Pesawat luar angkasa Voyager 1 dan Voyager 2 diluncurkan 40 tahun lalu. Hanya dalam 12 tahun, mereka terbang di dekat empat planet utama tata surya - Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Kedua wahana antariksa tersebut beroperasi terus menerus dan mengirimkan data ke Bumi, meskipun mereka saat ini berada di luar orbit Pluto.
Mari kita kembali ke tahun 1965, ketika persaingan untuk pendaratan di bulan sedang berlangsung, dan NASA memiliki uang serta kepercayaan diri untuk mewujudkan impian besar.
Saat itu, tidak ada yang memikirkan Voyager, karena semua orang percaya bahwa teknologi antariksa belum siap untuk menempuh jarak miliaran kilometer di luar tata surya.
Tapi sudah ada uang untuk merekrut matematikawan muda dan menjanjikan yang bekerja di bidang sains di pusat penelitian besar California JPL, dan dua dari kelompok matematikawan ini membentuk dasar untuk pengembangan Voyager.
Michael Minovich dan Gary Flandro ditugaskan untuk menyelidiki kemungkinan jalur penerbangan untuk pesawat luar angkasa di tata surya. Ini adalah studi di bawah slogan "Kebijaksanaan Tepat Waktu", yang seharusnya berlanjut sampai saat peroketan mencapai tingkat perkembangan yang dibutuhkan.
Tidak ada yang mengharapkan hasil yang luar biasa, tetapi kedua matematikawan muda ini menetapkan bahwa antara tahun 1976 dan 1979 ada kesempatan unik untuk meluncurkan pesawat luar angkasa ke dalam penerbangan di dekat empat planet besar tanpa pengeluaran bahan bakar yang besar. Itu adalah kesempatan yang muncul setiap 176 tahun. Selama tiga tahun inilah planet-planet itu ditempatkan sedemikian rupa sehingga dimungkinkan untuk menggunakan gravitasi satu planet untuk menerbangkan probe lebih jauh ke planet berikutnya.
Ini adalah penemuan yang beruntung. Terakhir kali hal ini terjadi adalah pada tahun 1801, ketika kami disibukkan dengan perang Napoleon dan pertempuran laut Kopenhagen. Tetapi lain kali itu akan terjadi pada tahun 2153.
NASA tidak membiarkan peluang ini berlalu: rencana untuk ekspedisi besar ke tata surya segera dibuat.
Video promosi:
Direncanakan untuk mengirim setidaknya empat pesawat ruang angkasa dan sebagai tambahan untuk menjelajahi Pluto yang jauh. Pada 1976-77, direncanakan untuk mengirim dua probe ke Jupiter, Saturnus dan Pluto, dan pada 1979 - dua probe lagi ke Jupiter, Uranus dan Neptunus.
Tetapi Kongres Amerika, setelah mengetahui bahwa proyek ini bernilai lebih dari satu miliar dolar, tidak menyukainya. Itu banyak uang pada saat itu. Kongres ingin mengalokasikan uang hanya untuk dua pesawat ruang angkasa, yang akan memanfaatkan posisi menguntungkan planet ini untuk menjelajahi Jupiter dan Saturnus.
NASA bersiap untuk "Great Walk"
NASA melakukan tindakan kecil pembangkangan sipil, yang, bagaimanapun, sekarang diampuni.
Voyager 1 secara akurat melaksanakan rencana resminya, yang terbatas hanya mengunjungi Jupiter dan Saturnus, yang memungkinkan untuk mempelajari bulan Jupiter Io dan bulan besar Saturnus, Titan dari jarak dekat.
Tetapi itu juga berarti bahwa Voyager 1 diberi orbit yang tidak memungkinkan untuk terbang lebih jauh ke Uranus dan Neptunus. Para ilmuwan memiliki ide rahasia untuk menyimpan Voyager 2. Dia mendapatkan jalur yang lambat dan karena itu terbang ke Voyager 1 sepanjang waktu. Saat Voyager 1 menyelesaikan tugasnya, Voyager 2 diizinkan untuk menyelesaikan misi awal dan terbang ke empat planet besar, yaitu untuk melakukan “Jalan Luar Biasa”, sebutan untuk ekspedisi ini kemudian.
