Voyager 1 -avaruusluotain on miehittämätönaurinkokunnan ulkoplaneettoja ja tähtienvälistä avaruutta tutkimaan 5. syyskuuta 1977 lähetetty luotain, joka on vielä tällä hetkellä (2023) toimintakuntoinen ja toiminee neljännenkin vuosikymmenensä loppuun. Se onMaasta kauimpana sijaitseva ihmisen tekemä laite. Voyager 1 on ohittanutAurinkokunnan ulkoisimman vaikutusalueen (katsoheliosfääri), eli se on saavuttanuttähtienvälisen avaruuden.Voyager-avaruusohjelman toinen avaruusluotain oli Voyager 1:n kanssa identtinenVoyager 2.
21 miljardin kilometrin etäisyydellä (141AU) Auringosta Voyager 1 on saavuttanut hidastuneenaurinkotuulen alueen eliheliovaipan, mikä onterminaatiošokin jälkeinen Aurinkokunnan alue joka merkitsee siirtymää Aurinkokunnasta tähtienväliseen avaruuteen. Tältä etäisyydeltä Voyager 1:n radiosignaalilta kestää yli 22 tuntia saapuaJet Propulsion Laboratoryn ohjauskeskukseen. Luotain on hyperbolisella radalla ja on saavuttanut pakonopeuden, mikä merkitsee sitä, että luotain ei enää palaa Aurinkokuntaan. Aivan kuinPioneer 10, käytöstä poistettuPioneer 11 ja sisarluotainVoyager 2, Voyager 1:stä on tulossa tähtienvälinen luotain.
Voyager 1:n tehtävänä oliJupiterin jaSaturnuksen sekä niiden kuiden ja rengasjärjestelmien tutkiminen, nykyinen tehtävä onheliopaussin havaitseminen jaaurinkotuulen sekä tähtienvälisen aineen hiukkasmittaus.
Kummassakin Voyager-luotaimessa on voimanlähteenä kolme radioisotoopin hajoamisen tuottamasta lämpösäteilystä virtaa tuottavaa generaattoria (ns.RTG-generaattori), jotka ovat suuresti ylittäneet lasketun käyttöikänsä ja niiden oletettiin tuottavan riittävästi virtaa Maan kanssa viestivää radiolähetintä varten noin vuoteen 2020 asti.
Voyager 1:ssä on mukanatähtitieteilijäCarl Saganin kokoamat kultaiset levyt (muun muassaChuck Berryn esittämä rock ’n’ roll -kappaleJohnny B. Goode) ja vinyylilevysoitin.[1] Levyissä on suoratkoordinaatit luoksemme Maa-planeetalle, kaiverrukset mies- ja naishahmoista sekävalokuvia, musiikkikappaleita ja äänitervehdyksiä Maan eri kielillä. Tallennettuna on myös luonnonääniä, kuten ukkosta, tuulta ja sadetta. Niissä on myös levytettynäIgor StravinskynKevätuhri, Yhdysvaltain presidenttiJimmy Carterin tervehdys jaBlind Willie JohnsoninDark Was the Night -gospel-blueskappale. Mukana on myös eri kansojen ja heimojen musiikkia, kuten navajonkielistä laulua, intialainen raga ja Salomonsaarten panhuilunsoittoa, sekä äänitykset 55 eri kielellä, joissa tervehditään mahdollisia älyllisiä yhdyskuntia.[2]
Luotain on ottanutPale Blue Dot -nimellä tunnetun kuvan Maasta.[3]
Voyager 1 suunniteltiin aluksiMariner-avaruusohjelmanMariner 11 -luotaimeksi. Se suunniteltiin hyödyntämään aikansa uutta tekniikkaa, planeettojen painovoiman linkovaikutusta. Sattumalta planeettojenvälisten luotainten kehitys osui yhteen kerran 175 vuodessa tapahtuvan planeettojen keskinäisestä asemasta johtuvan ”Suuren planetaarisen kiertomatkan” (engl.Planetary Grand Tour) kanssa, millä tarkoitetaan toisiaan seuraavien planeettojen painovoimien linkovaikutusten sarjaa, mikä mahdollistaa ainoastaan minimaalista polttoainemäärää kurssinkorjauksiin käyttäen yksittäisen avaruusluotaimen vierailla kaikilla neljälläAurinkokunnan kaasujättiläisplaneetalla: Jupiterilla, Saturnuksella, Uranuksella ja Neptunuksella. Identtiset Voyager 1 ja Voyager 2 -luotaimet suunniteltiin suurta planetaarista kiertomatkaa silmällä pitäen ja niiden laukaisut ajoitettiin niin, että haluttaessa voitaisiin toteuttaa tuo matka.
