Voyager 2

Voyager 2
	; Voyager 2
Operatør	NASA
Masse	721,9 kg
Oppskytning	1977-08-20 14:29:00 UTC ; (47 år, 4 måneder og 7 dager siden)
Oppskytningssted	Cape Canaveral
Bærerakett	Titan IIIE / Centaur
Status	Aktiv (jan. 2023)
Avstand til solen	20,715 milliarder km; (138,47 AU) fra solen; (per 27. desember 2024)
Forbiflyvning av	Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun
	Eksterne lenker
	Voyager 2 på Commons

Voyager 2 er en amerikansk romsonde i Voyager-programmet som ble sendt for å utforske de to gasskjempene i solsystemet vårt (Jupiter og Saturn). Romsonden ble skutt opp 20. august 1977, og er per 2023 fremdeles aktiv. Den er identisk med sin tvillingsonde Voyager 1. Voyager 2 fløy forbi planetene Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun og var den første romsonden med detaljerte bilder av de to sistnevnte.

Voyager 2 var per 27. desember 2024 et av de mest fjerne menneskeskapte objekt (sammen med Voyager 1, Pioneer 10 og Pioneer 11) med en avstand på 138,47 AU fra solen.^[1]^[2] Sonden forlot solsystemet 5. november 2018, og dens oppgaver er nå målinger av partikkelstråling og plasma i det interstellare rom.^[3]^[4]

Voyager 2 het inntil 7. mars 1977 Mariner 12, som en del av Mariner-programmet kalt Mariner Jupiter Saturn (MJS). Romsonden hadde som sine primære mål planetene Jupiter, Saturn. Forlengelsen av programmet i 1981 gjorde at forbiflyvninger av Uranus og Neptun, samt deres måner og ringsystemerer ble inkludert i ferden.

Det er NASAs Jet Propulsion Laboratory i California som per 2023 har ansvaret for driften av de to Voyager-sondene.

Ferden

Bakgrunn

På slutten 1970-tallet var de fem ytterste planetene (inkludert Pluto som fremdeles var ansett som en planet på dette tidspunktet) posisjonert på en slik måte at romsonder fra Jorden kunne besøke alle fem i løpet av én ferd. Denne "oppstillingen" inntreffer omtrent hvert 175. år, og NASA lanserte på slutten av 1960-tallet en plan der fire sonder skulle besøke Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun og Pluto. Oppskytingsvinduet var mellom 1976 og 1980, og planene fikk arbeidstittelen "Grand Tour" - eller på norsk: "storslagen reise". Programmet fikk grønt lys for prosjektering, men senere omprioriteringer i 1971-budsjettet (av Nixon-administrasjonen) gjorde at planene ble nedskalert til å omfatte to sonder som skulle fly forbi Jupiter og Saturn. Noe av årsaken til omprioriteringene var at NASA trengte store ressurser til sitt nylig vedtatte romferge-program. Det nedskalerte "Grand Tour"-programmet ble startet som en fortsettelse av Mariner-programmet og fikk navnet Mariner Jupiter-Saturn (MJS), og sondene fikk navnene Mariner 11 og Mariner 12. Snaut seks måneder før oppskyting ble programmet omdøpt til Voyager-programmet, og de to sondene fikk sine nåværende navn.

Formål

Voyager 2s bane gjennom solsystemet.
Voyager 2 · Jorden · Jupiter · Saturn · Uranus · Neptun

Voyager 1 og 2s primære mål var opprinnelig forbiflyvning av Jupiter og Saturn. NASA hadde hele tiden «i bakhodet» at dersom bevilgninger og budsjett på et senere tidspunkt åpnet for det, så skulle én av Voyager-tvillingene ha en bane som muliggjorde besøk av Uranus og Neptun - som i Grand Tour. Voyager 1 fikk en mer direkte og raskere bane til Jupiter, og forbiflyvningen av Saturn-månen Titan medførte en kursendring nordover - og ut av ekliptikk-planet der planetbanene ligger. I februar 1981 - før Voyager 2s forbiflyvningen av Saturn - fikk NASA de nødvendige økonomiske midlene til å forlenge Voyager 2s ferd til å også omfatte forbiflyvninger av planetene Uranus og Neptun. Pluto var ikke innefor rekkevidde på dette tidspunktet.

