Erforschung ist eine Sache, Wissenschaft eine andere - aber sie sind in der Voyager-Mission zu den Außenplaneten ziemlich gut zusammengekommen, seit 35 Jahren auf dem Vormarsch und machen dennoch Entdeckungen.
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Experten arbeiten an einem einzigartigen Experiment, bei dem ein Raumfahrzeug mit einer aufblasbaren Luft- und Wärmeschutzhülle vor dem Eindringen in die Atmosphäre oder der Rückkehr zur Erde geschützt wird
Video: NASA-Hitzeschild für aufblasbare Raumfahrzeuge
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- Blasen des Magnetismus am Ende des Sonnensystems
Die beiden Voyager-Sonden befinden sich derzeit am Rande des interstellaren Raums. Beide sind in die schaumigen Wände der transparenten „heliosphärischen Blase“ eingetaucht, in der der Sonnenwind, der aus von der Sonne geblasenen Partikeln besteht, sich gegen die Sternwinde aufhält, die den Rest der Galaxie durchdringen. Astronomen wissen nicht, wie dick die Blasenwände sind - das müssen die Voyager feststellen -, aber sie erwarten, dass die Sonden innerhalb der nächsten drei Jahre platzen und aus dem Jenseits Bericht erstatten. Diese letzte Phase der wissenschaftlichen Mission der Sonden sollte bis etwa 2020 bis 2025 dauern, in der ihre Plutonium-Energiequellen ins Stocken geraten und ihre Funkgeräte verstummen.
Danach werden die Voyagers für immer zwischen den Sternen umherwandern, stumm wie Geisterschiffe, aber mit Geschichten, die es zu erzählen gilt. Jeder trägt eine Zeitkapsel, die „Goldene Aufzeichnung“, die Auskunft darüber gibt, wo, wann und von welcher Art sie versandt wurden. Ob sie jemals gefunden werden oder von wem, ist völlig unbekannt. In diesem Sinne fängt die Erkundungsmission der Sonden gerade erst an.
Nachdem ich als Produzent der Goldenen Schallplatte eine Nebenrolle in der Mission gespielt hatte, nahm ich am 20. August 1977 am ersten Start teil - Carl Sagan umarmte mich und rief: „Wir haben es geschafft!“, Während der Titan-Centaur donnerte Als die Rakete in den blauen Himmel Floridas auf einer Rauchwolke aufstieg, gehörte sie zu den Hunderten von Journalisten, die jedes Mal im Jet Propulsion Laboratory (JPL) außerhalb von Los Angeles auftauchten, wenn die Sonden von einem anderen Planeten gefegt wurden. Diese „Begegnungen“, wie sie genannt wurden, ähnelten Schulversammlungen, bei denen diejenigen von uns, die aus Leidenschaft oder Beruf zusammengezogen wurden, die Reise des jeweils anderen von jungen Anfängern bis zu Senioren miterlebten.
Kürzlich habe ich Edward Stone, den ersten und einzigen Missionswissenschaftler der Voyager, getroffen. Ed ist strahlend, gottesanbeterin dünn und berühmt für seine Unerschütterlichkeit. Er ist jetzt Ende 70. Er arbeitet weiterhin mit Begeisterung an Voyager und drei weiteren NASA-Missionen, einschließlich der bevorstehenden Solar Probe Plus, die entwickelt wurde, um mutig nur vier Millionen Meilen über der glühenden Sonnenoberfläche zu fliegen.
„Man muss bedenken, dass das Weltraumzeitalter zum Zeitpunkt des Starts der Voyager nur 20 Jahre alt war“, erinnert sich Ed. Es gab keine Möglichkeit zu wissen, wie lange diese Dinge funktionieren würden. “Die Weltraumbehörde startete zwei Sonden anstelle von nur einer, um sich gegen katastrophale Ausfälle bei Jupiter und darüber hinaus abzusichern.
Doch die Voyagers arbeiteten nicht nur für die von ihren Bauherren geforderten 5 Jahre, sondern auch für 35 Jahre und zählten.
Sie erreichten Jupiter 1979 und machten Tausende von Fotos, die die Komplexität der Atmosphäre des Riesenplaneten und die überraschende Vielfalt seiner Satelliten, vom eisigen Europa bis zu den Lavaseen und speienden Vulkanen des höllischen Io, zeigten. Sie schleuderten an Jupiter vorbei und nahmen genug Geschwindigkeit auf (als Gegenleistung für eine unmerkliche Verringerung der Trägheit des Jupiters), um die Fluchtgeschwindigkeit der Sonne zu überschreiten, und erreichten versehentlich den Status eines Raumschiffs. Die Sonden kreuzen seitdem, so fasziniert von den Gravitationsfeldern wie Square-Rigger von den Winden.
