Voyager 1 & 2: Τα παιδιά του Άγνωστου και της Σιωπής

Οι αποστολές Voyager είναι ίσως η πιο ποιητική μορφή επιστήμης που δημιούργησε ποτέ η ανθρώπινη διανόηση. Δύο μικρά σκάφη, δίδυμα στην κατασκευή αλλά όχι στην πορεία, σχεδιασμένα αρχικά για τετραετή αποστολή στους εξώτερους πλανήτες, και τελικά, σχεδόν μισό αιώνα μετά, συνεχίζουν να ταξιδεύουν στο διαστρικό κενό, σιωπηλά, αλλά ακόμη «ενεργά».

Το Voyager 2 εκτοξεύθηκε πρώτο, στις 20 Αυγούστου 1977, και ακολούθησε το Voyager 1 στις 5 Σεπτεμβρίου 1977, και όμως, το δεύτερο πήρε το όνομα “1”, γιατί η πορεία του το έκανε να φτάσει πρώτο στον Δία και τον Κρόνο. Ο προγραμματισμός ήταν αριστοτεχνικός: μια σπάνια ευθυγράμμιση των πλανητών που συμβαίνει κάθε 176 χρόνια, επέτρεψε ένα ταξίδι από Δία σε Κρόνο, Ουρανό και Ποσειδώνα με τη μέθοδο των διαδοχικών βαρυτικών ωθήσεων (gravity assists). Μια αλυσίδα κοσμικών "σφεντονών" που εκτόξευσαν τα Voyager έξω από το ηλιακό σύστημα.

Κάθε Voyager έχει μάζα περίπου 825 κιλά (μαζί με καύσιμα και RTG*), και φέρει μια κεραία "υψηλού κέρδους**" 3,7 μέτρων (αυτό το «παραβολικό πιάτο» που στέλνει ακόμα ραδιοσήματα στη Γη με ισχύ μόλις 23 Watt). Σε αναλογία, είναι σαν να βλέπεις έναν φακό ποδηλάτου από την άλλη άκρη του Ηλιακού Συστήματος.

*RTG σημαίνει Radioisotope Thermoelectric Generator, δηλαδή ραδιοϊσοτοπική θερμοηλεκτρική γεννήτρια. Είναι η συσκευή που μετατρέπει τη θερμότητα από τη ραδιενεργή διάσπαση (συνήθως πλουτώνιο-238) σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι Voyager, Pioneer και Cassini, επειδή ταξιδεύουν πολύ μακριά από τον Ήλιο, δεν μπορούν να δουλέψουν με ηλιακούς συλλέκτες, έτσι βασίζονται σε RTG για σταθερή ισχύ δεκαετιών.

**Κεραία υψηλού κέρδους (High-Gain Antenna) είναι η μεγάλη παραβολική κεραία των διαστημοπλοίων που στέλνει και λαμβάνει δεδομένα προς/από τη Γη. Το “υψηλό κέρδος” σημαίνει ότι συγκεντρώνει το σήμα σε στενή δέσμη, αυξάνοντας έτσι την απόδοση επικοινωνίας, κάτι απαραίτητο όταν το σήμα πρέπει να διασχίσει δισεκατομμύρια χιλιόμετρα.

Η ενέργεια στα σκάφη προέρχεται από τρεις ραδιενεργές θερμοηλεκτρικές γεννήτριες (RTG), που περιέχουν πλουτώνιο-238, παράγοντας αρχικά γύρω στα 470 Watt. Σήμερα, μετά από σχεδόν 48 χρόνια, το Voyager 1 δουλεύει με λιγότερα από 250W και συνεχίζει... Μερικά όργανα έχουν ήδη απενεργοποιηθεί για εξοικονόμηση ενέργειας, αλλά ο παλμός του παραμένει.

Τα επιστημονικά του όργανα περιλαμβάνουν ανιχνευτές κοσμικών ακτίνων, μαγνητόμετρα, κάμερες ευρέος και στενού πεδίου, ανιχνευτές πλάσματος και ραδιοκυμάτων. Ήταν η πρώτη φορά που η ανθρωπότητα έβλεπε κοντά πλανήτες που μέχρι τότε ήταν απλώς «θαμπές μπάλες» σε τηλεσκόπια.

