Kuinka pitkälle Voyager 1 voi mennä ennen kuin yhteys katkeaa?

Nasa lähetti 5. syyskuuta 1977 avaruusaluksen Voyager 1 tutkimaan ulkoista aurinkokuntaa, ja se on kauimpana Maasta sijaitseva ihmisen tekemä kohde. Tammikuun 28. päivänä 2021 avaruusluotain on yli 14 155 490 863 mailin (22 781 054 287 km) päässä kotiplaneetastamme. Se myös liikkuu poispäin 61 198,15 km/h (38 026,77 mph) nopeudella suhteessa Aurinkoon.

Tästä valtavasta etäisyydestä huolimatta (jopa valo kulkee tuon matkan yli 21 tunnissa) voimme NASAn Deep Space Networkin (DSN, ks. muistiinpanot 1) ansiosta yhä kommunikoida sen (ja myös sen sisaren, Voyager 2:n) kanssa. Mutta kuinka kauas Voyager 1 voi mennä, ennen kuin yhteydenpito katkeaa?

Alla olevalla Primal Space -kanavan julkaisemalla videolla tarkastellaan, miten kommunikoimme Voyagerin kanssa ja milloin se lopulta lakkaa vastaanottamasta signaalejamme.

Kaksi Voyager-luotainta ovat avaruustutkimuksen historian pisimpään toiminnassa olleet avaruusalukset. Kuinka pitkälle Voyager 1 voi mennä ennen kuin yhteydenpito katkeaa? Tällä videolla tarkastellaan, miten kommunikoimme Voyagerin kanssa ja milloin se lopulta lakkaa vastaanottamasta signaalejamme.

Sisällysluettelo

Kuinka kauan voimme kommunikoida Voyager 1:n kanssa?

Syväavaruusverkon avulla NASA lähettää 20 kW:n radiosignaalin Maasta. Kestää yli 21 tuntia ennen kuin signaali saavuttaa Voyager 1:n (se on siis yli 21 valotunnin päässä Maasta). Avaruusluotaimen herkkä antenni vastaanottaa signaalin ja vastaa 20 watin signaalilla. Sen saapuminen Maahan kestää vielä yli 21 tuntia, ja kun signaali kulkee avaruudessa, se heikkenee. Kun se saavuttaa Maan, se on tuskin havaittavissa – mutta DSN pystyy havaitsemaan sen.

Aurinkokunnasta lähtevien viiden avaruusluotaimen sijainnit

Teoriassa ei ole oikeastaan mitään rajaa sille, kuinka kaukana voimme kommunikoida avaruudessa olevien kohteiden kanssa – kunhan ne vastaavat meille. Nykyisellä teknologiallamme voisimme kommunikoida luotettavasti Voyager 1:n kanssa tuhansien vuosien ajan, vaikka se olisi monien valovuosien päässä meistä.

Sitä huolimatta voimme kommunikoida Voyager 1:n kanssa enää vain muutaman vuoden ajan. Syynä on: luotaimen ydinkäyttöinen (ks. huomautukset 2) sähkönsyöttö heikkenee päivä päivältä.

Voyager 1 syvässä avaruudessa (taiteilijakäsitys)
Voyager 1 syvässä avaruudessa (taiteilijakäsitys). Koska Voyager-avaruusalukset ovat identtisiä, se voisi olla myös Voyager 2. Voyager-avaruusalukset rakensi JPL, joka käyttää edelleen molempia. JPL on Pasadenassa sijaitsevan Caltechin osasto. Kalifornia. Voyager-lennot ovat osa NASAn Heliophysics System Observatory -observatoriota, jota sponsoroi Washingtonissa sijaitsevan Science Mission Directoryn Heliophysics Division. Kuva: NASA.gov

Voyager 1 ja ”vaaleansininen piste”

Taannoin vuonna 1990 insinöörit sammuttivat avaruusaluksen kameran virran säästämiseksi. Mutta sitä ennen se oli saanut NASA:lta käskyn kääntää kameransa ympäri ja ottaa Carl Saganin pyynnöstä valokuva Maasta suuren avaruuden poikki.

Kuva, joka on otettu ennätyksellisen kaukaa, noin 6 miljardin kilometrin (3,7 miljardin mailin, 40 AU:n) etäisyydeltä Maasta, tunnetaan nimellä ”vaaleansininen piste” (Pale Blue Dot). Kuvassa Maa näkyy pikselin murto-osana (0,12 pikselin kokoisena) avaruuden valtavuutta vasten.

”Pale Blue Dot” on edelleen kaukaisin kuva Maasta, jonka olemme koskaan ottaneet (tammikuussa 2019).

Voyager 1 Pale Blue Dot
Tämä ”Pale Blue Dot” -nimellä kutsuttu kapeakulmainen värikuva Maasta on osa Voyager 1:n ottamaa kaikkien aikojen ensimmäistä ”muotokuvaa” aurinkokunnasta. ”Ajattele vielä kerran tuota pistettä . Se on täällä. Se on koti. Se on me. Siinä kaikki, joita rakastat, kaikki, jotka tunnet, kaikki, joista olet koskaan kuullut, jokainen ihminen, joka on koskaan ollut, on elänyt elämänsä. Ilojemme ja kärsimyksiemme summa, tuhannet itsevarmat uskonnot, ideologiat ja talousopit, jokainen metsästäjä ja metsästäjä, jokainen sankari ja pelkuri, jokainen sivilisaation luoja ja tuhoaja, jokainen kuningas ja talonpoika, jokainen rakastunut nuoripari, jokainen äiti ja isä, toiveikas lapsi, keksijä ja tutkimusmatkailija, jokainen moraalinopettaja, jokainen korruptoitunut poliitikko, jokainen ’supertähti’, jokainen ’ylivertainen valtiojohtaja’, jokainen pyhimys ja jokainen syntinen lajieni historian aikana asui tuossa pisteessä – pölyhiukkasella, joka leijuu auringon säteen keskipisteenä.” -Carl Sagan, Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space

Mutta vanha luotain hämmästyttää meitä edelleen: 28. marraskuuta 2017 sen kyydissä olevat työntömoottorit käynnistyivät onnistuneesti ensimmäistä kertaa sitten marraskuun 1980, kun niitä ei ollut käytetty 37 vuoden ajan.

