die reise der voyager sonde

Quarks: Die weite Reise von Voyager | Video der Sendung vom 09.02.2021 21:00 Uhr (9.2.2021) mit Untertitel

Die weite reise von voyager.

Im Jahr 1977 schickte die NASA die Sonden Voyager 1 und 2 auf eine Reise durchs Sonnensystem. Ursprünglich war die Mission für fünf Jahre geplant. Doch nach über 25 Milliarden Kilometern Reise sendet Voyager auch heute noch.

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Die weiteste Reise

05.09.2017 · Vor 40 Jahren startete die Raumsonde Voyager 1 ins äußere Sonnensystem. Heute ist sie das am weitesten entfernte Objekt von Menschenhand. Doch sie und ihre Schwestersonde senden noch immer und bringen erstaunliche Kunde aus den Tiefen des Weltalls.

A m 14. Februar des Jahres 1990 sah Voyager 1 ein letztes Mal die Erde. Damals war die amerikanische Raumsonde bereits weiter von ihr entfernt als Neptun, der äußerste große Planet. Aus solcher Entfernung betrachtet, füllt unsere kosmische Heimat nicht einmal mehr einen Kamerapixel. Anschließend wurde die Kamera per Funkbefehl aus dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der Nasa in Pasadena abgeschaltet, um Energie zu sparen. Ohnehin hatte Voyager 1 seit dem Vorbeiflug am Saturn fast zehn Jahre zuvor nicht mehr viel zu sehen bekommen. Nun war die Sonde für immer blind. Und während sie sich mit der sechzehnfachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel immer weiter von der Sonne entfernte, umfing sie die ewige Dunkelheit des Weltraums. Doch Voyager 1 ist nicht tot. Das Gefährt sendet noch, heute aus einer Entfernung von fast 140 Astronomischen Einheiten (AU nach dem englischen „Astronomical Units“), also dem 140-Fachen des Abstandes Erde–Sonne. Die Distanz des Neptuns zur Sonne beträgt 30,2 AU. Vierzig Jahre nach ihrem Start am 5. September 1977 ist Voyager 1 damit das entfernteste Stück Raumfahrtechnik, das noch in Betrieb ist.

Aber nicht ganz das älteste. Dieser Titel geht an ihre Zwillingsschwester Voyager 2, die 16 Tage zuvor, am 20. August 1977 ins äußere Sonnensystem aufbrach. Die Nummerierung rührt daher, dass Voyager 1 ihre Schwester im Dezember 1977 überholte und 1979 vier Monate vor ihr am ersten Ziel der beiden eintraf: dem Planeten Jupiter. Die Voyagers waren dort allerdings nicht die Ersten. Bereits 1973 und 1974 hatten Pioneer 10 und 11 den größten Planeten des Sonnensystems besucht, Pioneer 11 war anschließend noch am Saturn. Schon diesen zu erreichen galt noch Anfang der 1960er Jahre als technisch unmöglich. Eine Rakete dorthin müsste ja gegen das Schwerefeld der Sonne kämpfen und würde zum Neptun viele Jahrzehnte brauchen. „Damals war das Raumfahrtzeitalter noch jung“, sagt Edward Stone vom JPL, der langjährige Leiter der Voyager-Missionen. „Und es gab keinen Anhaltspunkt dafür, dass ein Raumfahrzeug so lange und in solchen Entfernungen zur Sonne reisen kann.“

So beachtete zunächst niemand den Mathematikstudenten Michael Minovitch, als dieser 1962 während eines Praktikums am JPL herausfand, dass man Objekte im Schwerefeld von Planeten beschleunigen konnte. Dadurch kann ein winziger Teil der Geschwindigkeit des kreisenden Planeten auf die Sonde übertragen und diese damit bis über die Grenzen des Sonnensystems hinausgeschleudert werden. Erst als ein weiterer JPL-Praktikant, der Ingenieur Gary Flandro, 1964 erkannte, dass man damit innerhalb von nur zwölf Jahren nacheinander Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun würde besuchen können, begann die Nasa sich für Minovitchs Entdeckung zu interessieren. Allerdings war nun Eile geboten. Die Planetenkonstellation, die eine solche „Gand Tour“ erlaubte und nur alle 176 Jahre eintritt, stand bald bevor: Der Start musste 1977 erfolgen.

