Voyager 1
| Voyager 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Kunstnerens inntrykk av en Voyager-sonde i verdensrommet | |||||||||||||||||||||||||||||||
| NSSDC ID | 1977-084A | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Misjonsmål | Undersøkelse av planetene Jupiter og Saturn og deres måner | ||||||||||||||||||||||||||||||
| operatør |
 NASA
|
||||||||||||||||||||||||||||||
| Launcher | Titan IIIE Centaur | ||||||||||||||||||||||||||||||
| konstruksjon | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Startmasse | 825,50 kg | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Instrumenter | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
CRS, ISS, IRIS, LECP, PPS, PLS, PWS, PRA, RSS, MAG, UVS | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Oppdragets forløp | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Startdato | 5. september 1977 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| startpute | Cape Canaveral AFS Launch Complex 41 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Sluttdato | Vitenskapelige aktiviteter: ca. 2025, kontakt: ca. 2036 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Voyager 1 ( engelsk voyager 'traveller') er en romsonde fra det amerikanske romfartsorganet NASA for utforskning av det ytre planetariske systemet og det interstellare rommet som en del av Voyager-programmet . Den ble sjøsatt 5. september 1977 fra Launch Complex 41 på Cape Canaveral med en Titan IIIE Centaur- rakett. Den identiske søstersonden, Voyager 2 , tok av på en annen bane 16 dager tidligere. Voyager 1 fløy først til planetene Jupiter og Saturn og gikk inn i det interstellare rommet 25. august 2012 som det første menneskeskapte objektet .
Oppdraget til Voyager 1, i likhet med Voyager 2, anses å være en av de største suksessene til NASA og romfart generelt. Sonden fortsetter å sende data tilbake til jorden regelmessig . Det er også det fjerneste menneskeskapte objektet og vil beholde denne statusen i overskuelig fremtid. For tiden (22. mai 2021) er Voyager 1 omtrent 152,79 astronomiske enheter (AU) fra solen (omtrent 22,86 milliarder kilometer). Avstanden øker årlig med rundt 3,6 AU (ca. 540 millioner km), noe som tilsvarer en (radiell) hastighet på rundt 61.000 km / t. Sett fra jorden ligger Voyager 1 i stjernebildet til slangebæreren .
forhistorie
Røttene til Voyager-programmet går tilbake til midten av 1960-tallet. Det var beregninger av baner for sonder som skulle utnytte de gunstige posisjonene til de ytre planetene på slutten av 1970-tallet. Det ble besluttet å bygge Voyager 1 og 2 tidlig på 1970-tallet. Siden de opprinnelig var planlagt som en utvidelse av Mariner- serien, ble probene opprinnelig referert til som Mariner 11 og 12 . Denne betegnelsen ble senere droppet på grunn av de store strukturelle forskjellene mellom sonderne. I mars 1975 var konseptfasen fullført, og byggingen av de to probene startet.
Misjonsmål
Opprinnelige oppdragsmål
Voyager-probene hadde ikke noe særlig forskningsfokus. Siden det bare var lite kunnskap om de ytre planetene på dette tidspunktet, bør denne kunnskapen utvides. Derfor var de opprinnelige målene for oppdraget relativt brede:
- Undersøkelse av atmosfæren til Jupiter og Saturn med hensyn til sirkulasjon , struktur og sammensetning
- Analyse av geomorfologi , geologi og sammensetning av månene
- mer presis bestemmelse av massen, størrelsen og formen på planetene, alle måner og ringer
- Undersøkelse av forskjellige magnetfelt med hensyn til feltstruktur
- Analyse av sammensetningen og fordelingen av ladede partikler og plasma
- Fokuserte undersøkelser av månene Io og Titan
Nåværende interstellar oppdrag
Mens Voyager 2 fløy lenger fra Saturn i retning Uranus og Neptun , har Voyager 1 vært på vei til de ytre områdene av solsystemet og inn i det interstellare rommet siden Saturn . 1. januar 1990 startet "Voyager Interstellar Mission" (VIM) den siste fasen av den utforskende oppdraget.
