Voyager 1: na 35 jaar eindelijk op weg naar de sterren

De passage van Voyager 1 langs Saturnus. Credit: NASA/JPL

Het is vandaag precies 35 jaar geleden dat de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 werd gelanceerd. Het doel van de missie was het bestuderen van de planeten Jupiter en Saturnus. Nadat de sonde Saturnus gepasseerd was, is de sonde gestaag doorgevlogen richting de sterren. Voyager 1 heeft inmiddels de rand van het zonnestelsel bijna bereikt, waarna de sonde zijn interstellaire missie zal beginnen. Hiermee is Voyager 1 het eerste door mensenhanden gemaakte object dat het zonnestelsel zal verlaten.

Nadat Voyager 1 (en zijn tweelingbroer Voyager 2) in 1977 gelanceerd werden, wist niemand precies wat de levensduur van de sondes zou zijn. Nu, in 2012, zijn de beide Voyagers de langst levende ruimtesondes uit de geschiedenis van de mensheid en bevinden ze zich (in verschillende richtingen) op miljarden kilometers van de aarde.

Voyager 1 bevindt zich aan de rand van het zonnestelsel, dat wordt ingebed in een gigantische plasmabubbel. Deze hete en turbulente regio wordt gevormd door een constante stroom geladen deeltjes die afkomstig zijn van de zon. Buiten deze bubbel bevindt zich een compleet nieuw gebied om te verkennen: de interstellaire ruimte – de onpeilbare leegte tussen de sterren. Zodra Voyager 1 zich door de rand van de chaotische plasmabubbel heeft geploegd, zal de sonde in rustiger vaarwater komen. Wat er dan precies zal gebeuren weet niemand.

Schematische weergave van de heliosfeer en de relatieve posities van de beide Voyagers. Credit: NASA/JPL

Eén ding is zeker: de grens tussen het zonnestelsel en de interstellaire ruimte is nabij. Hoe nabij is niet helemaal zeker: het zou dagen, maanden of jaren kunnen duren voordat Voyager 1 deze mijlpaal heeft bereikt. De ruimtesonde bevindt zich momenteel op zo’n 17,5 miljard kilometer afstand van de zon – da’s 120 keer de afstand tussen de zon en de aarde! Ook zijn tweelingbroer Voyager 2 bevindt zich op enorme afstand van de zon, maar ligt nog altijd zo’n 3 miljard kilometer achter op zijn naamgenoot. Bovendien zijn ze niet kapot te krijgen – na al die jaren “tikken” ze nog steeds gestaag door, ondanks het feit dat het relieken zijn uit het vroege ruimtevaart-tijdperk.De sondes hebben ieder zo’n 68 kilobyte computergeheugen aan boord. Om dat in perspectief te zetten: zelfs de kleinste iPod is 100.000 keer krachtiger. Daarnaast heeft iedere Voyager een achtsporige bandrecorder als opslagmedium – een groot contrast met het digitale geheugen van hedendaagse ruimtesondes.Zoals gezegd was het oorspronkelijke doel van de Voyagers het bestuderen van Jupiter en Saturnus. Aan dat doel hebben ze helemaal voldaan: het is dankzij de Voyagers dat onze kijk op de twee grootste planeten van het zonnestelsel (en hun uitgebreide familie van manen) drastisch is gewijzigd. De Voyagers hebben prachtige foto’s gestuurd van de Grote Rode Vlek van Jupiter (een enorme storm die al eeuwenlang aan het woeden is) en de majestueuze ringen van Saturnus. Maar het zijn vooral de waarnemingen van de manen die tot de verbeelding hebben gesproken: het zijn de Voyagers die voor het eerst de enorme, actieve vulkanen op de Jupitermaan Io hebben gezien. Het zijn de Voyagers die aanwijzingen hebben gevonden voor het bestaan van een oceaan onder het ijzige oppervlak van de Jupitermaan Europa, en voor het bestaan van methaanregens op de planeetachtige Saturnusmaan Titan.

