Nema sumnje da je 'New Horizons' istorijska misija. Dokle god je živa, biće mi zanimljiva. Isto tako je i sa 'Voyagerima'. Što su dalji od kuće, to su mi zanimljiviji, pa nije čudo što su brojčano gledano to misije kojima se najčešće vraćam. Zato će za mene biti prava poslastica da ovde ukrstim ove dve misije, a mesto ukrštanja će da bude Pluton i postputonsko putovanje. Pošto će to da budu praktično dva texta,
'2 u 1', priča zapravo nema naslov nego samo sadržaj.
Za one koji su malo zaboravili da podsetim da je u 25. avgusta 2014. 'New Horizons' virtuelno presekao virtuelnu orbitu Neptuna. Nenamerno, igrom slučaja, istog dana ali 25 godina ranije, 1989, isto je uradila jedna od sondi 'Voyager', istraživši tom prilikom najudaljeniju planetu koju je ta misija posetila.
Posle zajedničkog lansiranja 1977. i dugog leta tokom 80-ih, 'Voyageri 1 i 2' su obavili istorijsko, prvo detaljno izviđanje četiri džinovske planete našeg solarnog sistema (Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna). Praktično identični 'Voyageri' su lansirani sa Floride sa ključnim ciljem da istraže sisteme Jupitera i Saturna, te su letilice bile opremljene svitom moćnih i različitih naučnih instrumenata, neviđenih karakteristika u to vreme. Posle Saturna, 'Voyager 2' je dobio zadatak da u produžetku misije istraži i Uran i Neptun.
'Voyager 2' tokom priprema za lansiranje u Kenedijevom centru u proleće 1977.
Iako je Plutonova orbitna pozicija u odnosu na Neptun u potpunosti onemogućavala da 'Voyager 2' posle Neptuna otputuje do njega, 'Voyager 1' je teoretski mogao da stigne do Plutona nakon fly-bya pored Saturna da su ga balističari okrenuli ka tom pravcu. Šta više, NASA i tim 'Voyagerovog' projekta su razmatrali takvu opciju, ali su je 1980. odbacili – odlučili su se za uzbudljivu i manje rizičnu priliku da istraže Saturnov veliki, naučno primamljiv, obalcima prekriven svet sa atmosferom i tajanstvenim tečnostima na površini – Titan.
Ali da je 'Voyager 1' ipak bio upućen ka Plutonu, stigao bi tamo u proleće 1986, odmah nakon što je u januaru iste godine 'Voyager 2' istražio do Urana. Pošto je 'New Horizons' stigao do Plutona 2015. godine, zabavno je da zamišljamo šta smo sve mogli da otkrijemo pre gotovo 30 godina da je 'Voyager 1' – a ne 'New Horizons' – stigao prvi do Plutona.
Putanje 'Voyagera' kroz solarni sistem. Šta bi bilo da je 'Voyager 1' bio usmeren ka Plutonu?
Avantura na slepo
Jedna od velikih razlika je bila u tome što smo u to vreme mnogo manje znali o Plutonu i njegovom kontekstu u okviru našeg Sunčevog sistema. Napokon, bila je to 1986: atmosfera Plutona nije otkrivena do 1988, a površina Plutona nije slikana do 1994, kada je Hablov kosmički teleskop (koji je lansiran 1990.) otkrio njegovu šarenu površinu i polarne kape.
Što je još važnije, Pluton nije bio posebno poštovan u Sunčevom sistemu 1986, šest godina pre otkrića Kajperovog pojasa[1]. U stvari, 1986. nismo ni znali da su planete patuljci zasebna klasa planeta a da je Pluton jednostavno najveći u ovoj grupi kamenitih, ledenih svetova koji se okreću iza Neptuna. U to vreme smo bili preko tri godine udaljeni od 'Voyagerovog' leta pored Tritona – najvećeg Neptunovog meseca i objekta najsličnijeg Plutonu u Sunčevom sistemu – tako da ne bismo znali puno o tome šta da očekujemo.
Iako su veličina Plutona, i veličina satelita Harona (50 puta veći od Srbije), bili poznati 1986. godine, dva glavna sastojka Plutonovog površinskog leda – azot i ugljenikov monoksid, i atmosfera – još nisu bili otkriveni. Niti je bilo naznaka Plutonovog sistema od najmanje četiri mala meseca, koji su otkriveni od 2005. do 2012. Sve u svemu, 'Voyagerov' fly-by bi 1986. bio avantura na slepo, poseta jednom potpuno nepoznatom svetu.