Keputusan ini menimbulkan konsekuensi yang lucu: Voyager 2 diluncurkan sebelum Voyager 1. Hasilnya, Voyager 1 yang cepat menjadi yang pertama mencapai Jupiter dan Saturnus. Dan Voyager 2 yang lambat seharusnya puas dengan posisi kedua, tapi mendapat kesempatan untuk menjadi wahana pertama yang mencapai Uranus dan Neptunus.
Pengawasan besar mengarah pada pekerjaan ekstra
Karena itu, Voyager 2 diluncurkan pada 20 Agustus. Dan meskipun itu adalah wahana "lambat", ia tetap mencapai kecepatan 52 ribu kilometer per jam, sebagai akibatnya ia terbang melewati orbit Bulan dalam waktu kurang dari 10 jam.
Dua minggu kemudian, Voyager 1 yang cepat diluncurkan, dan sekarang semua orang mengharapkan penerbangan yang mulus ke Jupiter. Namun kemudian terjadi kegagalan, akibatnya sejumlah besar insinyur harus bekerja lembur selama 12 tahun berikutnya.
Pusat kendali lupa mengirim pesan rutin ke Voyager 2. Ketika komputer Voyager 2 tidak menerima pesan yang diharapkan, tertulis dalam instruksinya bahwa ini hanya dapat terjadi jika penerima onboard tidak berfungsi. Diyakini bahwa pusat kendali tidak bisa melupakan operasi ini.
Voyager 2 dengan patuh beralih ke penerima cadangan, tetapi tidak memiliki pengaturan yang sesuai dan hanya dapat menerima sinyal dalam rentang frekuensi yang sangat sempit yaitu 96 hertz, dan ini menimbulkan masalah.
Pusat kendali secara alami mengirim sinyal pada frekuensi yang sangat spesifik, tetapi karena Voyager bergerak sangat cepat relatif terhadap Bumi, karena efek Doppler, ia menerima sinyal pada frekuensi yang berbeda. Oleh karena itu, penerima disetel untuk menerima sinyal dalam kisaran 100.000 hertz.
Voyager 2 diam
Reaksi pertama adalah mentransfer Voyager 2 ke penerima utama, tetapi penerima ini langsung rusak total. Akibatnya, NASA tidak dapat mengirim perintah ke pesawat luar angkasa.
Ini ternyata menjadi masalah yang jauh lebih serius dari yang diperkirakan. Kecepatan relatif terhadap Bumi mudah dihitung, tetapi yang jauh lebih buruk adalah bahwa perubahan yang sangat kecil pada suhu probe kurang dari 0,3 derajat mengubah rentang frekuensi penerima sehingga kontak dengan Bumi terputus. Ditemukan bahwa bahkan ketika satu instrumen dihidupkan atau salah satu mesin kontrol digunakan, suhu pesawat ruang angkasa berubah.
Selama bertahun-tahun, para insinyur NASA mengembangkan model matematika lengkap untuk Voyager yang dapat menghitung suhu probe hingga seperseratus derajat. Model ini dikembangkan selama penerbangan probe ke Neptunus, komunikasi dengannya terputus selama beberapa hari.
Voyager mengirimkan gambar pertama ke Bumi
Pada bulan Maret 1979, Voyager 1 mencapai Jupiter, dan para ilmuwan benar-benar kagum pada foto-foto fantastis yang dikirim ke tengah: awan dan titik merah di Jupiter, bulan oranye Io dan Eropa putih yang tertutup es.
Bintik Merah Besar Jupiter. Foto diambil oleh Voyager 1
Ilmuwan mempelajari apa yang dimaksud dengan "Sains Instan" ketika jurnalis di JPL segera meminta penjelasan tentang foto yang diterima beberapa jam yang lalu dan oleh karena itu tidak dianalisis secara cermat oleh para ahli.
Bagi banyak ilmuwan yang terbiasa dengan kehidupan yang tenang dan tiba-tiba mendapati diri mereka berada di antara banyak penonton di depan puluhan jurnalis yang ingin mendapatkan jawaban, ini adalah ujian yang nyata.
