Astronautika: misije

Prošlog meseca je bilo 40 godina od istorijskog susreta 'Voyagera 1' sa Jupiterom 1979. godine. 'Voyager 1' nije bio prvi robotski posetilac ove planete; 'Pioneeri 10 i 11' su proleteli pored džina 1973. i 1974. Ali mada su 'Pioneeovi' primitivni spin-scan fotopolarimetri bili vrlo dobri, nisu mogli da se mere sa TV kamerama 'Voyagera'.

v1

Svojevremeno je mozak misije 'Voyager', Ed Stone, otkrio da je nekoliko komponenti odlomljeno od sonde 'Voyager 1' a da većina instrumenata više ne radi. Pretpostavlja se da je 2016. godine prilikom izlaska iz solarnog sistema a ulaska u međuzvezdanu prostor brzinom od 62.000 km/h došlo do takvog udara koji je svakako izazvao teška oštećenja konstrukcije. Tanjir glavne antene je savijen a kompletno je odvaljen magnetometar koji se nalazio na dugačkom nosaču. Stone je rekao da je udar skoro otkinuo RTG generator i da sada sonda leti nekako bočno, i da će nastaviti tako 50 ili 60 godina...

Digitalne kamere, iako nisu predstavljale sami tehnološki špic instrumenata s kraja 70-ih, predstavljale su pouzdan i dokazan metod fotografisanja u dubokom kosmosu. Imale su pedigre koji je sezao čak do prvih 'Mariner'sondi – što ne čudi, obzirom da je program 'Voyager' predstavljao nastavak programa'Mariner'(dve sonde 'Voyager'su tokom razvoja nosile naziv 'Mariner Jupiter-Saturn'[1]).

Svaki'Voyager'robot je nosio par TV kamera, montiranih iza teleskopa različitih žižinih daljina, dajući operatorima mogućnost da prave slike vidnog polja u rasponu od 0,4° (NAC, uskougaonakamera) do 3° (WAC, širokougaonakamera). Tradicionalno gledano, oba sistema su u potpunosti spadala u tele-foto kategoriju. Ove kamere su imale 800×800-14 μm piksela rezoluciju, a nalazile su se montirane na kraju pokretne skenirajuće platforme. Sa 8 bita po pikselu, svaki kadar ('frejm') je zahtevao 5.120.000 bita koji su mogli ili da budu snimljeni na magnetofonsku traku kapaciteta 536 miliona bita radi kasnijeg slanja, ili da bude direktno slat preko Nasine DSN mreže brzinom od 8400 ili 14.400 bps. Boja slika je postizana propuštanjem kroz neki od 8 raspoloživih filtera. Za razliku od ostalih brodskih instrumenata, rad s kamerama nije bio autonoman već kontrolisan jednim od brodskih računara (FDS, Flight Data Subsystem).

v2
Bočni dijagrami NACkamere (a) i WACkamere (b). NAC je imala veću rezoluciju – mogla je da čita novine sa daljine od 1 km. Ispred svake kamere se nalazio točak sa 8 filtera. Kombinovanjem, naučnici su uspevali da dobiju slike u boji, iako su same kamere crno-bele.

v3
Tzv. podsistem kamera ISSkrije ove TV kamere, NACWAC. Kao što se vidi, kamere su, zajedno sa drugim instrumentima, montirane ka pokretnu platformu, što je u to vreme bila neviđena fora. Same kamere su jako slične onima instaliranim na 'Marineru 10'. Težina ISs je bila 38,2 kg.

Većina vrednih fotografskih podataka potiče sa kamere NAC, prvenstveno zato što je davala slike u boljoj rezoluciji. Međutim, WAC je imala dva osnovna zadatka: da pruža širi kontekst lokalizovanog NAC kadra, kao i da obezbedi kontinuirano fotografsko snimanje globalnih kadrovana Jupiteru i njegovih satelita tokom perioda proletanja pored njih.

'VOYAGER 1'

Jupiter je ogromna planete. Već 17. februara 1979, 'Voyager 1'više nije mogao da smesti čitavu planetu u jedan kadar uskougaone kamere, uprkos tome što je letilica još uvek bila na oko 17 miliona km od džina.

