Voyager die äquivalente elektronische Schaltungskomplexität von etwa 2000 Farbfernsehern.Wie der HAL-Computer an Bord des Schiffes Discovery aus der berühmten Science-Fiction-Geschichte 2001: Odyssee im Weltraum ist jede Voyager mit einer Computerprogrammierung zum autonomen Fehlerschutz ausgestattet. Das Voyager-System ist eines der fortschrittlichsten, die jemals für eine Tiefensonde entwickelt wurden. Es gibt sieben Top-Level-Fehlerschutzroutinen, die jeweils eine Vielzahl möglicher Fehler abdecken können. Das Raumschiff kann sich innerhalb von nur Sekunden oder Minuten in einen sicheren Zustand versetzen, eine Fähigkeit, die für sein Überleben entscheidend ist, wenn sich die Kommunikationszeiten für die Erde auf mehrere Stunden erstrecken, wenn das Raumschiff zum entfernten äußeren Sonnensystem reist.

Beide Voyager wurden speziell entwickelt und geschützt, um der hohen Strahlendosis während des Jupiter-Vorbeischwungs standzuhalten. Dies wurde durch die Auswahl strahlungsgehärteter Teile und die Abschirmung sehr empfindlicher Teile erreicht. Ein ungeschützter menschlicher Passagier, der während seiner Jupiter-Begegnung an Bord von Voyager 1 fuhr, hätte eine Strahlendosis erhalten, die dem Tausendfachen des tödlichen Niveaus entspricht.

Die Raumsonde Voyager kann ihre wissenschaftlichen Instrumente mit einer Genauigkeit von besser als einem Zehntel Grad auf die Scan-Plattform richten. Dies ist vergleichbar mit Bowling Strike-after-Strike ad infinitum, vorausgesetzt, Sie müssen jedes Mal innerhalb eines Zolls der Streiktasche treffen. Eine solche Präzision ist notwendig, um das Schmalwinkelbild richtig zu zentrieren, dessen quadratisches Sichtfeld der Breite eines Bowlingpins entsprechen würde.

Um ein Verschmieren der Fernsehbilder der Voyager zu vermeiden, müssen die Winkelraten der Raumfahrzeuge extrem klein sein, um die Kameras während der Belichtungszeit so stabil wie möglich zu halten. Jedes Raumschiff ist so stabil, dass die Winkelraten typischerweise 15-mal langsamer sind als die Bewegung des Stundenzeigers einer Uhr. Aber auch das war bei Neptun nicht stabil genug, wo die Lichtverhältnisse 900-mal schwächer sind als auf der Erde. Raumfahrtingenieure entwickelten Möglichkeiten, die Voyager 30-mal stabiler zu machen als den Stundenzeiger einer Uhr.Die Elektronik und Heizungen an Bord jedes fast eine Tonne schweren Voyager-Raumfahrzeugs können mit nur 400 Watt Leistung betrieben werden, was ungefähr einem Viertel der Leistung entspricht, die ein durchschnittliches Wohnhaus im Westen der Vereinigten Staaten verbraucht.

Ein Satz kleiner Triebwerke bietet Voyager die Möglichkeit zur Lagesteuerung und Flugbahnkorrektur. Jede dieser winzigen Baugruppen hat einen Schub von nur drei Unzen. Ohne Reibung würde es auf ebener Straße fast sechs Stunden dauern, ein großes Auto mit einem der Triebwerke auf eine Geschwindigkeit von 48 km / h (30 mph) zu beschleunigen.

Die Voyager-Scan-Plattform kann um zwei Drehachsen bewegt werden. Ein daumengroßer Motor in der Getriebeantriebsbaugruppe (der 9000 Umdrehungen für jede einzelne Umdrehung der Scan-Plattform dreht) wird vom Start bis zur Neptun-Begegnung fünf Millionen Umdrehungen gedreht haben. Dies entspricht der Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen während einer Fahrt von 2725 km (1700 Meilen), etwa der Entfernung von Boston, MA nach Dallas, TX.

Die Voyager-Gyroskope können Winkelbewegungen von Raumfahrzeugen bis zu einem Zehntausendstel Grad erkennen. Die scheinbare Bewegung der Sonne in unserem Himmel bewegt sich in nur einer Sekunde über das 40-fache.