Cuaca hujan di Australia menimbulkan masalah
Selama penerbangan pesawat di atas Australia, di mana stasiun pelacak besar berada, hujan deras menciptakan masalah. Voyager mengirim datanya ke Bumi hanya pada 3,6 cm, dan gelombang radio yang begitu pendek hampir tidak melewati awan hujan. Karena itu, data menghilang dalam beberapa jam.
Namun kejadian tak terduga baru terjadi beberapa hari kemudian, saat Voyager 1 sedang dalam perjalanan dari Jupiter ke Saturnus.
Untuk navigasi yang andal, Anda perlu mengetahui dengan tepat posisi Voyager, dan ini harus terjadi, khususnya, dengan memotret satelit Io bersama dengan massa bintang di latar belakang. Oleh karena itu, digunakan kecepatan rana lambat, akibatnya Io dalam foto tampak seperti cakram putih yang menyala.
Tugas menganalisis foto-foto di komputer dilakukan oleh seorang karyawan muda dari tim navigasi Linda Morabito. Dia menemukan bahwa ada sesuatu di Io yang tampak seperti awan. Io tidak memiliki atmosfer, jadi tidak ada yang menduga awan berada beberapa ratus kilometer di atas permukaan.
Gaya pasang surut dan aktivitas gunung berapi
Itu segera diduga bahwa itu adalah letusan gunung berapi, tetapi para ahli yang dapat mempelajari foto-foto itu sedang berlibur akhir pekan. Oleh karena itu, diperlukan tiga hari penuh sebelum NASA dapat mengetahui bahwa gunung berapi aktif pertama di luar Bumi ditemukan.
Berita itu memiliki relevansi khusus bagi tiga ilmuwan Amerika. Seminggu yang lalu, mereka menerbitkan sebuah artikel di Science yang memprediksikan keberadaan gunung berapi sebagai konsekuensi dari gaya pasang surut Jupiter dan bulan-bulan tetangga Europa dan Ganymede yang bekerja di Io.
Empat bulan kemudian, Voyager 2 mendekati Jupiter. Para ilmuwan sekarang siap untuk mengamati gunung berapi di Io dan melihat lebih dekat permukaan es Europa yang tidak rusak. Saat ini diyakini bahwa permukaan es ini menyembunyikan laut, yang kedalamannya bisa mencapai 100 km dan tempat kehidupan bisa ada.
Dan berkat pengukuran Voyager, kita sekarang tahu bahwa gaya pasang surut menyebabkan permukaan padat Io bergerak naik turun dalam perubahan ketinggian hingga 100 meter. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika panas yang dihasilkan akibat hal ini mengarah pada aktivitas vulkanik yang dahsyat.
Voyager 1 terbang mendekati Titan
Itu adalah waktu yang tenang sebelum Voyager 1 terbang ke Saturnus pada November 1980. Para ilmuwan dapat lagi duduk dan memandang dengan gembira pada foto-foto cincin Saturnus yang fantastis. Namun, ekspektasi terbesar dikaitkan dengan penerbangan di dekat Titan. Penerbangan melewati Titan ini mengesampingkan kemampuan Voyager 1 untuk melanjutkan penerbangannya ke Uranus dan Neptunus.
Tapi satu-satunya hal yang bisa dilihat adalah awan oranye yang benar-benar tidak bisa ditembus. Namun komposisi atmosfer yang diteliti sebagian besar adalah karbondioksida dengan sedikit metana. Tekanan permukaan 1,6 kali lebih kuat dari tekanan bumi.
Pengukuran telah menunjukkan bahwa sejumlah besar molekul organik dihasilkan dalam kabut oranye di sekitar Titan saat metana terpapar cahaya matahari. Artinya, Titan, bagaimanapun juga, menerima banyak molekul, yang merupakan prasyarat bagi kemunculan kehidupan. Sayangnya, hasil pengukuran menunjukkan suhu minus 180 derajat. Memang dingin bagi kehidupan, tetapi suhu yang memungkinkan untuk menemukan metana di permukaan laut.