WAC kamera je bila na sličan način opterećena od 3. marta 1979, kada se planeta nalazila na oko 2 miliona km.

v4
Jupiter i Kalisto sa 'Voyagera 1'
. Ovo je bila poslednja fotka Jupitera u boji koju je 'Voyager1' snimio pre nego što WAC kamera nije više mogla da uhvati čitavu planetu u vidno polje od 3,2 stepena. Međutim, zbog nepreciznog nišanjenja, većima slika koje je 'Voyager1' pravio s te udaljenosti je bila okrnjena na rubovima. Zato je ovo zapravo mozaik od dva seta kadrova načinjenih kroz narandžasti, zeleni i ljubičasti filter 3. marta 1979. sa udaljenosti od 2,3 mil. km. Kalisto se vidi odmah uz donji desni rub planete, dok Velika crvena pega i veliki beli oval dominira južnom poluloptom.

Sve 'Voyagerove'slike Jupitera, napravljene tokom prilaska, uglavnom su pravljene NAC kamerom, i prikazuju skoro u potpunosti osvetljenu planetu, sa jutarnjim terminatorom stidljivo vidljivim tek uz sami zapadni rub. Kako se 'Voyager 1'približavao planeti, njegova trajektorija je omogućavala kamerama pogled na potpuno osvetljen Jupiter[2]. Od 2. marta[3], fazni ugao je spao na samo 0,2 stepena, otprilike isto onako kako mi vidimo pun Mesec sa Zemlje.

Od tog trenutka, sa najbližim prolaskom udaljenim samo nekoliko dana, Jupiter je prikazao letilici izrazito drugačije lice – gde je sada noćni terminator postao vidljiv na istočnom rubu gasovite sfere.

Mladi pasionirani britanski astronom Ian Reganse zapitao da li je moguće rekonstruisati ovo retko viđeno lice Jupitera[4]: globalni portret sa noćnim terminatorom na istočnom rubu planete. Na toj udaljenosti, uskougaone slike su bile beskorisne za tu svrhu, pa su podaci koje je prikupila manje slavna širokougaona kamera ostali kao jedina mogućnost.

Slike koje je 'Voyager 1'napravio širokougaonom kamerom tokom 24-časovnog perioda pre proletanja na najmanjoj visini nisu bile dovoljne, ni u spektralnom ni u prostornom pokrivanju, da bi se sastavio reprezentativni mozaik planete u boji. Na velikom broju kadrova tretirana je uglavnom (razumljivo) Velika crvena pega, ostavljajući ostatak planete relativno slabo pokriven.

Međutim, mladi Regan je otkrio da je moguće iskombinovati podatke prikupljene kroz narandžaste, zelene, plave, i povremeno ljubičaste filtere, pa je proizveo naredni mozaik Jupiterovog zapadnog ruba, kako ga je 'Voyager'video naveče 4. marta 1979.

v5
Ija iznad Jupitera
. Najbliži planeti od Galilejevih satelita pluta iznad gustih oblaka Jupitera. Ovaj mozaik 'Voyagera 1' se sastoji uglavnom od 3 slike snimljene kroz narandžasti, zeleni i plavi filter, sve snimljene kroz širokougaonu kameru 4. marta 1979. Praznine u pokrivenosti površine, Regan je filovao kompozitima napravljenim kroz 3 filtera ranije ili kasnije istog dana. Na slici, sever je desno.Udaljenost sonde od planete je nekih milion km.

v6
Ija iznad Jupitera sa senkom ispod
. Korišćenjem istih podataka kao u predhodnom kadru bilo je moguće dobiti sliku na kojoj se vidi i senka koju Ija baca na sloj oblaka u ekvatorijalnoj zoni Jupitera.

Na slikama se vidi kako Ija 'tranziruje' preko planete, a Crvema pega se pojavljuje u kadru. Obzirom da su tri osnovna WAC kolor kompozita iskorišćena ovde snimljena u 17:11, 21:21 i 21:37, ovaj izgled je donekle frankenštajnska kreacija, budući da zbog Jupiterove brze rotacije[5]oblaci na površini na različitim geografskim širinama nisu prikazani u pravilnom odnosu jedan prema drugom. Uprkos tom nedostatku, ovaj mozaik daje vrlo efektnu, mada donekle nestvarnu sliku Jupiterovog lica koje se predstavilo'Voyageru 1', samo 14 sati pre proleta na najmanjoj visini iznad planete.

