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Erste

• Voyager 1 war die erste Raumsonde, die die Heliosphäre durchquerte, die Grenze, an der die Einflüsse außerhalb unseres Sonnensystems stärker sind als die unserer Sonne.
• Voyager 1 ist das erste von Menschen geschaffene Objekt, das sich in den interstellaren Raum wagte.
• Voyager 1 entdeckte einen dünnen Ring um Jupiter und zwei neue jovianische Monde: Thebe und Metis.
• Am Saturn entdeckte Voyager 1 fünf neue Monde und einen neuen Ring, den sogenannten G-Ring.

Daten

September 5, 1977: Start

März 5, 1979: Vorbeiflug am Jupiter

Nov. 12, 1980: Saturnvorbeiflug

Feb. 17, 1998: Wurde das am weitesten entfernte von Menschen geschaffene Objekt, nachdem es NASAs Pioneer 10 überholt hatte

Jan. 1, 1990: Voyager Interstellar Mission (VIM) beginnt offiziell

Aug. 16, 2006: 100 Astronomische Einheiten erreicht

Aug. 1, 2012: Voyager 1 tritt in den interstellaren Raum ein

Ein 3D-Modell der Voyager-Zwillingssonde der NASA. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)‘ Download Optionen

In Depth: Voyager 1

NASA’s Voyager 1 wurde nach Voyager 2 gestartet, aber wegen einer schnelleren Route verließ sie den Asteroidengürtel früher als ihr Zwilling und überholte Voyager 2 am 15. Dezember 1977.

Im April 1978, als sie etwa 265 Millionen Kilometer vom Planeten entfernt war, begann sie mit der Aufnahme von Bildern des Jovian. Die im Januar 1979 zurückgesandten Bilder zeigten, dass die Jupiteratmosphäre turbulenter war als bei den Pioneer-Vorbeiflügen in den Jahren 1973-1974.

Ab dem 30. Januar 1979 nahm Voyager 1 über einen Zeitraum von 100 Stunden alle 96 Sekunden ein Bild auf, um einen Farb-Zeitrafferfilm zu erstellen, der 10 Umdrehungen des Jupiters zeigt.

Am 10. Februar 1979 kreuzte die Sonde das jovianische Mondsystem und entdeckte Anfang März einen dünnen Ring, der Jupiter umkreist (weniger als 19 Meilen oder 30 Kilometer dick).

Die nächste Begegnung von Voyager 1 mit Jupiter war um 12:05 UT am 5. März 1979 in einer Entfernung von etwa 174.000 Meilen (280.000 Kilometern), woraufhin sie auf mehrere Jupitermonde traf, darunter Amalthea (in einer Entfernung von 261.100 Meilen oder 420.200 Kilometern), Io (13.050 Meilen oder 21.000 Kilometer), Europa (45,830 Meilen oder 733.760 Kilometer), Ganymed (71.280 Meilen oder 114.710 Kilometer) und Callisto (78.540 Meilen oder 126.400 Kilometer), in dieser Reihenfolge, und lieferte spektakuläre Fotos von deren Terrains und eröffnete den Planetenforschern völlig neue Welten.

Zu den interessantesten Entdeckungen gehörte Io, wo die Bilder eine bizarre gelbe, orangefarbene und braune Welt mit mindestens acht aktiven Vulkanen zeigten, die Material in den Weltraum spucken, was sie zu einem der geologisch aktivsten (wenn nicht sogar dem aktivsten) planetarischen Körper im Sonnensystem macht. Das Vorhandensein aktiver Vulkane legt nahe, dass der Schwefel und der Sauerstoff im jovianischen Weltraum von den vulkanischen Abgasen von Io herrühren könnten, die reich an Schwefeldioxid sind.

Die Raumsonde entdeckte auch zwei neue Monde, Thebe und Metis.

Nach der Begegnung mit Jupiter führte Voyager 1 am 9. April 1979 eine erste Kurskorrektur durch, um sich auf die Begegnung mit Saturn vorzubereiten. Eine zweite Kurskorrektur am 10. Oktober 1979 stellte sicher, dass die Sonde nicht auf den Saturnmond Titan treffen würde.

Der Vorbeiflug am Saturnsystem im November 1979 war ebenso spektakulär wie die vorangegangene Begegnung.

Voyager 1 entdeckte fünf neue Monde, ein Ringsystem, das aus Tausenden von Bändern besteht, keilförmige, vorübergehende Wolken aus winzigen Teilchen im B-Ring, die die Wissenschaftler „Speichen“ nannten, einen neuen Ring (den G-Ring) und „Hirten“-Satelliten auf beiden Seiten des F-Rings – Satelliten, die die Ringe wohldefiniert halten.

Während ihres Vorbeiflugs fotografierte die Sonde die Saturnmonde Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione und Rhea. Ausgehend von den eingehenden Daten schienen alle Monde weitgehend aus Wassereis zu bestehen.

Das interessanteste Ziel war vielleicht Titan, den Voyager 1 am 12. November 1979 um 05:41 UT in einer Entfernung von etwa 4.000 Kilometern passierte.

