Not fare well,
But fare forward, Voyagers.
(T. S. Eliot, The Dry Salvages)
(Detta inlägg finns även att ladda ner som PDF här.)
Voyagerprogrammet
 |
| av raketen Titan III-Centaur |
Voyagerprogrammet är samlingsnamnet för de två amerikanska obemannade rymdsonderna Voyager 1 och Voyager 2.4 Sonderna som är utvecklade av JPL (Jet Propulsion Laboratory) på uppdrag av NASA (National Aeronautics and Space Administration) skickades upp vid två olika tillfällen under 1977 från Cape Canaveral, Voyager 2 den 20 augusti och Voyager 1 den 5 september. Att de skickades upp just vid denna tidpunkt berodde på att planeterna då stod i ett fördelaktigt läge, ett läge som bara uppstår med ca 175 års mellanrum. Man använde sig av bärraketen Titan III-Centaur, en 48 meter hög trestegsraket (se bild 1).8 Ursprungligen ingick de två Voyagersonderna i Marinerprogrammet men kom att flyttas till ett eget program kallat ”Mariner Jupiter – Saturn”, för att kort därefter döpas om till dess nuvarande namn, Voyagerprogrammet. Att man bröt ut dem från Marinerprogrammet berodde på att Voyagersondernas design avvek påtagligt från Marinerprogrammets sonder. Sondernas ursprungliga syfte var att analysera Jupiter och Saturnus men man utökade senare uppdraget till att även innefatta det yttre solsystemet med Uranus och Neptunus. När det gäller utforskandet av planeterna så satte man upp dessa fyra huvudmål1,2:
- Utforska planeternas atmosfär med avseende på struktur, komposition, cirkulation och rörelse.
- Utforska planeternas månar med avseende på morfologi och geologi.
- Ta fram bättre värden på massa, storlek och form för planeten, dess månar och eventuella ringar.
- Fastställ strukturen för planeternas magnetiska fält samt inhämta information om energiflöden och plasma.
Men det stannade inte där utan man har nu gått över i en fas man kallar ”The Voyager Interstellar Mission” där man vill undersöka de mest avlägsna delarna av solens domäner, samt den interstellära rymden bortom dessa. Voyager 1 är för närvarande det av människan tillverkade föremål som befinner sig längst bort från jorden. Just nu, den 8 november 2010, befinner sig Voyager 1 på ett avstånd av ungefär 116 AU (ca 17 343 000 000 kilometer) från jorden! Voyager 1 färdas för närvarande ca 470 000 000 kilometer per år.3 Och Voyagersondernas ursprungliga beräknade livslängd på 5 år har nu överträffats med råge, sonderna är nu en bra bit över 30 år gamla!
Sondernas färd genom rymden
Voyagersondernas resa genom rymden har delats upp i två delar, den första delen då sonderna undersökte de yttre planeterna (kallas av NASA för The Planetary Voyage) och den andra delen som tog vid år 1989 då sonderna började sin resa ut ur solsystemet och in i den interstellära rymden (Voyager Interstellar Mission)3.
Resan till de yttre planeterna
Att man skickade upp dessa två sonder med uppdraget att undersöka de yttre planeterna i slutet av 1970-talet var ingen slump. Man ville utnyttja det fördelaktiga läge som planeterna befann sig i vid den tidpunkten, ett läge som bara återkommer med ca 175 års intervall. Detta gynnsamma läge innebar att sonderna kunde utnyttja planeternas dragningskraft (gravity assist) för att ”svinga” sig från planet till planet, se bild 2. När sonden passerar en planet böjs dess bana och hastigheten ökar. På så sätt kan de ta sig längre ut i rymden snabbare än om de endast skulle ha förlitat sig på det medhavda bränslet. Resan till Neptunus kunde nu Voyager 2 göra på 12 år istället för de 30 år det skulle ha tagit om man inte utnyttjat detta fördelaktiga läge. Även om sonderna var identiska så var deras banor olika, Voyager 2 flög förbi alla de fyra yttre planeterna (Jupiter 1979, Saturnus 1981, Uranus 1986 och Neptunus 1989) medan Voyager 1 endast flög förbi Jupiter (1979) och Saturnus (1980). Från början var dock uppdraget begränsat till att endast undersöka Jupiter och Saturnus men då dessa blev en framgång och sonderna fortfarande fungerade beslutade man att låta sonderna fortsätta sin resa genom rymden. Att Voyager 1 inte flög förbi Uranus och Neptunus berodde på att den skulle undersöka Saturnus måne Titan samt baksidan av Saturnus ringar, och som en följd av detta tvingades sonden avvika från den bana som skulle ha tagit den till de två yttersta planeterna.