Υπήρξε και ελληνική "εκπροσώπηση" στην αποστολή. Ο Έλληνας φυσικός που συμμετείχε ήταν ο Σταμάτης Κριμιζής, ένας από τους κορυφαίους διαστημικούς επιστήμονες της NASA. Ήταν επικεφαλής του πειράματος ανίχνευσης φορτισμένων σωματιδίων, που κατέγραψε για πρώτη φορά τα όρια του Ηλιακού Συστήματος και τη μετάβαση στο διαστρικό χώρο. Η συμβολή του θεωρείται θεμελιώδης και χάρη σε αυτόν, ένα κομμάτι ελληνικής επιστήμης ταξιδεύει για πάντα ανάμεσα στ’ άστρα.

Οι συναντήσεις με τους γίγαντες

Voyager 1

Πλησίασε τον Δία τον Μάρτιο του 1979. Οι εικόνες του άλλαξαν για πάντα τη γνώση μας για το ηλιακό σύστημα: οι δορυφόροι του Δία αποδείχθηκαν κόσμοι με ενεργή γεωλογία. Η Ιώ, για παράδειγμα, διαθέτει ηφαιστειακή δραστηριότητα - το πρώτο ενεργό ηφαίστειο εκτός Γης. Η Ευρώπη φάνηκε να έχει παγωμένο φλοιό που κρύβει ωκεανό από κάτω του.

Τον Νοέμβριο του 1980, το Voyager 1 πέρασε τον Κρόνο, φωτογραφίζοντας τους δακτυλίους του με λεπτομέρεια και αποκαλύπτοντας την ομίχλη του Τιτάνα. Εκεί αποφασίστηκε να μην συνεχίσει προς άλλους πλανήτες, αλλά να κατευθυνθεί κάθετα εκτός εκλειπτικής - μια πορεία προς τον γαλαξιακό Βορρά, για να βγει από το Ηλιακό Σύστημα.

Voyager 2

Αυτό ακολούθησε πιο αργό αλλά θεαματικό ταξίδι. Μετά τον Δία (Ιούλιος 1979) και τον Κρόνο (Αύγουστος 1981), συνέχισε προς Ουρανό (Ιανουάριος 1986) - η πρώτη και μοναδική επίσκεψη ανθρώπινου σκάφους εκεί. Είδαμε έναν κόσμο ψυχρό και μπλε, με ανέμους με ταχύτητα 700 km/h.

Τελευταίος σταθμός ο Ποσειδώνας, τον Αύγουστο του 1989. Οι φωτογραφίες του αποκάλυψαν την «Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα»: μια θύελλα μεγέθους Γης, και τους δορυφόρους του, με κορυφαίο τον Τρίτωνα, καλυμμένο με άζωτο και ενεργούς πίδακες. Από εκεί, η βαρυτική ώθηση το εκτόξευσε έξω από την εκλειπτική, σε αντιδιαμετρική πορεία από το voyager 1, προς τον γαλαξιακό Νότο.

Τα Voyager 1 και 2 είναι οι μόνες αποστολές που έχουν εξερευνήσει όλους τους εξώτερους πλανήτες. Κανένα άλλο πρόγραμμα δεν πέτυχε κάτι αντίστοιχο και ούτε θα το ξανακάνει σύντομα.

Η έξοδος στο διαστρικό κενό

Το Voyager 1 είναι σήμερα το πιο απομακρυσμένο αντικείμενο που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος. Το 2012 πέρασε επίσημα το όριο της ηλιόπαυσης, περίπου 121 AU από τον Ήλιο, και κινείται με ταχύτητα 17 km/s (περίπου 61.200 km/h). Αν ήσουν πάνω του, κάθε δευτερόλεπτο θα απομακρυνόσουν από τη Γη κατά έξι φορές την απόσταση Αθήνα-Πάτρα.