Die Bilder zeigten eine dichte Atmosphäre, die die Oberfläche vollständig verdeckte. Die Raumsonde stellte fest, dass die Atmosphäre des Mondes zu 90 % aus Stickstoff bestand. Der Druck und die Temperatur an der Oberfläche betrugen 1,6 Atmosphären bzw. minus 292 Grad Fahrenheit (minus 180 Grad Celsius).

Die atmosphärischen Daten deuten darauf hin, dass Titan der erste Körper im Sonnensystem, abgesehen von der Erde, sein könnte, auf dessen Oberfläche Flüssigkeit vorhanden ist. Darüber hinaus deutete das Vorhandensein von Stickstoff, Methan und komplexeren Kohlenwasserstoffen darauf hin, dass auf Titan präbiotische chemische Reaktionen möglich sein könnten.

Voyager 1 näherte sich dem Saturn am 12. November 1980 um 23:46 UT in einer Entfernung von etwa 126.000 Kilometern (78.290 Meilen).

Nach der Begegnung mit Saturn befand sich Voyager 1 auf einer Flugbahn, um das Sonnensystem mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,5 AE (325 Millionen Meilen oder 523 Millionen Kilometer) pro Jahr zu verlassen, 35 Grad außerhalb der Ekliptikebene nach Norden und in der allgemeinen Richtung der Bewegung der Sonne relativ zu den nahen Sternen.

Aufgrund der besonderen Anforderungen für den Titan-Vorbeiflug wurde die Sonde nicht auf Uranus und Neptun ausgerichtet.

Am 14. Februar 1990 waren die Kameras von Voyager 1 nach hinten gerichtet und nahmen etwa 60 Bilder von der Sonne und den Planeten auf – das erste „Porträt“ unseres Sonnensystems von außen gesehen. Die Bilder wurden aufgenommen, als die Sonde etwa 40 AE von der Sonne entfernt war (3,7 Milliarden Meilen oder 6 Milliarden Kilometer).

Ein Mosaik dieser Bilder wurde zum „Pale Blue Dot“-Bild, das durch den Professor der Cornell University und Mitglied des Voyager-Wissenschaftsteams Carl Sagan (1934-1996) berühmt wurde.

Das Bild wurde auch als „Familienporträt des Sonnensystems“ bezeichnet, obwohl Merkur und Mars nicht zu sehen sind. Merkur war zu nahe an der Sonne, um gesehen zu werden, und Mars befand sich auf derselben Seite der Sonne wie Voyager 1, so dass nur seine dunkle Seite den Kameras zugewandt war.

Diese Bilder waren die letzten von 67.000 Aufnahmen, die von den beiden Voyager-Raumsonden gemacht wurden. Ihre Kameras wurden abgeschaltet, um Energie und Speicherplatz für die interstellare Mission zu sparen.

Alle Planetenbegegnungen waren schließlich 1989 beendet, und die Missionen von Voyager 1 und 2 wurden zu einem Teil der Voyager Interstellar Mission (VIM) erklärt, die offiziell am 1. Januar 1990 begann.

Das Ziel der neuen Mission ist es, die Erforschung des Sonnensystems durch die NASA über die Nachbarschaft der äußeren Planeten hinaus bis zu den äußeren Grenzen der Einflusssphäre der Sonne und möglicherweise darüber hinaus auszuweiten.

Zu den spezifischen Zielen gehört die Sammlung von Daten über den Übergang zwischen der Heliosphäre – der Region des Weltraums, die vom Magnetfeld der Sonne und dem Sonnenfeld dominiert wird – und dem interstellaren Medium.

Am 17. Februar 1998 wurde Voyager 1 das am weitesten entfernte von Menschenhand geschaffene Objekt überhaupt, als es in einer Entfernung von 69,4 AE von der Sonne Pioneer 10 überholte.

Am 16. Dezember 2004 gaben die Voyager-Wissenschaftler bekannt, dass Voyager 1 in einer Entfernung von 94 AE hohe Werte für die Intensität des Magnetfelds gemeldet hatte, was darauf hindeutet, dass sie den Terminationsschock erreicht hatte und nun in die Heliosphäre eingetreten war. Die Raumsonde verließ schließlich die Heliosphäre und begann am 25. August 2012 als erste Raumsonde mit der Messung der interstellaren Umgebung.

Am 5. September 2017 feierte die NASA den 40. Jahrestag des Starts von Voyager 1. Die Sonde kommuniziert weiterhin mit dem Deep Space Network der NASA und sendet Daten von vier immer noch funktionierenden Instrumenten – dem Teleskop für kosmische Strahlung, dem Experiment für geladene Teilchen mit niedriger Energie, dem Magnetometer und dem Plasmawellenexperiment.

Jede Voyager trägt eine von einem Team unter der Leitung von Carl Sagan vorbereitete Botschaft in Form einer vergoldeten Kupferscheibe mit einem Durchmesser von 30 Zentimetern (12 Zoll) für mögliche Außerirdische, die das Raumschiff finden könnten.

Wie die Tafeln auf Pioneers 10 und 11 enthält die Platte Symbole, die die Position der Erde im Verhältnis zu mehreren Pulsaren anzeigen.