 |
Bild 2. Voyagersondernas bana förbi de yttre planeterna. |
Resan vidare ut i den interstellära rymden
1990 övertog Voyager 1 ledningen från Pioneer 10 och blev det mest avlägsna föremål tillverkat av människan. Som bild 3 visar så har både Voyager 1 och 2 nu för länge sedan passerat de yttersta planeterna och är nu på väg ut i den interstellära rymden. De befinner sig nu i den yttersta delen av heliosfären och passerade för ett par år sedan det som kallas termination shock. Heliosfären är den delen där solvinden dominerar och dess utsträckning brukar anges som mellan 50 AU och 150 AU från solen, se bild 4.11 Man kan beskriva den som en enorma magnetiska bubbla som omsluter vårt solsystem. Termination shock är det område i heliosfären där solvindarna bromsas upp på grund av att de kommer i kontakt med det interstellära mediet. Detta orsakar kompression vilket leder till upphettning och förändringar i magnetfältet. Utanför termination shock finns ett område kallat heliosheath, och det är alltså i detta område som Voyagersonderna befinner sig nu. Man hoppas att sonderna ska kunna färdas ända till heliopausen, det område där solvindarna helt stoppas av det interstellära mediet.
Bild 3. Banorna för Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 1 och Pioneer 2 samt deras ungefärliga positioner i april 2007.
Sondernas tekniska uppbyggnad
Voyager 1 och 2 är identiska så dess tekniska uppbyggnad och instrument är följaktligen också likadana.3 De är stabiliserade i tre axlar och för att se till att orienteringen är korrekt, så att högeffektsantennen är riktad mot jorden, så använder de sig av astronomiska eller gyrobaserade referenser. Sonderna är ungefär lika stora som en liten bil och väger just nu ca 720-730 kg. Att vikten varierar beror på att man använt upp en del av det bränsle, hydrazin, som används för att ändra sondernas orientering. Sonderna vägde vid uppskjutningen 815 kg vardera. Den stora antennen, high gain antenna, är 7.3 meter i diameter och magnetometerbommen är 13 meter lång. Sonderna är bestyckade med 10 stycken olika vetenskapliga instrument, det är dock inte alla instrument som är igång idag.3 Bild 5 nedan visar hur de olika instrumenten är placerade på sonden.
 |
Vetenskapliga instrument
Imaging NA och WA är sondens två kameror. Det är dels en smalvinklig kamera (Narrow Angel, NA) och dels en vidvinkelkamera (Wide Angel, WA). Den smalvinkliga kameran har en högre upplösning och ett smalare synfält än vidvinkelkameran. Till båda kamerorna finns en uppsättning med 8 utbytbara filter. Med kameran kan man till exempel undersöka hur planeternas atmosfär cirkulerar och med vilken hastighet. Man kan också söka efter nya ringar eller studera månarnas yta (om än med en maximal upplösning av ca 2 km).3
Plasma är ett system som används när man söker efter de lågenergipartiklar som finns i plasman. Systemet kan analysera partiklarnas hastighet samt i viss mån dess riktning. Med plasmasystemet kan man exempelvis undersöka solvindens egenskaper och hur den interagerar med planeterna.3
Systemet Cosmic Ray (kosmisk strålning) används för att analysera de mest energirika partiklarna i plasmat. Systemet fångar inga partiklar utan analyserar endast de spår som partiklarna lämnar efter sig när de passerar genom instrumentet. Instrumentet används till exempel för att ta reda på den kosmiska strålningens energiinnehåll, ursprung och rörelse genom galaxen.3
Den ultravioletta spektrometern (Ultraviolet Spectrometer) är en ljusmätare som är känslig för ultraviolet ljus och som kan avgöra vilka atomer eller joner som är närvarande. De ämnen spektrometern letar efter sänder ut en speciell typ av ultraviolett färg. Med detta instrument undersöker man bland annat de lägre delarna av planeternas atmosfärer samt eventuella förekomster av ljusfenomen så som polarsken (eller motsvarande).3
Instrumentet Infrared Interferometer Spectrometer består av tre olika delar. En avancerad termometer, ett instrument som kan avgöra när vissa typer av ämnen finns i atmosfären eller på ytan och slutligen ett verktyg som kan mäta hur mycket solljus en kropp reflektera. Instrumentet används till exempel för att utforska atmosfärens vertikala struktur.3
Instrumentet Photopolarimeter består av ett 0.2 meter stort teleskop utrustat med olika typer av filter. Instrumentet används till exempel för att leta efter blixtar och för att ta reda på information om ytan på Jupiter och Saturnus månar.3
Detektorn för laddade lågenergipartiklar (Low-Energy Charged Particle Detector) letar efter partiklar som har högre energinivå än sondens plasmainstrument. Partiklarna som fångas upp skapar något som kan liknas vid hål, och genom att mäta hålens djup och vinkel kan man få reda på partiklarnas hastighet och riktning. Och genom att mäta hur ofta det bildas hål kan man få reda på hur mycket partiklar det finns. Instrumentet används till exempel för att analysera den kosmiska strålningen.3
