Velká cesta sluneční soustavou

22. září 2010

(Seriál o sondách, díl 7/26.) Jedno z největších dobrodružství kosmonautiky a výzkumu sluneční soustavy začalo roku 1977 vypuštěním dvojice amerických sond Voyager. Jejich cílem byly již dříve zkoumané planety Jupiter se Saturnem a poprvé také další dvě plynné planety Uran a Neptun.

S nápadem vyslat kosmické sondy k velkým planetám přišel již v roce 1965 Gary Flandro. Spočítal, že v 70. letech bude vhodné postavení planet k uskutečnění ambiciózní Grand Tour sluneční soustavou, při níž by se zkoumal Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Další podobná konstelace planet nastává vždy až za dlouhých 176 let a NASA se tak rozhodla využít příležitosti a uskutečnit tento smělý projekt. Původní plán počítal s vypuštěním jedné sondy k Jupiteru, Uranu a Neptunu, druhé pak k Jupiteru, Saturnu a Plutu. Existovala dokonce i varianta se třemi sondami. Ve všech případech však museli kosmičtí průzkumníci, stejně jako odborníci na Zemi, vydržet nejméně 12 let, než budou splněny všechny cíle jejich cesty.

Mořeplavec vyplouvá
Škrty v rozpočtu NASA způsobily radikální omezení mise na "pouhé" zkoumání Jupiteru a Saturnu. Vlastní sondy vznikly na základě rozpracovaných sond Mariner 11 a Mariner 12 určených původně také ke zkoumání dvou největších planet naší sluneční soustavy. Celý program dostal příznačný název Voyager, což můžeme do češtiny přeložit jako mořeplavec nebo cestovatel. První odstartoval, trošku paradoxně, Voyager 2, a to 20. srpna 1977. O dva týdny později, 5. září 1977, ho následoval Voyager 1.

Start nosné rakety Titan 3E Centaur s meziplanetární sondou Voyager 2

Hlavními úkoly obou Voyagerů bylo u každé planety zkoumat dynamiku, strukturu a složení atmosféry, dále pak zjistit morfologii a složení jejich měsíců. Současně s tím byly zpřesňovány již známé údaje o každé planetě, jako jsou rozměry, hmotnost, tvar, počet měsíců a informace o případných prstencích. Opomenuta nemohla být ani oblast výzkumu magnetického pole a distribuce energetických částic. Všem těmto úkolům bylo přizpůsobeno vědecké vybavení sond Voyager, které nesou celkem jedenáct experimentů.

Parametry mise sondy Voyager 1
Datum startu 5. září 1977 ve 12:56:01 UT
Nosná raketa Titan 3E Centaur D-1T
Kosmodrom Cape Canaveral
Průlet kolem Jupiteru 5. března 1979 ve vzdálenosti 349 136 km
Průlet kolem Saturnu 12. listopadu 1980 ve vzdálenosti 186 420 km
Ukončení činnosti stále probíhá
Hmotnost sondy 815 kg
Délka 2,2 m i s hlavní anténou
Průměr 3,66 m přes hlavní anténu, blok konstrukce 1,78 m
Zdroj: Space 40 a NASA Voyager Web Site

Parametry mise sondy Voyager 2
Datum startu 20. srpna 1977 ve 14:29:44 UT
Nosná raketa Titan 3E Centaur D-1T
Kosmodrom Cape Canaveral
Průlet kolem Jupiteru 9. července 1979 ve vzdálenosti 721 834 km
Průlet kolem Saturnu 25. srpna 1981 ve vzdálenosti 161 081 km
Průlet kolem Uranu 24. ledna 1986 ve vzdálenosti 107 092 km
Průlet kolem Neptunu 25. srpna 1989 ve vzdálenosti 29 216 km
Ukončení činnosti stále probíhá
Hmotnost sondy 815 kg
Délka 2,2 m i s hlavní anténou
Průměr 3,66 m přes hlavní anténu, blok konstrukce 1,78 m
Zdroj: Space 40 a NASA Voyager Web Site

Prvním cílem byla největší planeta sluneční soustavy Jupiter. Oba Voyagery kolem něj proletěly v roce 1979 a učinily řadu objevů. Vůbec poprvé byly pozorovány Jupiterovy prstence, o kterých se do té doby nevědělo a nebyly zachyceny ani na snímcích ze sond Pioneer 10 a 11. Ohromujícím bylo zaznamenání činných sopek na měsíci Io. Ten se stal po Zemi teprve druhým kosmickým tělesem, na kterém byly pozorovány aktivní vulkány. Jejich projevy jsou tak bouřlivé, že řadí Io k nejaktivnějším objektům ve sluneční soustavě. Gravitační asistence Jupiteru umožnila oběma sondám vydat se směrem k Saturnu.

Velká rudá skvrna na Jupiteru pořízená sondou Voyager 1 v roce 1979
Průlet okolo Jupiteru
Průlet okolo Jupiteru (Autor: NASA)

První k němu dorazil Voyager 1 v listopadu 1980 a Voyager 2 ho následoval v srpnu 1981. Úspěchů bylo stejně jako u Jupiteru. Byla pozorována velmi složitá struktura Saturnových prstenců a propojení celého systému planeta-měsíce-prstence. Jedna významná událost si dokonce vynutila změnit dráhu sondy Voyager 1 oproti původním plánům - objevená atmosféra na měsíci Titan byla lákavým cílem. Navedení sondy k blízkému průletu kolem Titanu však způsobilo, že se Voyager 1 připravil o možnost navštívit Pluto.

