Verkenning is één ding, wetenschap een ander - maar ze zijn tamelijk mooi samengekomen in de Voyager-missie naar de buitenplaneten, al 35 jaar uitgaand maar nog steeds ontdekkingen doen.
Van dit verhaal
[×] SLUITEN
Experts werken aan een uniek experiment dat een opblaasbaar aeroshell / hitteschild zal gebruiken om een ruimteschip te beschermen bij het betreden van de atmosfeer van een planeet of het terugkeren naar de aarde
Video: NASA's opblaasbare ruimtevaartuig hitteschild
gerelateerde inhoud
- Bubbels van magnetisme aan het einde van het zonnestelsel
De twee Voyager-sondes staan momenteel op het punt van interstellaire ruimte. Beide zijn ondergedompeld in de schuimende wanden van de transparante 'heliosfeerbel', waar de zonnewind, bestaande uit deeltjes die van de zon zijn weggeblazen, tegen de stellaire winden staat die de rest van de melkweg doordringen. Astronomen weten niet hoe dik de bellenmuren zijn - dat is voor de Voyagers om vast te stellen - maar ze verwachten dat de sondes losbarsten en binnen de komende drie jaar beginnen met rapporteren over het grote. Deze laatste fase van de wetenschappelijke missie van de sondes zou moeten duren tot rond 2020 tot 2025, wanneer hun plutonium-krachtbronnen zullen wankelen en hun radio's zwijgen.
Daarna zullen de Voyagers voor altijd tussen de sterren dwalen, dempen als spookschepen maar met verhalen te vertellen. Elk draagt een tijdcapsule, het 'gouden record', met informatie over waar, wanneer en door wat voor soort ze zijn verzonden. Of ze ooit zullen worden gevonden, of door wie, is volkomen onbekend. In die zin begint de verkenningsmissie van de sondes net.
Na een incidentele rol in de missie te hebben gespeeld, als producent van de Golden Record, woonde ik de eerste lancering bij op 20 augustus 1977 - Carl Sagan omhelsde me en riep: "We hebben het gedaan!" Over de rollende donder van de Titan-Centaur raket terwijl hij in een blauwe lucht van Florida klom boven op een ijskoker van rook - en was een van de honderden journalisten die opdoken in het Jet Propulsion Laboratory (JPL) buiten Los Angeles elke keer dat de sondes door een andere planeet werden geveegd. Deze 'ontmoetingen', zoals ze werden genoemd, leken op schoolreünies, waar diegenen van ons die door passie of beroep werden bijeengebracht, getuige waren van elkaars reizen van jonge starters naar senioren.
Onlangs haalde ik een vaste standaard in, Edward Stone, Voyager's eerste en enige missiewetenschapper. Met heldere ogen, bidsprinkhaan en beroemd niet te vouwen, is Ed nu in zijn late jaren '70. Hij blijft enthousiast werken aan Voyager plus drie andere NASA-missies - inclusief de aanstaande Solar Probe Plus, ontworpen om maar liefst vier miljoen mijl boven het brandende oppervlak van de zon te vliegen.
“Je moet onthouden dat toen de Voyagers werden gelanceerd, ” herinnerde Ed zich, “het ruimtetijdperk slechts 20 jaar oud was. Er was geen manier om te weten hoe lang deze dingen zouden werken. ”Het ruimteagentschap lanceerde twee sondes, in plaats van slechts één, als een verzekering tegen catastrofale mislukkingen bij Jupiter en verder.
Toch werkten de Voyagers, niet alleen voor de 5 jaar die van de bouwers werden geëist, maar ook voor 35 jaar en steeds meer.
Ze bereikten Jupiter in 1979 en namen duizenden foto's die de complexiteit van de atmosfeer van de gigantische planeet en de verrassende diversiteit van zijn satellieten onthulden, van ijzig Europa tot de lavameren en spuwende vulkanen van helse Io. Ze slingerden voorbij Jupiter en haalden voldoende snelheid op (in ruil voor een onmerkbare vermindering van de orbitale traagheid van Jupiter) om de ontsnappingssnelheid van de zon te overschrijden en onbedoeld de status van het ruimteschip te bereiken. De sondes zijn sindsdien aan het cruisen, net zo geboeid door zwaartekrachtvelden als square-riggers door wind.
