11: Misje Voyager — 865 milionów dolarów

Żadna inna misja prawdopodobnie nie obejmuje pragnienia ludzkości sięgania gwiazd niż misje Voyager . Trudno w to teraz uwierzyć, ale zaledwie kilka dekad temu niewiele wiedzieliśmy o zewnętrznych planetach naszego Układu Słonecznego. Wyrosłe z programu Mariner i tuż po zakończeniu misji Apollo, statki kosmiczne Voyager miały podróżować po naszym Układzie Słonecznym i badać planety zewnętrzne z fascynującymi szczegółami.

Wykorzystali planetarne ustawienie Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, które zdarza się tylko raz na 175 lat. To ustawienie pozwoliłoby pojedynczemu statkowi kosmicznemu odwiedzić wszystkie te cztery gazowe olbrzymy, wykorzystując ich grawitację . Nazwany jako Planetary Grand Tour , został przedstawiony jako okazja do odwiedzenia wszystkich planet zewnętrznych w krótszym czasie i za mniejsze pieniądze. Żaden poważny program kosmiczny nie mógłby przepuścić tej jedynej w swoim rodzaju okazji.

Nie było to jednak łatwe zadanie, gdy nikt nie wiedział, ile paliwa i jakie instrumenty mogą być potrzebne. Dużym wyzwaniem było również zaprojektowanie samego statku kosmicznego. Istniejąca wówczas technologia nie zapewniała takiej samej przewagi w stosunku „mocy obliczeniowej do rozmiaru”, jak dzisiejsza. Zgodnie z prawem Moore'a mogę pisać na telefonie, słuchając muzyki i uruchamiając kilka aplikacji w tle. Moc obliczeniowa była wtedy znacznie bardziej ograniczona.

A jednak Voyager-2 wystartował 20 sierpnia 1977 roku z Cape Canaveral na Florydzie na pokładzie rakiety Titan-Centaur . 5 września 1977 roku Voyager-1 wystartował, również z Przylądka Canaveral, na pokładzie innej rakiety Titan-Centaur.

Pierwotnie zbudowane, by przetrwać tylko 5 lat i odwiedzać głównie 2 planety, te statki kosmiczne odniosły ogromny sukces, przekraczając nasze najśmielsze marzenia. Podążyli ścieżką wytyczoną przez NASA, aby skorzystać z planetarnych asyst grawitacyjnych, a także skutecznie wykorzystać swoją energię jądrową i sprytne przeprogramowanie.

Wszystko to pozwoliło statkom kosmicznym naprawdę zbliżyć się do ich celów — Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna i kilku ich księżyców, takich jak największy księżyc Saturna, Tytan . Co najlepsze, zaobserwowali różne szczegóły, które były nam wcześniej nieznane. Stwierdzono, że kilka nowych księżyców krąży wokół tych planet, na tych księżycach miała miejsce aktywność geologiczna, te planety miały zewnętrzne pierścienie, a te pierścienie były jeszcze wspanialsze niż wcześniej sądzono.

Same przeloty obok Jowisza w 1979 r. i Saturna w latach 1980/81 byłyby wystarczającym sukcesem, aby zaspokoić ciekawość naukową i popyt społeczny. Ale nie poprzestaliśmy na tym.

Zanim Voyager 2 dotarł do Urana w 1984 roku, po wizycie na Saturnie, sonda wykazywała wyraźne oznaki zużycia. Główny odbiornik nie działał. Kopia zapasowa zadziałałaby tylko częściowo. Uzyskanie obrazu było już skomplikowane ze względu na prędkość Voyagera wynoszącą 30 000 mil na godzinę, a światło słoneczne było 400 razy słabsze niż na Ziemi. Ponadto Uran jest wyjątkowy pod względem orientacji — w rzeczywistości obraca się na boku. Oznacza to, że jego księżyce są również ustawione pod kątem 90 stopni w stosunku do reszty Układu Słonecznego

Misje Voyager ponownie przerosły nasze oczekiwania. Dowiedzieliśmy się, że pole magnetyczne było również dziwne, ponieważ bieguny magnetyczne Urana znajdują się na równiku. Odkryto również wiele nowych księżyców i pierścieni planetarnych. Jeden z księżyców, Miranda , okazał się gwiazdą pokazu ze swoją złożoną i postrzępioną powierzchnią.

Następnie Voyager 2 kontynuował podróż do Neptuna , docierając do niego w 1989 roku. Planeta, która jest tak daleko, że nigdy nie zrobiliśmy jej właściwego zdjęcia przed Voyagerem. Jego orbita wokół Słońca, która trwa 165 lat, została w większości przewidziana na podstawie obliczeń matematycznych. Neptun otrzymuje również tylko 3% światła w porównaniu do Jowisza.

Nie trzeba dodawać, że był to kolejny monumentalny sukces misji Voyager, ponieważ odkryto fantastyczne nowe szczegóły dotyczące ostatniej planety w naszym Układzie Słonecznym. Voyager znalazł 6 nowych księżyców, w końcu rozwiązał zagadkę jego pierścienia (które faktycznie były kompletne) i odkrył, że na Neptunie wieją najsilniejsze wiatry w naszym Układzie Słonecznym z prędkością około 1200 mil na godzinę. Podobnie jak Wielka Czerwona Plama Jowisza, Neptun miał również dużą ciemną plamę wielkości Ziemi, którą nazwano „Wielką Ciemną Plamą”. Podobnie jak Uran, pole magnetyczne Neptuna również okazało się mocno nachylone. Księżyc Neptuna, Tryton , był gwiazdą tego programu.

Jednym z wielkich osiągnięć naukowych misji Voyager było oderwanie się od myślenia o „ strefie złotowłosej ” przy poszukiwaniu oznak życia. Przez chwilę myśleliśmy, że jeśli planeta nie znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania wokół swojej gwiazdy macierzystej, nie będzie na niej życia. Ma to sens, ponieważ energia potrzebna do utrzymania odpowiedniego środowiska do rozwoju życia pochodziłaby z gwiazdy. Tak było, dopóki misje Voyager nie dostarczyły nowych danych naukowych, które na zawsze zmieniły nasze myślenie.

Ze wszystkich powracających danych wszyscy byli zaskoczeni odkryciem dynamicznych układów planetarnych. Jak wulkany na Io Jowisza , aktywne erupcje gejzerów na Trytonie Neptuna i atmosfera na Tytanie Saturna . Te działania geologiczne były spowodowane silnymi siłami pływowymi wywieranymi przez ich gazowe olbrzymy. To odkrycie rozszerzyło zasięg strefy nadającej się do zamieszkania i możliwych miejsc poszukiwania życia we wszechświecie. Każdy statek kosmiczny i teleskop, który pojawił się po Voyagerze, w tym JSWT , nadal udoskonala naszą zdolność poszukiwania życia w oparciu o sukces Voyagerów.

Ilość innowacji technologicznych, których wymagała ta misja, oraz ogromny wpływ, jaki wywarła ona na nasz postęp naukowy, jest z pewnością porównywalny z innymi wielkimi przedsięwzięciami ludzkimi. Co zaskakujące, historia statków kosmicznych Voyager nie kończy się tutaj. Więcej w przyszłości!