Het verste en langstlevende ruimtevaartuig van de mensheid, Reiziger 1 en 2, in augustus en september 40 jaar operatie en exploratie bereiken. Ondanks hun grote afstand, ze blijven dagelijks met NASA communiceren, nog steeds de laatste grens aftasten.

Hun verhaal heeft niet alleen invloed gehad op generaties huidige en toekomstige wetenschappers en ingenieurs, maar ook de cultuur van de aarde, inclusief film, kunst en muziek. Elk ruimtevaartuig draagt ​​een gouden plaat van aardse geluiden, foto's en berichten. Aangezien het ruimtevaartuig miljarden jaren mee zou kunnen gaan, deze cirkelvormige tijdcapsules zouden ooit de enige sporen van menselijke beschaving kunnen zijn.

"Ik geloof dat maar weinig missies ooit de prestaties van het Voyager-ruimtevaartuig kunnen evenaren tijdens hun vier decennia van verkenning, " zei Thomas Zurbuchen, associate administrator voor NASA's Science Mission Directorate (SMD) op het NASA-hoofdkwartier. "Ze hebben ons geleerd over de onbekende wonderen van het universum en hebben de mensheid echt geïnspireerd om ons zonnestelsel en daarbuiten te blijven verkennen."

De Voyagers hebben talloze records gevestigd op hun ongeëvenaarde reizen. In 2012, reiziger 1, die op 5 september werd gelanceerd, 1977, werd het enige ruimtevaartuig dat de interstellaire ruimte is binnengegaan. reiziger 2, gelanceerd op 20 augustus, 1977, is het enige ruimtevaartuig dat langs alle vier de buitenste planeten is gevlogen - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Hun talrijke planetaire ontmoetingen omvatten het ontdekken van de eerste actieve vulkanen buiten de aarde, op Jupiters maan Io; hints van een ondergrondse oceaan op Jupiters maan Europa; de meest aardachtige atmosfeer in het zonnestelsel, op Saturnusmaan Titan; de verwarde, ijzige maan Miranda op Uranus; en ijskoude geisers op Neptunusmaan Triton.

Hoewel het ruimtevaartuig de planeten ver achter zich heeft gelaten - en geen van beide in de buurt van een andere ster zal komen gedurende 40, 000 jaar - de twee sondes sturen nog steeds waarnemingen terug over omstandigheden waarin de invloed van onze zon afneemt en de interstellaire ruimte begint.

reiziger 1, nu bijna 13 miljard mijl van de aarde, reist door de interstellaire ruimte noordwaarts uit het vlak van de planeten. De sonde heeft onderzoekers geïnformeerd dat kosmische straling, atoomkernen versneld tot bijna de lichtsnelheid, komen in de interstellaire ruimte tot vier keer meer voor dan in de buurt van de aarde. Dit betekent de heliosfeer, het belachtige volume dat de planeten en zonnewind van ons zonnestelsel bevat, fungeert effectief als een stralingsschild voor de planeten. Voyager 1 liet ook doorschemeren dat het magnetische veld van het lokale interstellaire medium rond de heliosfeer is gewikkeld.

reiziger 2, nu bijna 11 miljard mijl van de aarde, reist naar het zuiden en zal naar verwachting de komende jaren de interstellaire ruimte betreden. De verschillende locaties van de twee Voyagers stellen wetenschappers in staat om op dit moment twee gebieden in de ruimte te vergelijken waar de heliosfeer interageert met het omringende interstellaire medium met behulp van instrumenten die geladen deeltjes meten, magnetische velden, laagfrequente radiogolven en zonnewindplasma. Zodra Voyager 2 het interstellaire medium binnengaat, ze zullen ook in staat zijn om het medium tegelijkertijd van twee verschillende locaties te bemonsteren.

