Astronautika: misije

heliosfera

 

Ko bi rekao da je ova heliosferična strujna površina oko Jupitera, nazvana „balerinina suknjica“, najveća struktura u čitavom Sunčevom sistemu? Debela je oko 10.000 km, a predstavlja uticaj rotirajućeg solarnog magnetnog polja na plazmu u imeđuplanetnom medijumu (solarnom vetru). Vruje se da slično izgleda i okolina naše galaksije.

Kada sam pisao najnoviju knjigu o „Nekim pronalascima i otkrićima koja su promenila svet“, u jednom poglavlju knjige sam želeo da se osvrnem i na ogromne napore koje је do sada čovečanstvo učinilo u (raz)otkrivanju tajni solarnog sistema. Pošto nisam ni mogao ni želeo da pričam o (bez)brojnim letilicama koje su učestvovale u svemu tome, odlučio sam da detaljno opišem samo jednu (i njenu misiju), ali da to bude dostojni reprezent – ugledni primer. Dugo sam razmišljao koju svemirsku misiju da odaberem. Da li prvi veštački satelit, da li prvo sletanje na drugo nebesko telo – Mesec, ili prvu međuplanetnu sondu ... Ipak, bez puno griže savesti, odlučio sam da to bude misija „Voyager“ sa svoja 2 predstavika. To su letilice u koje sam zaljubljen već praktično 20 godina, za šta su mi potvrdu dali neki Nasovci o kojima sam pisao, a koji su rekli da prema Marsovim roverima, u čijem radu profesionalno i lično (danonoćno) učestvuju već godinama, osećaju snažne emocije koje se graniče sa fizičkim. Zato sam na ovom sajtu više pisao o „Voyagerima“ nego svi drugi zajedno, i to ću i da nastavim, iako su „Voyageri“ još 1989. proleteli pored poslednjeg nebeskog tela u Sunčevom sistemu. (Koga baš kopka, bio je to Triton, Neptunov satelit.)

Dakle, danas bih hteo da kažem nešto o podacima koje je pre nedelju dana poslao „Voyager 1“ o solarnom vetru.

VoyagerDD 

Voyager 1“ se trenutno nalazi na samim granicama Sunčevog sistema i neprestano uverava teoretičare koliko malo znaju o solarnom vetru – velikoj reci jonizujućih čestica koje proizvodi Sunčeva korona.

Ova mala svemirska letilica (teška oko 700 kg, sa „busom“ prečnika 1,78 m i visine samo 47 cm), koja je lansirana je pre 33 godine, konačno je dospela do udljenih granica našeg sistema gde se više ne oseća dejstvo solarnog vetra. Jureći ka bezdanu međuzvezdanog prostora (nalazi se nekih 17,2 milijarde kilometara od Sunca – 115,4 AJ), „Voyager 1“ je ušao u zonu gde su vreli jonizovani gasovi, ili, plazma, uzbačeni direktno iz Sunca, usporeni do nule. Naučnici pretpostavljaju da je solarni vetar, naišavši u regionu između zvezda na pritisak međuzvezdanog vetra, možda skrenuo negde bočno.

Ako se ispostavi da je brzina solarnog vetra stvarno spala na nulu, biće to velika prekretnica u „Voyagerovom“ putu kroz heliosferu, gigantsku turbulentnu spoljnu ljusku sfere Sunčevog uticaja, i konačni izlazak ove svemirske letilice iz solarnog sistema[1].

Kako je izjavio dr Edward Stone, naučni vođa projekta „Voyager 1“ sa Kalifornijskog tehnološkog instituta, „Solarni vetar počinje da skreće! ’Voyager 1’ se približava međuzvezdanom prostoru.“

Naše Sunce velikom brzinom izbacuje naelektrisane čestice – uglavnom elektrone, protone i jezgra helijuma[2] – koje oko čitavog solarnog sistema tvore jedan mehur koji mi nazivamo heliosferom. Solarni vetar putuje nadzvučnom brzinom (preko 1.000.000 km na sat u blizini Zemlje) sve dok ne dostigne udarni talas heliosfere nazvan graničnim talasom, ili na čistom engleskom termination shock[3]. U toj tački, solarni vetar dramatično usporava, komprimuje se i zagreva u turbulentnom sloju, ili omotaču, koji se zove heliosheath. [Rado bih preveo ovo u solarni omotač, ali možda bi pre to moglo da se kaže omotač solarnog uticaja.]

terminationshock 

Udarni talas (termination schock) može da se prati i u našem lavabou (samo ako znaš šta da gledaš). Nastaje na mestu sudara dva medijuma različite brzine.

 ssrazmera

Solarni sistem u logaritamskoj razmeri, prikazuje nam spoljne delove heliosfere, Ortov oblak i najbližu nam zvezdu Alfu Kentaura.

Lansiran još 5. septembra 1977. godine, „Voyager 1“ je prešao granični talas (termination shock) u decembru 2004. i zašao u heliosheath. Da bi odredili trenutnu brzinu čestica, naučnici koriste podatke jednog od malog broja instrumenata na sondi koji još uvek rade, LECP (Low-Energy Charged Particle).

Kada se brzina naelektrisanih čestica koje se sudaraju sa čeonom stranom „Voyagera 1“ izjednačila sa brzinom letilice, naučnici su zaključili da je spreg brzina solarnog vetra nula. To se dogodilo u junu ove godine, kada je „Voyager 1“ bio 17,1 milijardu km bio udaljen od Sunca.

Zato što brzine mogu da fluktuiraju, istraživači će ipak da prate očitavanja naredna 4 meseca, pa tek onda zvanično da potvrde da je brzina solarnog vetra konačno pala na nulu. Analize podataka su pokazale da je solarni vetar od avgusta 2007. svake godine usporavao po stopi od 72.500 km/h, dok je do tada godinama imao praktično konstantnu brzinu od oko 210.000 km/h. Brzine oko nule beleži se sve vreme od juna ove godine.

Ovi podaci su objavljeni na sastanku Američkog geografskog društva u San Francisku.

Kad sam shvatio da imamo čvrste nule, bio sam zapanjen,“ objašnjava Rob Decker, jedan od vodećih naučnika iz tima zaduženih za instrument LECP iz merilendskog univerziteta Johns hopkins, iz Laboratorije za primenjenu fiziku. „Naš ’Voyager’, svemirska sonda koja bez prestanka radi već 395 meseci, ponovo pokazuje stručnoj javnosti nešto sasvim novo.

LINKOVI
Veliko putovanje Voyagera

Priča u nastavcima o čuvenim letelicama Voyager 1 i 2.

Brzina svemirskih sondi "Voyager"

Voyager 1 je lansiran septembra 1977, mesec dana nakon Voyagera 2, koji je lansiran 20. avgusta 1977. godine. NASA je lansirala ove dve sonde sa ciljem da ...

Voyager iznenađuje

7 јан 2007 ... "Voyager 1" je 15. avgusta 2006, tačno u 11:13 pre podne po našem vremenu, ... Jasno se vide pravci kretanja dve letilice "Voyager". ...
Naučnici sa Johns Hopkinsovog instituta za primenjenu fiziku precizno su izračunali da je 12. avgusta ove godine, u 22:13 po našem vremenu, slavna letilica ...

Međutim, naučnici ipak ne veruju da je „Voyager 1“ već prešao iz zone uticaja Sunca u međuzvezdanu prostor. Ulazak će prvo biti propraćen iznenadnim padom gustine toplih čestica i povećanjem gustine hladnih čestica pračine i gasova. Naučnici sada „hrane“ prikupljenim podacima svoje modele feliosferne strukture, i pokušavaju da bolje procene kada će „Voyager 1“ konačno ući u međuzvezdani kosmos. Trenutno, procenjuje se da će taj trenutak nastupiti za 4 godine.

Ništa u nauci ne može stvarno da prodrma stvari kao proverena realnost, a ’Voyager 1’ nudi čvrste dokaze,“ kaže Tom Krimings, glavni stručnjak za LECP, koji radi u Laboratoriji za primenjenu fiziku i na Atinskoj akademiji. „Ponovo se suočavamo sa potrebom da pretresemo naše modele.“

Druga identična letilica iz programa, „Voyager 2“, koja je lansirana 20. avgusta 1977. godine, trenutno se nalazi na 14 milijardi km (93,6 AJ) od Sunca. Ko je pratio ove misije ili čitao naše tekstove, zna da su obe letilice imale različite naučne zadatke te su letele različitim putanjama i različitim brzinama. „Voyager 1“ je od početka bio brži i leti brzinom od oko 61.430 km/h, dok „Voyager 2“ leti brzinom od oko 55.700 km/h u odnosu na Sunce. Naučnici se nadaju da će već sledeće godine i „Voyager 2“ da se susretne sa istim fenomenima kao „Voyager 1“. Kako reče Ed Stone, „Nema nikakve sumnje da će obe letilice napustiti zonu uticaja Sunca. Jedino pitanje je da li će imati dovoljno struje nakon toga.“

Letilice dobijaju struju od tri plutonijumska radioizotopska termoelektrična generatora (RTG), koje je po ceni od $18 miliona za ovu misiju projektovalo i napravilo američko Ministarstvo za energetiku (DOE). U početku misije, generatori su davali po 470 W struje, ali danas posle trećine stoleća rada, daju samo po 272 W („Voyager 1“), odn. 1,6 W više („Voyager 2“). Očekuje se da će energije biti dovoljno tamo negde do 2020/25., posle čega će signal biti preslab čak i za super-osetljive „uši“ Nasinih stanica u Madridu i Kamberi. Da bi se sprečila moguća oštećenja i neplanirani prestanak napajanja uređaja strujom, neki eksperimenti i uređaji se isključuju blagovremeno, ali 4 će biti uključena do kraja: pominjani LECP, podsistem za merenje kosmičkog zračenja, magnetometar i podsistem za otkrivanje talasa plazme. Tako će oko 2016. na obe letilice biti prekinute žiroskopske operacije, čime će biti izgubljena moć kalibrisanja magnertometara.

Kalibracija magnometara se inače vrši manevrom roll okretanja oko uzdužne ose (MAGROLs) koji se sprovodi 6 puta godišnje na svakoj letilici, i sadrži 10 uzastopnih okreta za 360 stepeni. Na taj način se utvrđuje magnetno polje same letilice i oduzima od prikupljenih magnetometarskih naučnih podataka. To je vrlo bitno, jer je magnetno polje letilice mnogo veće nego okolno izmereno magnetno polje Sunca. Prestanak žiro operacija takođe će predstavljati i prestanak svih daljih manevrisanja u prostoru koja su se do sada koristila za kalibraciju solarnih senzora i upravljanje glavne antene (HGA) ka Zemlji radi održavanja komunikacije.

 menadzeri

Kada su započinjali svoj posao na projektu „Voyager“, ovi čilageri su bili mladi doktori nauka. Sada su penzioneri, a nekada su bili menadžeri jednog od najvećih kosmičkih projekata u istoriji. R. Parks, N. Haynes, E. Massey i J. Cassani.

 



[1] Još od kako je 17. novembra 1998. pretekao „Pioneer 10“, sondu koja je lansirana 4 godine pre njega, „Voyager 1“ je postao najudaljenija letilica od Zemlje koju je napravio čovek.

Iako je moj drugi favorit, „New Horizons“, napustio Zemlju većom brzinom od njega, nikada neće prestići „Voyagera 1“! Sem ako ovaj jednom udari u neku zvezdu, ili ga ne pokupe Aldebaranci ...

[2] Našao sam interesantan podatak da u kubnom cm solarnog vetra ima oko 5 naelektrisanih čestica.

[3] Interesantno je da je „Voyager 2“ prošao kroz ovu zonu još 2007. i to 5 puta, jer je granica daljinski fluktuirala zbog različite snage aktivnost solarnih baklji, odn. promenama u snazi izbacivanja gasova i prašine sa Sunca.

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


Sigurnosni kod
Osveži