Το Voyager 2 πέρασε στο διαστρικό χώρο το 2018, περίπου στα 119 AU, δίνοντας τις πρώτες απευθείας μετρήσεις για το πώς τελειώνει η ηλιακή επιρροή μας. Από τότε, και τα δύο σκάφη πλέουν στο "κενό", στέλνοντας ακόμη δεδομένα. Τα σήματά τους χρειάζονται πλέον πάνω από 22 ώρες για να φτάσουν στη Γη.

Η Χρυσή Δισκοπλάκα

Όπως και το Pioneer, τα Voyager κουβαλούν το δικό τους μήνυμα. Όχι πλάκα, αλλά χρυσό δίσκο: το Voyager Golden Record. Ο Carl Sagan, η Ann Druyan και η ομάδα τους έφτιαξαν μια συλλογή από 116 εικόνες, 90 μουσικά κομμάτια (από Μπαχ μέχρι Chuck Berry), φυσικούς ήχους της Γης (κεραυνούς, γέλιο, κύματα, τραγούδι φάλαινας) και 55 χαιρετισμούς σε διαφορετικές γλώσσες.

Ο δίσκος είναι επίχρυσος, προστατευμένος με κάλυμμα, αλουμινίου και χαραγμένες οδηγίες για το πώς να τον αναπαράγει ένας εξωγήινος πολιτισμός. Μαζί περιλαμβάνει και χάρτη pulsars, με τη θέση της Γης στον Γαλαξία, παρόμοιο με του Pioneer αλλά πιο εκλεπτυσμένο. Είναι ίσως το πιο όμορφο «ανθρώπινο αποτύπωμα» που έχει βγει ποτέ από τον πλανήτη.

Η Ann Druyan είχε πει πως μέσα στον δίσκο καταγράφηκε και ο ρυθμός της καρδιάς της τη στιγμή που σκεφτόταν τον Sagan. Δηλαδή, μέσα σ’ αυτόν τον δίσκο υπάρχει κυριολεκτικά ο παλμός ενός ανθρώπινου έρωτα.

Ο δίσκος είναι σαν χρονοκάψουλα της ανθρωπότητας, χωρισμένος σε τμήματα: ήχοι, μουσική, εικόνες, χαιρετισμοί και επιστημονικά δεδομένα.

1. Χαιρετισμοί από τη Γη (Greetings)

Κάθε χαιρετισμός είναι σύντομος, περίπου 20–30 δευτερόλεπτα, λέει “γεια σας, είμαστε οι κάτοικοι της Γης”.

Α. Αρχαίες / Ιστορικές Γλώσσες

1. Sumerian (Σουμερικά)

2. Akkadian (Ακκαδικά)

3. Ancient Greek (Αρχαία Ελληνικά)

4. Latin (Λατινικά)

5. Hittite (Χεττιτικά)

Αυτές θεωρούνται “ιστορικές” και δεν περιλαμβάνονται στη λίστα των 55 σύγχρονων γλωσσών.