Tänään Voyager 1:n 11 tieteellisestä mittaristosta vain neljä on yhä toiminnassa. Näiden instrumenttien avulla kerätään tietoa magneettikentistä, aurinkotuulista ja kosmisesta säteilystä aurinkokuntamme ulkopuolella.

25. elokuuta 2012 Voyager 1 ylitti ensimmäisenä avaruusaluksena heliopaussin (ks. huomautus 3) (Aurinkoa ympäröivän ja sen synnyttämän avaruuden valtavan kuplamainen alue) ja astui tähtienväliseen väliaineeseen.

Voyager 1:n pidennetyn tehtävän odotetaan jatkuvan noin vuoteen 2025 asti, jolloin sen radioisotooppilämpögeneraattorit eivät enää tuota riittävästi sähköenergiaa sen tieteellisten instrumenttien käyttämiseen. Tuolloin se on yli 25 miljardin kilometrin (15,5 miljardin mailin) päässä Maasta.

Tutkijat kommunikoivat Voyager 1:n kanssa ja vastaanottavat sen keräämät tärkeät tiedot, kunnes se lopulta lähettää viimeiset tietonsa ja katoaa äänettömästi avaruuteen, eikä siitä enää koskaan kuulla.

Huomautuksia

  1. Syväavaruusverkko (Deep Space Network, DSN) on Yhdysvalloissa (Kaliforniassa), Espanjassa (Madridissa) ja Australiassa (Canberrassa) sijaitseva maailmanlaajuinen yhdysvaltalaisten avaruusalusten viestintälaitteiden verkko, joka tukee NASAn planeettojen välisiä avaruusalusten tehtäviä. Jokaisessa kompleksissa on valtava 70-metrinen antenni sekä useita 34-metrisiä antenneja, joita yhdistämällä voidaan vastaanottaa signaaleja, jotka ovat tuhansia kertoja heikompia kuin tavallinen FM-signaali.
  2. Voyager 1 ei käytä ydinreaktoria energiansaan. Se käyttää kolmea RTG-yksikköä – (Radioisotooppilämpögeneraattori), jotka muuttavat hajoavan plutoniumin lämmön sähköksi Peltier-laitteiden avulla. Se ei ole kovin hieno, siinä ei ole liikkuvia osia ja se on erittäin luotettava, mutta se tuottaa paljon vähemmän virtaa kuin ydinreaktori.
  3. Heliosfääri on laaja, kuplamainen avaruusalue, joka ympäröi Aurinkoa ja jonka Aurinko luo. Plasmafysiikan termein tämä on Auringon ympäröivään tähtienväliseen väliaineeseen muodostama onkalo. Heliosfäärin ”kuplaa” ”paisuttaa” jatkuvasti Auringosta peräisin oleva plasma, jota kutsutaan aurinkotuuleksi. Heliosfäärin ulkopuolella tämä Auringon plasma väistyy galaksimme läpäisevän tähtienvälisen plasman tieltä. Säteilytasot heliosfäärin sisällä ja ulkopuolella eroavat toisistaan; erityisesti galaktista kosmista säteilyä on vähemmän heliosfäärin sisällä, joten sen sisällä olevat planeetat (Maa mukaan lukien) ovat osittain suojassa niiden vaikutukselta. Sanan ”heliosfääri” sanotaan olevan Alexander J. Desslerin keksimä, jonka katsotaan käyttäneen sanaa ensimmäisen kerran tieteellisessä kirjallisuudessa.

Lähteet

  • Voyager Mission Status page on NASA.gov
  • Voyager 1 Wikipediassa
  • Voyager 1:n radioisotooppitermosähköiset generaattorit (RTG) NASA.gov:ssa
  • Heliosfääri Wikipediassa
  • Tekijä
  • Uudemmat kirjoitukset
M. Özgür Nevres
Olen ohjelmistokehittäjä, entinen maantiepyöräilijä ja tieteen harrastaja. Olen myös eläinten ystävä! Kirjoitan maapallosta ja tieteestä tällä verkkosivustolla, ourplnt.com. Huolehdin myös kulkukissoista & koirista. Harkitse tukeasi Patreonissa.

M. Özgür Nevres
=”https:>=”https:>
Viimeisimmät viestit: M. Özgür Nevres (katso kaikki)
  • Mitä on päiväntasaus ja miksi päivä ja yö eivät ole yhtä pitkiä päiväntasaajalla – 20. maaliskuuta, 2021
  • Hiilidioksidin liikkuminen ilman ja meren välillä (Video) – 16. maaliskuuta 2021
  • Hämmästyt, miten ahdas TRAPPIST-1-järjestelmä on – 11. maaliskuuta 2021

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.