Ihre neu entdeckte Bereitschaft schleuderte die Voyager in weniger als drei Jahren vom Jupiter zum Saturn. Sie fanden heraus, dass Saturn nicht nur die wenigen von der Erde beobachteten Ringe hat, sondern auch Tausende von Ringen, die durch die Gravitationswechselwirkungen der vielen Monde des Saturn in Falten gelegt und zu Knicken verdreht wurden.
Dort trennten sich die beiden Raumschiffe. Voyager One warf einen genauen Blick auf den mysteriösen, wolkenverhangenen Saturn-Satelliten Titan - von intensivem wissenschaftlichen Interesse, da er eine dichte Atmosphäre hat, die der der Säuglingserde ähnelt. Das Manöver ermöglichte es Wissenschaftlern, den Durchmesser des Titanen (3.200 Meilen) zu bestimmen und sein Verständnis der Oberfläche zu verbessern, wo Ethan-Seen in einer Atmosphäre glitzern, die 60 Prozent dichter ist als die der Erde. Aber es schleuderte auch die Voyager One aus der Ebene des Sonnensystems und beendete ihre planetarische Mission.
Voyager Two fuhr jedoch 1986 mit Uranus und 1989 mit Neptun fort. Alle Nahaufnahmen von Uranus - eine seltsame Welt, die auf die Seite geschlagen wurde, vermutlich weil sie mit einem anderen massiven Körper kollidierte, als das Sonnensystem jung und widerspenstig war - und von eisblauem Neptun, dessen Satellit Triton Stickstoff-Geysire zeigte, die durch einen gefrorenen Stickstoff-Oberflächenmantel sprengten, wurden von der Voyager Two aufgenommen.
Wissenschaftler sagen gerne, dass die Bedeutung einer Entdeckung daran gemessen werden kann, wie viele frühere wissenschaftliche Veröffentlichungen überholt sind. Ganze Regale voller Bücher über die Planeten der Sonne wurden von der Voyager-Mission und denjenigen, die den Spuren folgten, überholt - Missionen wie Galileo, die den Jupiter 34-mal umkreisten, bevor sie 2003 absichtlich in der Atmosphäre der Jupiter verbrannt wurden (um dies zu gewährleisten) Ich würde niemals in Jupiters Satelliten Europa, der möglicherweise einen Ozean aus flüssigem Wasser unter seinem Oberflächeneis beherbergt, und in Cassini, der seit 2004 den Saturn umkreist, stürzen und ihn kontaminieren. Es ist nicht so, dass die Bücher vor der Voyager törichterweise falsch waren, sondern menschlich Wissen wächst, unsere Perspektiven verbessern sich und unser Gespür für das, worauf es ankommt, verändert sich.
Sagan erkannte deutlicher als die meisten anderen das Potenzial der Voyager, die menschlichen Perspektiven zu verbessern. Auf sein Betreiben blickte Voyager One auf den Valentinstag 1990 zurück und machte Fotos von allen Planeten der Sonne, wie sie hoch über dem Flugzeug zu sehen waren. Die Erde nahm nur einen Pixel ein, Carls berühmter Pale Blue Dot. "Das ist zu Hause", schrieb er. "Denken Sie an die Blutströme, die von all diesen Generälen und Kaisern vergossen wurden, damit sie in Herrlichkeit und Triumph die momentanen Meister eines Bruchteils eines Punktes werden können."
Voyager One ist jetzt 18 Milliarden Kilometer entfernt - so weit, dass seine Funksignale, die mit Lichtgeschwindigkeit gesendet werden, 16 Stunden brauchen, um die Erde zu erreichen. Wenn Sie sich auf die Voyager One setzen und nach Hause zurückblicken, sehen Sie die Sonne nur als einen hellen Stern südlich von Rigel, in dessen Glanz die Erde versunken ist. Die Voyager Two ist auf ihrer ganz anderen Flugbahn 13 Lichtstunden unterwegs. Die Funksignale der beiden Sonden, die täglich von den Antennen des Deep Space Network empfangen werden, erreichen eine Stärke von weniger als einem Femtowatt, einem Millionstel Milliardstel Watt.