Hun pas ontdekte enthousiasme gooide de Voyagers van Jupiter naar Saturn in minder dan drie jaar. Ze ontdekten dat Saturnus niet alleen de weinige ringen heeft waargenomen die vanaf de aarde zijn waargenomen, maar duizenden, gegolft en verwrongen in knikken door de zwaartekrachtinteracties van de vele manen van Saturnus.
Daar scheidden de twee ruimtevaartuigen. Voyager One bekeek de mysterieuze, door wolken gehulde satelliet Titan van Saturnus van dichtbij, van intens wetenschappelijk belang omdat het een dichte atmosfeer heeft die lijkt op die van de baby Aarde. De manoeuvre stelde wetenschappers in staat om de diameter van Titan (3.200 mijl) te bepalen en hun begrip van het oppervlak te verbeteren, waar ethaanmeren worden verondersteld te glinsteren onder een atmosfeer die 60 procent dichter is dan die van de aarde. Maar het gooide ook Voyager One uit het vlak van het zonnestelsel en beëindigde zijn planetaire missie.
Voyager Two ging echter door naar Uranus in 1986 en Neptunus in 1989. Alle close-upfoto's die we hebben van Uranus - een vreemde wereld klopte aan zijn kant, vermoedelijk door een ander massief lichaam te laten botsen toen het zonnestelsel jong en onhandelbaar was - en van ijsblauwe Neptunus, wiens satelliet Triton stikstofgeisers liet zien die door een bevroren stikstof oppervlakteschede schoten, werden genomen door Voyager Two.
Wetenschappers zeggen graag dat de betekenis van een ontdekking kan worden gemeten aan de hand van het aantal eerdere wetenschappelijke publicaties die achterhaald zijn. Hele planken vol met boeken over de planeten van de Zon werden overbodig gemaakt door de Voyager-missie en door degenen die de paden volgden die het bewandelde - missies zoals Galileo, die Jupiter 34 keer rondliep voordat hij opzettelijk werd verbrand in de Joviaanse atmosfeer in 2003 (om ervoor te zorgen dat het zou nooit in Jupiters satelliet Europa, die een oceaan van vloeibaar water onder het oppervlakte-ijs kan herbergen) en Cassini, die sinds 2004 om Saturnus draait, crashen en besmetten. Het is niet zo dat de boeken van vóór de Voyager dwaas waren, maar als mens kennis groeit, onze perspectieven verbeteren, en veranderen ons gevoel van waar het om gaat.
Sagan zag, duidelijker dan de meeste, het potentieel van Voyager om menselijke perspectieven te verbeteren. Op zijn aandringen keek Voyager One terug op Valentijnsdag 1990 en nam hij foto's van alle planeten van de Zon, gezien vanaf hoog boven het vliegtuig. De aarde nam slechts één pixel in beslag, Carl's beroemde Pale Blue Dot. "Dat is thuis, " schreef hij. "Denk aan de rivieren van bloed die zijn gemorst door al die generaals en keizers, zodat zij in glorie en triomf de tijdelijke meesters van een fractie van een stip kunnen worden."
Voyager One is nu 11 miljard mijl verwijderd - zo ver dat zijn radiosignalen, die met de snelheid van het licht reizen, er 16 uur over doen om de aarde te bereiken. Als je op Voyager One zat en terugkijkde op thuis, zou je de Zon zien als slechts een heldere ster, ten zuiden van Rigel, met de aarde verloren in haar schittering. Voyager Two heeft een heel ander traject en is 13 lichturen uit. Radiosignalen van de twee sondes, dagelijks vastgelegd door de grote schotelantennes van het Deep Space Network, bereiken een sterkte van minder dan één femtowatt, een miljoenste van een miljardste watt.