Stark- och svagfältsmagnetometrarnas (High-Field och Low-Field Magnetometer) huvudsyfte är att mäta hur solens magnetfält förändras med avstånd och tid och huruvida planeterna har något magnetfält.3
Planetary Radio and Plasma Wave Antenna används för två olika experiment. Båda experimenten ”lyssnar” på radiosignaler men inom olika frekvensområden. Till exempel tar man emot radiosignaler från solen och planeterna.3
Kommunikation, styrning och energiförsörjning
Kommunikation mellan jorden och sonden sker med hjälp av sondens högeffektsantenn (High Gain Antenna, se bild 5.) och ett nätverk av antenner på jorden. Sondens antenn är 3.7 meter i diameter och sänder på två band, X-bandet på ca 8.4 GHZ och S-bandet på ca 2.3 GHz. X-bandet som kan överföra data med en hastighet av 7.2 kbit/s används för vetenskapliga data. S-bandet som är på endast 40 bit/s används för driftsdata. Datahastigheterna är de maximala, oftast är det betydligt lägre. S-bandet har inte använts sedan sista gången sonden passerade en planet. För att ta emot signalerna på jorden använder man sig av ett nätverk av stora antenner, kallat Deep Space Network (DSN).9 Storleken på dessa antenner har man varit tvungen att öka i och med Voyagersondernas färd genom rymden. I dagsläget använder man sig av tre stycken antenner med en diameter på 70 meter, se bild 6. (Vissa data kan dock tas emot med mindre antenner.) De tre är placerade i USA, Spanien och Australien, detta för att man inte ska tappa kontakten med sonden då jorden roterar.
 |
| används för att kommunicera med Voyagersonderna. |
Förutom de vetenskapliga instrumenten och kommunikationssystemen finns givetvis en mängd andra system ombord på sonderna, till exempel system som har med sondernas drift och positionering att göra. Ett sådant system är det som har hand om sondens orientering och ser till att högeffektsantennen alltid är positionerad mot jorden, det så kallade Attitude and Articulation Control Subsystem. Detta system ser även till att instrumenten riktas åt rätt håll, vissa av instrumenten sitter på en rörlig plattform. Systemet navigerar bland annat med hjälp av stjärnornas positioner. För att ändra orientering använder sig sonderna av små styrraketer som drivs av hydrazin.
 |
Uppdrag och upptäckter
Voyagersonderna räknas av många som de, vetenskapligt sett, mest framgångsrika rymdsonderna som hittills skickats upp. Och det redan innan deras uppdrag är slutfört. Medan andra sonder oftast fokuserar på en av våra planeter så har Voyagersonderna gjort avgörande vetenskapliga upptäckter rörande fyra, och utöver detta dessutom upptäckter rörande heliosfären och solsystemets utkanter. Voyagersonderna har till exempel upptäckt 22 nya månar!
Jorden
 |
| av Voyager 1. Jorden är den blå pricken markerad med en ring. |
Det är kanske missvisande att säga att Voyagersonderna har gjort vetenskapliga upptäckter som har med jorden att göra, men Voyagersonderna har däremot bidragit till att ändra vår bild av jorden. Voyagersondernas resa genom rymden har gett många av oss ett annat perspektiv på vår plats i universum, och på vår litenhet. Och det finns en bild tagen av Voyagersonderna som kanske har påverkat oss mer än någon annan och det är bilden kallad ”Pale Blue Dot”, tagen 1990 av Voyager 1.16 Det var den berömda astronomen Carl Sagan som mer eller mindre övertalade NASA om vikten av att ta en sådan bil. Om bilden har Sagan sedan gjort ett antal kända uttalanden, till exempel detta:
“It has been said that astronomy is a humbling and character-building experience. There is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another, and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we've ever known.”16
 |
Jupiter
Voyagersonderna gjorde många upptäckter rörande Jupiters månar. På Io:s så fann man aktiv vulkanism, något som överraskade många forskare.18 Det var första gången någonsin som man sett aktiva vulkaner på andra himlakroppar än vår egen i vårt solsystem. Voyagersonderna observerade vulkanutbrott vid nio olika tillfällen, men det finns bevis för att ytterligare vulkanutbrott skett mellan dessa. Vulkanernas plymer når mer än 300 km upp ovanför ytan och hastigheten på de föremål som slungas ut rör sig i hastigheter upp till en kilometer på sekund. Vulkanismen på Io beror troligtvis på den uppvärmning som genereras av tidvattenkrafter. Tidvattenkrafterna beror på den dragkamp som Io utsätts för av sina grannar Europa, Ganymedes och Jupiter. Denna dragkamp deformerar Io så mycket som 100 meter. Som jämförelse kan nämnas att motsvarande siffra för Jorden är ca 1 meter. Och man tror att dessa vulkanutbrott har påverkan långt utanför Io:s. Man har upptäckt partiklar från vulkanutbrotten miljontals kilometer från Io:s.