Tehnološki napredak
'Voyager 1' je nosio široku lepezu kamera, spektrometara, eksperimenata plazme, pa čak i osetljivi magnetometar koji bi ga mogao da doprinese istraživanju Plutona[2]. Budući da je Pluton 1986. bio na gotovo jednakoj udaljenosti od Sunca kao i Neptun kada ga je 1989. godine posetio 'Voyager 2', jasno je da bi instrumenti na 'Voyageru 1' dobro funkcionirali na Plutonu. Budući da 'Voyager 1' i danas dobro radi, nema razloga da sumnjamo bi sonda uspešno obavila putovanje do Plutona.
Iako je 'Voyager 1' bio u stanju da svojim kamerama mapira Pluton i Haron i da otkrije Plutonovu atmosferu i prouči osnovna svojstva atmosfere, naučni tim 'Voyagera' ne bi imao vremena da isplanira snimanje malih meseci koje bi otkrili bliskim prolaskom, niti bi mogli da istraže Pluton onako temeljno kao što će to korisni uraditi naučna oprema 'New Horizonsa'.⁄
NH samo dva meseca pred lansiranje sa Floride 2005. Tek se ovako vidi kako je to zapravo sićušna letilica! Prvi od mnogih rekorda koje će oboriti bio je rekord u brzini – najbrži objekat lansiran sa Zemlje – 58.500 km/h. Danas je tamo negde gde su dva 'Voyagera' bila 1992.
To je zato što je napredak tehnologije između dizajna 'Voyagerovih' senzora sa početka 70-ih i dizajna korisnog tereta u ranim 2000-im, napravio revoluciju u sposobnostima svake bitne komponente, jednaku razlici između računara 70-ih i računara 2000-ih.
Npr, instrumenti 'New Horizonsa' su mapirali u visokoj rezoluciji sastave površina hemisfera Plutona i Harona okrenutih u tom trenutku ka sondi. 'Voyager 1' nije imao takvu sposobnost. Slično tome, dok je 'Voyagerov' ultraljubičasti spektrometar UVS sadržavao samo dva piksela, ultraljubičasti spektrometar ALICE[3] na 'New Horizonsu' je imao više od 32.000 piksela, što ga je činilo daleko efikasnijem uređajem za istraživanje Plutonovog sistema.
Da je tada krenuo u avanturu, 'Voyager 1' je mogao da donese do Plutona fluksni magnetometar i raznovrsnije instrumenate za proučavanje plazme nego što je to učinio NH. No, važnije je da je 'New Horizons'imao mnogo naprednije kamere za mapiranje i daleko sposobniji radio-eksperiment za određivanje atmosferskog pritiska i temperature. Nosio je i detektor za merenje udara prašine[4] – 'Voyager' nije posedovao takav uređaj za proučavanje Plutonovog okruženja.
NH je proleteo pored Plutona nešto pre 8 h ujutro 14. jula na nekih 12.500 km od površine.
Ključna tehnička prednost 'Voyagera' se ogleda u većoj anteni i većem energetskom budžetu snage koja je otvarala mogućnost slanja podataka ka Zemlji mnogo većim brzinama – oko 10 puta brže od 'New Horizonsa'. 'Voyager' je takođe posedovao platformu za skeniranje koja je omogućavala upravljanje daljinskih senzora ka njihovim ciljevima čak i kada je brod prenosio podatke na Zemlju – skupa tehnologija koje se tim 'New Horizonsa' svesno odrekao. I premda bi 'Voyager' uspeo da mapira celokupnu površinu Plutona 1986. godine, budući da je ekvator bio usmeren prema Suncu (za razliku od osvetlenja velike geografske širine koja se videla 2015. godine, ostavljajući veći deo zimske hemisfere u mraku), 'Voyagerova' memorija je bila mnogo, mnogo skromnija, pa bi sačuvana količina podataka bila manja.