Β. Σύγχρονες Γλώσσες

1. Amoy (διάλεκτος Φουτζιάν, Κίνα)

2. Armenian (Αρμενικά)

3. Arabic (Αραβικά)

4. Aramaic (Αραμαϊκά)

5. Bengali (Βεγγαλικά)

6. Burmese (Βιρμανικά)

7. Cantonese (Καντονέζικα)

8. Czech (Τσεχικά)

9. Dutch (Ολλανδικά)

10. English (Αγγλικά)

11. French (Γαλλικά)

12. German (Γερμανικά)

13. Gujarati (Γκουτζαράτι, Ινδία)

14. Hebrew (Εβραϊκά)

15. Hindi (Χίντι)

16. Hungarian (Ουγγρικά)

17. Ilocano (Φιλιππινέζικη διάλεκτος)

18. Indonesian (Ινδονησιακά)

19. Italian (Ιταλικά)

20. Japanese (Ιαπωνικά)

21. Kannada (Κανάντα, Ινδία)

22. Korean (Κορεατικά)

23. Luganda (Ουγκάντα)

24. Marathi (Μαράθι, Ινδία)

25. Nepali (Νεπαλέζικα)

26. Nguni (Νότια Αφρικανική οικογένεια γλωσσών, συγγενής Ζουλού)

27. Nyanja (Αφρικανική, Μαλάουι)

28. Oriya (Ορίγια, Ινδία)

29. Persian (Περσικά / Φαρσί)

30. Polish (Πολωνικά)

31. Portuguese (Πορτογαλικά)

32. Punjabi (Παντζάμπι)

33. Quechua (Κεντρική Ν. Αμερική, γλώσσα Ίνκας)

34. Rajasthani (Ρατζασθάνι, Ινδία)

35. Romanian (Ρουμανικά)

36. Russian (Ρωσικά)

37. Serbian (Σερβικά)

38. Sinhalese (Σιναλέζικα, Σρι Λάνκα)

39. Sotho (Νότια Αφρικανική)

40. Spanish (Ισπανικά)

41. Swedish (Σουηδικά)

42. Tamil (Ταμίλ)

43. Telugu (Τελούγκου)

44. Thai (Ταϊλανδέζικα)

45. Turkish (Τουρκικά)

46. Ukrainian (Ουκρανικά)

47. Urdu (Ουρντού)

48. Vietnamese (Βιετναμέζικα)

49. Welsh (Ουαλικά)

50. Wu (Διάλεκτος Σαγκάης, Κίνα)

51. Greek (Νέα Ελληνικά)

52. French Creole (π.χ. Χαϊτιανά)

53. Hawaiian (Χαβανέζικα)

54. Malagasy (Μαλαγάσι)

55. Fijian (Φιτζιάνικα)

Τα 55 είναι οι σύγχρονοι χαιρετισμοί.

Η μοναδική γλώσσα με διπλή εκπροσώπηση είναι η ελληνική.

2. Ηχητικά της Γης

Περιλαμβάνει φυσικούς ήχους και ανθρώπινη δραστηριότητα:

Φυσικοί ήχοι

• Ήχος κεραυνού

• Ήχος βροχής

• Ήχος ανέμου

• Ήχος κύματος θάλασσας

• Ήχος σεισμού, ηφαιστείου

• Ήχος καρδιάς που χτυπά

• Ήχος ανθρώπινου γέλιου

Ζωική ζωή

• Κελαηδίσματα πουλιών

• Κροταλίες, σκυλιά, γάτες, φάλαινες, δελφίνια

Ανθρώπινη δραστηριότητα

• Ήχοι εργαλείων και μηχανών

• Ήχοι γεωργίας, εργοστασίων, οχημάτων

• Προφορικοί ήχοι ανθρώπινων φωνών (πλην χαιρετισμών)

3. Μουσική

Περιέχει 90 λεπτά μουσικής από διαφορετικές κουλτούρες και εποχές:

• Δυτική κλασική: Bach, Beethoven, Stravinsky

• Μουσική ινδική: Ravi Shankar (σιτάρ)

• Αφρικανική μουσική: αντρικά και γυναικεία τραγούδια

• Ασιατική μουσική: κινέζικο guqin, ιαπωνικό gagaku

• Αμερικανική παραδοσιακή μουσική: Native American, Cherokee, Navajo, Appalachian, Blues, Jazz, Rock (Chuck Berry)

• Μουσική από Μέση Ανατολή, Νοτιοανατολική Ασία, Νότια Αμερική (Quechua)

Στόχος, να δείξει ποικιλία πολιτισμών, ρυθμών και εποχών.

