For 30 år siden:Voyager 2s historiske Neptun flyver forbi

For tredive år siden, den 25. aug. 1989, NASAs Voyager 2-rumfartøj foretog en tæt forbiflyvning af Neptun, giver menneskeheden sit første nærbillede af vores solsystems ottende planet. Markerer afslutningen på Voyager-missionens Grand Tour af solsystemets fire gigantiske planeter – Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun - det første var også det sidste:Intet andet rumfartøj har besøgt Neptun siden.

"Voyager-planetprogrammet var virkelig en mulighed for at vise offentligheden, hvad videnskab handler om, " sagde Ed Stone, Voyagers projektforsker siden 1975. "Hver dag lærte vi noget nyt."

Indpakket i blågrønne og koboltfarvede skyer, planeten, som Voyager 2 afslørede, lignede en blåfarvet søskende til Jupiter og Saturn, den blå indikerer tilstedeværelsen af ​​metan. En massiv, den skiferfarvede storm blev døbt "Den store mørke plet, " ligner Jupiters store røde plet. Seks nye måner og fire ringe blev opdaget.

Under mødet, ingeniørteamet ændrede omhyggeligt sondens retning og hastighed, så den kunne flyve forbi planetens største måne, Triton. Forbiflyvningen viste tegn på geologisk unge overflader og aktive gejsere, der spyede materiale mod himlen. Dette indikerede, at Triton ikke blot var en solid iskugle, selvom det havde den laveste overfladetemperatur af ethvert naturligt legeme observeret af Voyager:minus 391 grader Fahrenheit (minus 235 grader Celsius).

Afslutningen på Neptuns forbiflyvning markerede begyndelsen på Voyager Interstellar Mission, som fortsætter i dag, 42 år efter lanceringen. Voyager 2 og dens tvilling, Voyager 1 (som også var fløjet af Jupiter og Saturn), fortsætte med at sende forsendelser tilbage fra vores solsystems yderområder. På tidspunktet for Neptuns møde, Voyager 2 var omkring 2,9 milliarder miles (4,7 milliarder kilometer) fra Jorden; i dag er det 11 milliarder miles (18 milliarder kilometer) fra os. Den hurtigere bevægende Voyager 1 er 13 milliarder miles (21 milliarder kilometer) fra Jorden.

Er på vej

Da Voyager 2 nåede Neptun, Voyager-missionsholdet havde gennemført fem planetariske møder. Men den store blå planet bød stadig på unikke udfordringer.

30 gange længere fra Solen end Jorden er, den iskolde kæmpe modtager kun omkring 0,001 gange den mængde sollys, som Jorden gør. I så lavt lys, Voyager 2's kamera krævede længere eksponeringer for at få kvalitetsbilleder. Men fordi rumfartøjet ville nå en maksimal hastighed på omkring 60, 000 mph (90, 000 km/t) i forhold til Jorden, en lang eksponeringstid ville gøre billedet sløret. (Forestil dig, at du prøver at tage et billede af et vejskilt fra vinduet på en bil, der kører for hurtigt.)

Så holdet programmerede Voyager 2's thrustere til at skyde blidt under den tætte tilgang, at rotere rumfartøjet for at holde kameraet fokuseret på sit mål uden at afbryde rumfartøjets overordnede hastighed og retning.

Sondens store afstand betød også, at da radiosignalerne fra Voyager 2 nåede Jorden, de var svagere end andre forbiflyvninger. Men rumfartøjet havde fordelen af ​​tid:Voyagers kommunikerer med Jorden via Deep Space Network, eller DSN, som bruger radioantenner på steder i Madrid, Spanien; Canberra, Australien; og Goldstone, Californien. Under Voyager 2's Uranus-møde i 1986, de tre største DSN-antenner var 64 meter (210 fod) brede. For at hjælpe med Neptun-mødet, DSN udvidede tallerkenerne til 70 meter (230 fod). De inkluderede også nærliggende ikke-DSN-antenner til at indsamle data, inklusive en anden 64 meter (210 fod) skål i Parkes, Australien, og flere 25 meter (82 fod) antenner ved Very Large Array i New Mexico.

Indsatsen sikrede, at ingeniører kunne høre Voyager højt og tydeligt. Det øgede også, hvor meget data der kunne sendes tilbage til Jorden i en given periode, gør det muligt for rumfartøjet at sende flere billeder tilbage fra forbiflyvningen.

Være der

I ugen op til det nære møde i august 1989, atmosfæren var elektrisk i NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, som styrer Voyager-missionen. Da billeder taget af Voyager 2 under dens Neptun-tilgang tog den fire timer lange rejse til Jorden, Voyager-teammedlemmer myldrede rundt om computerskærme rundt i laboratoriet for at se.

"En af de ting, der gjorde Voyager-planetmøderne anderledes end missioner i dag, er, at der ikke var noget internet, der ville have tilladt hele holdet og hele verden at se billederne på samme tid, " sagde Stone. "Billederne var tilgængelige i realtid på et begrænset antal steder."

Men holdet var forpligtet til at give offentligheden opdateringer så hurtigt som muligt, så fra 21. august til 29. august, de ville dele deres opdagelser med verden under daglige pressekonferencer. Den 24. aug. et program kaldet "Voyager All Night" udsendte regelmæssige opdateringer fra sondens nærmeste møde med planeten, som fandt sted kl. 04.00 GMT (21.00 i Californien den 24. august).

Næste morgen, Vicepræsident Dan Quayle besøgte laboratoriet for at rose Voyager-teamet. Den aften, Chuck Berry, hvis sang "Johnny B. Goode" var inkluderet på Golden Record, der fløj med begge Voyagers, spillet ved JPLs fejring af bedriften.

Selvfølgelig, Voyagers' præstationer strækker sig langt ud over den historiske uge for tre årtier siden. Begge sonder er nu kommet ind i det interstellare rum efter at have forladt heliosfæren - den beskyttende boble omkring planeterne skabt af en højhastighedsstrøm af partikler og magnetiske felter, der spys ud af vores sol.

De rapporterer tilbage til Jorden om "vejret" og forholdene fra denne region fyldt med affald fra stjerner, der eksploderede andre steder i vores galakse. De har taget menneskehedens første spinkle skridt ind i det kosmiske hav, hvor ingen andre operationelle sonder har fløjet.

Voyager-data supplerer også andre missioner, herunder NASA's Interstellar Boundary Explorer (IBEX), som fjernsanser den grænse, hvor partikler fra vores sol kolliderer med materiale fra resten af ​​galaksen. Og NASA er ved at forberede Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP), forventes lanceret i 2024, at udnytte Voyager-observationer.

Voyagers sender deres resultater tilbage til DSN-antenner med 13-watt-sendere - omkring nok strøm til at køre en køleskabspære.

"Hver dag rejser de et sted hen, som menneskelige sonder aldrig har været før, " sagde Stone. "Toogfyrre år efter lanceringen, og de udforsker stadig."