Spektakularna otkrića, neverovatne misije
O nekom detaljnom poređenju bi moglo još da se raspravlja, ali opšti zaključak bi bio sledeći: da je 'Voyager 1' bio poslat ka Plutonu 1986. a ne 'New Horizons' 2015, zasigurno bi napravio mnoga spektakularna otkrića, ali s manjom dubinom podataka i raznolikošću nego što je to postigao 'New Horizons'. A nemajući pojma o ostojanju Kajperovog pojasa 1986. godine, 'Voyager' bi odleteo dalje (kao što je i uradio), ploveći kroz pojas, čak ni ne pokušavši da proleti pored nekog primordijalnog Kajperovog objekta, kao što će to učiniti 'New Horizons'. 2019.
Razmisli samo koliko bi bilo neverovatno da je 1986. za kratko vreme otkriveno, nekoliko nedelja pre najbližeg prilaska 'Voyagera', da Pluton poseduje atmosferu; da ima pratnju malih meseci, poput džinovskih planeta; i da velika količina isparljivog snega i leda od azota i ugljen-monoksida dominira njegovom površinom, a ne metanski sneg kao što se do tada mislilo.
Ali da ne grešimo dušu: obe su kosmičke sonde izvanredne. I obe imaju svoje mesto u istoriji planetnog istraživanja čovečanstva. Oba projekta poseduju izvrsne timove inženjera i naučnika; i oba projekta su dokaz vođstva Sjedinjenih Država u istraživanju Sunčevog sistema u ime čitavog čovečanstva.
Pozdrav 'Voyageru'! Pozdrav 'New Horizonsu'! Obe misije su neverovatne. Ali najnevjerojatnije od svega jeste sam Pluton i njegov složeni sistem satelita. Oni su prave zvezde ove priče, bez obzira na to kada je ispričana. Pluton i njegovi meseci su stari milijardama godina, ali su potpuno novi u našoj svesti kao realna mesta, sa stvarnim osobinama i vlastitom istorijom.
Odavno odabrana odluka Nase i projekta Voyager' da se odreknu Plutona otvorila nam je mogućnost da još jednom doživimo uzbuđenje i adrenalinski nalet prvog planetnog istraživanja i da ga ponudimo novoj generaciji mladih koji nisu bili tada ni rođeni, ili vrlo malo znaju o događajima iz 1986. godine.
۞
I to bi bilo to!
Taman kada sam hteo da završim ovu priču, dobio sam par komentara na neka moja pisanija na sajtu koja su se ticala baš ove teme. Nisam znao šta dalje da pišem, pa sam pitao za mišljenje mog drugara mr Marin(k)a, dubinskog ronioca iz Italije, i on mi je dao ideju. Otišao sam na mrežu da vidim šta o gornjoj temi kaže prvi čovek projekta 'New Horizonsa'. On je opasan lik, doktor nauka i učesnik u 24 kosmičke misije (uglavnom kao direktor ili rukovodilac[5]), i jedan od ljudi koji je 'izbacio' Plutona iz naše porodice. Kada su 'Voyageri' lansirani, on je kao i ja imao samo 19 godina.
Sećam se da je u vreme dok su 'New Horizons' i Pluton bili aktuelni, dr Stern davao godišnje 20 ili 30 intervjua na tu temu, u većini kojih se provlačilo pitanje da li je 'Voyager' mogao da istraži i Plutona i zašto nije. Pokušaću da sublimiram njegovo viđenje ovog zanimljivog pitanja. Ako i bude nekog ponavljanja, to će samo biti dokaz da smo pogodili temu.
'Voyager 2' je kroz Kajperov pojas nosio brojne spektakularne instrumente, uključujući dve kamere, spektrometre, magnetometar i detektore naelektrisanih čestica. Ti su instrumenti puno doprineli našem razumevanju Sunčeve heliosfere i plazmenog okruženja Kajperovog pojasa, iako je sam pojas otkriven tek 1992, kada je 'Voyager 1' bio gotovo prošao kroz čitav pojas, a 'Voyager 2' bio duboko u njemu. Iako 'Voyagerov' tim nije imao pojma da se njihov brod nalazi u Kajperovom pojasu sve do 1992, sami 'Voyageri' su prikupljali puno podataka o regiji. Danas 'New Horizons' prolazi regijom sa naprednijim spektrometrima naelektrisanih čestica i detektorom prašine (SWAP, PEPSSI and SDC), praveći nova i detaljnija istraživanja tih aspekata okruženja Kajperovog pojasa.