Jupiter

Voyager 2s ferd (hvit) til og med 2019

Voyager 2 ble den fjerde romsonden som fløy forbi Jupiter i juli 1979. 9. juli 1979 var sonden på det nærmeste, og var da bare 570 000 km over Jupiters skytopper.^[5] De to Voyager-sondene gjorde flere viktige observasjoner av Jupiter og dens måner. De mest oppsiktsvekkende var oppdagelsen av vulkansk aktivitet på månen Io, noe som ikke hadde vært observert tidligere - hverken fra Jorden eller romsondene Pioneer 10 og 11.

Saturn

Forbiflyvningen av Jupiter var en suksess, og Voyager 2 fortsatte videre for å fly forbi Saturn. Voyager 2 ble dermed også den andre romsonden som passerte Saturn-systemet. Sonden fløy forbi Saturn i august 1981. Romsonden foretok målinger av temperaturen på Saturn, og fant at den høyeste temperaturen er 70 Kelvin (-203 C). Voyager 2 har bidradd til å oppdage flere måner rundt gasskjempen som tidligere var ukjent, blant disse er Pan (oppdaget på bilder fra romsonden i 1990).

Uranus

Voyager 2 ble den første romsonden som besøkte Uranus. Voyager 2 fløy forbi planeten 24. januar 1986. Romsonden oppdaget ti ukjente måner (blant annet Puck), og oppdaget to nye ringer i ringsystemet rundt planeten. Uranus' magnetfelt ble også registrert, og målingene viste at det var kraftigere enn Saturns, og at det var 55 grader forskjøvet i forhold til Uranus' rotasjonsakse. I 2019 ble ytterligere merkverdige avvik i Uranus' magnetosfære oppdaget da data fra Voyager 2s forbiflyvning ble grundigere analysert. De viste uventede raske variasjoner i magnetfeltets styrke, noe som kan tyde på en plasma-boble skapt av et ustabilt magnetfelt.^[6]

Neptun

Voyager 2 ble også den første romsonden som besøkte Neptun. Voyager 2 passerte 5 000 km over planetens skytopper den 25. august 1989.^[7]^[8] Romsonden oppdaget fem ukjente måner (Naiad, Thalassa, Despina, Galatea og Proteus) og Neptuns mørke flekker. Da romteleskopet Hubble tok bilder av Neptun fem år senere, var flekkene forsvunnet. Voyager 2s målinger viste at Neptuns måne Triton var den kaldeste kloden i vårt solsystem, og at den hadde vulkaner av flytende nitrogen.

Interstellar ferd

Voyager 1 og 2 sine baner inn i det ytre delene av solsystemet

Etter at Voyager 2s forbiflyvning av Neptun i 1989 var ferdig, ble Voyager-programmet omdøpt til Voyager Interstellar Mission (VIM). Det er anslått at begge Voyager-romsondene vil ha tilstrekkelig elektrisk kraft til at i alle fall noen instrumenter fungerer tilfredsstillende helt fram til 2025.

Både Voyager 1 og Voyager 2 har forlatt heliosfæren, en «boble» i verdensrommet som Solen dominerer. 30. august 2007 passerte Voyager 2 området som kalles «termination shock», et område der solvinden raskt sakter farten fra snittet på 300–700 km/s, og blir tettere og varmere. 9. september 2012 var sonden 99,1 AU fra jorden og 99,5 AU fra Solen, og den forflytter seg med 15,436 km/s (relativt til Solen). I løpet av ett år forflytter den seg omtrent 3,256 AU.^[9]

I desember 2018 forlot Voyager 2 vårt solsystem og befinner seg nå i det interstellare rom. Neste gang den kommer i nærheten av et kjent objekt er om cirka 40 000 år da stjernen Ross 248 passeres i en avstand av omtrent 1,7 lysår. Om 296 000 år vil Voyager 2 passere 4,3 lysår fra stjernen Sirius.^[10]

Nåværende posisjon

Per 27. desember 2024 er avstanden mellom Solen og Voyager 2 omtrent 20,715 milliarder kilometer - eller 138,47 astronomiske enheter (AU).^[1] Per 13. november 2022 var Voyager 2s tilsynelatende posisjon på himmelen −58° 45 min 30 sek deklinasjon og 20 timer 5 min 58,65 sekunder rektascensjon,^[11] noe som ga den en plassering i stjernebildet Påfuglen.

