Immáron több, mint egy éve, hogy az emberiség történetének második legtávolabbra jutó űrszondája is elérte a Naprendszer (egyik) határát. Mondhatni, ideje volt már, főként ha figyelembe vesszük, hogy 42 évvel ezelőtt indult el hosszú útjára. A Voyager űrszondá(k)nak azonban nem csak a Naprendszer “széle” volt a kitűzött úticéljuk, az említett határ pedig messzebb van, mint az gondolnánk – hogy pontosan hol, arra pont a Voyager űrszondák adták meg a választ.
A Voyager-program története még 1964-ben kezdődött, egy amerikai űrmérnök, Gary Flandro felfedezésével. Flandro a Naprendszer gázóriásainak mozgását elemezve rájött, hogy a ’70-es évek végén a négy bolygó közel együttállása olyan lehetőséggel kecsegtet, amelyre legközelebb csak 175 év múlva lesz lehetőség. Az ebből származó terv a Planetary Grand Tour – egy űrszonda költséghatékony és gyors útja a Naprendszer külső tartományába, kihasználva az óriásbolygók tömegvonzását. A szonda így nem csak plusz gyorsulásra tehet szert a gravitációs hintamanőverek révén, de közelről tanulmányozhatja a Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz alkotta négyesfogatot. Pontosabban tanulmányozhatják: a nem csak nevében grandiózus tervben ugyanis párban kiküldött űrszondák szerepeltek, amelyek több útvonalat is bejárnak a külső Naprendszerben, felderítve az akkor még bolygóstátuszban lévő a Pluto környezetét is.
A Voyager űrszondák felszerelése. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)
Az eredeti Grand Tour missziót végül költségvetési okokból elvetették (ekkortájt történt, hogy az űrverseny megnyerésével a NASA “végtelen” költségvetése már nem tűnt nemzeti érdeknek) és a programot két szondára szűkítették, ezek lettek végül a Voyager 1 illetve 2. Érdekes módon utóbbi indult hamarabb, 1977. augusztus 22-én, amelyet tizenhat nappal később, szeptember 5-én követett a Voyager 1. A korábbi start azonban nem garancia a “győzelemre” egy hosszú távú versenyfutásban. Jelenleg a Voyager 1 jár legmesszebbre a Földtől, 147 csillagászati egységre (1 CSE = 150 millió km, az átlagos Nap-Föld távolság), megelőzve a még 1972-ben, vagyis öt évvel korábban(!) indult Pioneer 10 űrszondát is (127 CSE). A dobogó harmadik fokán pedig ott van a Voyager 2 122 CSE-vel, immáron szintén a Naprendszer határát jelentő heliopauzán túl. A megtett távolság tehát nem csak indulás idejének, és végképp nem a szondák hajtóművének függvénye, sokkal inkább a választott útvonalnak és az ezáltal elért sebességnek.
A Voyager 1 útja a Földtől (kék) a Jupiterig (világoskék) és a Szaturnuszig (zöld). Utóbbi melletti elhaladást követően világosan megfigyelhető a Naprendszer síkjától való gors távolodás. (Forrás: Phoenix7777/Wikipedia)
Sebesség tekintetében pedig semmi sem veheti fel a versenyt a Voyager 1-gyel, amely mind a mai napig közel 17 km/s-mal (Budapest-Szeged táv 10 másodperc alatt…) halad töretlenül előre. Útvonala a Jupiter és a Szaturnusz mellett vezetett el, az óriásbolygók mellett pedig azok holdjait is szemügyre tudta venni. A Titan megközelítése különösen kritikus (döntés) volt, ennek oltárán áldozták be ugyanis a NASA-nál az amerikai nemzeti érzés szíve csücske, a Pluto melletti későbbi elhaladást. Cserébe közelről tudták vizsgálni a Szaturnusz holdjának frissen felfedezett légkörét, megalapozva a (jóval) későbbi Cassini-Huygens missziót.
A Voyager 1 felvételei az Jupiter Io holdján lévő vulkánkitörésről és a Szaturnusz Titan holdjának vékony légköréről. (Forrás: JPL-Caltech)
A Titan gravitációját is kihasználva a Voyager 1-t a Szaturnusz dél pólusa felé irányították, majd a hintamanőverrel a a másik irányba (“felfelé”) lendült ki a Naprendszerből. Azóta is távolodik a bolygók és a legtöbb aszteroida keringése által kijelölt síktól, mintha függőlegesen Eseménytelen útjába jóformán csak az 1990. február 14-én lőtt híres kép, a “Family portrait” (Családi Portré) jelentett némi változatosságot. A 6,4 milliárd km-ről visszanéző űrszonda ekkor készített hatvan felvételén a Naprendszer színe-java képviselteti magát: a körbefotózott Nap mellett (csillagunk túl fényes volt a Voyager kamerájának) megtalálható rajta a négy óriásbolygó, a Vénusz és a híres Sápadt Kék Pötty (Pale Blue Dot) – a mi bolygónk.
