Voyager 2 (označovaný niekedy ako VGR 77–3, či Mariner Jupiter/Saturn B alebo 10271) jemedziplanetárna kozmická sonda vypustená v roku1977 určená na prieskum vonkajších planétslnečnej sústavy, ktorá ako prvá a zatiaľ jediná sonda preletela okolo planétUrán aNeptún. Pôvodne mala byť súčasťouprogramu Mariner ako Mariner 12. Sonda je úplne identická so svojim dvojčaťomVoyagerom 1 (ten sa mal volať Mariner 11). Voyager 2 sa stal prvou a dosiaľ jedinou sondou, ktorá skúmala 4 planéty Jupiter, Saturn, Urán, Neptún a to vďaka priaznivému usporiadaniu planét, ktoré nastáva raz za 175 rokov, a súčasne jedinou, ktorá skúmala Urán a Neptún.[2]
Konštrukcia sondy vychádzala zo skúseností s konštrukciou predchádzajúcich sond v programe Mariner. Napriek tomu si jej konštrukcia vyžiadala viac ako päť rokov práce.[5] Hlavným riaditeľom projektu sa stal George P. Textor z JPL a projektový konštruktér Edward C. Stone zCalifornia Institute of Technology. S riadením sond v priebehu preletu okolo Jupiteru pomáhal Arthur L. Lane (z JPL) a neskôr, pri prelete okolo Saturnu, Uránu a Neptúnu, Ellis D. Miner.[4]
Telo sondy je tvorené desaťbokým hranolom s výškou 0,47 m a priemerom 1,78 m. Sonda je trojosovo stabilizovaná. Na vrcholku tela sa nachádzaparabolická smerová anténa s priemerom 3,66 m, ktorá bola určená na udržiavanie rádiového spojenia s pozemnými teleskopmi a na prenosinformácií a príkazov. K telu sondy boli pripevnené tri výklopné tyče, na ktorých sa nachádzalo vybavenie a energetické zdroje sondy. Na prvej výklopnej tyči s dĺžkou približne 2,5 m sa nachádzalo vedecké vybavenie spoločne skamerami aspektrometrom, ktoré sa nachádzali na konci tyče na otočnej plošine. Na ďalšej tyči s dĺžkou 13 m boli umiestnené snímače magnetometra. Táto tyč sa nachádzala na opačnej strane, ako predchádzajúca tyč.
Na poslednej tyči boli umiestnené energetické zdroje sondy v podobe 3rádioizotopových termoelektrických generátorov (RTG), dodaných americkou inštitúciouUnited States Department of Energy. Generátory zásobili palubné prístroje sondy 3×160Welektrickej energie, získavanej prirodzeným rozpadom. Prísun elektrickej energie postupne s rokmi klesal a v roku1997 dosahoval iba 335 W. Energetický zdroj bol tvorený jednotkou s hmotnosťou 39 kg a priemerom 0,4 m a dĺžkou 0,5 m a ako zdroj energie využíval238PuO2. Bimetalové termoelektrické zariadenie bolo použité na prevod vznikajúcehotepla na elektrickú energiu.[6][7]V prípade sond skupiny Voyager nebolo možné využiťsolárne panely, pretože sondy mierili do oblastí tak vzdialených od Slnka, že by ich používanie nebolo efektívne.[4]
Už počas konštrukcie sondy bol veľký dôraz kladený na samostatnosť sondy, keďže bolo zjavné, že riadiace povely budú k sonde smerovať dlhé minúty až hodiny v závislosti na vzdialenosti.[7] Celková prevádzka sondy je riadená zdvojenýmpalubným počítačom CCS (angl.Computer Command Subsystem). Spracovanie vedeckých atelemetrických dát a riadeniavedeckých experimentov zabezpečuje systém spracovania dát FDS (angl.Flight Data Subsystem) vybavený strojeným počítačom. Dáta môžu byť zaznamenané na magnetopáskovej pamäti DSS (angl.Data Storage Subsystem) s kapacitou 536 Mbit. Komunikačný systém pracuje vpásme X (8.4 GHz, rýchlosť prenosu 8 bit/s až 115,2 kbit/s, výkon 23 W) a v pásme S (2,3 GHz, rýchlosť prenosu