På Europa upptäckte man streck på ytan. Och dessa streck var inte djupa sprickor utan ytliga, nästan som om någon målat med pensel. Sonden Galileo har undersökt saken efter att Voyagersonderna varit där och man har kommit fram till Europa är täckt av is med en ocean under. Man tror att isskorpan är tunnare än 30 kilometer. Det finns de som tror att möjligheterna är goda att upptäcka primitiva livsformer i Europas oceaner!
Voyagersonderna upptäckte dessutom tre nya månar, Metis, Adrastea och Thebe. De är dock mycket små, den största Thebe har en diameter på ungefär 100 kilometer vilket kan jämföras med Io:s 3650 kilometer. Man har idag upptäckt 63 månar till Jupiter.
Man fann även att Jupiter hade ringar. Utkanten befinner sig ungefär 129 000 kilometer från Jupiters centrum, och ringen är ungefär 30 000 kilometer bred. Ringarna är mörkare än Saturnus och man tror att de består av små stenar.
Vid analys av den stora röda fläck som Jupiter har så upptäckte man att den i själva verket är en storm som rör sig motsols. Man fann även andra mindre stormar. Voyagersonderna fann även polarsken på Jupiter. Jupiter har ett magnetfält som är ungefär 10 gånger starkare än jordens.
 |
 |
Saturnus
Det som kanske väckte forskarnas förvåning mest när det gäller Voyagers utforskande av Saturnus var upptäckter i dess ringar. Man har trott att ringarna bildats av material från stora månar, månar som krossats då kometer och meteoriter slagit ned på dess yta. Partiklarna i Saturnus ringar varierar i storlek från små stoftpartiklar till stenar stora som hus. Saturnus minsta månar har en mycket oregelbunden form vilket tyder på att även de har sitt ursprung i större himlakroppar, på samma sätt som materialet i ringarna. I Saturnus ringar upptäckte Voyager oregelbundna fläckar, kallade spokes. Dessa spokes roterar runt Saturnus. Man tror att ringarna är orsakade av gravitationskrafter så dessa spokes kom som en överraskning då de uppför sig på ett sätt som inte är förenligt med gravitationskrafter. Man är idag inte säker på hur dessa spokes uppstår men man tror att det har att göra med elektrostatiska krafter på grund av att fläckarnas rörelse följer Saturnus magnetosfär.
När det gäller Saturnus atmosfär så fann man att den till absolut största delen består av väte och helium. Andelen helium i den övre atmosfären var mindre än vad man beräknat vilket kan tyda på att heliumet sakta sjunker neråt. Detta skulle kunna förklara varför Saturnus avger mer värme än vad som vore möjligt om bara solen vore energikällan.
Det blåser extrema vindar på Saturnus. Voyagersonderna mätte vindhastigheten till 1800 km/h. Vindarna blåser mestadels i östlig riktning och hastigheten är som högst vid ekvatorn. Vindarna avtar med stigande höjd. Man tror att vindarna inte bara finns i molnlagret utan att de sträcker sig ca 2 000 kilometer under detta. Man har även funnit mönster i vindarna som tyder på att vindarna tar sig genom planetens inre, från norr till söder!
Voyagersonderna mätte även temperaturen vid olika tryck på Saturnus baksida. Den lägsta temperaturen man uppmätte var -191 grader Celsius (vid ett tryck på 70 millibar). Temperaturen ökade då man mätte längre ner, vid ett tryck på 1 2000 millibar var temperaturen – 130 grader Celsius. Man mätte även temperaturen vid nordpolen och fann att det var ca 10 grader Celsius varmare där än vid ekvatorn. Man tror att temperaturskillnaden kan vara säsongsstyrd.
Man fann att även Saturnus hade polarsken. Den enda av gasjättarna där sonderna inte fann polarsken var Uranus. På Saturnus fann man även en form av sken runt de mellersta latituderna. Detta sken inträffar bara på de solbelysta delarna. Man vet idag inte hur dessa ljusfenomen uppstår.
Tre nya månar upptäcktes: Atlas, Prometheus och Pandora. Och på månen Enceladus upptäckte Voyager tecken som tyder på tektonisk aktivitet. På månen Mimas fann man en krater så gigantisk att kollisionen som skapat denna nästan måste ha slitit månen i två delar.19
 |
 |
 |
Uranus
Voyager 2 var först med att upptäcka Uranus magnetfält. Magnetfältet är ungefär lika kraftigt som det vi har på jorden. Magnetfältet skiljer sig dock från många andra planeters på grund av att magnetfältet är förskjutet i förhållande till rotationsaxeln. Och detta magnetfält är dessutom positionerat lite annorlunda på grund av att Uranus ”lutar”. Man tror att Uranus fått sin lutning då den någon gång i solsystemets barndom blivit träffad av en planetstor himlakropp. Detta gör till exempel att polerna utsätts för sol respektive mörker under långa perioder. Och denna lutning påverkar alltså magnetfältet, till exempel genom att magnetfältets ”svans” på grund av rotation bildar en ”korkskruv” bakom Uranus.
