Csillagközi űrszondák (1. rész)
175 évenként csak egyszer

A Szaturnusz-rendszert vizsgáló Cassini űrszonda az úttörő Pioneer-11 és a méltán híres Voyager-ikrek utazását idézi fel bennünk. Milyen eredményeket értek el a gyűrűs bolygót korábban vizsgáló bolygókutató szondák és mi most a feladatuk? Négyrészes sorozatunk ezekre a kérdésekre próbál válaszolni. Az első részben az űrszondák születését, indítását és Szaturnuszig való utazásukat tekintjük át.

A hatvanas években a NASA egyik gyakornoka azt a feladatot kapta, hogy modellezze az óriásbolygók (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) elhelyezkedését a hetvenes és nyolcvanas években. Egy teremben méretarányosan felrajzolta a bolygók pályáit, és egy olyan, csak 175 évenként bekövetkező együttállást fedezett fel, mely során a négy külső bolygó egyetlen szondával, a lehető legkevesebb hajtóanyaggal elérhető, és a Neptunuszt 30 év helyett 12 év alatt meg lehet közelíteni. A NASA nem egy, hanem egyszerre kettő, teljesen megegyező űrszondát indított. Ezek voltak a Voyager-ikrek. A Voyager-1 feladata Jupiter és a Szaturnusz rendszerének (utóbbi esetében különös figyelemmel a Titan) vizsgálata volt. A Voyager 2-nek szintén meg kellett közelítenie a Szaturnuszt, de egy olyan, távoli pályán, melyen siker esetén tovább mehet az Uránusz és a Neptunusz felé.

A Voyager-missziók előtt a „biztonság kedvéért” a NASA két másik szondát is indított. A Pioneer-10 és -11 tudományos feladata a Jupiter, illetve a Jupiter és a Szaturnusz vizsgálata volt, technikai szempontból pedig azt vizsgálták, túlélhető-e a kisbolygó-övön való áthaladás, lehetséges-e ekkora távolságban a kapcsolattartás. Az Úttörők főként a mágneses térrel kapcsolatos első méréseit beépítették a Voyager-programba is.

A Pioneer-11 1973. április 5-én indult hosszú útjára, hogy ő legyen az első szonda, mely eljut a Szaturnuszig. Útja során 43 ezer kilométerre közelítette meg a Jupitert, ahol lefotózta a Nagy Vörös Foltot, elsőként figyelte meg az óriási sarki régiókat, és meghatározta az egyik Galilei-hold, a Callisto tömegét. A Jupiter gravitációját kihasználó hintamanőver révén 173 ezer km/h-ra gyorsult fel, és megkezdte útját a 2,4 milliárd kilométerre lévő Szaturnusz felé. A Szaturnusznál elért eredményeiről sorozatunk 2. része számol be. Miután elhagyta a Szaturnuszt, a Naprendszer külső vidékeit, a napszelet, és a kozmikus sugárzást vizsgálta, míg 1995 novemberében végleg meg nem szakadt a kapcsolat. A Pioneerok első sikeres vizsgálatait követően a Voyagerek végre elindulhattak, hogy az űrkutatásban mindmáig egyedülálló módon egyszerre négy bolygót is tanulmányozhassanak. (A fő cél eredetileg a Szaturnuszig való eljutás volt. Ott döntöttek a továbbiakról, miszerint a Voyager-2 lesz az a szonda, ami az összes óriásbolygót végigvizsgálhatja, a Voyager-1 ehelyett a Titan részletes vizsgálatát kapta feladatául.)

Elsőként a Voyager-2-t indították a Kennedy Űrközpontból 1977. augusztus 20-án. A sikeres start után, szeptember 5-én, a Voyager-1 is megkezdhette utazását egy rövidebb pályán. A Jupiterhez a Voyager-1 ért elsőként, 1979. március 5-én, míg a Voyager-2 július 9-én érte el a Naprendszer óriását. Az első szonda 206700, a második 570000 kilométerre közelítette meg a bolygót. Bár már korábban földi távcsövekkel, és két szondával is vizsgálták a planétát, a Voyagerek mégis nagy meglepetést okoztak a tudósoknak. Így például a Nagy Vörös Folt tanulmányozása során felfedezték, hogy a vihar az óramutató járásával ellentétes irányban forog, és számos kisebb örvényeket is kimutattak a nagyobb foltokon belül.

Az egyik legmeglepőbb felfedezés nem a Jupiterről, hanem az egyik holdjáról, az Ioról érkezett. A Voyager-1 elsőként fedezett fel Földön kívüli vulkanikus tevékenységet. A két szonda együttesen kilenc vulkán kitörését figyelte meg, némelyik több mint 300 kilométer magasba dobta ki anyagát (összehasonlításul: a Földön a sok definíció közül az egyik szerint a világűr határa 100 kilométer magasan húzódik). Sőt, a Jupiter gravitációjának gyorsító hatása révén a kidobott anyag mintegy 5 %-a a csillagközi térbe is kijuthat. A Ganymedesen számos krátert és barázdát fotóztak le. A felvételekből a szakemberek arra következtettek, hogy a Naprendszer legnagyobb holdját jégpáncél borítja. Akárcsak az Europát, aminek páncélja alatt már a Voyager-mérések alapján vízréteget sejtettek.

A földi megfigyelésekkel megjósolt esetleges Jupiter-gyűrűt a Voyager-1 fotózta le, a Voyager-2 pályáját pedig úgy módosították, hogy a lehető legjobb rálátása legyen az újonnan felfedezett ívekre. A gyűrű a bolygó közepétől számítva akár 129 ezer kilométerre is elnyúlhat, és körülbelül 30 ezer kilométer széles. A Voyager-ikrek három új holdat is felfedeztek: az Adrastea és a Metis a gyűrűn kívül, a harmadik holdat, a Thebet az Amalthea és az Io pályája között fedezték fel.

A Jupiter vizsgálata után a szondák folytatták az útjukat a Szaturnusz felé. A második legnagyobb bolygóhoz a Voyager-1 1980. november 12-én, a Voyager 2 1981. agusztus 25-én érkezett meg. A Voyager-1 pályáját úgy tervezték, hogy az űrszonda minél közelebb haladjon el a Titan és a gyűrűrendszer mellett, de emiatt a pályája észak felé elhagyta a Naprendszer fősíkját, így néhány évszázadon belül elhagyhatja a Naprendszert. A Voyager-2-t olyan pályára állították, mely révén a szonda távolabb repült el a gyűrűs bolygó mellett, mint az ikertestvére, de így folytathatta útját a két másik gázbolygó felé.

A következő részben részletesen ismertetjük a Pioneer-11, a Voyager-1 és a Voyager-2 Szaturnusznál tett látogatását, majd a harmadik és negyedik részben bemutatjuk, mit tettek bolygókutatási programjuk lezártát követően, s milyen lehetőségek várnak még rájuk?

Jakabfi Tamás

Kapcsolódó cikkek:
Pioneer-10: A szív még dobog, de már alig halljuk...
Voyager–1: elérte a 90 csillagászati egységnyi távolságot az űr vándora!

Kapcsolódó linkek:
A Voyager-program honlapja
A Pioneer-10, -11 szondák honlapja
Voyager – Küldetés a külső bolygókhoz