Lähdössä Titan IIIE -kantoraketin toisen vaiheen poltto jäi noin sekunnin ajan vajaaksi ja jätti vastaavan määrän polttoainetta käyttämättä. Lennonjohto epäili että Voyager 1 ei saavuttaisi Jupiteria, mutta kantoraketin seuraavassa vaiheessa oli riittävästi polttoainetta kompensoimaan edellisen vaiheen lyhyeksi jäänyt poltto.
Yksityiskohta Jupiterin kaasukehästä Voyager 1:n kuvaamana.
Voyager 1 aloittiJupiterin valokuvaamisen tammikuussa1979. Se oli lähimpänä Jupiteria5. maaliskuuta1979, 349 000 kilometrin päässä planeetan keskipisteestä.
Lähietäisyys mahdollisti suuremman havaintotarkkuuden. Suurin osa kuita, rengasjärjestelmiä, magneettikenttiä ja säteilyä koskevista havainnoista tehtiinkin ohilentoa edeltävänä ja seuraavana vuorokautena. Planeetan valokuvaus päättyi huhtikuussa.
Kumpikin Voyager-luotain teki tärkeitä uusia havaintoja Jupiterista ja sen kiertolaisista. Yllättävin niistä oliIo-kuun tuliperäinen toiminta, mitä ei ollut aikaisemmin havaittu Maasta taiPioneer 10 jaPioneer 11 -luotaimien ohilennoilla.
Jupiterin painovoiman aiheuttama linkovaikutus toimi suunnitellusti ja luotain suuntasiSaturnukseen, minkä ohilento tapahtui12. marraskuuta1980 124 000 kilometrin etäisyydellä planeetan pilvikerrostuman yläosasta. Luotain havaitsi Saturnuksen renkaiden monimutkaisen rakenteen ja tutki Saturnuksen ja senTitan-kuun kaasukehää. Koska Titanilla havaittiin paksu kaasukehä, päätti Voyagerin lennonjohtoJet Propulsion Laboratoryssa ohjata luotaimen Titanin läheltä tapahtuvalle ohilennolle ja keskeyttää ”suuren planetaarisen kiertomatkan”. (Suuren planetaarisen kiertomatkan jatkamisesta katso Uranuksen ja Neptunuksen osioita Suuren kiertomatkan suorittaneenVoyager 2 -luotaimen artikkelissa)
Titanin ohilennon aiheuttama painovoiman lisälinkovaikutus vei Voyager 1:n planeettojen ratatason ulkopuolelle, mikä päätti sen planeettojentutkimusvaiheen. On arvioitu että kummallakin Voyager-luotaimella olisi riittävästi virtaa ainakin joidenkin mittalaitteiden käyttämiseksi vuoteen2020 asti.
Voyager 1:n suunnatessa tähtienväliseen avaruuteen sen mittalaitteet jatkavat Aurinkokunnan tarkkailua;JPL:n tiedemiehet käyttävätplasma-aaltotutkimuslaitteita Voyager 1 ja Voyager 2 -luotaimissa tutkiakseenheliopaussia.
Voyager 1:naurinkotuuli-ilmaisin lopetti toimintansa vuonna1990, eikä sen tarkkaa asemaa suhteessaheliosfääriin tiedetä. Kuitenkin toukokuussa2005NASA ilmoitti lehdistötiedotteessaan, että tutkijat olivat saavuttaneet konsensuksen siitä, että Voyager 1 oli nytheliovaipassa[4].
15. elokuuta 2006 luotain saavutti 100AU:n (n. 15 miljardin kilometrin) etäisyyden Maasta, mikä tekee siitä kaikkein kauimpana Maasta olevan ihmisen tekemän laitteen. Voyager 1:n laskettiin 21.10.2009 olevan 16,67 miljardin kilometrin etäisyydellä Maasta.[5] Voyager 1 loittoneeAurinkokunnasta noin 3,6 AU:ta vuodessa (noin 17,2 km/s), eli nopeammin kuin Voyager 2. Voyager 1 ei suuntaa mitään tiettyä tähteä kohti, mutta vaikka luotain suuntaisi kohti lähintä tähteä,Alfa Centauria, matkaan kuluisi noin 80 000 vuotta. NASAn Voyager-sivuston etusivulla on reaaliaikainen etäisyyslaskin Voyager-luotainpariin.
12. syyskuuta 2013 NASA ilmoitti 36-vuotiaan Voyager 1:n matkanneen jo 19 miljardin kilometrin etäisyydelle Auringosta ja päässeen sitentähtienväliseen avaruuteen asti eli ulos Aurinkokunnastamme. Mittausaineiston perusteella tutkimusryhmä katsoi Aurinkokunnasta poistumisen tapahtuneen25. elokuuta2012.[6][7][8] Kyseessä on tutkijoiden mukaan suurin ihmiskunnan saavutus avaruudessa sitten Kuuhun laskeutumisen. Asia varmistui, kun luotain lähetti uudenlaista dataa, josta voitiin päätellä luotaimen siirtyneen ulos Aurinkokunnasta.