"Niemand van ons wist toen we 40 jaar geleden lanceerden, dat alles nog zou werken, en doorgaan op deze baanbrekende reis, " zei Ed Steen, Voyager-projectwetenschapper bij Caltech in Pasadena, Californië. "Het meest opwindende dat ze in de komende vijf jaar ontdekken, is waarschijnlijk iets waarvan we niet wisten dat het ontdekt zou worden."

De tweeling Voyagers zijn kosmische overachievers geweest, dankzij de vooruitziende blik van missieontwerpers. Door zich voor te bereiden op de stralingsomgeving bij Jupiter, de hardste van alle planeten in ons zonnestelsel, het ruimtevaartuig was goed uitgerust voor hun volgende reizen. Beide Voyagers hebben redundante systemen waarmee het ruimtevaartuig indien nodig autonoom kan overschakelen naar back-upsystemen. evenals duurzame voedingen. Elke Voyager heeft drie thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren, apparaten die de warmte-energie gebruiken die wordt gegenereerd door het verval van plutonium-238 - slechts de helft daarvan zal na 88 jaar verdwenen zijn.

De ruimte is bijna leeg, dus de Voyagers lopen geen significant risico om door grote objecten te worden gebombardeerd. Echter, De interstellaire ruimteomgeving van Voyager 1 is geen volledige leegte. Het is gevuld met wolken van verdund materiaal dat overblijft van sterren die miljoenen jaren geleden als supernova's explodeerden. Dit materiaal vormt geen gevaar voor het ruimtevaartuig, maar is een belangrijk onderdeel van de omgeving die de Voyager-missie wetenschappers helpt te bestuderen en te karakteriseren.

Omdat het vermogen van de Voyagers met vier watt per jaar afneemt, ingenieurs leren hoe ze het ruimtevaartuig moeten bedienen onder steeds strengere vermogensbeperkingen. En om de levensduur van de Voyagers te maximaliseren, ze moeten ook documenten raadplegen die tien jaar eerder zijn geschreven en waarin commando's en software worden beschreven, naast de expertise van voormalige Voyager-ingenieurs.

"De technologie is vele generaties oud, en er is iemand met ontwerpervaring uit de jaren 70 nodig om te begrijpen hoe het ruimtevaartuig werkt en welke updates kunnen worden aangebracht om het vandaag en in de toekomst te laten blijven functioneren, " zei Suzanne Dodd, Voyager-projectmanager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena.

Teamleden schatten dat ze tegen 2030 het laatste wetenschappelijke instrument moeten uitschakelen. zelfs nadat het ruimtevaartuig stil is gevallen, ze zullen hun traject voortzetten met hun huidige snelheid van meer dan 30, 000 mph (48, 280 kilometer per uur), om de 225 miljoen jaar een baan om de Melkweg voltooien.

Eerste en verste:hoe de Voyagers paden aflegden

Er zijn maar weinig missies die kunnen tippen aan de prestaties van NASA's baanbrekende Voyager 1 en 2 ruimtevaartuigen tijdens hun 40 jaar verkenning. Hier is een korte lijst van hun belangrijkste prestaties tot nu toe.

Planetaire primeurs

Gelanceerd in 1977, de Voyagers leverden veel verrassingen en ontdekkingen op door hun ontmoetingen met de gasreuzen van het buitenste zonnestelsel:Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Tussen 1977 en 1990, de missie bereikte deze onderscheidingen:

• Eerste ruimtevaartuig dat langs alle vier de planeten van het buitenste zonnestelsel vliegt (Voyager 2)
• Eerste missie om meerdere manen van de vier buitenste planeten te ontdekken (beide ruimtevaartuigen):drie nieuwe manen bij Jupiter, vier nieuwe manen bij Saturnus, 11 nieuwe manen op Uranus, zes nieuwe manen op Neptunus
• Eerste ruimtevaartuig dat langs vier verschillende doelplaneten vliegt (Voyager 2)
• Eerste ruimtevaartuig dat Uranus en Neptunus bezoekt (Voyager 2)
• Eerste ruimtevaartuig dat de ringen van Jupiter in beeld bracht, Uranus en Neptunus (Voyager 2)
• Eerste ruimtevaartuig dat actieve vulkanen buiten de aarde ontdekt (op Jupiters maan Io-Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat bliksem detecteert op een andere planeet dan de aarde (bij Jupiter-Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat suggesties vond voor een oceaan buiten de aarde (bij Jupiters maan Europa - beide ruimtevaartuigen)
• Eerste ruimtevaartuig dat een stikstofrijke atmosfeer detecteert buiten onze thuisplaneet (bij Saturnusmaan Titan-Voyager 1)