min. 40 bit/s). Stabilizačný digitálny systém AACS (angl.Attitude and Articulation Control Subsystem), využívajúci detektor Slnka, sledovačov hviezd a 3 uhlomernýchgyroskopov, zabezpečuje orientáciu a stabilizáciu sondy v priestore a natáčanie plošiny soptickými prístrojmi na skúmané ciele. Celkom 16dýz na jednozložkové kvapalné pohonné látky KPL (hydrazín, celková zásoba 105 kg) s ťahom 16×0,9N slúžia ako výkonné prvky pre korekcie dráhy (4motory) a pre orientáciu a stabilizáciu sondy (8 motorov).[6]
Predpokladaná životnosť sondy je 40 rokov. Po dobu letu bola sonda riadená z pozemného riadiaceho strediska umiestneného vJet Propulsion Laboratory vPasadene,Kalifornia. Pôvodne sa predpokladalo, že životnosť sondy bude ukončená po návšteve Jupitera a Saturnu, ale neskôr bolo rozhodnuté o pokračovaní k Uránu a Neptúnu a nakoniec predĺžená na misiu, ktorá trvá už viac ako tridsaťjeden rokov, od roku 1977 do súčasnosti.[5]
Voyager 2 podobne ako jeho sesterská sonda Voyager 1 na svojej palube nesúmedenúpozlátenúgramofónovú platňu, ktorá obsahuje posolstvo prípadnýminteligentným nálezcom sondy. Ide o disk s priemerov 305mm so záznamom 115 obrázkov v analógovom formáte, 55 pozdravov v rôznychjazykoch sveta a 35 rôznych prírodných a umelýchzvukov a 27 záznamovhudby zaznamenaný pri rýchlosti 16⅔ otáčok za minútu. Disk je uložený vo vnútrihliníkového puzdra, na ktorého povrchu je vygravírovaná schéma, znázorňujúca pôvod sondy a návod na použitie disku. Súčasťou puzdra je aj vzorkarádioaktívneho238U (počiatočná aktivita 9,6 Bq), umožňujúca prípadnému nálezcovi určenie veku sondy. Zvyšok nahrávky je zvukový záznam.[6]
Pri plánovaní budúcej dráhy sondy sa prepočítavalo viac ako 10 000 možnýchtrajektórií, po ktorých by sa mohla sonda vydať, tak aby navštívilaJupiter,Saturn aTitan, ale nakoniec boli vybraté iba dve trajektórie z ktorých jedna potenciálne umožňovala využiť sondu pre ďalšiu cestu k Uránu a Neptúnu. Na začiatku plánovania ale nebolo isté, či sonda bude fungovať dostatočne dlho a panovali obavy, aby konštrukcia sondy nebola príliš veľká a vtedy drahá. Nakoniec bola pre sondu Voyager 2 vybratá trajektórie, ktorá by viedla okolo Saturnu a automaticky by sondu katapultovala na cestu k Uránu. Po úspešnom prevedení manévru bolo jasné, že sonda je schopná aj naďalej pokračovať vo vedeckej práci a tak bolo rozhodnuté o predĺžení jej misie (súčasne sa začalo počítať aj s návštevou Neptúna).[5]
Pre let sondy bola využitá situácia v pozícii 4 planét, ktorá nastáva raz za 175 rokov, keď sú tieto planéty v rovnakej časti slnečnej sústavy. Táto pozícia umožnila sonde pomocou gravitačného urýchľovania „preskakovať“ od jednej planéty k ďalšej a skrátiť tak napríklad cestu k Neptúnu z tridsať rokov na dvanásť. Princípgravitačného praku bol po prvýkrát použitý sondouMariner 10, ktorá bola určená na prieskumVenuše aMerkúru.[5]
Aj keď sonda Voyager 2 štartovala o 16 dní[7] skôr ako sesterská sonda Voyager 1, mala sonda Voyager 1 kratšiu a teda rýchlejšiu trasu, ktorá zapríčinila, že pri Jupiteri bola skôr ako sonda Voyager 2 a to v marci1979 kým Voyager 2 doletel k planéte približne až o 4 mesiace neskôr. Obe sondy využili gravitačný prak tejto planéty a vyrazili smerom k Saturnu,[8] kde bola sonda Voyager opäť vymrštená na ďalšiu cestu smerom k Uránu a následne Neptúnu.