Cesta do neznáma
U Saturnu se cesty obou mořeplavců rozdělily. Sondy byly ve výborném stavu, a tak se jejich mise prodloužily. Voyager 1 se po průzkumu Saturnu vydal směrem ven ze sluneční soustavy. Jeho identické dvojče po gravitačním manévru zamířilo k Uranu. Ještě žádná kosmická sonda jej nezkoumala, a tak byli jak odborníci, tak i amatérští astronomové napnuti, co se o třetí největší planetě dozvědí. K největšímu přiblížení Voyageru 2 k Uranu došlo 24. ledna 1986. Objeveno bylo celkem deset nových měsíců, do té doby jsme jich u Uranu znali pouze pět. Přístroje také zaznamenaly přítomnost magnetického pole. Za zmínku stojí i měsíc Miranda, objevený v roce 1948. Může se pyšnit titulem nejzvláštnějšího tělesa sluneční soustavy. Miranda má kamenné jádro a její kůra je tvořena převážně z ledu. Na povrchu můžeme pozorovat útvary, které svými rozměry nemají na Zemi obdoby. Zlomy a kaňony, jimiž je povrch doslova protkán, mají v některých případech hloubku až 20 kilometrů. Některé oblasti dokonce naznačují, že by na Mirandě mohl probíhat tzv. kryovulkanismus.

Nádherná fotografie Saturnu a některých z jeho měsíců pořízená Voyagerem 2

Po průletu kolem Uranu se Voyager 2 vydal k Neptunu, k němuž se nejvíce přiblížil 25. srpna 1989. Neptunova rodina měsíců se rozrostla, a Triton s Nereidou dostaly šest nových sourozenců objevených sondou Voyager 2. Podobně jako u Jupiteru a Saturnu byly i na Neptunu pozorovány polární záře, které známe ze Země. Jejich mohutnost a složitá struktura je však dalece překonávaly. Překvapením se stalo objevení velké bouře podobné té, jakou známe na Jupiteru pod názvem Velká rudá skvrna. Na Neptunu byla pojmenována jako Velká tmavá skvrna a je velká přibližně jako naše Země. Šance, že by se Voyager 2 vydal dále k Plutu byla teoreticky možná, ale trajektorie nutná pro gravitační manévr by procházela uvnitř Neptunu. Jak je asi všem jasné, reálně takový let možný nebyl.

Voyager 2 byla zatím jediná sonda, která zkoumala planetu Neptun.

Poselství gramofonové desky
Mise obou Voyagerů pokračovaly. Postupně se čím dál více vzdalovaly od Slunce a zkoumaly meziplanetární prostor. Voyager 1 překonal v prosinci 2004 rázovou vlnu slunečního větru, což je místo na okraji sluneční soustavy, kde přestává mít dominantní vliv sluneční vítr a nastupuje vítr hvězdný. Tato oblast se nachází asi 85 AU od Slunce (1 AU je přibližně 150 milionů km). V říjnu 2007 proletěl rázovou vlnou i Voyager 2, a to asi o miliardu kilometrů dříve než jeho předchůdce. Nyní se oba mořeplavci pohybují v oblasti tzv. Heliopauzy. Voyager 1 je vzdálen téměř 106 AU od Slunce a Voyager 2 přibližně 85 AU. Předpokládá se, že v roce 2020 budou energetické zdroje sond natolik vyčerpané a slabé, že již nebude fungovat žádný palubní přístroj, sondy budou označeny za "mrtvé" a jejich mise ukončeny.

Průlet sond Voyager hranicemi sluneční soustavy

I když sondy již nebudou funkční, pořád budou směřovat ven z naší sluneční soustavy k jiným hvězdám a možná i jiným planetárním systémům. Po vzoru sond Pioneer 10 a 11 byla i na Voyagery umístěna poselství inteligentním mimozemským bytostem. V tomto případě již nešlo pouze o plaketu se základními údaji, ale o pozlacenou gramofonovou desku obsahující množství informací o Zemi a lidech. Celkem na ní je analogově zaznamenáno 115 obrázků zachycujících náš každodenní život, anatomii člověka a základní definice matematiky a chemie. Následují zvukové ukázky projevů přírody, zvířat, lidí a strojů lidmi vyrobených. Nechybí ani ukázky hudby, od etnické až po staletími ověřenou klasiku. Posledním záznamem jsou pozdravy v 55 jazycích. Mezi nimi je dokonce i čeština! A jakoupak zprávu že jsme to mimozemským bytostem poslali? "Milí přátelé, přejeme vám vše nejlepší."

Poselství mimozemským civilizacím - vlevo gramofonová deska, vpravo pouzdro

Gramofonová deska s poselstvím je uložena v obalu z ultračistého izotopu uranu 238. Schránka tak funguje jako časová značka a jde podle ní určit, kdy byla sonda vypuštěna. Na povrchu je navíc zobrazen návod na sestavení fonografu nutného k přehrání desky. Zda k tomu bude příležitost, nevíme. Voyager 1 proletí za 40 000 let ve vzdálenosti 1,6 světelných let od bezejmenné hvězdy AC+79 3888 ze souhvězdí Žirafy a Voyager 2 za 296 000 let proletí ve vzdálenosti 4,3 světelných let kolem hvězdy Sirius v souhvězdí Velkého psa.

Dráhy obou Voyagerů sluneční soustavou
Vzdálenosti sond Voyager 1 a 2 (k 30. 3. 2008)
Voyager 1 Voyager 2
Vzdálenost od Slunce 105,858 AU 85,478 AU
Rychlost vzhledem ke Slunci 17,107 km/s 15,530 km/s
Rychlost vzhledem ke Slunci 3,609 AU/rok 3,276 AU/rok
Zdroj: Heavens-Above

autor: Michal Václavík
Spustit audio