Men trots att Uranus lutar så passa mycket så fann man förvånansvärt nog att temperaturen vid ekvatorn var ungefär densamma som vid polerna.
Voyager 2 fann 2 nya ringar runt Uranus. Man studerade dessutom de andra nio då kända ringarna. Idag känner man till totalt 13 stycken. Man tror att ringarna är relativt nya och att de kom till efter det att planeten formades.
Vid de solbelysta polerna observerade man en form av dis. Detta dis avgav stora mängder ultraviolett ljus.
Sonderna fann 10 (!) nya månar till Uranus: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Belinda och Puck. Dessutom tillskriver en del upptäckten av månen Perdita till Voyager. Voyager tog ett fotografi av månen men ingen såg vad som fanns på bilden förens flera år senare. Och då det endast fanns ett enda fotografi så var man osäker på dess existens, det var först när Hubbleteleskopet tog bilder på Perdita som man fastslog att det var en måne till Uranus. Man studerade även många av de redan upptäckta månarna. Man fann till exempel att Miranda hade enorma kanjoners upp till 20 kilometer djupa och att ytan bestod av en blandning av gammalt och nytt. Det finns tre teorier till hur dessa spår på ytan kan ha uppkommit. Den ena teorin går ut på att månen för länge sedan vid en kraftig kollision skulle ha splittrats i flera delar. Dessa delar skulle sedan åter ha förenats för att återbilda månen och det konstiga landskap vi idag kan se på Miranda skulle ha uppstått då. Den andra teorin går ut på att material, kanske en blandning av is och ammoniak eller metan, strömmat ut från kärnan och på så sätt skapade den konstiga ytan. Den tredje teorin går ut på att det är gravitationskrafter som orsakat det extrema landskapet, till exempel månen Umbriels gravitation.
 |
 |
Neptunus
På Neptunus uppmätte Voyager vindar på 2000 km/h, de snabbaste man någonsin uppmätt på någon planet. Vindarna är mestadels västliga, det vill säga motsatt planetens rotationsriktning. Man fann flera fläckar, liknande de på Jupiter, varav den största, kallad ”The Great Dark Spot”, är lika stor som jorden. Dessa fläckar orsakas av enorma stormar. Detta förvånade forskarna då planeten tar emot mycket lite solljus, och en dynamisk atmosfär brukar hänga samman med de temperaturskillnader som solljuset innebär.
Man fann också ett oregelbundet moln som rörde sig i östlig riktning. Man tror att det kan vara någon form av molnplym.
Liksom Uranus så är Neptunus magnetfält ”tippat” på sidan, för Neptunus del 47 grader. Man fann också polarsken, dock mycket svagare än på jorden eller de andra planeterna.
Voyager gav också forskarna svar på en del av de frågor de hade rörande Neptunus ringar. Man tvistade om ringarna var hela eller endast partiella, men Voyager visade att ringarna verkligen var hela. Ringarna är mycket svåra att upptäcka på grund av att de är uppbyggda av mycket små partiklar.
Sex stycken nya månar upptäcktes: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Proteus och Larissa. Alla är små. Man utforskade även några av de andra månarna, till exempel Neptunus största måne Triton. Man fann att den hade en fascinerande geologisk historia. Till exempel tog Voyager 2 bilder av en gejserliknande eruptioner som sprutade ut kvävgas och dammpartiklar.
 |
 |
 |
Solsystemet och dess utkanter
Voyagersonderna fortsatte, efter förbiflygningarna av de fyra gasjättarna, sin resa genom vårat solsystem och har nu kommit till dess utkanter. Förutom att fortsätta att skicka data om de yttre delarna av vårat planetsystem så får vi nu även data från vårt solsystems grannar.
1993 så lyckades Voyagers plasmavågsexperiment för första gången ta emot signaler som härstammar från heliopausen. Heliopausen är området där solvinden möter det interstellära mediet, se bild 4. Man hoppas att sonderna når fram till heliopausen innan de slutar att fungera. Den så kallade termination shock, som ligger innanför heliopausen, passerade Voyager 1 i december 2004 och Voyager 2 i augusti 2007. Sonderna passerade terminal shock på olika avstånd från solen vilket tyder på att heliosfären är oregelbundet formad.
Sonderna position ger dem också en möjlighet att göra unika observation inom det ultravioletta området.