Sonden

Voyager 1 og 2

To av de tre radioisotopgeneratorene

Data fra måleinstrumentene kunne mellomlagres på denne 8-spors digitale båndspilleren

Selve romsonden hadde en masse på 721,9 kilogram ved oppskyting. Den er bygget rundt en ti-kantet ramme/kropp med diameter på 1,76 meter (flate til flate) og 47 centimeters høyde. Flesteparten av de vitenskapelige instrumentene og detektorene er plassert på en 2,5 meter lang bom. Magnetometeret er i enden av en annen bom på 13 meter. På en tredje bom som peker vekk fra de vitenskapelige instrumentene, er de tre radioisotopgeneratorene montert.

Motorer

Voyager-sondene har seks par med små rakettmotorer drevet av énkomponents flytende drivstoff (hydrazin). Tre par er korrigeringsmotorer som brukes for å holde sondens hovedantenne pekende mot Jorden ved hjelp av små korte "puff", og tre par som brukes for baneendring. Sist gang alle motorene var i bruk, var da Voyager 2 fløy forbi Neptun i 1989. I 2011 viste ett av motor-parene tegn til å fungere dårlig, og dette paret ble erstattet av det tilsvarende paret av baneendrings-motorer samme år. I 2019 hadde baneendrings-motorene overtatt på alle aksene - og de fungerte som de skulle etter å ha vært ubrukt i omkring 30 år. For at motorene skal fungere, må temperaturen på drivstoff-slangene og -tanken holdes over hydrazins frysepunkt ved hjelp av elektriske varmeelementer. Ved å kutte ut oppvarmingen av drivstoffslangene til de tre "pensjonerte" korrigeringsmotorene, sparer sonden en del strøm.

Strømforsyning

Voyager-sondene skulle sendes til planeter langt unna Solen, og solcellepaneler ville derfor ikke kunne levere nok strøm. Løsningen ble å bruke radioisotopgeneratorer med plutonium-238 i form av plutoniumsoksid (²³⁸PuO₂) (halveringstid på 87,7 år) som varmekilde. Hver sonde har tre stykker. Disse tre generatorene produserte totalt 470 Watt ved 30VDC på oppskytingstidspunktet. Siden denne typen generatorer drives av varmen fra radioaktivt henfall, reduseres avgitt effekt jevnt og trutt over tid på grunn av halveringstiden. NASA har deaktivert mange av instrumentene ombord slik at strømforsyningen skal greie å levere nok kraft til å kommunisere med jorden til minst 2025.^[12]

Kommunikasjon

Kommunikasjonen mellom Jorden og Voyager 2 foregår via sondens parabolantenne som har en diameter på 3,66 meter (High Gain Antenna - HGA). Data (kommandoer) fra Jorden til Voyager 2 bruker S-båndet, og har en kapasitet på omkring 16 bits per sekund. Kommunikasjon fra sonden til Jorden bruker X-båndet med normal overføringskapasitet på 160 bits per sekund.^[13] NASA har per 2022 fortsatt kontakt med Voyager 2 ved hjelp av Deep Space Network – et verdensomspennende nettverk av antenner. På grunn av Voyager 2s kurs (sør for ekvatorplanet), er det antennekomplekset i Canberra, Australia som opprettholder kontakten med sonden.^[14]