Het zijn de Voyagers die het eerste bewijs geleverd hebben voor actief vulkanisme buiten de aarde. Deze foto van vulkanisme op Io is genomen door Voyager 1. Credit: NASA/JPL

Voor Voyager 1 is het daarbij gebleven: tijdens de passage van Saturnus kreeg de sonde een gigantische “zet” of “zwieper” mee van de zwaartekracht van de ringplaneet, waarbij de sonde met gigantische snelheid richting de rand van het zonnestelsel is geslingerd. Voyager 2 bleef echter op koers richting de buitenste planeten van het zonnestelsel: Uranus en Neptunus. Hiermee is Voyager 2 tot op de dag van vandaag de enige sonde die deze planeten ooit bezocht heeft.Nu, vele jaren later, wordt er nog altijd geluisterd naar de signalen die door de Voyagers worden verzonden. De controleruimte bevindt zich bij een complex van satellietontvangers op een steenworp afstand van NASA’s Jet Propulsion Laboratory, waar de sonde gebouwd is. Nou ja, controleruimte: het geheel lijkt nog het meest op het kantoor van een verzekeraar. Slechts twee zaken verklappen het ware doel van het “kantoor”: er hangt een bord met de tekst “mission controller” en er hangt een waarschuwingsbriefje op 1 van de computers: “Voyager mission critical hardware. Please do not touch!“. Verder ligt het “kantoortje” er vaak verlaten bij: er is niemand die nog full-time bezig is met de missie. Wel zijn er 20 part-timers, die meer als hobby dan als werk, nog altijd de gegevens analyseren die door de sondes zijn verzonden. De gegevens die door Voyager 1 zijn verzonden doen er maar liefst 17 uur over om de aarde te bereiken. Om dit wederom in perspectief te zetten: dezelfde gegevens leggen de afstand tussen de maan en de aarde in 1 seconde af. Bij Voyager 2 doen de gegevens er 13 uur over.

De lancering van Voyager 1 in 1977. Credit: NASA/JPL

De camera’s aan boord van de Voyagers zijn lang geleden uitgezet om energie te besparen. De sondes hebben echter nog altijd vijf functionerende instrumenten aan boord, die gebruikt worden voor het bestuderen van magnetische velden, kosmische straling en geladen deeltjes van de zon die bekend staan als de zonnewind. Iedere sonde draagt ook een gouden (afspeelbare) plaat  met zich mee, met hierop meertalige groeten, muziek en foto’s van de aarde – voor het geval dat de sondes ooit een intelligente levensvorm tegen het lijf lopen.

De gouden plaat aan boord van Voyager 1, met hierop boodschappen van planeet aarde. Credit: NASA/JPL

Voyager 1 is sinds 2004 een gebied aan het verkennen waarin de stralingsbubbel die het zonnestelsel omringd drastisch aan het afremmen en aan het opwarmen is. Dit is een aanwijzing dat de ruimtesonde de zogenaamde heliosheath bereikt heeft – de grens tussen de heliosfeer en de interstellaire ruimte. Gedurende laatste paar maanden heeft Voyager 1 veranderingen gemeten die erop duiden dat de absolute grens bijna bereikt is. Zodra dit gebeurt is, zal dit een nieuwe mijlpaal vormen in deze epische reis van dit wonder der techniek.Toch zal de reis hier niet eindigen. Het is de verwachting dat de sondes nog brandstof hebben tot 2025. Hierna zal het gedaan zijn met het sturen van signalen richting de aarde, maar de sondes zelf zullen almaar door gaan. Hoewel beide Voyagers niet richting een bepaalde ster in het bijzonder vliegen, zal Voyager 1 over 40.000 jaar de ster AC+79 3888 op grote afstand passeren.