Das Tonbandgerät an Bord jeder Voyager wurde entwickelt, um eine Vielzahl wissenschaftlicher Daten aufzunehmen und wiederzugeben. Der Bandkopf sollte sich erst abnutzen, wenn das Band über eine Entfernung hin und her bewegt wurde, die mit der in den Vereinigten Staaten vergleichbar ist. Stellen Sie sich vor, Sie spielen in den nächsten 33 Jahren einmal täglich eine zweistündige Videokassette auf Ihrem Heimvideorecorder ab, ohne dass ein Fehler auftritt.Die Voyager-Magnetometer sind auf einem gebrechlichen, spindeldürren Glasfaserausleger montiert, der kurz nachdem das Raumschiff die Erde verlassen hatte, aus einer zwei Fuß langen Dose entrollt wurde. Nachdem der Ausleger teleskopiert und auf eine Ausdehnung von fast 13 Metern (43 Fuß) aus dem Kanister gedreht worden war, wurden die Ausrichtungen der Magnetometersensoren auf eine Genauigkeit von besser als zwei Grad gesteuert.

Navigation

Jede Voyager nutzte das enorme Gravitationsfeld des Jupiter, um auf den Saturn geschleudert zu werden, wobei sie eine relative Sonnengeschwindigkeit von etwa 35.700 Meilen pro Stunde erlebte. Da die Gesamtenergie innerhalb des Sonnensystems konserviert werden muss, wurde Jupiter zunächst in seiner Sonnenumlaufbahn verlangsamt – aber nur um einen Fuß pro Billion Jahre. Zusätzliche schwerkraftunterstützte Vorbeiflüge von Saturn und Uranus waren für Voyager 2 erforderlich, um seinen Grand Tour-Flug nach Neptun abzuschließen, wodurch die Reisezeit im Vergleich zur Route ohne Unterstützung von Erde zu Neptun um fast zwanzig Jahre verkürzt wurde.Die Voyager-Liefergenauigkeit bei Neptun von 100 km (62 mi), geteilt durch die Reisedistanz oder Bogenlänge von 7.128.603.456 km (4.429.508.700 mi), entspricht der Leistung, einen 3630 km (2260 mi) Golfputt zu versenken, vorausgesetzt, der Golfer kann ein paar illegale Feineinstellungen vornehmen, während der Ball über dieses unglaublich lange Grün rollt.

Die Kraftstoffeffizienz der Voyager (in Bezug auf mpg) ist ziemlich beeindruckend. Obwohl der größte Teil des 700-Tonnen-Gewichts der Trägerrakete auf Raketentreibstoff zurückzuführen ist, führte die große Reisedistanz von Voyager 2 von 7,1 Milliarden km (4,4 Milliarden Meilen) vom Start bis Neptun zu einem Kraftstoffverbrauch von etwa 13.000 km pro Liter (30.000 Meilen pro Gallone). Als Voyager 2 von Neptun gestreift wurde und aus dem Sonnensystem flog, wurde dieser Kraftstoffverbrauch immer besser!

Wissenschaft

Die Auflösung der Voyager-Schmalwinkel-Fernsehkameras ist scharf genug, um eine Zeitungsüberschrift in einer Entfernung von 1 km (0.62 meilen).Pele, der größte der Vulkane auf Jupiters Mond Io, wirft Schwefel- und Schwefeldioxidprodukte in Höhen, die 30 mal so hoch sind wie der Mount Everest, und die Fallout-Zone bedeckt eine Fläche von der Größe Frankreichs. Der Ausbruch des Mount St. Helens war im Vergleich nur ein winziger Schluckauf (zugegebenermaßen ist die Schwerkraft von Io auf Oberflächenebene etwa sechsmal schwächer als die der Erde).Die glatte Wassereisoberfläche des Jupitermondes Europa könnte einen Ozean darunter verbergen, aber einige Wissenschaftler glauben, dass sich die Ozeane der Vergangenheit in Matsch oder Eis verwandelt haben. 2010: Odyssee Zwei, Arthur C. Clarke dreht seine Geschichte um die Möglichkeit, dass sich Leben in den Ozeanen Europas entwickelt.