Nasine slavne sonde 'Voyager 1 i 2' su ostvarili istorijska istraživanja džinovskih planeta od 1979. i 1989. NH je sledeća deep-spacesonda nakon 'Voyagera', koja je izvela prvo istraživanje Plutona i pojasa iza njega – treće zone našeg solarnog sistema.
Što se tiče slika KBO-ova koje je u prolazu iz daljine snimao NH, 'Voyagerove' kamere nisu mogle da učine ono što su mogle (i mogu) 'New Horizonsove' – poput pretraživanja KBO-vih satelita ili određivanja perioda rotacije i oblika KBO-a. Zašto nisu mogle? Prvo, obzirom na vrlo malo poznatih KBO objekata u to vreme, i zasigurno nijednim poznatim u blizini 'Voyagerove' putanje, bilo bi nemoguće sastaviti program promatranja i istraživanja cilja u pojasu. No čak i da je tim nekako uspeo da izradi takav plan, 'Voyagerove'kamere su koristile tehnološke već zastarele Vidicon detektore, umesto CCD detektora koje koristi kamera LORRI (a nalaze se u većini digitalnih kamera). Kao rezultat toga, 'Voyagerovi' snimci ne bi bili ni blizu tako dobri kao oni sa 'New Horizonsa', i ne bi mogli da detektuju slabo vidljive KBO-ve kao što je to bila u stanju da uradi teleskopski LORRI.
Ali možda je najvažnije pitanje ovo: da li bi 'Voyager' mogao da proleti pored malog KBO-a kao što je to učinio 'New Horizons' pretprošle Nove godine? Opet je, nažalost, odgovor ne, iz nekoliko razloga. Prvo, čak i nakon što je otkriven Kajperov pojas 1992. godine, Hubbleov kosmički teleskop (jedini teleskop koji je sposoban da otkrije tako daleke ciljeve, čak i danas) nije bio popravljen da pravilno fokusira svetlost[6]. Taj servis je obavljen tek u decembru 1993. Do tada, 'Voyager 1' je ušao u Kajperov pojas blizu 55 AJ, a 'Voyager 2' blizu 42 AJ. No čak ni nakon popravke, Hubble nije bio dovoljno osetljiv da bi otkrio KBO-ove tako male kao što je MU69, tako da nije bilo načina otkriti metu za proletanje pored nje – ta sposobnost je stigla tek 2009, kada je napredniji i osetljivija wide-fild kamera postavljena na Hubble tokom servisne misije.
Čak i da ta ograničenja nisu postojala, bilo je ekstremno teško pronaći KBO duž 'Voyagerovih' putanja. To je zato što su 'Voyageri 1 i 2' skrenuti daleko izvan ravni Sunčevog sistema, u kojoj se nalazi glavnina Kajperovog pojasa. Za razliku od 'New Horizonsa', koji i danas putuje direktno kroz najgušće područje Kajperovog pojasa, 'Voyageri' su bili milijardu ili više kilometara iznad ('Voyager 1') ili ispod ('Voyager 2') većine KBO populacije; bili su bliže rubu populacije gde ima manje kandidata za fly-by. Naravno, da je Kajperov pojas bio poznat 80-ih, 'Voyageri' su mogli da ciljano lete kroz njegovo srce, ali bi to negativno uticalo na ciljanje i slanje naučnih podataka tokom njihovih finalnih fly-bya pokraj Saturna i Neptuna, nešto što je mala šansa da bi naučnici prihvatili budući da su se naučni timovi tada zdušno zalagali za proučavanje džinovskih planeta i njihovih satelita.
NH je peta letilica koja je posetila Kajperov pojas, ali prva koja je sprovela naučno proučavanje tajanstvenog regiona iz Neptuna.
To je prava šteta, jer su njihove kamere, spektrometri i drugi instrumenti mogli da naprave vrlo vredne opservacije fly-by meta koje bi uspeli da pronađu. Ali, nažalost, i u tome ima caka: 'Voyagerove' kamere nisu bile dovoljno osetljive da bi se mogle da obezbede onako preciznu navigaciju kako to može i radi 'New Horizons', šaljući slike MU69 na Zemlju čak i sa udaljenosti od preko 160 miliona kilometara, pa bi bilo vrlo teško izvesti precizan fly-by[7] koristeći 'Voyagera'. Ukratko, fly-by 'Voyagera' pored KBO-a jednostavno nije bilo na meniju, obzirom na tadašnje nepoznavanje Kuiperovog pojasa, Hubbleove mogućnosti kada je 'Voyager' zašao u pojas, brodske trajektorije i njegovih brodskih optičkih i navigacionih ograničenja.
