a Voyager missziót hivatalosan 1972 májusában hagyták jóvá. Több mint három évtizeden át sok képzett személyzet elkötelezett erőfeszítései révén az utazók olyan ismereteket szereztek a külső bolygókról, amelyek a csillagászat és a bolygótudomány előző történetében nem léteztek. A Voyager űrhajók még mindig úgy teljesítenek, mint a Bajnokok.
nem meglepő, hogy sok figyelemre méltó, “gee-whiz” tény kapcsolódik a Voyager küldetés különböző aspektusaihoz. Ezeket az apróságokat az alábbiakban megfelelő kategóriákban foglaltuk össze. Némelyiket nehéz elhinni, de mind igazak és pontosak.
teljes küldetés
a Voyager küldetés teljes költsége 1972 májusától a Neptune encounterig (beleértve a hordozórakétákat, a radioaktív energiaforrást (RTG) és a DSN nyomkövetési támogatást) 865 millió dollár. Eleinte ez nagyon drágának tűnhet, de a fantasztikus megtérülés alku, ha a költségeket megfelelő perspektívába helyezzük. Fontos felismerni, hogy:
- egy főre vetítve ez csak 8 cent / USA. rezidens évente, vagy nagyjából a fele egy cukorkát minden évben a projekt kezdete óta.a Voyager teljes költsége az amerikai államadósság napi kamatának töredéke.
- összesen 11 000 munkaévet szenteltek a Voyager projektnek a Neptunusz találkozásán keresztül. Ez a gízai nagy piramis befejezésére becsült erőfeszítés egyharmadának felel meg Cheops királynak.
összesen öt billió bitnyi tudományos adatot juttattak vissza a földre mindkét Voyager űrhajó a Neptunusz találkozásának befejezésekor. Ez elegendő bitet jelent több mint hétezer zenei CD kitöltéséhez.
a világ minden táján található mély űrkövető antennáink érzékenysége valóban elképesztő. Az antennáknak olyan gyenge jelből kell rögzíteniük a Voyager adatait, hogy az antennát sújtó teljesítmény csak 10 exponens -16 watt (1 rész 10 kvadrillió). A mai elektronikus digitális óra 20 milliárdszor nagyobb teljesítményszinten működik, mint ez a gyenge szint.
Voyager űrhajó
minden Voyager űrhajó 65 000 különálló részből áll. Ezen alkatrészek közül soknak nagyszámú “egyenértékű” kisebb része van, például tranzisztorok. Egy számítógépes memória önmagában több mint egymillió egyenértékű elektronikus alkatrészt tartalmaz, mindegyik űrhajó körülbelül ötmillió egyenértékű alkatrészt tartalmaz. Mivel egy színes tévékészülék körülbelül 2500 egyenértékű alkatrészt tartalmaz, minden Voyager körülbelül 2000 színes tévékészülékkel egyenértékű elektronikus áramköri összetettséggel rendelkezik.
mint a hal számítógép a hajó fedélzetén felfedezés a híres sci-fi történetből 2001: A Space Odyssey, minden Voyager számítógépes programozással van felszerelve az autonóm hibavédelem érdekében. A Voyager rendszer az egyik legkifinomultabb, amelyet valaha mélyűr-szondához terveztek. Hét legfelső szintű hibavédelmi rutin létezik, amelyek mindegyike képes a lehetséges hibák sokaságának lefedésére. Az űrhajó csak másodpercek vagy percek alatt biztonságos állapotba helyezheti magát, ez a képesség kritikus a túlélése szempontjából, amikor a Föld oda-vissza kommunikációs ideje több órára nyúlik, amikor az űrhajó a távoli külső naprendszerbe utazik.
mindkét Voyagert kifejezetten úgy tervezték és védték, hogy ellenálljon a nagy sugárzási dózisnak a Jupiter lengése során. Ezt a sugárzással edzett részek kiválasztásával és a nagyon érzékeny részek árnyékolásával valósították meg. A Voyager 1 fedélzetén a Jupiter-találkozás során nem védett emberi utas a halálos szint ezerszeresének megfelelő sugárzási dózist kapott volna.
a Voyager űrhajó tudományos műszereit a letapogató platformon egy tized foknál jobb pontossággal tudja mutatni. Ez hasonló a bowling strike-after-strike ad infinitum, feltételezve, hogy meg kell hit belül egy hüvelyk a sztrájk zseb minden alkalommal. Ilyen pontosságra van szükség a keskeny szögű kép megfelelő központosításához, amelynek négyzet alakú látómezője egyenértékű lenne a bowling csap szélességével.