Voyager 1 undersøker for tiden følgende fenomener:
- styrken og orienteringen av den solens magnetfelt
- sammensetningen, retningen og energispektrene til solvind og kosmiske stråler
- styrken av radiobølger, antagelig fra heliopausen kommer
- fordelingen av hydrogen i området av den ytre heliopausen.
Programmet ble presset flere ganger av budsjettmessige årsaker, ettersom driften av sonden koster flere millioner amerikanske dollar per år (personell, DSN- tid osv.). Internasjonale protester og den spesielle posisjonen til Voyager 1 og Voyager 2 forhindret alltid fullstendig avvikling av programmet, hvorved noen budsjettkutt måtte aksepteres.
Sonden og dens vitenskapelige instrumenter
Voyager 1 er en romføler flere meter i størrelse og veier rundt 800 kg . Den består hovedsakelig av en sentral, ringformet aluminiumscelle (diameter ca. 1,80 m), som er deksagonalt i tverrsnitt og huser en stor del av elektronikken, en parabolantenn (diameter ca. 3,6 m) og en 2,5 m lenge en Cantilever som bærer flertallet av de vitenskapelige instrumentene. Energien kommer fra tre radionuklide batterier . Voyager 1 og Voyager 2 er identiske.
Oppdragets forløp
begynne
Voyager 1 ble lansert 5. september 1977 - 16 dager etter søsterproben Voyager 2 - fra Launch Complex 41 på Cape Canaveral med en Titan IIIE Centaur- rakett. En 30-dagers testfase for innebygde systemer og vitenskapelige instrumenter begynte 13 dager etter lanseringen og var vellykket. På grunn av den litt høyere starthastigheten (15,0 km / s versus 14,5 km / s), tok Voyager 1 forbi søstersonden 15. desember i en avstand på 1,75 AU fra solen. Sonden var i standby-modus for det meste av flyet. Bare annenhver måned var det en 20-timers vitenskapsfase der stjernehimmelen ble undersøkt og partikkelmåleren ble slått på.
Utforsker Jupiter
På grunn av hastighetsfordelen ankom Voyager 1 først i Jupiter- systemet. Vitenskapelige observasjoner begynte 4. januar 1979, 60 dager før planeten gikk forbi.
Hovedfasen av etterforskningen startet 4. mars 1979, da sonden bare var en dag unna Jupiter. I tillegg til selve planeten og dens ringer, ble også månen Io undersøkt, som sonden nærmet seg opptil 18.460 km 5. mars. Samme dag ble Ganymedes undersøkt i en avstand på 112.030 km og Europa i en avstand på 732.270 km. Dagen etter nærmet Voyager 1 den siste som ble undersøkt månen Callisto opp til 123.950 kilometer videre. Sonden passerte de fire store månene til Jupiter på bare 30 timer. Totalt 17 477 bilder med maksimal datahastighet på 115,2 kbit / s ble overført under undersøkelsen av Jupiter-systemet.
Voyager 1 ble akselerert til omtrent 16 km / s av Jupiter. 5 kg hydrazin måtte brukes til kurskorrigeringer. Rett etter at Voyager 1 sendte de siste bildene, ankom Voyager 2 25. april og fortsatte å observere. Dermed ble Jupiter observert over en periode på nesten syv måneder, noe som førte til mange nye vitenskapelige funn.
Mens de fløy gjennom systemet, oppdaget Voyager 1 to nye måner, Metis og Thebe , samt den svake planetaringen rundt Jupiter, hvis eksistens allerede var mistenkt etter Pioneer 11- oppdraget. På Io oppdaget Voyager 1 ni aktive vulkaner. Etter flyet forbi Jupiter kunne det sees lyn på nattesiden fra millioner av kilometer unna , noe som indikerte ekstremt voldsomme tordenvær i Jupiters atmosfære.