4. Εικόνες

Υπάρχουν 116 εικόνες με γραφικές και φωτογραφικές αναπαραστάσεις:

Ανθρώπινη ζωή και κοινωνία

Ανθρώπινα σώματα (άνδρας, γυναίκα)

Οικογένειες, παιδιά, κοινότητες

Δραστηριότητες: εργασία, εκπαίδευση, θρησκεία, τέχνες

Γη και φυσικό περιβάλλον

• Τοπίο: βουνά, ποτάμια, δάση, ωκεανοί

• Ζώα, φυτά

• Ανθρώπινη τεχνολογία: κτίρια, γέφυρες, μηχανές

Επιστήμη και μαθηματικά

• Ανθρώπινα ανατομικά διαγράμματα

• Αριθμητικά συστήματα και μαθηματικά σύμβολα

• Στοιχεία του ηλιακού συστήματος (Ήλιος, πλανήτες, τροχιές)

Πίνακας θέσης της Γης σε σχέση με 14 pulsars για να δείξει πού βρισκόμαστε στον Γαλαξία

5. Τεχνικά χαρακτηριστικά

Τα κύρια αναγνωρίσιμα στοιχεία που βλέπουμε:

1. Σύμβολο υδρογόνου

2. Ηλιακό Σύστημα + pulsars

3. Γραμμές για εικόνες

4. Οδηγίες turntable

5. Binary αριθμοί και λογαριθμικές κλίμακες

1. Σύμβολο ατόμου υδρογόνου

Δείχνει μετάβαση ηλεκτρονίου υδρογόνου (μήκος κύματος 21 cm).

Χρησιμοποιείται ως μονάδα μέτρησης μήκους και χρόνου για όλα τα άλλα διαγράμματα.

Στοιχεία:

• Δύο κύκλοι (κατάσταση υψηλής/χαμηλής ενέργειας)

• Βέλος που δείχνει τη μετάβαση

• Μικρές γραμμές για αναφορά μήκους κύματος

2. Ηλιακό Σύστημα + 14 pulsars

Σχήμα: Ήλιος στο κέντρο με 14 γραμμές προς pulsars.

• Γραμμές = κατεύθυνση προς κάθε pulsar.

• Τέλος γραμμής = συχνότητα παλμού σε Hz σε binary.

• Οι αποστάσεις = λογαριθμικές, για να δείξουν θέση της Γης στον Γαλαξία.

Σκοπός: Να εντοπιστεί η Γη και η χρονική στιγμή της κατασκευής του δίσκου.

Λίστα pulsars:

1. CP 1919 (B1919+21)

2. B0329+54

3. B0355+54

4. B0531+21 (Crab)

5. B0833−45 (Vela)

6. B1509−58

7. B1642−03

8. B1706−44

9. B1749−28

10. B1815−14

11. B1915+13

12. B1937+21

13. B1952+29

14. B2016+28

3. Οδηγίες αναπαραγωγής του δίσκου

Σχηματικά βέλη και κύκλοι δείχνουν:

• Πώς να τοποθετηθεί ο δίσκος (turntable)

• Ταχύτητα περιστροφής

• Πώς να διαβαστεί το σήμα voltage/χρωματισμού

Σκοπός: Να μετατραπεί το σήμα σε ήχο ή εικόνα.

4. Γραμμές και κουκκίδες για εικόνες

Υπάρχει ένα σχήμα raster που δείχνει:

• Αριθμό γραμμών κάθε εικόνας

• Αναλογία γραμμών-στηλών

• Σειρά αναπαραγωγής εικόνων (116 φωτογραφίες)

Σκοπός: Να αναδημιουργηθούν οι εικόνες από τα δεδομένα του δίσκου.

5. Μαθηματικά και φυσικές σταθερές

Σχήματα που δείχνουν:

• Αριθμούς σε binary

• Αναλογίες και μονάδες μέτρησης

• Λογαριθμικές κλίμακες για μήκος και απόσταση

  Χρησιμοποιούνται για κατανόηση των υπόλοιπων συμβόλων από εξωγήινους.

6. Χρονικά σήματα

Ο δίσκος περιέχει σημάδια και κώδικα χρόνου που δείχνουν:

• Διάρκεια κάθε εικόνας ή ήχου

• Ρυθμό αναπαραγωγής

• Πού ξεκινά και πού τελειώνει κάθε κομμάτι

  
  

Η NASA διατηρεί ακόμη επαφή και με τα δύο. Κάθε εντολή χρειάζεται σχεδόν δύο μέρες για να πάει και να επιστρέψει. Η καθυστέρηση επικοινωνίας είναι πια τόσο μεγάλη που κάθε μήνυμα είναι σαν γράμμα στον χρόνο.