a Voyager televíziós képeinek elkenődésének elkerülése érdekében az űrhajó szögsebességének rendkívül kicsinek kell lennie ahhoz, hogy a kamerákat a lehető legstabilabban tartsa az expozíciós idő alatt. Minden űrhajó annyira stabil, hogy a szögsebesség általában 15-ször lassabb, mint egy óra óraműjének mozgása. De még ez sem volt elég stabil a Neptunuszon, ahol a fényszint 900-szor halványabb, mint a Földön. Az űrhajó mérnökei kidolgozták a módját, hogy a Voyager 30-szor stabilabb legyen, mint az óra órája.
minden közel egy tonnás Voyager űrhajó elektronikája és fűtőberendezései csak 400 watt teljesítményen képesek működni, ami nagyjából egynegyede annak, amit egy átlagos lakóház használ az Egyesült Államok nyugati részén.
egy kis hajtómű-készlet biztosítja a Voyager számára a hozzáállásszabályozás és a pályakorrekció képességét. Ezen apró szerelvények mindegyike csak három uncia tolóerővel rendelkezik. Súrlódás hiányában egy sík úton közel hat órát vesz igénybe egy nagy autó 48 km/h (30 mph) sebességre történő felgyorsítása az egyik tolóerő segítségével.
a Voyager letapogató platform két forgástengely körül mozgatható. Egy hüvelykujj méretű motor a hajtóműhajtás-szerelvényben (amely a letapogató platform minden egyes fordulatánál 9000 fordulatot fordít) ötmillió fordulatot fog elforgatni az indítástól a Neptunusz találkozásáig. Ez megegyezik az autó főtengely-fordulatainak számával egy 2725 km (1700 mérföld) út során, körülbelül Bostontól,MA-tól Dallasig,TX-ig.
a Voyager giroszkópok képesek érzékelni az űrhajó szögmozgását akár egy tízezred fokig is. A Nap látszólagos mozgása az égbolton egy másodperc alatt több mint 40-szerese.
a Voyager fedélzetén lévő magnót úgy tervezték, hogy sok tudományos adatot rögzítsen és lejátszson. A szalagfejnek nem szabad elkezdenie elhasználódni, amíg a szalagot oda-vissza nem mozgatják az Egyesült Államok egészéhez hasonló távolságon keresztül. Képzelje el, hogy a következő 33 évben naponta egyszer két órás videokazettát játszik le otthoni videomagnóján, hiba nélkül.
a Voyager magnetométereket egy törékeny, orsós, üvegszálas gémre szerelik fel, amelyet egy két láb hosszú dobozból bontottak ki röviddel azután, hogy az űrhajó elhagyta a Földet. Miután a gém teleszkópos volt, és a tartályból közel 13 méter (43 láb) hosszabbításig elfordult, a magnetométer érzékelők orientációját két foknál jobb pontossággal szabályozták.
navigáció
mindegyik utazó a Jupiter hatalmas gravitációs mezőjét használta, hogy a Szaturnuszra dobják, a Naphoz viszonyított sebesség növekedése nagyjából 35 700 mph. Mivel a Naprendszerben a teljes energiát meg kell őrizni, a Jupiter kezdetben lelassult a nap pályáján—de billió évente csak egy lábbal. A Szaturnusz és az Uránusz további gravitációs segédeszközei szükségesek voltak ahhoz, hogy a Voyager 2 befejezze a Neptunuszba tartó Grand Tour repülését, ami közel húsz évvel csökkentette az utazási időt a segítség nélküli Föld-Neptunusz útvonalhoz képest.
a Voyager szállítási pontossága Neptunuszon 100 km (62 mérföld), osztva a megtett út távolságával vagy ívhosszával 7 128 603 456 km (4 429 508 700 mérföld), egyenértékű egy 3630 km (2260 mérföld) golfütő elsüllyesztésének bravúrjával, feltételezve, hogy a golfozó néhány illegális finom beállítást végezhet, miközben a labda gördül ezen a hihetetlenül hosszú zölden.
a Voyager üzemanyag-hatékonysága (az mpg szempontjából) meglehetősen lenyűgöző. Annak ellenére, hogy a hordozórakéta 700 tonnás súlyának nagy része a rakéta üzemanyagának köszönhető, a Voyager 2 nagy utazási távolsága 7,1 milliárd km (4,4 milliárd mérföld) az indítástól a Neptunuszig körülbelül 13 000 km / liter (30 000 mérföld / gallon) üzemanyag-fogyasztást eredményezett. Ahogy a Voyager 2 a Neptunusz mellett haladt, és a Naprendszeren kívülre került, ez az üzemanyag-fogyasztás egyre jobb lett!
tudomány
a Voyager keskeny látószögű televíziós kameráinak felbontása elég éles ahhoz, hogy 1 km (0) távolságra olvassa el az újság címsorát.62 mérföld).