„Diese ‚Grand Tour‘ war ein ehrgeiziges Projekt mit vier Raumsonden zu allen äußeren Planeten“, erinnert sich Stone. „Doch es war zu teuer, und so wurde es auf zwei Sonden zu Jupiter und Saturn gestutzt.“ Die Ingenieure am JPL indes hielten insgeheim an Flandros Idee fest. Subversiv planten sie die Hardware der späteren Voyager-Mission an den Vorgaben ihres Managements vorbei, bauten etwa robustere Bauteile ein als für Sonden erforderlich, die nur bis zum Saturn halten müssen. Am Ende wogen die baugleichen Voyagers jeweils so viel wie ein Kleinwagen – mehr als das Dreifache der Pioneer-Sonden. Von diesen unterschieden sie sich nicht nur durch ihre modernere Instrumentierung und ein Stabilisierungssystem, das sie davor bewahrt, sich ständig um die eigene Achse zu drehen und damit unter anderem bessere Bilder ermöglicht. „Die Voyagers haben auch eine ergiebigere nukleare Energiequelle“, erklärt Suzanne Dodd, die aktuelle Projektmanagerin der Voyager-Mission. „Und redundante Bordsysteme.“

Das war entscheidend. Bei Voyager 2 zum Beispiel versagte bereits 1979 der Funkempfänger – zum Glück gab es einen zweiten an Bord, und so konnte Pasadena der Sonde befehlen, sich von Jupiter über die Entweichgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem beschleunigen zu lassen und die Grand Tour tatsächlich bis zum Neptun zu absolvieren. Voyager 1 dagegen wäre nach der Begegnung mit dem Saturn im November 1980 bis zum Pluto weitergeflogen, hätte man sich nicht entschieden, seine Flugbahn für die Beobachtung des großen Saturnmondes Titan zu optimieren. Wäre die Sonde vorher ausgefallen, hätte Voyager 2 für die Titan-Beobachtung einspringen müssen – und mit Uranus und Neptun wäre es nichts mehr geworden.

Wo die Sonden sind

Die Bahnen der Pioneer- und Voyager- Sonden samt ihrer Positionen im Laufe der Zeit.

Doch bereits die Ergebnisse der Vorbeiflüge am Jupiter waren spektakulär. So konnten die Voyagers zum ersten Mal dessen große Monde Ganymed, Callisto, Io und Europa genauer aus der Nähe untersuchen. Dabei stellte sich heraus, dass auf Io acht aktive Vulkane brodeln und Europa unter ihrem Eispanzer von einem globalen Ozean aus Salzwasser umgeben ist. Angesichts dieser Bilder und Befunde hätte es selbst der hartherzigste Nasa-Manager nicht mehr fertiggebracht, die Sonden abzuschalten.

So ging es weiter. Als Voyager 2 dann im Sommer 1989 den Neptun passierte, sah sie dort unter anderem Stürme mit annähernd Schallgeschwindigkeit durch eine azurblaue Gashülle toben. Und mit dem letzten Himmelskörper, den Voyager 2 ablichtete, bekamen die Planetenforscher auch noch einen würdigen Ersatz für Pluto: Neptuns Mond Triton, bei dem es sich offenbar um einen eingefangenen Zwergplaneten mit großer Ähnlichkeit zu Pluto handelt. Dann änderte Neptun ein letztes Mal den Kurs von Voyager 2 und katapultierte sie, wie zuvor schon der Saturn ihre Schwestersonde, hinaus in den Raum jenseits der Ebene, in der die Planeten die Sonne umkreisen.

• Auf Neptun herrschen die stärksten Winde im ganzen Sonnensystem. Foto: NASA
• Voyager entdeckte sechs neue Neptun-Monde. Foto: NASA
• Der Neptun-Mond Triton, nachdem Voyager ihn passiert hatte. Foto: NASA

Dort ist eigentlich nichts. Zwar sind die Bahnen der sogenannten Kuipergürtel-Objekte, darunter Zwergplaneten wie Pluto, oft zur Planetenebene geneigt, aber mit wachsender Entfernung sinkt die ohnehin verschwindende Chance für die Voyagers, derlei nahe zu kommen. Auch die Begegnung mit Kometen – die dort draußen nur teerschwarze Eisbrocken sind – ist praktisch auszuschließen. Die Entfernungen sind einfach zu groß. Trotzdem beschäftigt das JPL bis heute ein zwölfköpfiges Team, um die beiden Sonden zu betreuen. Täglich sind die riesigen Antennen des Deep Space Network der Nasa vier bis sechs Stunden lang auch auf Voyager 1 und 2 gerichtet, um ihnen Befehle zu übermitteln, die sie mittlerweile erst nach mehr als 19 beziehungsweise fast 16 Stunden erreichen. Und täglich wird empfangen. Mit jeweils der elektrischen Leistung eines Kühlschranklämpchens funken die Sonden die Daten ihrer vier beziehungsweise fünf wissenschaftlichen Instrumente, die von den ursprünglichen zehn noch funktionieren.