Po úspešnom prelete okolo Neptúnu sonda pokračuje v ceste na okraj slnečnej sústavy, kde pokračuje v zbere vedeckých dát v rámci projektuVoyager Interstellar Mission. Jeho cieľom bolo preskúmať prechod v podobeheliopauzy a pokračovať ďalej smerom preč zo slnečnej sústavy.[8]
Voyager 2 odštartoval20. augusta1977, z mysu Canaveral naFloride raketouTitan 3E Centaur.Voyager 2 mala štartovať ako druhá sonda v projekte zCape Canaveral naFloride, ale počas predštartovej prípravy sa zistilo, že sonda Voyager 1 (VGR 77-2) má niekoľko technických chýb, medzi ktorými bol aj problém so stabilizáciou sondy. Štartovacie okno pre vyslanie sond bolo iba tridsaťdenné a tak došlo k tomu, že sa rozhodlo o vyslaní Voyageru 2 dňa20. augusta1977 ako prvej sondy, aj keď mala pôvodne štartovať až ako druhá v poradí. Paradoxne sa tak do vesmíru dostala druhá sonda pred prvou. Sonda bola vypustená pomocou raketového nosičaTitan 3E Centaur[9][10]
Po 2,5 minútach sa sonda dostala na parkovaciu dráhu vo výške 160 km, odkiaľ začala svoju vesmírnu púť. 15. decembra1977 vstúpili obe sondy do oblastiPásu planétok, ktorou úspešne preleteli.[7] Po niekoľkých mesiacoch letu počas cesty k Jupiteru došlo v apríli1978 k technickej poruche na hlavnom rádioprijímači, ktorý následne vypol. Automaticky sa zapojil záložný rádioprijímač, cez ktorý začala úspešne prebiehať komunikácia so sondou, aj keď táto bola zložitejšia.[7] Počas letu v medziplanetárnom priestore v roku1987 sonda pozorovalasupernovu1987A.[10]
Na ceste sa ďalšie komplikácie neobjavili a tak sa mohla sonda pripravovať na prelet okolo najväčšej planéty slnečnej sústavy. Najbližšie priblíženie kJupiteru sa odohralo9. júla1979, keď sa sonda priblížila iba na 570 000 km od mračien na planéte. Počas preletu bolo objavených niekoľkoprstencov okolo Jupitera a súčasne bola pozorovanávulkanická aktivita na Jupiterovom mesiaciIo. Išlo o prvé pozorovanie vulkanizmu na inom vesmírnom telese než na Zemi, ktoré sa stalo aj najväčším prekvapením misie počas preletu okolo Jupitera. Vďaka postupnému preletu oboch sond sa mohli porovnať zmeny na povrchu mesiaca po časovom odstupe. To umožnilo pozorovať 9sopiek počaserupcie a porovnaním snímok povrchu potom objaviť ďalšie sopky na povrchu mesiaca.
Podrobné pozorovanieVeľkej červenej škvrny preukázalo, že ide o komplex niekoľkýchbúrok okolo jednej obrovské búrky zúriacej vatmosfére pohybujúcej sa ľavotočivým smerom. Na zaslanýchfotografiách (celkom okolo 18 000 fotografií)[7] boli rozpoznané ďalšie menšie búrky, ktoré ukázali atmosféru Jupitera ako dynamický a búrlivý celok, ktorý nebol do dnešných dní celkom vysvetlený a popísaný.
Voyager 2 súčasne objavil malý mesiacAdrasteu blízko objavenýchprstencov a druhý mesiacThebe objavil na dráhe medzi mesiacmiAmalthea a Io. Pri pozorovaní snímok povrchu ďalšieho mesiacaEurópy od sondy Voyager 1 bolo rozoznané veľké množstvozlomových línií, ktoré boli prvotne vyhodnotené ako možné praskliny vzniknutédoskovou tektonikou povrchu mesiaca čitektonickou aktivitou. Snímky povrchu s lepším rozlíšením zo sondy Voyager 2 priviedli vedcov k názoru, že sa pod vrstvouvodného ľadu najskôr nachádzaoceán tekutejvody.[11]
Sonda preletela okolo Jupitera a využila jehogravitáciu na korekciu dráhy a zrýchlenie smerom k ďalšej planéte na svojej ceste.