Voyagers gyllne skiva
Med sig på sin färd genom rymden har de båda Voyagersonderna varsin gyllne skiva (Voyager Golden Record) innehållande ett budskap till ett eventuellt möte med utomjordiska livsformer, se bild 21.3 Den gyllne skivan täcks av ett gyllne omslag, se bild 22. På skivan, som är drygt 30 cm i diameter, finns ljud och bilder som beskriver livet på jorden. Med skivan följer en nål och på omslaget finns instruktioner för hur man spelar upp skivan. Det finns även information om varifrån rymdfarkosten skickads upp samt hur länge den har färdats genom rymden. Hur länge den färdats genom rymden får de utomjordiska livsformerna lista ut genom att mäta sönderfallet i det bifogade U238. De ljud och bilder som finns lagrade på skivan är till exempel:
- Hälsningar på 55 språk, både utdöda som till exempel akkadiska och nu levande som till exempel svenska.
- 35 stycken olika ljud, både naturliga och skapade av människan. Till exempel ljudinspelningar av regn, vind, hundar, flygplan och tåg.
- Bitar av 27 olika musikstycken. Till exempel från Beethovens femte symfoni och Chuck Berrys ”Johnny B. Goode”.
- Bilder som visar till exempel vårat solsystem, jorden sett från rymden, schematiska bilder av en man och kvinna, bild inifrån ett köpcentra och ett flygande flygplan. Det finns även bilder med matematiska, fysikaliska och kemiska definitioner. Totalt innehåller skivan 115 bilder.
Men det kommer att dröja innan någon av Voyagersonderna passerar nära ett annat planetsystem, närmare bestämt ca 40 000 år. En av dem som var med och tog fram vad som skulle finnas på skivan var den berömda amerikanska astronomen Carl Sagan och han sa så här om Voyagers gyllne skiva: ”The spacecraft will be encountered and the record played only if there are advanced spacefaring civilizations in interstellar space. But the launching of this bottle into the cosmic ocean says something very hopeful about life on this planet.”
 |
 |
Framtiden
Voyagersondernas fortsatta färd
Hur ser då framtiden ut för de två Voyagersonderna? Jo sonderna, som i början av november 2010 befann sig på ett avstånd av 115-116 AU från jorden, fortsätter att sända vetenskapliga data till jorden. På grund av att den radioaktiva energikällan genererar allt mindre energi tvingas man dock successivt att släcka ner sondernas instrument och funktioner. Till exempel har man stängt av sondernas ultravioletta spektrometrar och kommer inom ett par år att tvingas stänga av sondernas gyro. Avstängandet av gyrot innebär att sonderna inte kommer att kunna rotera, och rotationen används till exempel när man ska mäta magnetfält. Man prioriterar de instrument som har med utforskning av den interstellära rymden att göra. Nedan är NASA:s plan för hur de olika systemen och instrumenten kommer att stängas av3:
VOYAGER 1 | VOYAGER 2 | |
Power Off Plasma (PLS) Subsystem. | 2007-032 | |
PLS Heater | 2007-130 | |
Power Off Planetary Radio Astronomy Experiment (PRA) | 2008-015 | 2008-052 |
Terminate scan platform and Ultra Violet (UV) observations | ~EOY 2010 | 1998-316 |
Termination of Data Tape Recorder (DTR) operations | ~2015 | 2007-248 |
Termination of gyro operations | ~2016 | ~2015 |
Initiate instrument power shutdown | ~2020 | ~2020 |
Can no longer power any single instrument | No earlier than 2025 | No earlier than 2025 |
Tabell 1. NASA:s plan för sondernas framtid. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/spacecraftlife.html.
Följande experiment beräknar man vara i funktion minst fram till år 2020: Detektorn för laddade lågenergipartiklar, systemet för kosmisk strålning, magnetometern och plasmasystemet.
Vad händer efter Voyagersonderna?
Vill vi överträffa Voyagersonderna när det gäller tillryggalagd sträcka så måste vi ta fram bättre energikällor och framdrivningssytem. Att Voyagersonderna lyckats ta sig så långt ut i rymden på så relativt kort tid beror på att de kunde utnyttja andra planeters dragningskraft för att på så sätt få en ”skjuts” ut i rymden. Men detta läge inträffar bara med mycket långa mellanrum och för att vi inte ska bli beroende av dessa måste vi ta fram andra framdrivningssystem. Det finns ett antal olika teorier och förslag på vilken metod som är bäst lämpad för framtida interstellära resor, till exempel fusions- eller fissionsenergi.15 Men det finns även mer futuristiska förslag så som användandet av antimateria eller ljus/magnetsegel som får sin energi från en kraftfull laserkälla placerade i vårt eget solsystem. Lyckas vi inte skapa sonder som färdas med betydligt högre hastighet än dagens så tvingas vi ha minst sagt tålamod och lång framförhållning. Att skapa sonder som når sitt mål först efter 100-tals år är kanske inte realistiskt. Och om vi nu skapar denna typ av extremt långlivade sonder så finns det ändå ett antal utmaningar. Vi måste till exempel ta fram en bättre energikälla för sondens instrument och interna system. Förutom detta finns givetvis andra problem som måste lösas, till exempel måste vi utveckla tekniken att kommunicera med sonder som befinner sig på extrema avstånd.