v7
Ija nadleće Jupiterovu ekvatorijalnu zonu.
'Voyager 1'je napravio ovu sliku kroz 3 filtera 4. marta 1979. u 21:37. U tom trenutku, bio je na 999.000 km od planete.

v8
Neobične braon tvorevine u Jupiterovom severnom ekvatorijalnom pojasu uočene 4. marta 1979. u 23:29 sa udaljenosti od 889.000 km. Tri fotosa napravljena kroz narandžasti, zeleni i plavi filter su kombinovana 

v9
Velika pega i beli ovali. 'Voyager 1' je ponovo svimio slike kroz 3 filtera, ovog puta sa 1.254.000 km. Ovaj kadar je iskorišćen za propremu druge i treće slike u ovom textu.

v10
Jupiterovi pojasevi i zone. Na slici je uhvaćen narandžasti ekvatorijalni pojas, sa delom severnih geografskih širina. Udaljenost od planete – 1.302.000 km. Delovi ovog kompozita su upotrebljeni za filovanje praznina na drugoj i trećoj slici ovog texta.

'VOYAGER 2'

Ova sonda je lansirana 1977. godine 16 dana pre prve, ali ju je ova zbog bolje trajektorije ubrzo pretekla. Kao što je to tada bio manir, sonde su lansirane u paru zbog straha da se jedna pokvari, a lansiranje i praćenje dve iste sonde je bilo jeftinije ('dva u jedan') od neke druge kombinacije. Kada su obe sonde obavile zadatke – posete Jupiteru i Saturnu – 'Voyager 2'je sam produžio ka Uranu i Neptunu, nakon čega je savio i, kao četvrta letilica koja je postigla neophodnu brzinu bega, napustila solarni sistem. Krajem 2018. sonda je napustila solarni sistem i ušla u međuzvezdani kosmos.

22 meseca od lansiranja i pet meseci posle prve sonde, do Jupitera je stigla u druga 'Voyagerova'sonda (sa nešto osetljivijom TV kamerom) i usredsredila se na jovijanski sistem. Koga interesuje epopeja 'Voyager', nek kupi našu knjigu i pročita sve i o letilicama i o njihovim dostignućima.

v11
Kalistova senka na Jupiteru.
Ovo je bila jedna od poslednjih fotki širokog ugla Jupitera pre nego što je planeta postala prevelika da može da bude slikana u jednom kadru brodske kamere. Iako je Jupiter mogao da se uklopi u jedan kadar, brodska skenirajuća platforma nije uvek bila savršeno usmerena, pa u ovom slučaju Jupiter nije pao u sredinu. Senka koja se vidi je senka najvećeg satelita, Kalista. 'Voyager 2' je snimio ovaj kompozit 8. juna 1979. sa udaljenosti od 2,17 mil. km. Download a full-resolution PNG version here.

U rano jutro 8. jula 1979. godine, 25 sati pre najbližeg proleta, 'Voyagerova' kamera WAC je snimila veći asortiman slika Jupitera od svog blizanca, omogućavajući komponovanje portreta čitave planete korišćenjem šest kompozita dobijenih upotrebom po 3 filtera.

v12
Mozaik Ganimeda i Jupitera.
Za nastanak fotografije ovog kompozita kroz narandžasti, zeleni i plavi ili ljubičasti filter trebalo je 4 sata 8. jula 1979. Zbog dugog vremena snimanja i brze rotacije planete, pozicije oblaka ne prikazuju nijedan stvaran izgled Jupitera. Vidi se senka Ganimeda. On je zapravo bio mnogo udaljeniji od Jupitera tokom 'Voyagerovog'snimanja; razdaljina između dva sveta je smanjena iz estetskih razloga. 'Voyager 2' je tokom snimanja bio udaljen od planete oko 1,5 mil. km, ali samo 430.000 km od Ganimeda, što je razlog zbog kojeg je Ganimed mnogo veći od svoje senke. Download a full-resolution PNG version here.

I ponovo, ova snimanja su trajala nemali period vremena (od 18:32 do 22:35 UTC), tako da ne treba previše verovati uzdužnim položajima različitih pojava u oblacima.