Η ισχύς μειώνεται, οι θερμοκρασίες πέφτουν, και κάθε χρόνο η ομάδα αποφασίζει ποιο όργανο θα απενεργοποιηθεί επόμενο. Υπολογίζεται ότι γύρω στο 2035–2040 τα σκάφη θα μείνουν εντελώς σιωπηλά, χωρίς αρκετή ενέργεια για πομπό. Αλλά θα συνεχίσουν να ταξιδεύουν για εκατομμύρια χρόνια - ψυχρά, αλλά ανέπαφα.

Οι επόμενοι προορισμοί

Voyager 1

Αυτή τη στιγμή κατευθύνεται προς τον αστερισμό Όφις (Ophiuchus).

Σε περίπου 40.000 χρόνια, θα περάσει σε απόσταση περίπου 1,6 έτους φωτός από το Gliese 445, ένα κόκκινο νάνο. Μετά από 2 εκατομμύρια χρόνια, θα έχει προχωρήσει βαθιά στο μεσοαστρικό διάστημα, χωρίς να πλησιάζει ιδιαίτερα κανένα άστρο - θα πλέει προς το Γαλαξιακό Βόρειο Στέμμα (Corona Borealis).

Voyager 2

Κατευθύνεται προς τον Τοξότη (Sagittarius), λίγο “κάτω” από το επίπεδο της εκλειπτικής. Σε περίπου 40.000 χρόνια, θα βρεθεί κοντά στο Ross 248, έναν άλλο ερυθρό νάνο, σε απόσταση 1,7 έτους φωτός. Περίπου 296.000 χρόνια μετά από τώρα, θα περάσει σχετικά κοντά και από το Sirius, το φωτεινότερο άστρο του ουρανού μας.

Σε 1,7–2 εκατομμύρια χρόνια, θα έχει μπει στην περιοχή του Γαλαξιακού Κέντρου, σε εντελώς άγνωστα εδαφικά μονοπάτια της διαστρικής ύλης.

Και τα δύο θα έχουν σβήσει πολύ πριν, από εκεί και πέρα, θα συνεχίσουν σιωπηλά. Κυριολεκτικά οι αρχαιότεροι πρεσβευτές της ανθρωπότητας που θα υπάρχουν ακόμα όταν ίσως εμείς δεν υπάρχουμε πια. Κανένα τους δεν θα φτάσει ποτέ «κάπου», αλλά και τα δύο θα περιφέρονται αιώνια ανάμεσα στα άστρα - φορείς δεδομένων μιας εποχής που για εμάς θα είναι προϊστορία.

Η παρακαταθήκη

Αν το Pioneer 10 ήταν ο πρώτος που έσπασε τα δεσμά του Ήλιου, τα Voyager ήταν εκείνα που άνοιξαν διάπλατα τις πύλες. Δείχνουν ότι η επιστήμη δεν είναι μόνο υπολογισμός - είναι και πράξη πίστης. Πίστη ότι αξίζει να στείλεις κάτι στο σκοτάδι, μόνο και μόνο γιατί μπορεί κάποιος, κάπου, κάποτε, να το βρει.

Τα δύο αυτά σκάφη είναι οι πιο μακρινοί πρεσβευτές μας. Κουβαλούν ήχους, εικόνες, λέξεις, συναισθήματα, αλλά και τη σιωπή μιας ολόκληρης ανθρωπότητας. Ό,τι κι αν γίνει, ακόμη κι αν χαθούν όλα τα ίχνη μας στη Γη, εκεί έξω θα συνεχίσουν να ταξιδεύουν δύο μικροί αγγελιοφόροι, κρατώντας το μήνυμα πως κάποτε υπήρξε ζωή που κοίταξε τον ουρανό και θέλησε να τον αγγίξει.