A Voyager 1 által készített Családi Portré…
…és a rajta látható Sápadt Kék Pötty, mellette Carl Sagan csillagász híres szavaival. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)
Vele ellentétben a Voyager 2 végigjárta az óriásbolygók sorát: ’79 júliusában a Jupiter, ’81 augusztusában pedig a Szaturnusz mellett haladt el, majd első alkalommal tanulmányozta közelről ’86 januárjában az Uránuszt és ’89 augusztusában a Neptunuszt. Ennek megfelelően a szonda főként a kékes bolygók rendszereiben produkált felfedezéseket; a színes és nagy febontású felvételek mellett több új holdat, valamint halvány gyűrűrendszert is talált a bolygók körül. Habár négy hintamanőver is gyorsította, jelenlegi sebessége “csak” 14 km/s, amellyel a Naprendszer síkjától meredek szöget bezárva (testvérszondájával ellentétes oldalon) távolodik a bolygók régióját
A Voyager 2 útja a Földtől (kék), a Jupiteren (zöld), a Szaturnuszon (világoskék) és az Uránuszon (sárga) keresztül a Neptunuszig (narancssárga). Utóbbi melletti elhaladást követően világosan “lefelé” hagyja el a Naprendszer síkját. (Forrás: Phoenix7777/Wikipedia)
A Voyager 2 felvételei a Neptunuszról és az Uránusz Miranda nevű holdjának felsznéről. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)
A Voyager 1 2003 februárjában míg a 2-es számú szonda 2007 augusztusában során érte el az ún. belső lökéshullám határát, ahol a Napból kiáramló napszél (töltött részecskék zápora és az általuk közvetített mágneses tér) sebessége lecsökken, majd lassacskán a domináns hatása is megszűnik a csillagközi tér hasonló részecskezáporával szemben. Ez a határ természetesen nem éles és nem is jelzi tábla az arrafelé járó űrszondáknak. Mindkét Voyager a kevés, még üzemben hagyott műszerének egyikével, az alacsony energiájú töltött részecske-detektor (Low Energy Charged Particle Instrument) méréseiben bekövetkezett változások révén észlelte, hogy elérte az ún. átmeneti régiót.
A Voyager 2 mérései a nagyenergiájú részecskék gyakoriságáról. Ahogy a Napból érkező részecskék száma visszaesik, úgy nő meg a galaktikus komponens. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)
2012 májusában a Voyager 1-es először csak lasssanként, majd egyre nagyobb mértékben detektált a Naprendszeren kívülről érkező, galaktikus eredetű részecskéket (a’lá kozmikus sugárzás), amelyeket a napszél erőssége beljebb a helioszfrérában még képes távolt tartani. Mindez azt jelentette, hogy a szonda elérte a mágneses és (részecske-)sugárzási szempontból a Naprendszer határát, a heliopauzát. A NASA közleménye szerint a Voyager 1 hivatalosan 2012. augusztus 25-én érte el a Naprendszer határát és vált intersztelláris szondává. Ugyanez a Voyager 2 esetében a közelmúltban, 2018. november 5-én érkezett el.
Ugyan a valóság nem ennyire látványos és az ábra sem méretarányos, de valahogy így néz ki a helioszféra vázlatos struktúrája. (Forrás: NASA)
(A számítások szerint egyébként a Pioneer 10 szintén hasonló, 130 CSE-s távolságban jár, ezzel az űrszondával azonban 2002 áprilisában megszakadt a kapcsolat. Mivel más irányban haladt kifelé a helioszférából, ezért nem tudni, mikor lépte vagy lépi majd át a heliopauzát.)
A helioszféra végét jelentő heliopauza ugyan csak egy a Naprendszert határát definiáló tucatnyi meghatározás közül (gravitációs szempontból csillagunk domináns hatása jóval tovább, kb. két fényévig ér el), de fizikai szempontból talán a legrelevánsabb. Nem túlzás tehát kijelenteni, hogy az emberiség immáron két űrszondával is rendelkezik a csillagok közötti térben. Na nem mintha a következő csillagrendszer már csak karnyújtásnyira lenne, ráadásul egyik szondát sem állították irányba egy konkrét közeli csillag felé. A Voyager 1 legközelebb a 17,6 fényévre lévő Gl 445, míg a Voyager 2 a HH Andromedae csillag (10,6 fényév) “közelében”, fog elahaldni mindkét esetben olyan 1,6-1,7 fényév távolságra, 42-44 ezer év múlva.
A Voyager 1 látszólagos útja a csillagos égbolton. 1981-től határozottan tart a Kígyótartó csillagkép irányába; az útjában látható kunkorok a Föld keringése miatt rakódnak rá a mozgására.
Érezhetően tehát nem praktikus okokból, sokkal inkább tudományelvi alapon szerelték fel mindkét szondát egy-egy aranylemezzel, amelyre az emberiség (Carl Sagan és csapata által) legfontosabbnak vélt adatait kódolták: képek, zenék, tudományos ismeretek, lakcím és elérhetőség, stb. (a lemezre felkerült volna a Beatles-től a Here comes the Sun is, azonban a kiadó szerzői jogokra hivatkozva levetette…). Hátha egyszer egy értelmes idegen faj képviselője alaposabban is szemügyre veszi a kietlen űrben kószáló eszközöket, hogy aztán megismerkedhessen az emberi kultúrával (de nem a Beatles-szel!).
A Voyager űrszondák aranylemezeinek fedőlapja (balra) és az információtárolásra használt adatlemez.
Jobb esetben esetleg postafordultával vissza is küldik hozzánk, mint történt az a legelső, 1979-es Star Trek filmben (SPOILER): a sztori középpontjában lévő titokzatos V’ger gépezet ugyanis a (valóságban soha meg nem valósult) Voyager 6-t rejtette magában.
Kirk kapitány rádöbben V’ger eredetére.
Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat – tudományról és science fiction-ről egyaránt.