Instrumenter

Cosmic Ray Subsystem (CRS) - måler blant annet kosmisk stråling. Det var målinger fra CRS som i 2018 gjorde at forskerne konkluderte med at Voyager 2 hadde forlatt solsystemet. Instrumentet er fastmontert, og foretar målinger i en fast retning. For å spare strøm, besluttet NASA i 2019 å slå av varmeelementet til CRS. Per 2022 fungerer instrumentet fortsatt, til tross for at temperaturen har sunket til -59 grader Celsius - langt under det det var bygd for tåle.^[15]
Low-Energy Charged Particles (LECP) - måler lav-energi partikkelstråling.
Magnetometer (MAG) - måler styrke og retning på magnetfelt.
Plasma Wave Subsystem (PWS) - måler i frekvensområdet 10 Hz til 56 kHz. Deler de to "V"-formede antennene med PRA.
Plasma Science (PLS): Tre plasma-detektorer som peker i retning Jorden. Måler solvinden og plasmaens hastighet, retning, tetthet og temperatur.
Imaging Science Subsystem (ISS) - kamera, lysfiltermagasin og styre-motorer.
-Deaktivert i 1989 for å spare strøm.
Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer (IRIS) - infrarødt spektrometer brukt for å undersøke den vertikale temperatur-strukturen i planetenes atmosfære. IRIS målte også mengden av hydrogen og helium, og målte overflatetemperaturer (på månene som har fast overflate).
-Deaktivert i februar 2007 for å spare strøm.
Photopolarimeter Subsystem (PPS) - 20 centimeters optisk teleskop med polarisasjonsfilter. Brukt til nærmere undersøkelser av planetenes ringsystemer. PPS ble også brukt til å se etter tegn til polarlys (aurora polaris).
-Deaktivert i april 1991 på grunn av dårlig kvalitet på målingene.
Planetary Radio Astronomy (PRA) - radiomottakeren til PRA dekker to frekvensområder: fra 20,4 kHz til 1300 kHz, og fra 2,3 MHz til 40,5 Mhz. PRA deler antenne med PWS.
-Deaktivert i februar 2008 for å spare strøm.
Ultraviolet Spectrometer (UVS) - ultrafiolett spektrometer brukt for å analysere atmosfærens sammensetning.
-Deaktivert i november 1998 for å spare strøm.

Instrumentene som er deaktivert per november 2022, er vist i kursiv.

Gullplaten

Med seg hadde Voyager-tvillingene hver sin forgylte grammofonplate med cover, og et amerikansk flagg. Sjefen for Voyager-programmet John Casani holder flagget. Voyager 2 står i bakgrunnen (august 1977).

Pioneer 10 og 11 hadde hver sin metallplakett med symboler som skulle være mulig å tolke for avanserte utenomjordiske sivilisasjoner. Voyager-sondene fikk en oppgradert "hilsen" med seg; en 30 centimeters forgylt grammofonplate av kobber. Senter-etiketten har tittelen: The sounds of Earth - United States of America - Planet Earth, og en håndrisset beskjed er synlig innenfor rillene: "To the makers of music – all worlds, all times". Avspillingshastigheten er 16 2/3 omdreininger i minuttet, og stift og pickup-hode er vedlagt.

Innspillingene på platen er musikk, hilsener på 55 forskjellige språk, og naturlige lyder fra Jorden som for eksempel vind, bølgeskvulp, dyrelyder, vulkaner og lyd av fly og tog. Musikken på platen inneholder blant annet førstesatsen fra Bachs Brandenburgkonsert nr. 2, førstesatsen fra Beethovens 5. symfoni, arien "Der Hölle Rache" fra Mozarts Tryllefløyten, utdrag av Igor Stravinskijs Vårofferet, Johnny B. Goode av Chuck Berry og ellers sanger og musikk fra alle verdensdeler.^[16]

Innkodet analogt er også 115 bilder fra Jorden. Dekselet som beskytter platen er av aluminium, og har på utsiden symboler, stjernekart og piktogrammer i samme stil som Pioneer-platene. I tillegg er en liten mengde ultra-rent uran-238 påført ved hjelp av galvanisering. Uran-238 har en halveringstid på 4,468 milliarder år, og kan av eventuelle finnere brukes til å anslå platens alder. Komitéen som utformet gullplaten ble ledet av den amerikanske forskeren og astrofysikeren Carl Sagan.

Voyager 2 i film og populærkultur

Filmen Starman viser at Voyager 2 har blitt funnet av "aliens", som så sender en av sin egen rase for å undersøke livet på Jorden.
I episoden "Parasites Lost" i animasjons-serien Futurama, skraper Leela restene av Voyager 2 av vinduet på romskipet sitt, mens hun fyller drivstoff på en interplanetarisk servicestasjon.