Umelecká predstava preletu sondy okolo planéty Saturn
Najbližšie priblíženie kSaturnu nastalo25. augusta1981. Počas prelete okolo Saturnu začala sonda s výskumom horných vrstiev atmosféry planéty pomocouradaru. Radarové merania priniesli poznatky oteplote ahustote atmosféry. Na ich základe sa zistilo, že v najvyšších oblastiach je tlak okolo 7 kilopascalov s teplotou −203 °C a najnižších skúmaných oblastiach dochádza k nárastu tlaku a teploty až na 120 kilopascalov a −130 °C. Severnýpól vykazoval súčasne rozdielnu teplotu ako obdobné oblasti na juhu. Severné oblasti boli o 10 °C chladnejšie, čo sa následne interpretovalo ako následok sezónnych javov. Počas priblíženia sondy k planéte bolo vyhotovených a odoslaných na Zem okolo 16 000 fotografií.[7]
Potom, čo Voayager 2 preletel okolo Saturnu, došlo k neočakávanej udalosti, keď sa doštička s kamerou krátko uzamkla, čo by bolo komplikáciou pri prieskume ďalších dvoch planét. Našťastie sa tímu podarilo poruchu spôsobenú nadmerným používaním dosky, keď došlo k dočasnému vyčerpaniu maziva, vyriešiť. Sonda sa mohla vydať k ďalším cieľom v prevádzkyschopnom stave. Saturn dal sonde impulz na cestu k Uránu.
Prstence Uránu ako ich videla sonda Voyager 2 počas preletu
Najbližšie priblíženie kUránu nastalo24. januára1986, keď sa sonda nachádzala 81 500 km nad hornou vrstvou atmosféry Uránu. Počas preletu okolo planéty sonda objavila 10 dovtedy neznámychmesiacov, študovala unikátnu atmosféru planéty a preskúmalaprstence planéty a odoslala na Zem okolo 8 000 fotografií.[7]
Voyager 2 podrobne študoval rotáciu tretej najväčšej planéty slnečnej sústavy a na základe pozorovaní vedci zistili, že planéta sa otočí okolo svojej osi za 17hodín a 14minút a že súčasne ako jediná planéta slnečnej sústavy rotuje sosou rotácie položenou do roviny obehu (zdanlivo teda planéta „váľa sudy“). Jedna hypotéza hovorí, že táto rotácia je dôsledkom zrážky mladej planéty s väčším telesom v časeformovania planetárnej sústavy.
Voyager 2 zistil, že jeden z najpozoruhodnejších dôsledkov Uránovej polohy na boku je jej vplyv na chvost jehomagnetického poľa, ktoré je samo sklonené o 60 stupňov od jeho osi rotácie. Chvost magnetického poľa je skrútený rotáciou planéty do tvaru dlhej vývrtky. Pred príletom Voyageru 2 nebolo známe, aký charakter má magnetické pole Uránu a či vôbec existuje. Sonda pozorovala ajradiačné pásy okolo Uránu, ktoré sú veľmi podobné tým, ktoré boli pozorované pri Saturne.
Najbližšie priblíženie kNeptúna nastalo25. augusta1989. Pretože to bola posledná veľká planéta, ktorú mohol Voyager 2 skúmať, bolo rozhodnuté preletieť bližšie pri mesiaciTriton. Počas preletu okolo Neptúna sonda objavilaVeľkú tmavú škvrnu, ktorá ale počas neskorších pozorovaní pomocouHubblovho teleskopu nebola pozorovaná, čo viedlo k názoru, že škvrna už zmizla a že podobne ako pri Jupiteri išlo o atmosférickú poruchu. Pôvodne sa predpokladalo, že ide o obrovskýmrak a neskôr, že ide o medzeru v oblačnosti Neptúna, ktorá umožňovala uvidieť nižšie vrstvy atmosféry planéty. V oblasti pólu boli pozorovanépolárne žiary.[8] Počas preletu okolo planéty sonda odoslala na Zem okolo 10 000 fotografií.[7]
V roku2006 bolo Pluto rekvalifikované na konferenciiMedzinárodnej astronomickej únie z planéty natrpasličiu planétu, čím sa prelet okolo planéty v roku1989 stal návštevou, ktorá zavŕšila prelety okolo všetkých planét slnečnej sústavy.