Voyagersonderna är dock inte ensamma, det finns andra sonder som ska eller är på väg att utforska våra yttre planeter samt utkanten av solsystemet. Till exempel rymdfarkosterna New Horizons, IBEX och Juno. Majoriteten av alla sonder som är planerade att skickas upp har dock Mars eller månen som mål.
New Horizons, som är den enda av dessa tre som ännu skjutits upp, är på väg till Pluto.13 Sonden sköts upp i januari 2006 och förväntas nå Pluto och dess största måne Charon i mitten av 2015. New Horizons är den första sonden att i så fall passera på nära håll. Huvuduppdragen är att analysera Pluto och Charons geologi och morfologi samt kartlägga ytans kemiska beståndsdelar. Dessutom ska man analysera Plutos atmosfär. Och man kommer att komma så pass nära att man kan ta bilder med en upplösning på cirka 50 meter. Man har även möjlighet att upptäcka eventuella ytterligare månar samt eventuella ringar runt Pluto. Om möjligt ska man även fortsätta efter Pluto och försöka få närkontakt med något av de andra objekten i Kuiperbältet. Exakt vilket objekt är ännu inte bestämt. New Horizons kommer dock aldrig att ”köra om” Voyagersonderna då den håller en lägre hastighet.
 |
| Bild 23. New Horizons |
IBEX (Interstellar Boundary Explorer) sköts upp 2008 och har som uppdrag att utforska solsystemets utkanter.12 Den är dock inte en rymdsond utan en satellit till jorden, det vill säga den kommer inte att så som Voyagersonderna ta sig till solsystemets utkant utan kommer att utföra sina experiment från sin bana runt jorden. Målet med experimenten är att genom olika typer av mätningar få en bättre förståelse för hur solvinden och det interstellära mediet interagerar med varandra. Området som är mest intressant kallas terminal shock och IBEX har för första gången skapat en bild/karta av detta område, se bild 26. För att skapa dessa kartor mäter man förekomsten av mycket snabba neutrala atomer (så kallade energetic neutral atoms). Dessa typer av atomer skapas då solvinden och det interstellära mediet möts. Dessa atomer är mycket utspridda, IBEX detekterar ungefär ett par stycken per timme! Som man kan se i bild 26 så är atomerna inte jämt fördelade utan det finns ett bågformat område där förekomsten är högre än i övriga delar. Man vet ännu inte exakt vad detta beror på men en teori är att det beror på magnetfältet i vår del av galaxen.
 |
 |
| Rött symboliserar det högsta antalet atomer och blått det lägsta. |
 |
I NASA:s strategi för framtida uppdrag i rymden har man fyra teman man jobbar utifrån20:
- The First Billion Years of Solar System History.
- Volatiles and Organics; The Stuff of Life.
- The Origin and Evolution of Habitable Worlds.
- Processes; How Planets Work.
- Volatiles and Organics; The Stuff of Life.
- The Origin and Evolution of Habitable Worlds.
- Processes; How Planets Work.
Jag tycker att dessa fyra punkter säger mycket om varför vi måste fortsätta att utforska rymden. Även om vi får mer och mer kunskap om rymden så är det fortfarande så ofantligt mycket vi inte vet. Och människan har alltid varit en utforskande varelse, och jag tror att vi kommer att fortsätta vara det, även när det gäller världar utanför vår egen!
Källor och referenser
De Internetbaserade källorna har jag redovisat med i följande ordning: sidan titel (den som syns högst upp i webbläsarens ram), sidans rubrik om sådan finns samt webbadress. Om även undersidor används som källa eller referens anges det efter webbadressen. Webbsidorna besöktes under oktober och november 2010.
1. ”NASA – NSSDC – Spacecraft – Details”, ”Voyager 1”,
2. ”NASA – NSSDC – Spacecraft – Details”, ”Voyager 2”,
4. ”Voyager program – Wikipedia, the free encyclopedia”, “Voyager program”, http://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_program.
5. “Space, Stars, Earth, Planets and More – NASA Jet Propulsion Laboratory”, “Jet Propulsion Laboratory”, http://www.jpl.nasa.gov/ med underliggande sidor.
6. “Marinerprogrammet – Wikipedia”, “Marinerprogrammet”, http://sv.wikipedia.org/wiki/Marinerprogrammet.
7. “Discovering the Universe”. Comins, Neil F. och Kaufman III, William J. Sjunde upplagan, 2005.