Nærmer seg Jupiter (varighet: 25 jorddager, 27 millioner km avstand)
Jupiter i ekte farger
Jupiters store røde flekk i falske farger
Utbrudd av en vulkan på Io
Nærbilde av en aktiv vulkan på Io (inkludert lavastrømmer)
Inkludering av Kalli-stos " Valhalla Crater "
Lavoppløselig bilde av månen Amalthea
Månen Ganymedes
Utforske Saturn
Voyager 1 ankom kjernen i Saturn- systemet 10. november 1980 , ni måneder foran søstersonden . Dagen etter ble månen Titan undersøkt. Metanatmosfæren var allerede kjent før oppdraget , og noen forskere mente det var mulig at drivhuseffekten muligens kunne muliggjøre liv på overflaten. Men selv på større avstand kunne man se den homogene smogskyen på månen, som gjorde en undersøkelse av overflaten umulig. Derfor var IRIS- og UVS-instrumentene rettet mot atmosfærens kant for å kunne analysere i det minste dette nøyaktig. Til tross for overflaten til Titan, som ikke var undersøkelig på den tiden, kunne man få ny kunnskap om atmosfæren. I tillegg til den store andelen nitrogen ble det også oppdaget spor av metan, eten og andre hydrokarboner . Atmosfæren i seg selv ble anerkjent som veldig omfattende og tett, men helt klart for kald for livet. Disse funnene gjorde månen til det primære målet for Cassini-Huygens- sonden som ble lansert i 1997 .
Etter å ha passert Saturn 12. november 1980 begynte en av misjonens mest krevende faser. Siden de andre månene som skulle undersøkes hadde en bane veldig nær Saturn, måtte alle tre månene ( Mimas , Dione og Rhea ) samt den uttalt planetariske ringen undersøkes innen bare ti timer, noe som førte skanneplattformen til sine tekniske grenser. . Datahastigheten hadde i mellomtiden sunket til 44,8 kbit / s på grunn av avstanden til jorden som var nådd i mellomtiden, hvor overføringen startet mye tidligere enn med Jupiter, siden Saturn med ringsystemet er betydelig større. Til slutt ble omtrent samme antall bilder tatt som med Jupiter.
Det er funnet mange nye, små, store måner på ringene. Noen få andre følgesvenner ble også oppdaget på månenes Lagrange-punkter . Dette fenomenet var allerede kjent for planeter (noen planetoider følger også Saturn ved ± 60 ° ), men det var en nyhet for måner. Voyager 1 viste også at Saturns planetariske ring ikke er homogen og består av mange individuelle ringer. Siden Voyager 1 ikke beskrev en gunstig bane for en mer detaljert undersøkelse av Saturns ringer og PPS-instrumentet hadde mislyktes, ble banen til følgende Voyager 2 omprogrammert for å kunne analysere ringene fra en bedre bane.
Når du flyr forbi Saturns sørpol, svingte sonden inn i sin endelige bane i en vinkel på 35 ° mot ekliptikken .
Saturn fra en avstand på 5,3 millioner km
Saturn i falske farger
Saturns ringer i detalj
Månen Mimas med sitt karakteristiske Herschel-slagkrater
Månen Dione
Titans atmosfære
Voyager 1 og 2 baner i Saturn-systemet
Familieportrett og lyseblå prikk
.png)
14. februar 1990 ble ISS- instrumentet aktivert en siste gang for å lage en unik fotomosaikk som viser seks planeter i solsystemet i farger. Vitenskapelig hadde den ingen større verdi, men det inspirerte mange forskere og lekfolk: det såkalte familieportrettet.
Spesielt bildet av jorden, kalt Pale Blue Dot , vakte mye oppmerksomhet og ble kåret til en av de ti beste bildene innen romfartsvitenskap i 2001. Den dag i dag er det bildet som viser jorden tatt fra den største avstanden (6,4 milliarder km).
Interstellar oppdrag
Mens Voyager 2 fløy lenger fra Saturn i retning Uranus og Neptun, hadde Voyager 1 vært på vei til de ytre områdene av solsystemet og inn i det interstellare rommet siden Saturnpassasjen. 1. januar 1990 startet den siste fasen av oppdraget: "Voyager Interstellar Mission" (VIM). I februar 1998 "overtok" Voyager 1 Pioneer 10- sonden og har siden den gang blitt den fjerneste menneskeskapte gjenstanden, så vel som den raskeste rømmende gjenstanden i solsystemet.