Masih harus memakan waktu 30 tahun sebelum wahana antariksa Cassini menggunakan radar dapat melihat laut metana yang terkenal di kutub utara dan selatan Titan meskipun tertutup awan.
Voyager 2 kembali menghadapi tantangan
Voyager 2 terbang ke Saturnus pada Agustus 1981, dan pada awalnya semuanya berjalan lancar meskipun ada masalah dengan receiver. Dia memotret bulan kecil Enceladus, yang, seperti yang kita kenal sekarang, meletus geyser besar dari retakan di permukaan yang tertutup es, dan mengambil gambar bulan es Hyperion, yang sangat mirip dengan spons pencuci.
Tapi kemudian masalah dimulai. Meja putar dengan instrumen ilmiah macet, banyak data hilang. Sekali lagi para insinyur harus bekerja ekstra, tetapi situasinya terus memburuk karena NASA memiliki 108 alih-alih 200 karena pemutusan hubungan kerja.
Beban kerja yang berat menyebabkan kelelahan fisik dan mental banyak karyawan.
Namun masalah yang teridentifikasi terkait dengan transmisi yang mengontrol meja putar. Masalahnya adalah pelumasan. Saat platform berputar dengan cepat, pelumas terbang dari roda gigi dalam gravitasi nol, yang berarti bagian logam saling bersentuhan. Serutan logam kecil muncul dan lepas, menghalangi gerakan. Masalahnya bisa dihindari dengan memutar platform secara perlahan.
Penerbangan ke Uranus
Untungnya, ada cukup waktu untuk menyelesaikan masalah ini, karena Voyager 2 harus terbang dari Saturnus ke Uranus selama hampir lima tahun. Meski demikian, ini adalah masa-masa sulit, karena sebagaimana telah disebutkan, penerbangan ke Uranus tidak sepenuhnya tenang.
Tiga stasiun pelacakan besar di California, Spanyol dan Australia harus ditingkatkan untuk menerima sinyal kritis dari pemancar kecil Voyager, yang hanya 20 watt. Salah satu caranya adalah dengan menyambungkan antena parabola 64 meter besar secara elektronik dengan antena 34 meter yang lebih kecil sehingga dapat berfungsi sebagai antena besar.
Masalah lainnya adalah kecepatan tinggi saat Voyager 2 terbang melewati Uranus. Foto-foto tersebut ternyata sangat kabur, karena sinar matahari di wilayah Uranus sangat lemah sehingga perlu untuk mempertahankan bingkai dalam waktu yang lama. Semua ini membantu menemukan solusi yang cerdik - selain apa yang dilakukan dengan meja putar (Pada akhirnya, semuanya berakhir dengan fakta bahwa alih-alih hanya memutar satu platform, karena takut akan macet lagi, mereka mulai memutar seluruh wahana antariksa).
Kecelakaan saat bertemu Uranus
Ketika Voyager 2 terbang ke Uranus pada Januari 1986, satu-satunya hal yang bisa dilihat adalah bola besar berwarna hijau kebiruan tanpa tanda-tanda awan. Apa yang dilihat Voyager tampak seperti lapisan kabut di atmosfer dalam yang terdiri dari hidrogen dan helium ringan, dengan sedikit metana dan karbohidrat lainnya.
Tapi penerbangan Voyager dikenang karena sesuatu yang berbeda.
Foto Uranus dari Voyager 2
Pada 28 Januari 1986, NASA seharusnya mengirimkan foto-foto pertama satelit kecil Uranus - khususnya, Miranda, di mana ternyata, terdapat tebing es yang sangat curam setinggi hampir 10 kilometer. Tetapi konferensi pers tidak berlangsung, karena cuplikan lain muncul di layar televisi para penonton. Ledakan pesawat ulang-alik Challenger ditunjukkan, di mana tujuh astronot tewas.
Berkali-kali menunjukkan awan putih uap dari ledakan dan dua roket pembantu terbang ke arah yang berbeda. Setelah itu, tidak ada yang mau berpartisipasi dalam konferensi pers tentang Uranus. Oleh karena itu, Voyager 2 diam-diam meninggalkan Uranus dan memulai perjalanan tiga tahun ke Neptunus.