Pele, a Jupiter Io holdján látható legnagyobb vulkán, kén-és kén-dioxid-termékeket dob a Mount Everest 30-szorosára, és a csapadékzóna Franciaország méretű területet fed le. A St. Helens-hegy kitörése csak egy apró csuklás volt (igaz, hogy az Io felszíni gravitációja körülbelül hatszor gyengébb, mint a Földé).
a Jupiter Europa holdjának sima vízjégfelülete egy óceánt rejthet alatta, de egyes tudósok úgy vélik, hogy a múltbeli óceánok latyakká vagy jéggé váltak. 2010-Ben: Odyssey Two, Arthur C. Clarke történetét az Európa óceánjain belüli élet kialakulásának lehetősége köré tekeri.
a Szaturnusz gyűrűi 10 000 szálból álló káprázatos nyakláncként jelentek meg az utazóknak. Milliárdnyi jégrészecske és autó méretű bergs versenyez a millió kilométer hosszú pályák mentén, a forgalom áramlását a Szaturnusz kombinált gravitációs vontatói, a holdak és holdak kísérete, sőt a közeli gyűrűs részecskék is irányítják. A Szaturnusz gyűrűi olyan vékonyak a 171 000 km (106 000 mérföld) szélességük arányában, hogy ha egy teljes méretű modellt fonográf-rekord vastagságával építenének, a modellnek négy mérföldet kellene mérnie a belső szélétől a külső pereméig. A gyűrű-részecske minták bonyolult kárpitját számos összetett dinamikus kölcsönhatás hozza létre, amelyek új elméleteket hoztak létre a hullám és a részecske mozgásáról.
a Szaturnusz legnagyobb holdját, a titánt furcsa világnak tekintették, sűrű légkörével és számos szénhidrogénnel, amelyek lassan esnek az etán és a metán tengerére. Néhány tudós számára a titán elsősorban nitrogén atmoszférájával olyan kis földnek tűnt, amelynek fejlődését már régen megállította a jégkorszak megérkezése, talán néhány szerves relikviát mélyhűtött a jelenlegi felszíne alatt.
az Uránusz gyűrűi annyira sötétek, hogy a Voyager kihívása a kép elkészítésére hasonló volt ahhoz a feladathoz, hogy egy karácsonyfa lábánál egy faszén brikettet fényképezzenek, amelyet csak egy 1 wattos izzó világít meg a fa tetején, ASA-64 film felhasználásával. A Neptunusz fényszintje kevesebb, mint a fele az Uránuszénak.
A jövő
az idők során a csillagászok anélkül vitatkoztak, hogy megegyeztek volna abban, hogy hol ér véget a naprendszer. Az egyik vélemény az, hogy a határ az, ahol a Nap gravitációja már nem dominál – egy pont a bolygókon és az Oort-felhőn túl. Ez a határ nagyjából félúton van a legközelebbi csillaghoz, a Proxima Centauri-hoz. 35 000 mérföld / óra sebességgel haladva az utazóknak közel 40 000 évre lesz szükségük, és körülbelül két fényévnyi távolságot kell megtenniük, hogy elérjék ezt a meglehetősen homályos határt.
de van egy határozottabb és egyértelműbb határ, amelyet az utazók megközelítenek és áthaladnak. Ez a heliopauza, amely a nap és a csillagközi szél közötti határterület. Amikor a Voyager 1 keresztezi a napszél-megszakító sokkot, belép a heliosheath-ba, a heliopauzához vezető turbulens régióba. Amikor a Voyagerek átkelnek a heliopauzán, remélhetőleg, amíg az űrhajó továbbra is képes tudományos adatokat küldeni a földre, csillagközi térben lesznek, annak ellenére, hogy még mindig nagyon messze lesznek a “naprendszer szélétől”. Amint a Voyager a csillagközi térben van, a közeli csillagok robbanásából származó anyagba merül. Tehát bizonyos értelemben a heliopauzát tekinthetjük a végső határnak.
az űrhajók alrendszerének bármilyen súlyos meghibásodását kizárva a Voyagerek a huszonegyedik század elejéig (~ 2025) életben maradhatnak, amikor az energia és a hidrazinszint csökkenése megakadályozza a további működést. Ha nem lennének ezek a fogyóeszközök, és nem lenne lehetőség arra, hogy elveszítsék a zárat a halvány napon, nyomkövető antennáink még egy-két évszázadig folytathatnák a “beszélgetést” az utazókkal!