I perioden mellom august 2002 og februar 2003 målte partikkelsensorene kontinuerlig uvanlige verdier, og det var derfor du antok at Voyager 1 til det foreløpige målet for deres reise nærmet seg: den store, ytre regionen av heliosfæren , Helio-skallet ( helioskede) . I dette området blandes solvindens partikler med interstellar materie og beveger seg med redusert strømningshastighet. Kantsjokkbølgen ved grensen til Helio-skroget ( terminasjonssjokk ) nådde sonden 16. desember 2004 i en avstand på 94 AU (ca. 14,1 milliarder km). Dette ble blant annet gjenkjent av den enormt bremsende solvinden og den brå skiftende retningen til magnetfeltet, som også ble 150% sterkere. I tillegg ble det registrert en økning i tunge ioner og tidligere uregistrerte radioutslipp ble registrert.
31. mars 2006 lyktes en internasjonal gruppe radioamatører fra AMSAT å motta signaler fra Voyager 1 med den parabolske antennen (diameter 20 meter) fra Bochum-observatoriet . På det tidspunktet var sonden på en avstand på 98 AU.
23. desember 2009 kunngjorde NASA at dataene fra Voyager magnetometre indikerte et sterkt magnetfelt utenfor solsystemet. Denne oppdagelsen ga den etterspurte forklaringen på hvorfor den lokale interstellare skyen ikke oppløses: skyen er sterkt magnetisert og holdes derfor sammen av feltet.
Våren 2010 ble det funnet ytterligere indikasjoner på at sonden nærmet heliopausen . Disse er basert på dataene fra LECP- instrumentet, som registrerte en sterk retardasjon av solvinden: Vindens hastighet i forhold til sonden var nesten null i måleperioden (dvs. ca. 17 km / s i forhold til solen) , som reduserer innflytelsen fra solen.
Ved hjelp av MAG- instrumentet klarte Voyager å analysere strukturen til solmagnetfeltet ved kanten av solsystemet gjennom direkte målinger. Siden 2007 har sonden vært i en region der feltet ikke lenger er stabilt, men er delt inn i flere magnetiske bobler med en diameter på rundt 160 millioner kilometer. I juni 2011 kunngjorde NASA at dette sannsynligvis skyldes solens rotasjon. Dette beveger seg og bretter også magnetfeltet deres, som i ekvatorialplanet ved kanten av solsystemet fører til et stort antall tilkoblinger og dermed til den "skumlignende" strukturen i feltet.
Fra og med 25. august 2012 var det et kraftig fall i den avvikende kosmiske strålingen ( ACR ) målt av sonden (noe som resulterte i interaksjon med solvinden ) og en betydelig økning i galaktisk kosmisk stråling ( GCR ). Dette var en indikasjon på at Voyager 1 hadde nådd heliopausen og dermed forlot heliosfæren. Senere analyse av dataene viste imidlertid at selv om intensiteten hadde redusert, hadde ikke partikkelenes retning endret seg. Voyager 1 ville derfor fortsatt ha vært i heliosfæren. Ytterligere målinger fra 9. april 2013 viste svingninger forårsaket av solstormer året før. Dette gjorde det mulig å bestemme plasmadensiteten, som var 40 ganger høyere enn i de ytre lagene av heliosfæren. Ved hjelp av komparative beregninger og ekstrapolasjoner bestemte forskergruppen ved JPL at Voyager 1 hadde passert heliopausen i august 2012 og har vært i det interstellare rommet siden den gang.
For å bedre justere en antenne mot jorden klarte NASA 29. november 2017 å aktivere noen thrustere for korte impulser som sist ble brukt i nærheten av Saturn i november 1980. Med dette tiltaket håper NASA å forlenge sondens levetid med to til tre år.
Gamle (venstre) og nye (høyre) forestillinger om solens magnetfelt
Posisjon og kurs for Voyager 1 (rød) og Voyager 2 15. februar 2009 fra tre forskjellige perspektiver
Solsystem og interstellar plass opp til Alpha Centauri - proporsjoner på en logaritmisk skala
Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 og Voyager 2 baner .
framtid
Med mindre noe uforutsett skjer, vil Voyager 1 om 40.000 år passere stjernen Gliese 445 ( konstellasjonen Giraffe ) , som for tiden er rundt 17 lysår unna solen, 1,6 lysår unna. Gliese 445 vil bare være 3,45 lysår unna solen på dette tidspunktet, ettersom den beveger seg mot oss i høy hastighet. I løpet av 225 millioner år ville romsonden ha gått en avstand som tilsvarer en bane rundt sentrum av vår galakse.