Heliofysica primeurs

Nadat Voyager 1 in november 1980 van Saturnus was vertrokken, het begon een reis naar waar nog nooit een door mensen gemaakt object was geweest:de ruimte tussen de sterren. Op 25 augustus, 2012, het ging over in de interstellaire ruimte, de heliosfeer achterlatend - de enorme magnetische bel die onze zon omvat, planeten en zonnewind. Voyager 2 zette koers naar de interstellaire ruimte na zijn vertrek vanaf Neptunus in augustus 1989, en zal naar verwachting de komende jaren de interstellaire ruimte betreden. Samen hebben de Voyagers ons veel geleerd over de omvang van de invloed van onze zon en de aard van de ruimte die buiten onze planeten ligt.

• Eerste ruimtevaartuig dat de heliosfeer verlaat en de interstellaire ruimte binnengaat (Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat de volledige intensiteit van kosmische straling meet - atomen versneld tot bijna de lichtsnelheid - in de interstellaire ruimte (Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat magnetisch veld meet in de interstellaire ruimte (Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat de dichtheid van interstellair medium meet - materiaal uitgestoten door oude supernova's (Voyager 1)
• Eerste ruimtevaartuig dat de beëindigingsschok van zonnewind meet - de grens waar door zonnewind geladen deeltjes langzamer worden dan de geluidssnelheid wanneer ze in het interstellaire medium beginnen te drukken (Voyager 2)

Engineering en computing primeurs en records

de reizigers, die gelanceerd werd met bijna identieke configuraties en instrumenten, werden ontworpen om de harde stralingsomgeving van Jupiter te weerstaan ​​- de grootste fysieke uitdaging die ze ooit zouden tegenkomen. De voorbereidingen voor het gevaar bij Jupiter zorgden ervoor dat de Voyagers goed uitgerust zouden zijn voor de rest van hun reizen, te. De vooruitgang op het gebied van engineering en computergebruik die de Voyagers debuteerden, vormden de basis voor toekomstige missies.

• Eerste ruimtevaartuig uitgebreid beschermd tegen straling, die ook de norm zette voor de marge van het stralingsontwerp die vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt voor ruimtemissies
• Eerste ruimtevaartuig beschermd tegen externe elektrostatische ontladingen
• Eerste ruimtevaartuig met programmeerbare computergestuurde stand en articulatie (wat het richten van het ruimtevaartuig betekent)
• Eerste ruimtevaartuig met autonome foutbeveiliging, in staat zijn eigen problemen op te sporen en corrigerende maatregelen te nemen
• Eerste gebruik van Reed-Solomon-code voor ruimtevaartuiggegevens - een algoritme om fouten in gegevensoverdracht en -opslag te verminderen, die tegenwoordig veel wordt gebruikt
• De eerste keer dat ingenieurs grondcommunicatieantennes in een array aan elkaar koppelden om meer gegevens te kunnen ontvangen (voor de ontmoeting met Uranus van Voyager 2)

Verder dan dat, het Voyager-ruimtevaartuig gaat door met het vestigen van uithoudings- en afstandsrecords:

• Langste continu werkende ruimtevaartuig (Voyager 2, die op 13 augustus het record van Pioneer 6 passeerde, 2012)
• Verste ruimtevaartuig vanaf de zon (Voyager 1, die op 17 februari de afstand van Pioneer 10 passeerde, 1998 en is momenteel ongeveer 13 miljard mijl, of 21 miljard kilometer, weg)