Dakle, sve u svemu, praktična ograničenja su značila da 'Voyager' nije stvarno mogao da obavi istraživačku misiju Kajperovog pojasa poput NH. No bez obzira na to, 'New Horizons' nastavlja da istražuje Kajperov pojas, dok će 'Voyageri' ostati neverovatno nasljeđe istinskog otvaranja naših očiju prema divovskim planetima i njihovim prstenima, satelitima i magnetosferama!
Pitam se ponovo kada će se u Kajperovom pojasu dogoditi sledeće, još udaljenije istraživanje, i na koji način će ljudi uspoređivati te buduće misije s onim što smo ostvarili s 'New Horizonsom'? Bojim se da niko ko ovo sada čita neće doživeti da to vidi...
P.S.
O pokušajima istraživanja Plutona sam napisao nekoliko priča. Danas kad je Pluton istražen, jako je zanimljivo videti i uporediti projekte. 'Trnovit put do Plutona', 'Kad će sledeća misija na Pluton', 'New Horizons', itd.
[1] Pluton je 'izbačen' sa spiska planeta Sunčevog sistema 1992. i prekvalifikovan u potpuno novu kategoriju objekata
[2] 'Voyageri' su imali 11 instrumenata a NH samo 7.
[3] Isti takav spektrometar je instaliran i na evropsku kometnu sondu 'Rosetta'.
[4] Prost ali izuzetan uređaj koji su osmislili studenti iz Kolorada. Bio je okrenut kontra Suncu, u pravcu leta. Nazvan je po Venetii Burney, devojčici koja je dala Plutonu ime.
[5] Baja se zove dr S. Alan Stern i pre desetak godina je bio Nasin glavni čovek u direktoratu naučnih misija, tj. najviše rangirani čovek u agenciji po pitanju nauke. Tada je upravljao sa budžetom od oko $4,5 mld. raspoređenim u 93 misije i programa. Danas više nije u Nasi već je odleteo u privatnike – radi za milijardera J. Bezosa ('Blue Origin'), najbogatijeg Amera, prvog trilijardera.
[6] Teleskop je bio skup, komplikovan, večito na meti kresanja budžeta, i samo njegovo lansiranje u kosmos je bio ogroman uspeh. Međutim, naučnici su bili prestravljeni kada su videli da su prve fotografije udaljenih galaksija ne-oštre, 'zamrljane'. Analize su pokazale da je prilikom brušenja primarnog ogledala načinjena mala ali za ovakve svrhe ogromna greška. Postojala je opasnost da teleskop ode u staro gvožđe, ali jedan inženjer je pronašao 'kvar' i predložio Nasi da jkedan šatl ode gore i ugradi jedan modul koji će da koriguje optički signal. Uloženo je još par milijardi, ali isplatilo se, jer je teleskop i danas №1.
[7] NH je proleteo brzinom od 51.500 km/h na samo 3538 km od Arrokotha, što je samo trećina udaljenosti na kojoj je proleteo iznad Plutona.
EPOPEJA VOYAGER
Pre više od 15 godina za potrebe knjige o kosmosu koju smo otac i ja pisali, proučavao sam jednu misiju koja je bila bez presedana u istoriji. dva robota su dobila zadatak da posete i snime sve velike planete i njihove satelite našeg sistema, pa se čak razmatrala poseta i Plutonu! Misija je podsećala na SF, iako je bilo naučnika u Nasi koji su smatrali da će to biti dosadna misija i bacanje para, jer ko normalan želi da vidi tamo neke kamenčuge oko drugih planeta kad smo već sve znali proučavajući Mesec. Nisu znali da u solarnom sistemu ne postoje dva identična sveta, bez obzira gde se nalaze i oko koje planete se okreću. Obzirom da sonde i danas, posle 40+ godina još uvek rade, i da o njima redovno pišem kad god nešto novo saznam, rešio sam da osvežim stari serijal i podelim ga sa novim čitaocima našeg sajta.
Tim 'New Horizonsa' otkrio kritične delove slagalice o formiranju planeta
E-knjiga Draga Dragovića
Tajne Plutonovog sistema i Kajperovog pojasa
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