Ilustrácia ukazujúca prelet sond okrajom slnečnej sústavy
11. januára2005 bol Voyager 2 vo vzdialenosti 75,4AU a smeroval von zoslnečnej sústavy rýchlosťou 3,3 AU za rok (15,6 km/s). V auguste roku2007 sa sonda nachádzala už 12 svetelných hodín ďaleko od Zeme, od ktorej sa vzďaľuje rýchlosťou približne 1 500 000 kilometrov za deň.[12] Počas cesty sonda aj naďalej skúma svoje okolie, uskutočňuje merania magnetického poľa, plazmy.[7] V novembri 2018 opustila sondaheliosféru a putuje v medzihviezdnom priestore. Ide o druhú sondu (prvá bolaVoyager 1), ktorá opustila slnečnú sústavu.[1]
Predpokladá sa, že Voyager 2 bude funkčný aspoň do roku2020,[13] kedy by mu mala dôjsť energia z jeho nukleárnych zdrojov, čo bude mať za následok definitívne ukončenie vysielania sondy.[4] Dovtedy by sonda mala byť schopná naďalej zbierať vedecké údaje a posielať ich na Zem, ale tieto údaje už pravdepodobne nebudú môcť byť zachytené pre nízku kvalitu a intenzitu vysielaného signálu, ktorý sa stratí na pozadíkozmického šumu.
V roku2012 pravdepodobne dôjde k ukončeniu stabilizačných operácií trasy sondy a tá sa tak stane neriadenou. V rovnakom roku asi dôjde aj k strate rádiového spojenia so sondou, pretože vysielaný signál bude natoľko slabý, že ho už nebude možné úspešne zachytiť. Na udržanie spojenia je potrebných 1,4 kbit/s pri použití antény s veľkosťou 70 m × 34 m.
Po vyčerpaní energie sonda prestane fungovať a stane sa úplne neovládateľnou. Mŕtva sonda sa bude aj naďalej pohybovať po trajektórii, na ktorej sa v súčasnosti nachádza a bude sa naďalej vzďaľovať od Zeme aktuálnou rýchlosťou. Pokiaľ sa sonda nestretne so žiadnym telesom, ktoré by ju poškodilo, zničilo či iba zmenilo jej dráhu, tak by sonda mala pokračovať v letevesmírom veľmi dlhý čas. Predpokladá sa, že by mala minúť hviezduSírius vo vzdialenosti 4,3svetelných rokov približne za 296 000 rokov.[14]
Pôvodne sa predpokladalo, že náklady na obe misie sa budú pohybovať okolo 250 miliónovdolárov a že misia skončí preletom sond okolo Saturnu. Vzhľadom na dobrý stav sondy a možnosť pokračovať v ďalšom prieskume došlo k predĺženiu misie a súčasne aj k zvýšeniu nákladov. Náklady sa vyšplhali pri úspešnom preletu okolo Neptúnu už na 857 miliónov dolárov zahrňujúc náklady na prípravu, konštrukciu, vyslanie a riadenie oboch sond. Dodatočne bolo uvolnených 30 miliónov dolárov na prevádzku oboch sond v rámciVoyager Interstellar Mission na dobu dvoch rokov.[7]
Názov Voyager bol niekoľkokrát použitý tvorcami SF seriáluStar Trek.
Voyager je kozmická loď stratená hlboko v kozme.
Zachytená sonda Voyager z 20. storočia a jej rádiové vysielanie zachytené cudzou civilizáciou je pointou celovečerného filmu (Star Trek: The Motion Picture) z roku 1979.
↑abNASA's Voyager 2 Probe Enters Interstellar Space [online]. voyager.jpl.nasa.gov, 2018-12-10, [cit. 2018-12-13].Dostupné online. (po anglicky)
↑Planetary Voyage [online]. voyager.jpl.nasa.gov, [cit. 2018-12-13].Dostupné online. (po anglicky)
↑Chris Peat.Spacecraft escaping the Solar System [online]. heavens-above.com, [cit. 2008-02-21].Dostupné online. Archivované 2007-04-27 z originálu. (po anglicky)
↑Bill Steigerwald.Voyager Enters Solar System's Final Frontier [online]. NASA Goddard Space Flight Center, [cit. 2007-08-25].Dostupné online. Archivované 2015-05-27 z originálu.
