På långtur med Voyagers

För de något äldre läsarna kanske orden ”Long Distance Voyager” låter bekant och väcker minnet av Moody Blues? Det är ett rockband som du kanske måste fråga dina mor- eller farföräldrar om de minns? Deras tionde studioalbum, ”Long Distance Voyager” släpptes 1981. Inspelningen gjordes faktiskt innan CD-skivorna introducerades året efter. För andra i ungefär samma ålder, kan titeln även erinra om de två Voyager-rymdsonderna som skickades ut för att studera de yttre planeterna i solsystemet.

Planetforskare noterade att det fanns en möjlighet att skicka en rymdfarkost till det yttre solsystemet på en ”Grand Tour,” vilket skulle göra det möjligt för dem att nå de yttre gasjättarna Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Detta med anledning av att planeterna låg så till i sina respektive banor, att robotsonder skulle kunna använda gravitationsassistans för att ”katapultera” dem från en till nästa. För att göra detta skulle de behöva flyga relativt nära varje efterföljande planet i tur och ordning så att de skulle kunna stjäla en oändligt liten mängd av deras rotationsenergi för att driva dem vidare till nästa mål – en gasjätte ännu längre bort.

Jupiter och Saturnus hade nyligen besökts av Pioneer 10 (Jupiter, 1973) och Pioneer 11 (Jupiter 1974, och Saturnus 1979) sonder. De avslöjade intressanta världar och gav oss de första närbilderna av några av planeternas månar, även om de var av låg upplösning. Denna illustration ger en uppfattning om Pioneer 11:s möte med Saturnus. De två yttersta planeterna, Uranus och Neptunus, förblev obesökta och framträdde fortfarande som ingenting mer än färgade kartnålar—blek sjögrön för Uranus och himmelsblå för Neptunus—även i de största teleskopen på jorden.

Större än de två Pioneer-sonderna, skulle Voyager 1 och 2 (den stora vita högfrekvensradioantennen som syns på denna illustration är 3,7 m i diameter) få olika uppdrag, även om de började på liknande sätt.

Båda hade tio instrument, inklusive en mycket sofistikerad kameraplattform för att fånga bilder. Eftersom de visste om flygvägen i förväg, när de passerade en avlägsen planet, som Neptunus, där det var mindre ljus, kunde plattformen göra en liten enkel panorering för att kompensera för sondens rörelse och få en längre exponeringstid för bilden så länge planeten inte var för nära.

Båda skulle besöka Jupiter och Saturnus, men sedan skulle Voyager 2 dirigeras vidare för att möta Uranus och sedan Neptunus innan den fortsatte sin väg ut ur solsystemet. Voyager 1 var redan på väg, och de två farkosterna skulle ta olika vägar, för att utforska solens influens i de yttersta delarna av solsystemet.

Även om det ser ut som ett fotografi, är detta en sammanfattande översiktsmålning av rymdkonstnären Don Davis. Den illustrerar dels gasjättarna som besöktes av de två Voyager-farkosterna, med även en representativ måne för var och en av dem; till exempel Jupiters vulkaniska Io och Saturnus atmosfärstäckta Titan.

Ju längre ut i vårt planetsystem man reser, desto svagare blir mängden solljus. Det tar bort möjligheten att använda solpaneler för att förse farkoster med den elektricitet som behövs för att driva dem. De får istället sin kraft från det som kallas radioisotop termoelementgeneratorer (eller RTG, som syns i skissen av Voyager ovan, och ser ut som tre kaffeburkar som hänger under farkosten), som använder nedbrytningen av plutonium-238 för att producera de 470W kraft som Voyagerna initialt hade vid uppskjutningen. Eftersom detta radioaktiva element har en halveringstid på strax under 90 år, minskar detta gradvis över tid, vilket för oss till de senaste nyheterna om Voyager 1.

Både Voyager 1 och 2 befinner sig nu bortom solens heliosfär, den magnetiska bubblan av vår stjärnas magnetfält och utströmmande partikelström, och flyger bokstavligen i interstellär rymd. Voyager 1 är den mest avlägsna fungerande rymdfarkosten från jorden just nu, på cirka 25,40 miljarder kilometer, och dess identiska tvilling, Voyager 2, är på cirka 21,35 miljarder kilometer.

Ursprungligen var planerad ”livstid” för sonderarna fem år, och båda har överträffat sina livslängder med cirka 45 år och därför måste vissa avvägningar göras. Varje år förlorar de cirka 4 W kraft på grund av deras avtagande RTG:er. För att kunna hålla saker igång och ge värme för uppvärmning, stängs vetenskapliga instrument av, med början hos dem som inte längre kan ge användbara data.

Den 17 april skickade NASA en signal till Voyager 1 för att stänga av ett av dess tre sista kvarvarande vetenskapliga experimenten, i ett försök att spara elektricitet. Den lågenergi-laddade partikeldetektor, som användes för att studera mängden energi hos elektroner och joner runt sonden, stängdes av på Voyager 2 i mars 2025, men Voyager 1:s kan slås på igen om det behövs.

Det finns mer i sikte för båda rymdfarkosterna, med planer på att genomföra det som kallas en ”Big Bang.” I maj eller juni i år kommer NASA att försöka byta mellan vilka instrument ombord på Voyager 2 som är avstängda och vilka som är påslagna. Som testobjekt kommer denna sond att ha instrument som drar mer elektrisk kraft avstängda, medan de som använder mindre kraft sätts på igen. Varför Voyager 2? Eftersom den har mer elektrisk kraft kvar, och som kan ses genom att jämföra hur långt från jorden de är ovan, är den också lite närmare hemmet. Om detta test fungerar, kommer samma sak att göras för Voyager 1 i juli. Med andra ord, alla bör hålla tummarna i den närmaste framtiden för båda rymdfarkosternas skull. Augusti (Voyager 2) och september (Voyager 1) 2027 kommer att markera 50 år sedan uppskjutningen för att påbörja sin långdistansresa genom solsystemet, och bortom det, ut i den interstellära rymden.

Om du tycker att Apollo 8:s ”Earthrise” eller Artemis II:s ”Earthset”-foton var tankeväckande, fundera då lite på detta; när Voyager 1 var 6 miljarder km från jorden, tittade den tillbaka på sin hemplanet och tog en bild som har blivit känd som ”Pale Blue Dot” (”Bleka blå pricken”) vilket är mycket passande. Till vänster kan vi se Jorden, den lilla blå prick som ligger halvvägs ner på ljusstrålen till höger i bilden. Till höger har jag lagt till ett blått hårkors på den för att förtydliga.

Från Voyager 1:s stora avstånd var vår värld bara en ljuspunkt, mindre än storleken på en pixel i sondens smalvinkliga kamera; cirka 0,12 pixel tvärsöver. De spridda ljusstrålarna som syns löpa upp och ner genom bilden beror på att bilden togs så nära solens position på himlen.

Det kan inte sägas bättre, tycker jag, än som planetforskaren, författaren och vetenskapsförmedlaren Carl Sagan (1934 – 1996) sa om denna mycket enkla, men ändå kraftfulla, bild:

”Tänk på den punkten igen.” Det är här. Det är vårt hem. Det är vi…. Jorden på en mycket liten scen i en vidsträckt kosmisk arena…. Enligt min mening finns det kanske inget bättre sätt att visa den mänskliga fåfängans dårskap än denna avlägsna bild av vår lilla värld. För mig understryker det vårt ansvar att behandla varandra mer vänligt och medkännande och att bevara och värna om den där bleka blå punkten, det enda hem vi känner.”

– Carl Sagan

Text: Tom Callen