Die Schallplatten enthalten auch eine Anleitung, wie man sie mit einem Tonabnehmer und einer Nadel abspielt, ähnlich wie bei einem Vinyl-Schallplattenspieler.

Der Ton auf der Schallplatte enthält Grußbotschaften in 55 Sprachen, 35 Geräusche aus dem Leben auf der Erde (wie Walgesänge, Gelächter usw.), 90 Minuten allgemeiner westlicher Musik, darunter alles von Mozart und Bach bis zu Chuck Berry und Blind Willie Johnson. Sie enthält auch 115 Bilder vom Leben auf der Erde und aufgenommene Grußworte des damaligen US-Präsidenten Jimmy Carter (1924- ) und des damaligen UN-Generalsekretärs Kurt Waldheim (1918-2007).

Die beiden Voyager sind jetzt über 11 Milliarden Meilen (18 Milliarden Kilometer) von der Sonne entfernt und weit weg von ihrer Wärme. Um sicherzustellen, dass die Oldtimer-Roboter weiterhin die bestmöglichen wissenschaftlichen Daten liefern, haben die Missionsingenieure 2019 mit der Umsetzung eines neuen Plans zu ihrer Verwaltung begonnen. Der Plan beinhaltet schwierige Entscheidungen, insbesondere in Bezug auf die Instrumente und Triebwerke der Raumsonde.

Während der Jupiter-Etappe erforschte Voyager 1 den Riesenplaneten, seine Magnetosphäre und seine Monde detaillierter als die Pioneer-Raumsonde, die vor ihr unterwegs war. Voyager 1 nutzte Jupiter auch als Sprungbrett zum Saturn, indem sie die Technik der Schwerkraftunterstützung einsetzte.

Voyager 1 war bei allen Jupiter-Besuchen erfolgreich, mit der einzigen Ausnahme von Experimenten mit ihrem Photopolarimeter, das nicht funktionierte.

Jupiters Atmosphäre erwies sich als aktiver als bei den Besuchen von Pioneer 10 und 11, was ein Überdenken der früheren Atmosphärenmodelle auslöste, die die neuen Merkmale nicht erklären konnten.

Die Raumsonde nahm die Monde Amalthea, Io, Europa, Ganymed und Callisto auf und zeigte zum ersten Mal Details ihres Geländes.

Die vielleicht verblüffendste Entdeckung von Voyager 1 war, dass Io extrem aktive Vulkane hat, die durch die Hitze angetrieben werden, die durch die Ausdehnung und Entspannung entsteht, die der Mond alle 42 Stunden erfährt, wenn er sich auf seiner elliptischen Umlaufbahn dem Jupiter nähert und dann wieder von ihm entfernt. Diese Entdeckung revolutionierte das Konzept der Wissenschaftler über die Monde der äußeren Planeten.

Die Raumsonde entdeckte auch einen dünnen Ring um den Planeten (damit war er der zweite bekannte Planet mit einem Ring) und zwei neue Monde: Thebe und Metis.

Saturn Accomplishments

Voyager 1 war die zweite Raumsonde, die den Saturn besuchte. Sie erforschte den Planeten und seine Ringe, Monde und sein Magnetfeld detaillierter, als es ihrem Vorgänger Pioneer 11 möglich war.

Voyager 1 erfüllte alle seine Ziele, mit Ausnahme der für sein Photopolarimeter geplanten Experimente, die nicht funktionierten.

Die Sonde fand drei neue Monde: Prometheus und Pandora, die „Hirtenmonde“, die den F-Ring gut abgrenzen, und Atlas, der ebenfalls den A-Ring hütet.

Der größte Mond des Saturns, Titan, hat eine dichte Atmosphäre, die seine Oberfläche vor Kameras und Teleskopen mit sichtbarem Licht verbirgt. Die Instrumente der Raumsonde zeigten, dass sie hauptsächlich aus Stickstoff besteht, wie die Erdatmosphäre, aber mit einem Oberflächendruck, der 1,6 Mal so hoch ist wie der unsere.

Die Raumsonde hat auch die Monde Mimas, Enceladus, Tethys, Dione und Rhea abgebildet, die feinen Strukturen von Saturns komplexem und schönem Ringsystem enthüllt und den G-Ring in die Liste der bekannten Ringe aufgenommen.

Genauso wie sie die Schwerkraft des Jupiters nutzte, um den Saturn zu erreichen, nutzte Voyager 1 eine Schwerkraftunterstützung am Saturn, um ihren Kurs zu ändern und ihre Geschwindigkeit zu erhöhen, so dass sie eine Flugbahn erhielt, die sie aus dem Sonnensystem herausführte.

Interstellare Errungenschaften

Im August 2012 war Voyager 1 die erste Raumsonde, die in den interstellaren Raum vorstieß.

Wenn wir jedoch unser Sonnensystem als die Sonne und alles, was die Sonne hauptsächlich umkreist, definieren, wird Voyager 1 innerhalb der Grenzen des Sonnensystems bleiben, bis sie in weiteren 14.000 bis 28.000 Jahren aus der Oortschen Wolke austritt.