Selamat tinggal dan awal yang baru
Pada Agustus 1989, Voyager 2 terbang ke Neptunus, target akhir dari Great Walk yang tidak pernah diizinkan Kongres.
Kali ini tentang festival pesawat luar angkasa sungguhan di Pasadena, tempat JPL berada. Acara tersebut dihadiri oleh ribuan orang yang dihadiahi foto-foto menarik Neptunus biru yang indah dengan awan putih yang digerakkan oleh badai dengan kecepatan 2.000 km per jam.
Masih menjadi misteri bagaimana sebuah planet pada jarak yang sangat jauh dari Matahari dan dengan suhu yang sangat rendah - minus 215 derajat = dapat memiliki energi yang cukup untuk menciptakan badai yang begitu dahsyat.
Segera tiba waktunya untuk mengucapkan selamat tinggal pada Voyager 2. dan selamat tinggal ini adalah foto-foto bulan es besar Triton, yang dikejutkan dengan keberadaan geyser. Setidaknya 50 situs telah ditemukan dengan jejak gelap yang panjang dari beberapa bentuk letusan.
Beberapa foto menunjukkan bahwa geyser mencapai ketinggian 8 kilometer, di mana mereka bertemu aliran jet dalam atmosfer yang sangat jarang. Dia membentangkan geyser tipis, mengubahnya menjadi garis asap panjang. Geyser tersebut dipercaya sangat gelap karena tidak hanya mengandung uap, tapi juga mengandung debu dan bahan organik.
Penerbangan baru saja dimulai
Penerbangan melewati Neptunus adalah akhir dari Great Walk, sebuah perjalanan yang dapat dibandingkan dengan mendarat di bulan. Tapi ini bukanlah perpisahan dengan tata surya, yang belum ditinggalkan oleh Voyager 1 maupun Voyager 2.
Untuk menandai selesainya, foto perpisahan seluruh planet di tata surya diambil pada tahun 1990. Di atasnya, Bumi terlihat sebagai "titik biru muda" kecil. Potret Bumi kita dari jarak 6 miliar km ini telah menjadi semacam simbol yang menunjukkan betapa kecilnya ruang yang sebenarnya kita tempati di alam semesta.
Kedua probe Voyager sekarang jauh dari orbit Pluto dan dari sabuk Kuiper, yang terdiri dari planet-planet es kecil. Namun mereka masih menempuh perjalanan ribuan tahun sebelum mencapai pos terakhir tata surya kita, yaitu Awan Oort, yang dianggap sebagai tempat kelahiran banyak komet.
Voyager 1 mencetak rekor perjalanan 141 AU dari Matahari (satu AU adalah jarak dari Bumi ke Matahari).
Voyager 2 yang lambat hanya menempuh jarak 116 AU. Kedua probe secara konstan mengirimkan data ke Bumi, yang sekarang terutama terkait dengan angin matahari dan medan magnet matahari.
Para ilmuwan berharap untuk tetap berhubungan dengan kedua wahana antariksa tua tersebut hingga tahun 2025. Kedua penjelajah ini adalah perwakilan umat manusia yang hampir abadi, meskipun tidak mungkin ditemukan oleh peradaban lain.
Pesan penduduk bumi
Kedua Voyager membawa serta pesan dari Earthlings, yang ditulis pada plat 30 sentimeter berlapis emas yang dipasang di papan.
Pesan tersebut dikembangkan oleh sebuah komisi yang dipimpin oleh astronom dan astrobiolog terkenal Carl Sagan (Carl Sagan, 1934 - 1996). Karena kemungkinan bahwa probe ini akan pernah ditemukan sangat kecil, kita dapat menggunakan pesan ini sebagai pesan untuk diri kita sendiri.
Ini mencakup gambar dan suara, yang dienkripsi di piring. Ini adalah rangkaian gambar yang menjelaskan bagaimana isi piring dapat direproduksi. Pemutaran sebaiknya dilakukan pada 16 2/3 rpm dengan menggunakan jarum yang terpasang pada plat. Itu kuno, tetapi secara teknis terdengar, jika penerima dapat mengetahui rangkaian gambar.
Henrik dan Helle Stub
