Gamma č. 037 (Poutníci ke hvězdám (IV.))

Autor: Jarda Pecka <gamma(at)oranzovestranky.cz>, Téma: Poutníci ke hvězdám, Vydáno dne: 07. 02. 2006

Poutníci ke hvězdám (IV.) - mise Voyager (2.)

Voyager 1 teď opouští sluneční soustavu nad rovinou ekliptiky (rozumíme si, že slovo ?nad? tady souvisí jen se zavedeným způsobem kreslení map severem nahoru) a ?stoupá? nad ni pod úhlem 35 stupňů rychlostí 520 miliónů kilometrů za rok (16,5 km/s).
Voyager 2 proletěl kolem Uranu 24. ledna 1986 a 25. srpna 1989 minul Neptuna. Pak se jeho dráha zakřivila také mimo rovinu ekliptiky a sonda zamířila mírně k jihu pod úhlem 48 stupňů rychlostí 470 miliónů km za rok (15 km/s). Její planetární úkoly tím skončily a projekt od té doby pokračuje pod názvem ?Voyager Interstellar Mission?.



Neptun a Triton(klikni) Dráhy vesmírných sond(klikni)



Oba Voyagery byly zejména díky svým těsným průletům kolem Jupitera a Saturna urychleny natolik, že se staly nejrychlejšími sondami, které kdy byly člověkem vypuštěny. Tak se 17. února 1998 ve 22.10 světového času ocitla jednička dál od Slunce i Země než do té doby nejvzdálenější sonda Pioneer 10.


Voyagery budou dál sledovat mezihvězdné ultrafialové záření a hledat fyzikální hranici sluneční soustavy, vymezenou takzvanou heliopauzou - rázovou vlnou, kterou v mezihvězdném prostředí vytváří sluneční záření. K původní ceně projektu ve výši $865 miliónů dolarů NASA přidělila dodatečných 30 miliónů, aby pozemní sledování sond mohlo pokračovat další dva roky po překročení oběžné dráhy Neptuna.


Mezihvězdná mise obou Voyagerů bude probíhat ve třech postupných fázích. Nejprve budou zkoumat strukturu slunečního větru na periferii sluneční soustavy (to je současná etapa); pak budou sledovat slábnoucí sluneční vítr, jehož rychlost bude s blížící se heliopauzou klesat z vysoce nadzvukové rychlosti k podzvukové (vysvětlení rychlosti zvuku v kosmickém prostoru najdete v Gamměopět používáme tenhle pozemský termín jen pro hrubou orientaci, s vědomím, že v kosmu se zvuk šířit nemůže). V současné době se předpokládá, že heliopauzou Voyager 1 proletí někdy v průběhu let 2001 - 2003 ve vzdálenosti 80-90 astronomických jednotek (1 AJ = vzdálenost Země od Slunce, tj. 149 500 000 km) čili necelých třináct miliard kilometrů, což představuje zhruba dvojnásobek vzdálenosti Pluta od Slunce. Tloušťka heliopauzy, která představuje poslední štít sluneční soustavy proti kosmickým vetřelcům, je zatím věcí ryzí spekulace; má se za to, že by mohla činit až několik astronomických jednotek (zhruba vzdálenost od Slunce k Jupiteru), takže Voyageru by mohlo trvat několik let, než ji překoná.


Pak začne poslední fáze cesty: skutečný mezihvězdný let, kdy se sondy budou plavit v prostředí ?hvězdného větru?, tj. proudu částic vysílaných okolními hvězdami.


V současné době oba Voyagery zkoumají své okolí v pěti oborech: magnetické pole, nízkoenergetické nabité částice, plasma, kosmické paprsky a plasmové vlny. Vědecké týmy zpracovávající tyto údaje na jejich základě analyzují intenzitu a orientaci slunečního magnetického pole v této vzdálené oblasti; dále složení, směr letu a energetické rozložení částic slunečního větru a mezihvězdných paprsků; sílu rádiového záření, o kterém se má za to, že vzniká na heliopauze, a rozložení atomů vodíku ve vnějších oblastech sluneční soustavy. Na palubě každého Voyageru pracuje pět přístrojů, které jsou přímo sledovány vědeckými týmy (viz výše uvedený výčet) a další dva přístroje (planetární radioastronomický systém a ultrafialový spektrometr), k jejichž sledování není přidělen konkrétní vědecký tým, ale jejich údaje jsou vědecké veřejnosti k dispozici.


