Voyager 1

Z Multimediaexpo.cz

Crystal Clear kworldclock.png   Tento článek se zabývá probíhající vesmírnou misí.
  Obsah a styl článku se může průběžně měnit – podle vývoje celé mise. 		Crystal Clear launch.png
Voyager 1

Voyager 1 (česky Cestovatel) je vesmírná sonda pro výzkum vnější části Sluneční soustavy. Váží 822 kg, byla vypuštěna 5. září 1977 a je stále funkční.

Hlavním cílem Voyageru 1 byly planety Jupiter, Saturn, jejich měsíce a prstence. V současnosti sonda studuje helioplášť, měří sluneční vítr a výplň mezihvězdného prostoru. Pro oba Voyagery jsou zdroji energie tři radioizotopové termoelektrické generátory, které sice již překonaly původně plánovanou životnost, ale dnes se předpokládá, že budou schopny generovat dostatek energie pro komunikaci se Zemí i po roce 2020.

V srpnu roku 2007 se sonda nacházela již 14 světelných hodin daleko od Země, od které se vzdaluje rychlostí přibližně 1 500 000 kilometrů za den [1].

Obsah

Konstrukce

Konstrukce sondy vycházela ze zkušeností s konstrukcí předchozích sond v programu Mariner, ale i přesto si její konstrukce vyžádala přes pět let práce [2].

Jednalo se o sondu, jejíž tělo bylo tvořeno desetibokým hranolem o výšce 0,47 m a průměru 1,78 m, která byla stabilizovaná ve třech osách. Na vrcholku tohoto kvádru se nacházela parabolická směrová anténa s průměrem 3,66 m, která byla určena pro udržování radiového spojení s pozemními teleskopy a k přenosu informací a příkazů. K tělu sondy byly připevněny tři výklopné tyče, na kterých se nacházelo vybavení a energetická jednotka sondy. Na první výklopné tyči o délce přibližně 2,5 m se nacházelo vědecké vybavení společně s kamerami a spektrometrem, které se nacházely na otočné plošině. Na další tyči o délce 13 m byla umístěna čidla magnetometru. Tato tyč se nacházela na opačné straně, než tyč předchozí.

Na poslední tyči byly umístěny energetické zdroje sondy v podobě 3 radioizotopových termoelektrických generátorů (RTG), který palubní přístoje sondy zásobil 3×160 W elektrické energie. Přísun elektrické energie postupně s roky klesal a v roce 1997 dosahoval již jenom 335 W. Energetický zdroj byl tvořen jednotkou o hmotnosti 39 kg a průměru 0,4 m a délce 0,5 m, jenž využívala jako zdroj energie 238PuO2.

Celkový provoz sondy je řízen zdvojeným palubním počítačem CCS (Computer Command Subsystem). Zpracování vědeckých a telemetrických dat a řízení vědeckých experimentů zajišťuje systém zpracování dat FDS (Flight Data Subsystem) vybavený ztrojeným počítačem. Data mohou být zaznamenána na magnetopáskové paměti DSS (Data Storage Subsystem) s kapacitou 536 Mbit. Komunikační systém pracuje v pásmu X (8.4 GHz, rychlost přenosu 8 bit/s až 115,2 kbit/s, výkon 23 W) a S (2,3 GHz, rychlost přenosu min. 40 bit/s). Stabilizační digitální systém AACS (Attitude and Articulation Control Subsystem), využívající detektorů Slunce, sledovačů hvězd a 3 úhloměrných gyroskopů, zajišťuje orientaci a stabilizaci sondy v prostoru a natáčení plošiny s optickými přístroji na zkoumané cíle. Celkem 16 trysek na jednosložkové KPL (hydrazin, celková zásoba 105 kg) o tahu 16×0,9 N slouží jako výkonné prvky pro korekce dráhy (4 motory) a pro orientaci a stabilizaci sondy (8 motorů).

Ilustrační znázornění trasy obou sond
Zlatá deska s poselstvím případným jiným světům

Předpokládaná životnost sondy je 40 roků. Po dobu letu byla sonda řízena z pozemního řídícího střediska umístěného v Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně, Kalifornie.

Vědecké vybavení na palubě

  • kamerový systém ISS (Imaging Science System)
  • komplex pro rádiová měření RSS (Radio Science System)
  • ultrafialový spektrometr UVS (Ultraviolet Spectrometer)
  • trojosý cívkový magnetometr MAG (Magnetometer)
  • detektor nízkoenergetických iontů LECP (Low-Energy Charged Particles)
  • systém detektorů kosmického záření CRS (Cosmic Ray System)
  • detektor rádiových vln PRA (Planetary Radio Astronomy)
  • fotopolarimetr PPS (Photopolarimeter System)
  • přístroj pro studium vln v plazmatu PWS (Plasma Wave System)
  • infračervený interferometr a spektrometr IRIS (Infrared Interferometer Spectrometer)
  • spektrometr plazmových částic PLS (Plasma Spectrometer)