Voyager 1 staat op het punt om aan zijn interstellaire missie te beginnen. Credit: NASA/JPL

Bron: Phys.orgNoot 1:Hoe ambitieus de missie van de Voyagers ook is, vormt het in feite “plan B” in de ogen van de wetenschappers en technici van die tijd. Het oorspronkelijke plan was om vier sondes te sturen naar Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus én Pluto: de zogenaamde “Grand Tour“. Helaas werd dit superplan om budgettaire redenen geschrapt, waardoor de wetenschappers tevreden moesten zijn met de Voyager-missie zoals wij die kennen.Noot 2:Sommige lezers zullen zich afvragen wat de energiebron van de Voyagers is. Een terechte vraag: zonnepanelen hebben op die afstand immers geen nut meer. In plaats daarvan heeft iedere Voyager drie radio-isotopische thermo-elektrische generatoren (RTG’s) aan boord. Da’s een hele mond vol, dus enige uitleg is wel op z’n plaats. Iedere RTG bevat 24 bollen van plutoniumoxide. Deze uiterst radio-actieve substantie genereert veel hitte als gevolg van een natuurkundig (radio-actief) proces dat “alpha-verval” wordt genoemd. Deze hitte wordt vervolgens omgezet in elektriciteit: in totaal zo’n 157 watt per RTG. Dat betekent iedere Voyager vlak na lancering zo’n 470 watt tot hun beschikking hebben gehad. Helaas verliezen de plutoniumbollen na verloop van tijd hun kracht, waardoor de beschikbare hoeveelheid stroom langzaam maar gestaag afneemt. Hoelang het precies duurt alvorens alle RTG’s zijn uitgeput is niet bekend, maar het is de verwachting dat de sondes in ieder geval tot 2025 nog zullen functioneren.

Schematische weergave van een RTG. Credit: NASA/JPL

Noot 3:Er is overigens enige verwarring over het begrip “grens van het zonnestelsel”. In het artikel wordt de grens beschouwd als het gebied waarin de invloed van de zonnewind stopt. Deze invloedsfeer vormt als het ware een “bubbel” die de zon op grote afstand omringd. Deze bubbel wordt de heliosfeer genoemd. Het grensgebied waarin de heliosfeer langzaam plaatsmaakt van de interstellaire ruimte wordt de “heliosheath” genoemd.Echter: de zwaartekracht van de zon reikt veel verder dan de zonnewind. Sommige wetenschappers hanteren dan ook een andere definitie van het begrip “rand van het zonnestelsel”, namelijk het punt waarop de zwaartekracht van de zon niet langer in staat is om objecten in een stabiele omloopbaan te houden. Hoewel het overgrote deel van de objecten die rond de zon draaien dat binnen de heliosfeer doen, geldt dit niet voor de Oortwolk. Deze hypothetische structuur bestaat uit een sfeervormige verzameling ijskernen die losjes met de zwaartekracht aan de zon verbonden zijn. Omdat deze structuur zich op grote afstand van de zon bevindt, kunnen de ijskernen gemakkelijk verstoord worden door de zwaartekracht van passerende sterren. Hierbij zal een deel van de ijskernen richting de zon vallen en veranderen in langperiodieke kometen.

De Oortwolk is een hypothetische, min of meer bolvormige verzameling kometen, die zich uitstrekt tot een afstand van bijna een lichtjaar vanaf de zon (50.000 keer de afstand aarde-zon). Credit: NASA/JPL

6 gedachten over “Voyager 1: na 35 jaar eindelijk op weg naar de sterren

  1. Hij staat er hoor. Lukt het niet die code in te voeren? Dus op YouTube zelf kiezen voor delen/insluiten en dan de code selecteren, vervolgens in de dashboard in de HTML-tab de code plakken.

  2. Verroest, nu is het filmpje weer weg! Ik heb het artikel alleen bewerkt op een paar spelfouten?? Pff ik ga slapen, ik fix het morgen wel weer 🙁

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.