Zodra de Voyagers de interstellaire ruimte bereiken, zullen ze een omgeving tegenkomen die zo verschillend is van de omgeving van de aarde dat ze onze eigen opvattingen over wat het betekent ergens naartoe te gaan uitdagen. De zon en alle andere sterren die we aan de hemel zien cirkelen rond het centrum van de Melkweg. Hun omloopsnelheid - hier in de buitenwijken, ongeveer 27.000 lichtjaar van het centrum van de melkweg - is 220 kilometer per seconde. Dat is 500.000 mijl per uur, meer dan tien keer de snelheid van de Voyagers van 40.000 mph ten opzichte van de zon. Dus als we het hebben over de snelheden van de Voyagers hebben we het over kleine stapjes, zoals die van een auto die een snelweg oprijdt en over rijstroken van snel verkeer rijdt.
Mensen vragen wanneer een van de Voyagers een andere ster tegenkomt. Het antwoord, volgens JPL's navigators, is dat Voyager Two, over 40.000 jaar, binnen 1.7 lichtjaar van de rode dwergster Ross 248 zal passeren. Maar wat dat echt betekent is dat Ross 248, vaag door Voyager Two als een verre oceaanstomer gezien vanuit een reddingsboot, zal worden gezien vanuit het perspectief van Voyager Two om langzaam op te helderen over de millennia, en dan voor veel meer dimmer te worden.
En dat is het zowat. De Voyagers zullen door de melkweg rijden, sommige sterren inhalen en worden ingehaald door anderen, maar komen zelden in de buurt. Net als jij en ik en al het andere, is de melkweg meestal ruimte: vuur een shotgun-explosie van de ene rand van de schijf helemaal naar de andere, en de kans is dat geen enkele pellet een ster of planeet raakt. Van de Voyagers wordt daarom verwacht dat ze voor altijd op drift blijven in de ruimte - dat wil zeggen, tenzij een van hen uiteindelijk op het radarscherm van een buitenaards ruimteschip verschijnt en aan boord wordt gegrepen.
Dat brengt ons terug naar de 'Golden Record', Voyager's boodschap voor alle leeftijden. Het is een vergulde koperen schijf, 12 inch in diameter, met geluiden van de aarde, groeten in 55 talen gesproken door 87 procent van de wereldbevolking, 115 analoog gecodeerde foto's en 90 minuten muziek, variërend van de pure beltonen van Pygmy meisjes zingen in een bos in Zaïre naar Beethovens Cavatina en Chuck Berry's "Johnny B. Goode". Om het afspelen te vergemakkelijken, draagt de aluminium behuizing bij elke plaat een keramische phono-cartridge plus een diagram dat laat zien hoe het te gebruiken. (De juiste afspeelsnelheid, 16 en 2/3 tpm, is schematisch gedefinieerd in termen van de fundamentele overgangstijd van het waterstofatoom.) De behuizing van de plaat bevat ook een pulsar-kaart, die de locatie van de aarde in het tijdvak van lancering toont, en een patch van uranium-238 waarvan de halfwaardetijd de tijd is verstreken sinds de lancering kan worden afgeleid.
De technologie, hoewel verouderd, heeft het voordeel van een lange levensduur. Zoals spijkerschrift inscripties uit de ijzertijd ons herinneren, kunnen groeven die in een stabiel medium zijn gesneden lang meegaan. De Voyager-platen moeten minstens een miljard jaar speelbaar blijven voordat ze bezwijken aan erosie door micrometeorieten en kosmische straling. Een miljard jaar is 5 keer de leeftijd van de Atlantische Oceaan, 5000 keer langer dan Homo sapiens heeft bestaan.
Het is waar, zoals Ed Stone zegt, dat "Voyager een ongelooflijke ontdekkingsmachine is, dingen ontdekt waarvan we niet eens wisten dat we het niet wisten." Maar elke sonde is ook een taaie nagel, sneller dan een -snel-bullet tijdcapsule, met geschenken aangeboden zonder hoop op terugkeer. Als buitenaardsen het ooit zouden onderscheppen, kan dat feit boekdelen spreken. Het suggereert dat hoe primitief en onwetend we ook waren, iets in ons ruim genoeg was om te bedenken dat we niet de enige wetenschappers van het universum waren, noch de enige ontdekkingsreizigers.
