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- Sonntag, 30. April 2023, 21:04 Uhr (GMT+7)
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Die beiden „Zwillings“-Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 erforschen auch 45 Jahre nach ihrem Start von der Erde weiterhin den Weltraum, 22 Lichtstunden von unserem Planeten entfernt.
Voyager 2 startete am 20. August 1977 vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral (USA), ihre Schwestersonde Voyager 1 folgte etwa zwei Wochen später. Während sich Voyager 1 auf Jupiter und Saturn konzentrierte, besuchte Voyager 2 neben Jupiter und Saturn auch Uranus und Neptun. Voyager 2 war zudem die einzige bemannte Raumsonde des 20. Jahrhunderts, die diese beiden Planeten erforschte.
Im November 2018 gab die NASA bekannt, dass die Raumsonde die äußere Grenze des Sonnensystems überschritten habe, während Voyager 1 diese Grenze bereits 2012 überschritten hatte.
Die Raumsonden Voyager 1 und 2 erforschen den interstellaren Raum, den Raum zwischen verschiedenen Sternensystemen. Über die NASA-App „Eyes on the Solar System“ können Nutzer die Umlaufbahnen der Raumsonden verfolgen, die alle fünf Minuten aktualisiert werden. Entfernung und Geschwindigkeit werden in Echtzeit angezeigt.
Diese Werkzeuge funktionieren auch nach 45 Jahren noch.
Voyager 1 und Voyager 2 befinden sich derzeit etwa 23 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Da Voyager 2 ursprünglich als Ersatz für Voyager 1 gedacht war, weisen die beiden Raumsonden eine ähnliche Bauweise und zehn wissenschaftliche Instrumente auf. Bis heute sind von jeder Sonde vier dieser Instrumente noch funktionsfähig.
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Dieser Prototyp, der 1976 in einem Weltraumsimulator im Labor der NASA ausgestellt wurde, ist eine Nachbildung der beiden Voyager-Raumsonden, die 1977 gestartet wurden. Foto: NASA/JPL-Caltech. |
Das erste Instrument ist das Kosmische-Strahlungs-Subsystem (CRS), das nach hochenergetischen Teilchen sucht, die häufig in den intensiven Strahlungsfeldern um Planeten wie Jupiter vorkommen. Diese Teilchen durchdringen das CRS und hinterlassen Spuren, die ihre Anwesenheit belegen.
Dieses Instrument liefert Informationen über Energiegehalt, Ursprung, Beschleunigung und Dynamik kosmischer Strahlung in Galaxien und trägt zum Verständnis der Kernsynthese von Elementen in kosmischen Strahlungsquellen bei. Das CRS ist das Instrument, mit dem die Voyager-Sonden die Teilchenladung in den Magnetosphären von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun messen konnten.
Das LECP-Instrument (Low-Energy Charged Particle) lässt sich wie ein Stück Holz vorstellen, dessen Partikel wie Geschosse wirken. Je schneller die „Geschosse“ fliegen, desto tiefer dringen sie ins Holz ein. LECP misst die Geschwindigkeit der Partikel. Die Anzahl der „Einschusslöcher“ im Laufe der Zeit gibt Aufschluss darüber, wie viele Partikel vom Sonnenwind und von Planeten stammen, während die Richtung der Einschussspuren im Holz die Bewegungsrichtung der Partikel anzeigt.
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Eine Simulation von Voyager 2 mithilfe der Echtzeit-Tracking-Anwendung der NASA. Foto: NASA . |
Das Magnetometer (MAG) hat die Hauptaufgabe, Veränderungen des Magnetfelds der Sonne über Entfernung und Zeit zu messen, um festzustellen, ob jeder Planet ein Magnetfeld besitzt und wie seine Monde mit diesen Magnetfeldern interagieren.
Schließlich gibt es noch das Erdkommunikationsinstrument, das Radioastronomie- (PRA) und Plasmawellensystem (PWS) mit einer V-förmigen Antennenanordnung. Das PWS deckt einen Frequenzbereich von 10 Hz bis 56 kHz ab, während der PRA-Empfänger zwei Frequenzbänder besitzt: von 20,4 kHz bis 1300 kHz und von 2,3 MHz bis 40,5 MHz.
Was haben die beiden Voyager-Raumsonden erreicht?
Die NASA hatte ursprünglich erwartet, dass die beiden Voyager-Missionen fünf Jahre dauern würden; jetzt sind sie seit 45 Jahren in Betrieb und sammeln weiterhin wertvolle wissenschaftliche Daten aus den entferntesten Regionen des Weltraums, die jemals von der Menschheit erreicht wurden.
Die beiden Raumsonden haben gezeigt, wie der interstellare Raum mit dem Sonnenwind, dem Strom geladener Teilchen der Sonne, interagiert. Voyager lieferte außerdem Daten über die Heliosphäre, eine Schutzhülle, die das Sonnensystem umgibt.
Die Heliosphäre entsteht durch den Sonnenwind und wird durch die Bedingungen des interstellaren Raums geformt. Die Grenze des Sonnensystems – wo der Sonnenwind endet und der interstellare Raum beginnt – wird als Heliosphäre bezeichnet.
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Jede der Voyager-Sonden der NASA ist mit drei Radioisotopen-Thermoelektrischen Generatoren (RTGs) ausgestattet, wie in der Abbildung dargestellt. Die RTGs versorgen die Raumsonde mit Energie, indem sie die beim Zerfall von Plutonium-238 entstehende Wärme in Elektrizität umwandeln. Bild: NASA/JPL-Caltech . |
Laut NASA hat die Voyager-Raumsonde Forschern neue Erkenntnisse über den interstellaren Raum geliefert. So entdeckten sie beispielsweise, dass die kosmische Strahlung außerhalb der Heliosphäre etwa dreimal stärker ist als jene tief im Inneren der Heliosphäre.
„Die Wissenschaftler haben die Beobachtungen der Voyager-Sonde mit Daten aus neueren Missionen kombiniert, um ein umfassenderes Bild der Sonne und der Wechselwirkung der Heliosphäre mit dem interstellaren Raum zu erhalten“, so die NASA.
Nicola Fox, Direktorin der heliophysikalischen Abteilung am NASA-Hauptsitz in Washington, D.C., sagte, Voyager habe Informationen über den Einfluss der Sonne auf unser gesamtes Sternensystem geliefert.
Jede Voyager-Raumsonde wird von einem thermoelektrischen System mit Plutonium angetrieben. Mit dem Zerfall des Plutoniums nimmt die Wärmeleistung ab, und die Raumsonde verliert an Energie. Um dies auszugleichen, hat die NASA nach eigenen Angaben alle nicht benötigten Systeme abgeschaltet, darunter auch die Heizungen, die die Geräte vor der extremen Kälte des Weltraums schützen.
Die Raumfahrtbehörde berichtet jedoch, dass einige Instrumente weiterhin funktionieren, obwohl die Heizungen seit 2019 abgeschaltet sind. NASA-Wissenschaftler sind sich noch immer nicht sicher, warum Voyager weiterhin bei Temperaturen weit unterhalb der ursprünglich vorgesehenen Toleranz arbeitet.
„Nach 45 Jahren ununterbrochener Weltraumforschung liefern Voyager 1 und 2 der Menschheit weiterhin Beobachtungen von bisher unerforschtem Gebiet“, sagte Linda Spilker, Wissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA.
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Hoang Nam
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