Kao dodatni bonus, uhvaćena je Ganimedova senka na Jupiterovim oblacima; senku je snimila WAC kanera u 20:04. Zapravo, nakon što su ove slike načinjene, 'Voyager 2'je upravio sve svoje instrumente ka samom mesecu, i snimio brojne slike koristeći oba imidžing sistema. 

v13
Slika Ganimeda u boju u visokoj rezoluciji. 'Voyager 2'je istraživao Ganimed svojom uskougaonom kamerom otprilike u isto vreme kada su vršena slikanja i drugom kamerom. Da bi shvatio kakav je to uspeh bio, treba da znaš da su svim snimanjima upravljao brodski računar a ne kontrolori sa Zemlje. Pogledaj detalje ovde.

v14
Velika crvena pega i beli oval viđen sa 'Voyagera 2'.
Pega se kretala ka terminatoru i snimljena je 8. jula 1979. u 22:57 sa udaljenosti od 1,25 mil. km. Da bi nastao ovaj snimak, kombinovane su slike napravljene kroz narandžasti, zeleni i plavi filter.

Dok su kasniji posetioci Jupitera, od kojih su najpoznatiji 'Cassini''New Horizons', snimali turbulentnu planetu iz svojih uglova, ove jedinstvene 'Voyagerove'perspektive su ostale zatrpane u arhivama sve do sada. Neka nam požive 'Voyageri'!

P.S.

Ne mogu da izdržim da ne dodam još ovo:

'Voyager 1'je 2016. zauvek isključio skenirajuću platformu i ultraljubičasti spektrometar UVS, a 2018. je konačno isključio herojski fenomenalni 8-kanalni magnetofon (Data Tape Recorder, DTR). Njegov rad je bio limitiran sposobnošću da hvata naredbe koje šalje Zemlja preko DSN antena prečnika 70 m/34 m brzinom od 1,4 kbita/s; to je minimum brzine koju je DTR mogao da čita. I danas, u maju 2019, antena prečnika 70 m/34 m se koriste ali samo za hvatanje podataka sa sonde.

Ove ili sledeće godine biće otkazane sve žiroskopske operacije (to je već urađeno 2017, ali je na zaprepašćenje inženjera (pogledajovo!) volšebno proradio set rezervnih trastera i omogućio nastavak žiroskopskih operacija. O tome sam u to vreme napisao zanimljivu priču.).

Od sledeće godine će započeti isključivanje svih preživelih instrumenata (po redosledu koji još nije odlučen), ali će neki ostati verovatno uključeni zauvek, kao što je magnetometar i merači kosmičkog zračenja, plazme i čestica niske energije. Dokle će oni da funkcionišu, niko ne zna sa sigurnošću, ali proračuni predviđaju da će struje biti možda čak i do 2030. godine.

Što se tiče 'Voyagera 2', sve ovo će se dogoditi samo malo ranije, jer je sonda više i napornije radila i potrošila je više resursa.

 

[1]Dve sonde su trebale da nose nazive 'Mariner11''Mariner12', ali su tokom razvoja prebačene u poseban program, nazvan 'Mariner Jupiter-Saturn', kasnije preimenovan u program 'Voyager'.

[2]Da ne bude zabune – to nije bila slučajnost, već deo složenog plana navigatora, da proteraju sonde tako da imaju idealne uslove za snimanje i istraživanje planete i određenih satelita.

[3]Posle 546 dana leta od lansiranja, sonda je proletela na najmanjoj udaljenosti od planete 5. marta 1979. – na 279.000 km od oblaka.

[4]Elem, sve ove slike jesu snimili 'Voyageri', ali te slike nisu ovakve kakve sad gledamo već su 'nabudžene', dobijene korišćenjem nekih podataka koje su tada snimale kamere ali nisu davale slike. Recimo, ugao je bio loš, filteri neodgovarajući, osvetljenost slaba itd. Zato se J. Regan potrudio i napravio mozaike od tih parčića i objavio slike planete kako su je tada videli 'Voyageri'.

[5]Iako je džin, Jupiter je planeta koja se najbrže okreće u solarnom sistemu – ispod 10 sati za jedan krug! Svaka tačka na ekvatoru juri bezglavo brzinom Zorkićevog spuštanja niz F. Goru od ~43.000 km/h.


Epopeja VOYAGER - knjiga o Vojadžeru
Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 


leksikon 190


 

stranica posmatraci2019


 

CURRENT MOON


tvastronomija18