Poselství jiným světům

Podrobnější informace naleznete v článku: Zlatá deska Voyageru

Voyager 1, podobně jako jeho sesterská sonda Voyager 2, na své palubě nese mědenou pozlacenou gramofonovou desku, která obsahuje poselství případným inteligentním nálezcům sondy. Jedná se o disk o průměru 305 mm se záznamem 115 obrázků v analogovém formátu, 55 pozdravů v různých jazycích světa a 35 různých přírodních i umělých zvuků a 27 záznamů hudby zaznamenaný při rychlosti 16⅔ otáček za minutu. Disk je uložen uvnitř hliníkového pouzdra, na jehož povrchu je vygravírováno schéma, znázorňující původ sondy a návod k použití disku. Součástí pouzdra je i vzorek radioaktivního 238U (počáteční aktivita 9,6 Bq), umožňující případnému nálezci určení stáří sondy. Zbytek nahrávky je zvukový záznam.

Mise

Poloha Voyageru 1 v heliosféře.

Primární cíle

Každá sonda měla stanovené hlavní cíle u každé planety, kterou měla navštívit. Mezi tyto úkoly patřilo:

  1. prozkoumat proudění, dynamiku, strukturu a složení planetární atmosféry navštíveného tělesa
  2. popsat morfologii, geologii a fyzikální charakteristiky měsíců planet
  3. získat další data pro určení hmotnosti, velikosti a tvaru planety a jejich satelitů, případně prstenců
  4. určit strukturu magnetického pole, složení a distribuci částic a plazmy.

Plánování mise

Voyager 1 byl plánován jako Mariner 11, součást programu Mariner. Od začátku se počítalo s využitím gravitačních manévrů. S jejich pomocí je možné navštívit více planet s minimální spotřebou paliva.

Průběh mise

Voyager 1 byl vypuštěn 5. září 1977 z mysu Canaveral na Floridě raketou Titan IIIE Centaur. Ačkoliv byl vypuštěn až 16 dní po svém dvojčeti Voyageru 2, kvůli závadě objevené až na poslední chvíli, jeho dráha byla rychlejší a dosáhl Jupiteru a Saturnu před svým dvojčetem.

K první úpravě dráhy došlo 11. září 1977. Při této korekci se projevily drobné technické problémy, jednak s nasměrováním pohyblivé plošiny s televizní anténou a také s tahem řídících trysek. Podařilo se je však vyřešit.

Dne 10. prosince 1978, tedy více než rok po startu, začala sonda ve vzdálenosti 80 milionů km pořizovat první snímky Jupiteru. A 5. března následujícího roku prolétla ve výši 278 000 km nad mraky planety. Pořídila stovky fotografií (měsíc před Voyagerem 2) z rozlišením až 6 km a to včetně rudé skvrny a prstenců kolem největší planety naší Sluneční soustavy. Další fotografie pořizovala u měsíců Io, Ganymed, Callisto a Europa. Z Io získala ve vzdálenosti 20 000 km fotografie sopek, na Callisto krátery. Oblast kolem planety přestala fotografovat v dubnu 1979.

Díky silné gravitaci Jupiteru a s pomocí malé korekce pokračovala v dráze k planetě Saturn. Tu dostihla 13. listopadu 1980, když již tři mesíce předtím začala s jeho fotografováním. Předané fotografie přinesly mnoho nových poznatků. Prstence Saturnu mají velmi složitou strukturu několika tisícovek částíc, jejichž struktura a tvar jsou rozmanité. Pořídila snímky měsíců Mimas, Tethys, Dione, Enceladus, Rhea a Titan. Kolem Titanu prolétla 12. listopadu 1980 ve vzdálenosti 6500 km, tedy při cestě k Saturnu. Pořídila od něj řadu údajů o složení atmosféry a teplotě.

Po opuštění oblasti Saturnu pokračoval Voyager 1 v letu pryč z naší sluneční soustavy. Sonda je od Země nejvzdálenějším lidským výtvorem. Voyager 1 se v současnosti dostává na hranice Sluneční soustavy, kde se vliv Slunce střetává s mezihvězdným prostorem. Dne 15. srpna 2006 překonal vzdálenost 100 AU (15 miliard kilometrů) od Slunce a pohybuje se v helioplášti, což je oblast za rázovou (terminační) vlnou. V této vzdálenosti trvá signálům ze sondy více než 13 hodin, než dorazí k Zemi do řídícího střediska Jet Propulsion Laboratory blízko Pasadeny v Kalifornii. Voyager 1 je na hyperbolické dráze a pohybuje se únikovou rychlostí, to znamená, že se nevrátí zpátky do Slunenční soustavy.

QuickTime video

The media player is loading... Prehravac se nahrava...

Sonda Voyager 1 – po 35 letech mise
The media player is loading... Prehravac se nahrava...

Studium Heliosféry a sonda Voyager 1


Literatura

  • LÁLA, Petr; VÍTEK, Antonín. Malá encyklopedie kosmonautiky. Praha : Mladá fronta, 1982.

Související články

Externí odkazy


Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Voyager 1
Citováno z „http://www.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Voyager_1“