Nåværende status
strømforsyning
Den hydrazin drivstoff for stillingskontroll, vil være tilstrekkelig til minst 2.040. Energiforsyningen er mye mer kritisk: På grunn av det progressive radioaktive kjerneforfallet i radionuklidbatteriene og slitasje på de termoelektriske elementene, synker den tilgjengelige elektriske kraften med rundt 1,4% per år. Som et resultat er mange instrumenter og varmeelementene deres allerede slått av. Det siste vitenskapelige instrumentet må deaktiveres rundt 2023.
sonde
- Avstand fra jorden: ca. 152,79 AU
- Hastighet i forhold til solen: ca. 17 km / s eller 3,6 AU / år
- Avstand tilbakelagt: 28,830,000,000 km = 179,95 AU (per 9. august 2018)
- Gjenværende drivstoff: 17,38 kg (per 16. januar 2015)
- Radionuklid batteristrøm: 254,6 W (ca. 46% spenningstap) (per 16. januar 2015)
- Sanntids datahastighet: 160 bit / s (med 34 m antenner fra DSN )
- Maksimal datahastighet (hver sjette måned): 1,4 kbit / s (med 70 m antenner fra DSN)
Misjonshistorie
Instrumenter
Status: 2017
| instrument | status | Merknader |
|---|---|---|
| Cosmic Ray Sub-System (CRS) | aktiv | |
| Imaging Science System (ISS) | deaktivert | |
| Infrarødt interferometer spektrometer (IRIS) | deaktivert | |
| Partikler med lav energi ladet (LECP) | aktiv | |
| Fotopolarimetersystem (PPS) | feil | Et filter er i en ugyldig posisjon. |
| Plasmaspektrometer (PLS) | feil | |
| Plasma Wave System (PWS) | skadet | Redusert følsomhet i de øvre 8 kanalene, bredbåndsmottaker defekt. |
| Planetary Radio Astronomy (PRA) | deaktivert | |
| Radio Science Sub-system (RSS) | deaktivert | |
| Magnetometer (MAG) | aktiv | |
| Ultrafiolett spektrometer (UVS) | deaktivert |
Voyager Golden Record
Voyager 1 bærer en dataskive laget av kobber som er belagt med gull for å beskytte mot korrosjon , den såkalte "Voyager Golden Record". Bilde- og lydinformasjon om menneskeheten er lagret på den. På fronten er det en slags bruksanvisning og et kart som viser solens posisjon i forhold til 14 pulser .
Populær kulturmottak
Voyager 1 og søstersonden Voyager 2 vakte mye oppmerksomhet, spesielt i deres tidlige misjonsfase, inkludert blant allmennheten. Dette er hovedsakelig på grunn av den uvanlige oppdragsprofilen (spesielt med hensyn til avstandene dekket) og fargefotoene av høy kvalitet av forskjellige motiver for tiden. Ideen om å sende en "melding til verdensrommet" ved hjelp av Voyager Golden Record vakte også stor oppmerksomhet.
Se også
litteratur
- Ben Evans: NASAs Voyager-oppdrag . Springer-Verlag, London 2004, ISBN 1-85233-745-1 .
- Reiner Klingholz: Voyagers Grand Tour . Smithsonian Institute Press, 2003, ISBN 1-58834-124-0 .
- Paul Weissman, Alan Harris: The Great Voyager Adventure: A Guided Tour Through the Solar System . Julian Messner, 1990, ISBN 0-671-72538-6 .
- William E. Burrows: Mission to Deep Space: Voyager's Journey of Discovery . W. H. Freeman & Co. Ltd., 1993, ISBN 0-7167-6500-4 .