Die Ringe des Saturn erschienen den Reisenden als eine schillernde Halskette aus 10.000 Strängen. Billionen von Eispartikeln und autogroßen Bergen rasen entlang jeder der Millionen Kilometer langen Strecken, wobei der Verkehrsfluss durch die kombinierten Gravitationsschlepper des Saturn, ein Gefolge von Monden und Mondlets und sogar nahe gelegene Ringteilchen orchestriert wird. Die Ringe des Saturn sind so dünn im Verhältnis zu ihrer 171.000 km (106.000 Meilen) Breite, dass, wenn ein Full-Scale-Modell mit der Dicke einer Schallplatte gebaut werden sollte, das Modell vier Meilen von seinem inneren Rand bis zu seinem äußeren Rand messen müsste. Ein kompliziertes Geflecht von Ringpartikelmustern wird durch viele komplexe dynamische Wechselwirkungen erzeugt, die neue Theorien der Wellen- und Partikelbewegung hervorgebracht haben.Saturns größter Mond Titan wurde als eine seltsame Welt mit seiner dichten Atmosphäre und einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen angesehen, die langsam auf Meere aus Ethan und Methan fallen. Für einige Wissenschaftler schien Titan mit seiner hauptsächlich stickstoffhaltigen Atmosphäre wie eine kleine Erde, deren Entwicklung vor langer Zeit durch die Ankunft ihrer Eiszeit gestoppt worden war und vielleicht einige organische Relikte unter ihrer gegenwärtigen Oberfläche tiefgefroren hatte.Die Ringe des Uranus sind so dunkel, dass die Herausforderung der Voyager, ihr Foto zu machen, mit der Aufgabe vergleichbar war, einen Haufen Holzkohlebriketts am Fuße eines Weihnachtsbaumes zu fotografieren, der nur von einer 1-Watt-Glühbirne an der Spitze des Baumes beleuchtet wurde ASA-64-Film. Und Neptun Lichtpegel wird weniger als die Hälfte der bei Uranus.

Die Zukunft

Im Laufe der Jahrhunderte haben Astronomen argumentiert, ohne sich darüber einig zu sein, wo das Sonnensystem endet. Eine Meinung ist, dass die Grenze dort ist, wo die Schwerkraft der Sonne nicht mehr dominiert – ein Punkt jenseits der Planeten und jenseits der Oortschen Wolke. Diese Grenze liegt ungefähr auf halber Strecke zum nächsten Stern, Proxima Centauri. Mit einer Geschwindigkeit von über 35.000 Meilen pro Stunde werden die Voyager fast 40.000 Jahre brauchen, und sie werden eine Strecke von etwa zwei Lichtjahren zurückgelegt haben, um diese ziemlich undeutliche Grenze zu erreichen.

Aber es gibt eine definitivere und eindeutigere Grenze, an die sich die Reisenden wenden und die sie passieren werden. Dies ist die Heliopause, die der Grenzbereich zwischen dem Sonnen- und dem interstellaren Wind ist. Wenn Voyager 1 den Sonnenwind unter Schock überquert, ist sie in die Heliosheide eingetreten, die turbulente Region, die zur Heliopause führt. Wenn die Voyager die Heliopause überqueren, werden sie hoffentlich, während die Raumsonde noch in der Lage ist, wissenschaftliche Daten zur Erde zu senden, im interstellaren Raum sein, obwohl sie noch sehr weit vom „Rand des Sonnensystems“ entfernt sind. Sobald sich die Voyager im interstellaren Raum befindet, wird sie in Materie eingetaucht, die von Explosionen benachbarter Sterne stammt. In gewissem Sinne könnte man die Heliopause als die letzte Grenze betrachten.Abgesehen von schwerwiegenden Ausfällen des Raumfahrzeug-Subsystems können die Voyagers bis zum frühen einundzwanzigsten Jahrhundert (~ 2025) überleben, wenn abnehmende Leistung und Hydrazinspiegel den weiteren Betrieb verhindern. Ohne diese schwindenden Verbrauchsmaterialien und die Möglichkeit, die schwache Sonne zu verlieren, könnten unsere Tracking-Antennen noch ein oder zwei Jahrhunderte lang mit den Voyagern „sprechen“!