Vědecké údaje jsou na Zemi přenášeny trvalou rychlostí 160 bitů/s pomocí sítě Deep Space Network. Jednou týdně je na každé z obou sond zaznamenáno 48 sekund vysokokapacitních dat (115 kilobitů/s) do palubního digitálního magnetofonu, odkud jsou tyto údaje jednou za půl roku odvysílány na Zemi; k tomu je vždy třeba vyhradit strojový čas anténního pole sítě DSN o rozměrech 70x40 metrů. Po ukončení přenosu jsou data přenesena do kalifornské Jet Propulsion Laboratory a uložena v souborech, přístupných všem vědeckým týmům.


Obě sondy Voyager jsou nadále v činnosti a mají dostatek elektrické energie (z plutoniového radioaktivního článku; na začátku roku 1997 poskytovaly články něco přes 300 W) i pohonných hmot pro orientační motorky; jako první by měla dojít zásoba elektřiny, někdy kolem roku 2020. Z úsporných důvodů bude nutno postupně vypínat jednotlivé přístroje. Jako první už bylo nutno vypnout vyhřívání přístrojové platformy, po jejímž vychladnutí přestal fungovat ultrafialový spektrometr.


Vypnutí gyrostabilizátoru kolem roku 2010 bude mít za následek nemožnost další kalibrace magnetometru, která se provádí šestkrát za rok deseti otočkami sondy o celý kruh. Pomocí tohoto manévru sonda dokáže odlišit své vlastní magnetické pole od pole okolního vesmíru, které je o hodně slabší než její vlastní. Od té chvíle také nebude nadále možno používat sluneční senzor a anténu s vysokým ziskem, která vyžaduje přesné zaměření na Zemi. Poslední přístroje přestanou fungovat někdy kolem roku 2020; plutoniový generátor bude mít ještě dostatek energie, ale bimetalový článek už v důsledku degradace své kvality nebude schopen s dostatečnou účinností převádět jeho teplo na elektrický proud. Po dalších asi deseti letech by však přístroje stejně nebylo možno nadále používat, protože tou dobou už budou sondy tak daleko od domova, že ani s plně funkčními senzory by už nebyly schopny rozeznat Slunce od okolních hvězd. Není snad výstižnějšího vyjádření obrovských vzdáleností, do kterých se tito vyslanci vydávají.


Někdy po roce 2020 tedy obě sondy definitivně umlknou; i potom se však budou dál řítit ke hvězdám, už mlčenlivé a vychladlé, a možná budou všichni čtyři poutníci (dva Pioneery a dva Voyagery) tiše bloudit pustými rozlohami Galaxie (aby opustily i Mléčnou dráhu, na to žádná ze sond nemá dostatečnou rychlost) i v době, kdy planeta Země a možná ani lidský rod už nebudou existovat.

(konec seriálu)


Dnes mám pro vás dva obrázky: na prvním je černobílý záběr Neptuna (ke kterému Voyager 2 doletěl s chybou 35 km a zpožděním jedné sekundy) spolu s jeho měsícem Triton, jenž obíhá Neptuna ve vzdálenosti o něco menší než je vzdálenost Měsíce od Země; jeho průměr 2700 km představuje zhruba pětinu zemského.
Máte-li ve shonu pracovního dne chvilku času, zkuste věnovat půl minuty tichému obdivu přísné krásy mrazivého světa, žijícího podle vlastních zákonů na temné periferii sluneční soustavy v dálkách větších, než si dokážeme představit.

Na druhém obrázku je schématické znázornění dráhy všech čtyř mezihvězdných sond ve vztahu k heliopauze.