- Reiner Klingholz: Maraton i verdensrommet: Den unike reisen til romskipet Voyager 2 . Westerman, Braunschweig 1989, ISBN 3-07-509233-9 .
weblenker
- Voyager-prosjektsiden av NASA (engelsk)
- Detaljert teknisk beskrivelse av Voyager-sonder
- Nasa Images Voyager
- NSSDC Information Voyager 1 ( National Space Science Data Center )
- Informasjon om avstanden og retningen til Voyager 1 fra solen . Tabellen viser året og dagen i året som datoen. NASAs nettsted for datainnhenting finner du her.
- Spektrum.de : Voyager-1 antenner gamle thrustere. 4. desember 2017.
Individuelle bevis
- ↑ NASA Romfartøy legger ut på historisk reise inn i det interstellare rommet.
- ↑ Interstellar Mission. Jet Propulsion Laboratory - California Institute of Technology, åpnet 16. januar 2021.
- ↑ NASA spørringsverktøy (engelsk).
- ↑ NASAs Voyager-prosjektnettsted .
- ↑ Reise til Jupiter. (PDF; 106 MB) NASA, 1981, s. 66, 68 og 73 , åpnet 9. september 2019 (engelsk, PDF-sidetall, ikke originale sidetall for det skannede dokumentet).
- ↑ Eksperternes favoritt rombilder.
- ↑ AMSAT-SE: VOYAGER 1 mottatt av AMSAT-DL-gruppen. 2. april 2006, åpnet 27. oktober 2018 .
- ↑ Voyager gjør til interstellar oppdagelse. ( Memento av 7. desember 2014 i Internet Archive ).
- ↑ NASA Probe Ser Solar Wind Decline. På: JPL.NASA.gov. 13. desember 2010, åpnet 3. januar 2011.
- ^ A b Tony Phillips: En stor overraskelse fra kanten av solsystemet. NASAs Goddard Space Flight Center, åpnet 11. juni 2011 .
- ^ WR Webber, FB McDonald, AC Cummings, EC Stone, B. Heikkila, N. Lal: På Voyager 1 Fra og med 25. august 2012 i en avstand på 121.7 AU fra solen, en plutselig forsvinning av unormale kosmiske stråler og en Uvanlig stor plutselig økning av galaktisk kosmisk stråle H og kjerner og elektron oppstod. På: arxiv.org. 4. desember 2012, åpnet 25. juli 2014.
- ↑ Voyager 1 Cosmic Ray (LA1-rate). ( Memento av 14. juli 2015 i Internet Archive ). Sensordata fra Voyager 1, mai 2012 til mai 2013.
- ↑ JPL: NASA Romfartøy tar fatt på historisk reise inn i det interstellare rommet. 12. september 2013, åpnet 27. oktober 2018 .
- ↑ Voyager 1 fyrer opp thrustere etter 37 år. På: nasa.gov. 1. desember 2017, åpnet 2. desember 2017.
- ↑ a b c NASA - Jet Propulsion Laboratory : Voyager - The Interstellar Mission.
- ↑ Vadim V. Bobylev: Searching for Stars Nært Møte med solsystemet . I: Astronomy Letters . 36, nr. 3, mars 2010, s. 220-226. arxiv : 1003.2160 . bibcode : 2010AstL ... 36..220B . doi : 10.1134 / S1063773710030060 .
- ^ Elisabeth Bösl: 40 år av maraton i verdensrommet. 5. september 2017, åpnet 25. oktober 2020 .
- ↑ "Voyager 1" tenner erstatningsmotorer etter 37 år med inaktivitet.
- ↑ NASAs nettsted: Hvor er Voyagers?
- ↑ a b c NASA-nettsted: Voyager Weekly Reports.
- ↑ Instrumentstatus. På: voyager.jpl.nasa.gov. Engelsk, åpnet 5. september 2017.
- ↑ Terra X av 12. juni 2011: Fascination Universe - The measure of all things. Med professor Harald Lesch.
Oppdrag lansert: Pioneer 10 (1972–2003) | Pioneer 11 (1973-1995) | Voyager 1 (1977-) | Voyager 2 (1977-) | Galileo (1989-2003) | Ulysses (1990-2009) | Cassini-Huygens (1997-2017) | Nye horisonter (2006–) | Juno (2011–)
Planlagte oppdrag: Lucy (2021) | JUICE (2022) | Europe Clipper (2024) | Dragonfly (2027)