Sobald die Voyager den interstellaren Raum erreichen, werden sie einer Umgebung begegnen, die sich so stark von der Umgebung der Erde unterscheidet, dass sie unsere Vorstellung hinterfragen, was es bedeutet, irgendwohin zu gehen. Die Sonne und alle anderen Sterne, die wir am Himmel sehen, umkreisen das Zentrum der Milchstraße. Ihre Umlaufgeschwindigkeit - hier draußen in den Vororten, rund 27.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt - beträgt 220 Kilometer pro Sekunde. Das sind 500.000 Meilen pro Stunde, mehr als das Zehnfache der Geschwindigkeit der Voyager von 40.000 Meilen pro Stunde im Vergleich zur Sonne. Wenn wir also von den Geschwindigkeiten der Voyager sprechen, sprechen wir von kleinen Schritten, wie dem eines Autos, das auf eine Autobahn fährt und über Fahrspuren fährt, die den Verkehr beschleunigen.
Die Leute fragen, wann einer der Voyager einem anderen Stern begegnen wird. Die Antwort laut JPLs Navigatoren ist, dass die Voyager Two, in 40.000 Jahren, innerhalb von 1, 7 Lichtjahren an dem Roten Zwerg Ross 248 vorbeikommt. Aber was das wirklich bedeutet, ist, dass die Ross 248 wie eine ferne von der Voyager Two überquert wird Ozeanriesen von einem Rettungsboot aus gesehen, wird aus der Sicht der Voyager Two langsam über die Jahrtausende aufhellen, dann für viele weitere dunkler.
Und das war's auch schon. Die Voyagers werden um die Galaxie rollen, einige Sterne überholen und von anderen überholt werden, aber selten in die Nähe von irgendwelchen gelangen. Wie du und ich und alles andere ist die Galaxie größtenteils im Weltraum: Feuern Sie eine Schrotflinte von einer Kante der Scheibe bis zur anderen ab, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass kein einziges Pellet einen Stern oder Planeten trifft. Daher wird erwartet, dass die Voyager für immer im Weltraum treiben - es sei denn, einer von ihnen taucht irgendwann auf dem Radarschirm eines außerirdischen Raumschiffs auf und wird an Bord festgenommen.
Das bringt uns zurück zur „Goldenen Schallplatte“, der Botschaft der Voyager für die Ewigkeit. Es handelt sich um eine vergoldete Kupferscheibe mit einem Durchmesser von 30 cm, die Erdgeräusche, Begrüßungen in 55 Sprachen, die von 87 Prozent der Weltbevölkerung gesprochen werden, 115 analog codierte Fotografien und 90 Minuten Musik in pygmäischen Glockentönen enthält Mädchen, die in einem Wald in Zaire zu Beethovens Cavatina und Chuck Berrys „Johnny B. Goode“ singen. Zur Erleichterung der Wiedergabe befindet sich auf der Aluminiumhülle jeder Schallplatte eine Keramik-Tonabnehmerpatrone sowie ein Diagramm, das deren Verwendung zeigt. (Die korrekte Wiedergabegeschwindigkeit (16 und 2/3 U / min) ist schematisch als grundlegende Übergangszeit des Wasserstoffatoms definiert.) Das Gehäuse der Aufzeichnung enthält außerdem eine Pulsarkarte, die den Standort der Erde zum Zeitpunkt des Starts zeigt, und einen Patch von Uran-238, aus dessen Halbwertszeit die seit dem Start verstrichene Zeit abgeleitet werden kann.
Die Technologie ist zwar veraltet, hat aber den Vorteil der Langlebigkeit. Wie die keilförmigen Inschriften der Eisenzeit erinnern, können Rillen, die in ein stabiles Medium geschnitten wurden, lange halten. Die Voyager-Aufzeichnungen sollten noch mindestens eine Milliarde Jahre abspielbar sein, bevor sie der Erosion durch Mikrometeoriten und kosmische Strahlung erliegen. Eine Milliarde Jahre ist fünfmal so alt wie der Atlantik, 5000 Mal länger als der Homo Sapiens .
Es ist wahr, wie Ed Stone sagt, dass „Voyager eine unglaubliche Entdeckungsmaschine ist, die Dinge entdeckt, von denen wir nicht einmal gewusst haben, dass sie wir nicht wissen.“ Aber jede Sonde ist auch nagelfest, schneller als eine -Geschwindigkeits-Zeit-Kapsel, die Geschenke trug, die keine Hoffnung auf Rückkehr boten. Sollten Außerirdische es jemals abfangen, könnte diese Tatsache Bände sprechen. So primitiv und unwissend wir auch waren, etwas in uns war expansiv genug, um zu bedenken, dass wir weder die einzigen Wissenschaftler des Universums noch seine einzigen Entdecker waren.