8. ”Cape Canaveral Rocket and Missile Programs:”, ”TITAN III-E CENTAUR Fact Sheet”, http://www.spaceline.org/rocketsum/titan-III-e-centaur.html.
9. “Deep Space Network Home Page”, “ABOUT THE DEEP SPACE NETWORK”, http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsn/.
10. “Radioisotopgenerator – Wikipedia”, “Radioisotopgenerator”, http://sv.wikipedia.org/wiki/Radioisotopgenerator.
11. “NASA’s Cosmicopia – Sun – Heliosphere”, “The Heliosphere”, http://helios.gsfc.nasa.gov/heliosph.html.
12. “NASA – ‘Impressionist’ Spacecraft to View Solars System’s Invisible Frontier”, “IBEX”, http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/index.html.
13. “New Horizons Web Site”, “New Horizon”, http://pluto.jhuapl.edu/index.php.
14. “NASA – Juno”, “Juno”, http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/main/index.html.
15. “Interstellar travel – Wikipedia, the free encyclopedia”, “Interstellar travel”, http://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_travel.
16. “Pale Blue Dot – Wikipedia, the free encyclopedia”, “Pale Blue Dot”, http://en.wikipedia.org/wiki/Pale_Blue_Dot.
17. ”Voyager – Explore the Cosmos | The Planetary Society”, “Voyager”, http://www.planetary.org/explore/topics/space_missions/voyager/ med underliggande sidor.
18. “Io (moon) – Wikipedia, the free encyclopedia”, “Io (moon)”, http://en.wikipedia.org/wiki/Io_(moon).
19. “Miranda (moon) – Wikipedia, the free encyclopedia”, “Miranda (moon)”, http://en.wikipedia.org/wiki/Miranda_(moon).
20. “Solar System Exploration: Mission: Strategic Exploration Plans”, “NASA’s Approach to Future Exploration”, http://solarsystem.nasa.gov/missions/future1.cfm med underliggande sidor.
Källor till de bilder som används i dokumentet:Försättsblad. Bild på Voyager 1. Källa: NASA, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/13jul_solarblast/.
Bild 1. Voyager 1 sänds upp med hjälp av raketen Titan III-Centaur. Källa: http://nix.nasa.gov/info?id=MSFC-9141932.
Bild 2. Voyagersondernas bana förbi de yttre planeterna. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/spacecraft.html.
Bild 3. Banorna för Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 1 och Pioneer 2 samt deras ungefärliga positioner i april 2007. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Outersolarsystem-probes-4407.jpg.
Bild 4. Solsystemet och området utanför visat i logaritmisk skala. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Solarmap.png.
Bild 5. Voyagersonden och dess viktigaste delar. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Voyager_spacecraft_structure.jpg.
Bild 6. En av de 70-meter stora antenner som används för att kommunicera med Voyagersonderna. Källa: http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsn/antennas/70m.html.
Bild 7. Voyagersonden. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/spacecraft.html.
Bild8.. Bilden "Pale Blue Dot" tagen av Voyager 1. Jorden är den blå pricken markerad med en ring. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Pale_Blue_Dot.
Bild 9. "Family Portrait". Källa: http://www.planetary.org/explore/topics/space_missions/voyager/family_portrait.html.
Bild 10. Jupiters stora röda fläck. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/jupiter.html.
Bild 11. Vulkanutbrott på Io. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/jupiter.html.
Bild 12. Jupiters ringar. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/jupiter.html.
Bild 13. Fläckar, så kallade spokes. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/saturn.html.
Bild 14. Månen Enceladus. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/saturn.html.
Bild 15. Månen Mimas. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Mimas_(moon).
Bild 16. Uranus ringar. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/uranus.html.
Bild 17. Mirandas yta. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/uranus.html.
Bild 19. Neptunus ringar. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/neptune.html.
Bild 18. Neptunus. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/neptune.html.
Bild 20. Neptunus måne Triton. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/neptune.html.
Bild 21. Omslaget till Voyagers gyllne skiva. Källa: http://voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec.html.
Bild 22. Voyagers gyllne skiva. Källa: http://sv.wikipedia.org/wiki/Voyager_Golden_Record.
Bild 23. New Horizons. Källa: http://pluto.jhuapl.edu/gallery/artistConcepts/artistConcepts_06.html.
Bild 24. Juno.. Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft).
Bild 25. IBEX. Källa: http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/index.html.
Bild 26. Karta som visar antalet "energetic neutral atoms". Rött symboliserar det högsta antalet atomer och blått det lägsta. Källa: http://www.ibex.swri.edu/students/What_do_the_first_maps.shtml.
Bild 27. Konceptbild av Europa Astrobiology Lander. Källa: http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?Sort=Target&Target=Jupiter&MCode=EAL.....
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar