Je leest:

Ruimtereis die de experts verbaasde

Ruimtereis die de experts verbaasde

Auteur: | 1 mei 2003

Het is feest in Pasadena, Californië. Al een kwart eeuw lang reizen de twee Amerikaanse Voyager-sondes langs verre hemellichamen, waar ze bizarre werelden ontdekten met rare winden, verbrijzelde manen, zwavelvulkanen. En het is nog niet afgelopen.

Nooit was een planeetonderzoeksproject zo succesvol als Voyager. De twee ruimtesondes vlogen in twaalf jaar tijd langs vier planeten en tientallen manen, en maakten schitterende foto’s van wolkenbanden, ringenstelsels, ijsvlaktes en zwavelvulkanen. Als een kosmische Columbus verkenden ze de vele werelden naast de aarde, en momenteel zijn ze op zoek naar de rand van het zonnestelsel.

In de jaren zeventig stonden Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus op een boogvormige lijn in het zonnestelsel. Met één ruimtesonde kon je ze alle vier bezoeken. Zoiets gebeurt maar eens in de 179 jaar. Maar NASA’s ambitieuze plannen voor een Grand Tour van vier grote ruimtesondes bleken te duur. In plaats daarvan kwam Voyager: twee ruimtesondes zouden in vier jaar tijd langs Jupiter en Saturnus vliegen.

‘Vier jaar was toen al een eeuwigheid,’ aldus Stone (66), die vanaf het begin van het project, in 1972, wetenschappelijk projectleider is geweest. ‘Pas later zou bekeken worden of Voyager 2 misschien door zou kunnen vliegen naar Uranus en Neptunus – een reis van twaalf jaar. Vergeet niet dat het ruimtevaartprogramma anno 1972 amper twaalf jaar oud was.’

Zonder Kleerscheuren

Voyager 1 werd op 5 september 1977 gelanceerd; Voyager 2, die later bij Jupiter zou arriveren maar een langere route volgde, vertrok twee weken eerder al, op 20 augustus. Zonder kleerscheuren passeerden de ruimtesondes de planetoïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter (niemand wist hoe veel kleine stof- en gruisdeeltjes daarin rondzwierven), en in maart 1979 kwam Voyager 1 bij Jupiter aan.

Voor Ed Stone was die eerste Jupiter passage meteen het hoogtepunt van het hele project. ‘Voyager ontdekte actief vulkanisme op de Jupitermaan Io,’ vertelt hij (fig. 1). ’De meeste astronomen hadden verwacht dat de vier grote Jupitermanen dode steenklompen zouden zijn, zoals onze eigen maan. In plaats daarvan legde Voyager de fascinerende verscheidenheid van het zonnestelsel bloot.

Figuur 1.Foto van Jupiters maan Io, gemaakt door Voyager 1 op een afstand van 800.000 km Bron: NASA

Nieuwe werelden

Het was voor de wetenschappers even wennen. Binnen een paar dagen leerden ze vijf compleet nieuwe werelden kennen, elk met hun eigen bijzonderheden. Bij Saturnus, waar Voyager 1 in november 1980 aankwam, was het al niet anders. Ringen, mini-maantjes, de dikke dampkring van de grote maan Titan – onverwachte verrassingen vormden de enige constante factor in het Voyagerproject.

‘Eind 1980 werd besloten dat Voyager 2 na de Saturnus passage in de zomer van 1981 door zou vliegen naar Uranus,’ zegt Stone. ‘Nog weer later stelde NASA geld beschikbaar voor de vlucht naar de verre planeet Neptunus.’ De baan van de ruimtesonde moest een beetje worden aangepast, waardoor Titan niet van nabij bestudeerd kon worden, maar dat had men er graag voor over.

Dat najaar leek Voyager 2 echter voortijdig de geest te geven. Het beweegbare platform waarop de camera’s gemonteerd waren, kwam vast te zitten. ‘Het was de zwartste dag in de geschiedenis van het project,’ aldus Stone. Met behulp van een replica op de grond ontdekten technici de oorzaak van het mankement: als het platform te snel bewoog, werden de tandwielen niet voldoende gesmeerd.

Gelukkig waren de Voyagers volledig computergestuurd, en konden de boordcomputers vanaf de aarde opnieuw geprogrammeerd worden. Tijdens de grote oversteek van Saturnus naar Uranus hadden technici alle tijd om het probleem op afstand te verhelpen, en door het platform voortaan alleen nog maar heel langzaam te laten draaien kon Voyager 2 ook Uranus en Neptunus uitgebreid bestuderen.

Ook deze verre, koude werelden zorgden voor verrassingen: verbrijzelde manen, stikstofgeisers, krankzinnige windsnelheden, donkere ringbogen. In januari 1986 en augustus 1989 werden wetenschappers en journalisten op het Jet Propulsion Laboratory getrakteerd op een bizarre mix van surrealistische foto’s en gloednieuwe inzichten in de geschiedenis van het zonnestelsel.

Twaalf uur onderweg

Dertien jaar later zijn Voyager 1 en Voyager 2 nog steeds operationeel. Met snelheden van rond de zestigduizend kilometer per uur vliegen ze het zonnestelsel uit. Voyager 1 is al bijna 13 miljard kilometer van huis – 85 keer de afstand van de aarde tot de zon. Nog dagelijks is er contact met beide sondes, hoewel de radiosignalen er bijna twaalf uur over doen om die afstand af te leggen.

Het doel van de ‘Voyager Interstellar Mission’ is het bereiken van de grens van de heliosfeer – een kolossale druppelvormige ‘bel’ waarin elektrisch geladen deeltjes en magnetische velden van de zon de dienst uitmaken. Buiten de heliosfeer ligt de echte interstellaire ruimte, die nog nooit eerder ter plekke is onderzocht. In feite vormt de grens van de heliosfeer ook de rand van het zonnestelsel.

De eerste voorbode van die grensovergang is een schokfront in de zonnewind – de stroom elektrisch geladen deeltjes die door de zon wordt uitgeblazen. Door de druk van het ijle gas tussen de sterren zal de snelheid van de zonnewind plotseling terugvallen van vierhonderd tot circa honderd kilometer per seconde. Stone verwacht dat Voyager 1 dat schokfront tussen nu en 2005 bereikt.

Misschien wordt de ruimtesonde daarna weer door het schokfront ingehaald: de snelheid van de zonnewind neemt de komende jaren weer toe als gevolg van de wisselende zonneactiviteit. Maar uiteindelijk passeert Voyager 1 toch de heliopauze (een soort overgangsgebied) en zal hij, rond 2020, metingen gaan doen in de ruimte tussen de sterren. ‘Hopelijk functioneert het toestel dan nog steeds,’ zegt Stone.

En dan? Als ambassadeurs van de aarde zullen de twee Voyagers steeds verder de ruimte in vliegen, hoewel ze naar kosmische begrippen wel erg langzaam gaan. Pas over 40.000 jaar vliegt Voyager 1 op 1,6 lichtjaar afstand langs de ster AC+79 38888; nog eens 256.000 jaar later komt Voyager 2 min of meer in de buurt van de heldere ster Sirius. Op de schaal van het Melkwegstelsel stelt dat allemaal niks voor.

Zullen de Voyagers ooit gevonden worden door buitenaardse wezens? Weinig kans, denkt projectleider Stone. Toch hebben beide ruimtesondes een gouden beeldplaat aan boord met foto’s en geluiden van de aarde, inclusief groeten in tientallen talen – een soort kosmisch visitekaartje. ‘Dat heeft het project veel extra publiciteit opgeleverd,’ zegt Stone.

Nieuwe aandrijftechnieken

Behalve de twee Voyagers vliegen ook de oudere Pioneer 10 en Pioneer 11 het zonnestelsel uit, zij het met lagere snelheden. In de toekomst volgen er ongetwijfeld nog meer interstellaire ruimtesondes, hoewel er momenteel geen concrete plannen bestaan. ‘Het liefst zou je die veel sneller laten reizen,’ aldus Stone, ‘maar daarvoor moeten nieuwe aandrijftechnieken worden ontwikkeld.’

Hij verwacht dat het minstens twintig of dertig jaar zal duren voordat Voyager 1 de titel ‘verst verwijderde door mensen gemaakte object’ zal moeten afstaan aan een andere ruimtesonde. ‘Maar misschien ontstaat er nieuwe belangstelling voor zo’n project wanneer Voyager 1 de grens van de heliosfeer bereikt.’

Die andere titel, de Columbus van het zonnestelsel, zal het Voyager-project echter altijd blijven behouden. ‘Voyager is het productiefste planeetonderzoeksproject in de geschiedenis,’ zegt Stone, ‘en dat zal waarschijnlijk altijd zo blijven. En bedenk dat het avontuur nog niet is afgelopen. Als we de heliopauze bereiken, schrijven we opnieuw geschiedenis.’

Dit artikel is eerder verschenen in nummer 3 uit de jaargang 2003 van het blad Archimedes.

Dit artikel is een publicatie van Archimedes.
© Archimedes, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 mei 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.