science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's Voyager 2-sonde komt de interstellaire ruimte binnen

Deze afbeelding toont de positie van de Voyager 1- en Voyager 2-sondes van NASA, buiten de heliosfeer, een door de zon gecreëerde beschermende bel die ver voorbij de baan van Pluto reikt. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Voor de tweede keer in de geschiedenis, een door mensen gemaakt object heeft de ruimte tussen de sterren bereikt. NASA's Voyager 2-sonde heeft nu de heliosfeer verlaten - de beschermende bel van deeltjes en magnetische velden die door de zon is gecreëerd.

Leden van NASA's Voyager-team zullen de bevindingen bespreken op een persconferentie om 11.00 uur EST (8 uur PST) vandaag tijdens de bijeenkomst van de American Geophysical Union (AGU) in Washington. De persconferentie zal live worden gestreamd op de website van het bureau.

Het vergelijken van gegevens van verschillende instrumenten aan boord van het baanbrekende ruimtevaartuig, missiewetenschappers hebben vastgesteld dat de sonde op 5 november de buitenrand van de heliosfeer passeerde. heliopauze genoemd, is waar de ijle, hete zonnewind ontmoet de kou, dicht interstellair medium. zijn tweeling, reiziger 1, in 2012 deze grens overschreed maar Voyager 2 draagt ​​een werkend instrument dat de eerste in zijn soort observaties zal geven van de aard van deze poort naar de interstellaire ruimte.

Voyager 2 is nu iets meer dan 18 miljard kilometer van de aarde verwijderd. Missie-operators kunnen nog steeds communiceren met Voyager 2 terwijl deze deze nieuwe fase van zijn reis ingaat, maar informatie - die met de snelheid van het licht beweegt - duurt ongeveer 16,5 uur om van het ruimtevaartuig naar de aarde te reizen. Ter vergelijking, licht dat van de zon komt, doet er ongeveer acht minuten over om de aarde te bereiken.

Het meest overtuigende bewijs van het vertrek van de Voyager 2 uit de heliosfeer kwam van het Plasma Science Experiment (PLS) aan boord, een instrument dat in 1980 op Voyager 1 stopte, lang voordat die sonde de heliopauze overstak. Tot voor kort, de ruimte rond Voyager 2 was voornamelijk gevuld met plasma dat uit onze zon stroomde. Deze uitstroom, genaamd de zonnewind, creëert een luchtbel - de heliosfeer - die de planeten in ons zonnestelsel omhult. De PLS gebruikt de elektrische stroom van het plasma om de snelheid te detecteren, dichtheid, temperatuur, druk en flux van de zonnewind. De PLS aan boord van de Voyager 2 nam op 5 november een scherpe daling waar in de snelheid van de zonnewinddeeltjes. het plasma-instrument heeft geen zonnewind waargenomen in de omgeving rond Voyager 2, waardoor missiewetenschappers er zeker van zijn dat de sonde de heliosfeer heeft verlaten.

Naast de plasmagegevens, Leden van het wetenschappelijke team van Voyager hebben bewijs gezien van drie andere instrumenten aan boord:het subsysteem voor kosmische straling, het met lage energie geladen deeltjesinstrument en de magnetometer - dat komt overeen met de conclusie dat Voyager 2 de heliopauze heeft overschreden. De teamleden van Voyager willen graag de gegevens van deze andere instrumenten aan boord blijven bestuderen om een ​​duidelijker beeld te krijgen van de omgeving waar de Voyager 2 doorheen reist.

"Er valt nog veel te leren over het gebied van de interstellaire ruimte direct na de heliopauze, " zei Ed Steen, Voyager-projectwetenschapper bij Caltech in Pasadena, Californië.

Samen, de twee Voyagers geven een gedetailleerd beeld van hoe onze heliosfeer interageert met de constante interstellaire wind die van buitenaf stroomt. Hun waarnemingen vormen een aanvulling op gegevens van NASA's Interstellar Boundary Explorer (IBEX), een missie die die grens op afstand voelt. NASA bereidt ook een extra missie voor - de aanstaande Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP), te lanceren in 2024 – om te profiteren van de waarnemingen van de Voyagers.

Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center

"Voyager heeft een heel speciale plaats voor ons in onze heliofysica-vloot, " zei Nicola Vos, directeur van de Heliophysics Division op het NASA-hoofdkwartier. "Onze studies beginnen bij de zon en strekken zich uit tot alles wat de zonnewind raakt. Als de Voyagers informatie terugsturen over de rand van de invloed van de zon, krijgen we een ongekende glimp van werkelijk onbekend terrein."

Terwijl de sondes de heliosfeer hebben verlaten, Voyager 1 en Voyager 2 hebben het zonnestelsel nog niet verlaten, en zal niet snel weggaan. De grens van het zonnestelsel wordt beschouwd als buiten de buitenrand van de Oortwolk, een verzameling kleine objecten die nog steeds onder invloed staan ​​van de zwaartekracht van de zon. De breedte van de Oortwolk is niet precies bekend, maar het wordt geschat op ongeveer 1, 000 astronomische eenheden (AU) van de zon en uit te breiden tot ongeveer 100, 000 AU. Eén AU is de afstand van de zon tot de aarde. Het zal ongeveer 300 jaar duren voordat Voyager 2 de binnenrand van de Oortwolk bereikt en mogelijk 30, 000 jaar om er voorbij te vliegen.

De Voyager-sondes worden aangedreven door warmte van het verval van radioactief materiaal, in een apparaat dat een radio-isotoop thermische generator (RTG) wordt genoemd. Het vermogen van de RTG's neemt met ongeveer vier watt per jaar af, wat betekent dat verschillende delen van de Voyagers, inclusief de camera's op beide ruimtevaartuigen, zijn na verloop van tijd uitgeschakeld om de stroomvoorziening te beheren.

"Ik denk dat we allemaal blij en opgelucht zijn dat de Voyager-sondes allebei lang genoeg hebben gewerkt om deze mijlpaal te halen, " zei Suzanne Dodd, Voyager-projectmanager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië. "Dit is waar we allemaal op hebben gewacht. Nu kijken we uit naar wat we zullen kunnen leren van het hebben van beide sondes buiten de heliopauze."

De reeks grafieken aan de linkerkant illustreert de daling van de elektrische stroom die in drie richtingen is gedetecteerd door het plasmawetenschappelijke experiment (PLS) van Voyager 2 naar achtergrondniveaus. Ze behoren tot de belangrijkste gegevens die aantonen dat de Voyager 2 in november 2018 de interstellaire ruimte binnenging. Credit:NASA/JPL-Caltech/MIT

Voyager 2 gelanceerd in 1977, 16 dagen voor Voyager 1, en beide hebben veel verder gereisd dan hun oorspronkelijke bestemming. Het ruimtevaartuig is gebouwd om vijf jaar mee te gaan en close-upstudies van Jupiter en Saturnus uit te voeren. Echter, terwijl de missie voortduurde, extra flybys van de twee buitenste reuzenplaneten, Uranus en Neptunus, mogelijk gebleken. Terwijl het ruimtevaartuig over het zonnestelsel vloog, herprogrammering op afstand werd gebruikt om de Voyagers te voorzien van meer mogelijkheden dan ze bezaten toen ze de aarde verlieten. Hun missie op twee planeten werd een missie op vier planeten. Hun levensduur van vijf jaar is uitgerekt tot 41 jaar, waardoor Voyager 2 de langstlopende missie van NASA is.

Het verhaal van de Voyager heeft niet alleen invloed gehad op generaties van 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.

De missiecontrollers van Voyager communiceren met de sondes via NASA's Deep Space Network (DSN), een wereldwijd systeem voor communicatie met interplanetaire ruimtevaartuigen. De DSN bestaat uit drie clusters van antennes in Goldstone, Californië; Madrid, Spanje; en Canberra, Australië.