Denn in Wahrheit ist da draußen eben doch etwas: Die Teilchen und Magnetfelder der sogenannten Heliosphäre. Sie kommen fast alle von der Sonne. Wie ein Wind entströmt unserem Stern ein stetiger Strom elektrisch geladener Partikel, ein sogenanntes Plasma, mit darin eingebetteten Magnetfeldern. Für menschliche Maßstäbe ist das tatsächlich so gut wie nichts. Die Dichte der Sonnenwindteilchen beträgt in der Gegend der Erdbahn nur zehn Millionen Partikel pro Kubikmeter, was nach viel klingt, aber tausendmal weniger ist, als in irdischen Labors als das dünnste Ultrahochvakuum gilt. In den Gefilden, welche die Voyagers bis 2004 durchflogen, fällt die Plasmadichte schließlich auf tausend Teilchen pro Kubikmeter, bei einer Magnetfeldstärke von weniger als 0,3 Nanotesla – ein Hunderttausendstel des Erdmagnetfeldes. Doch irgendwann trifft der Sonnenwind auf das ebenfalls von Plasma und Magnetfeldern erfüllte Medium des interstellaren Raumes. Dort wird der Sonnenwind plötzlich abgebremst und bildet eine Schockfront. Dieser sogenannte Termination Shock umgibt die Sonne wie eine Blase. Dahinter, im sogenannten Heliosheath (etwa „Sonnenhülle“), stauen sich die Sonnenteilchen, ihre Geschwindigkeit sinkt, Dichte und Temperatur hingegen steigen, und sie mischen sich mit Partikeln aus dem interstellaren Medium.

Die Form der Heliosphäre

Als die Voyager-Sonden starteten, vermutete man den Termination Shock irgendwo zwischen 5 und 50 AU, also zwischen Jupiter und dem sonnenfernsten Punkt der Plutobahn. Tatsächlich aber traf Voyager 1 die Schockfront im Dezember 2004 bei 94 AU und ihre Schwestersonde knapp drei Jahre später bei etwa 84 AU. Dann wurde es für die Forscher aber erst richtig spannend: Wie dick ist der Heliosheath? Wo würden die Sonden auf ihrer jeweiligen Bahn diesen letzten vom Sonnenwind regierten Bereich verlassen und durch die sogenannte Heliopause in das interstellare Medium eintreten? Und woran würde man es merken? Ausgerechnet auf der vorneweg fliegenden Voyager 1 war 2007 das Plasma -Spektrometer ausgefallen, mit dem sich der Übertritt ins interstellare Medium am einfachsten hätte nachweisen lassen. Die verbliebenen Instrumente auf Voyager 1 aber zeigten von 2011 an ein zunehmend verwirrendes Bild. Mal sah es so aus, als habe das Gefährt die Heliopause passiert – dann wieder so, als sei das noch nicht geschehen. Ein Forscher am JPL klebte schließlich ein Bild der Sonde auf seine Bürotür, dazu eine Sprechblase: „Immer wenn mich keiner mehr beachtet, tu’ ich so, als würde ich das Sonnensystem verlassen“.

Erst im September 2013 klärte sich die Konfusion. Da waren auch die Daten des Detektors für sogenannte Plasmawellen ausgewertet, die noch als einzige an Bord auf Magnetbändern zwischengespeichert und viermal im Jahr zur Erde transferiert werden. Plasmawellen, angestoßen von einer Sonneneruption, die sich bis an die Grenze der Heliosphäre bemerkbar gemacht hatte, erlaubten die Bestimmung der Elektronendichte. Sie war um das Hundertfache gestiegen, die Temperatur aber um den gleichen Faktor gefallen. Voyager 1 hatte also sicher den heißen dünnen Sonnenwind verlassen und flog nun durch das kühle und dichtere interstellare Medium. Aber seit wann genau? Das konnte Stamatios Krimigis von der Johns Hopkins University beantworten. Das Team des gebürtigen Griechen betreut die Messgeräte zur Erfassung niederenergetischer geladener Teilchen. Diese wurden bei Voyager 1 eines Tages schlagartig weniger. „Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, dies alles hatten wir fast 35 Jahre lang gemessen“, sagt Krimigis. „Und nun war es innnerhalb eines Tages verschwunden – am 25. August 2012.“

An vier Planeten: Die frühen Abenteuer von Voyager 2

Seither fliegt Voyager 1 durch Teilchen und Felder, die von anderen Sternen sowie von Supernova-Explosionen stammen. Doch ihre Messungen erzählen noch immer von der Sonne. So hat Kostas Dialynas von der Athener Akademie zusammen mit Krimigis und weiteren Kollegen im April in Nature Astronomy anhand von Daten des Neutralteilchen-Detektors der Saturnsonde Cassini sowie von Voyager 1 gezeigt, dass die Heliosphäre mitnichten so aussieht wie in sämtlichen Lehrbüchern dargestellt: Statt vom interstellaren Medium stromabwärts zu einem langen Schweif ausgezogen zu werden, ist sie vielmehr in etwa kugelförmig. Grund ist das mit etwa 0,5 Nanotesla unerwartet starke interstellare Magnetfeld, das die Heliosphäre in Form hält. Genaueres sollte sich zeigen, wenn bald auch Voyager 2 die Heliopause erreicht. Aber auch wenn dann beide Sonden im interstellaren Medium fliegen, bleiben sie der Sonne noch lange verbunden. Deren Gravitation nämlich reicht wesentlich weiter als ihr Teilchenwind. Erst in anderthalb Lichtjahren Entfernung oder gut 95.000 AU ist sie so schwach wie die ihrer nächsten Nachbarsterne dort. Bis die Sonden diese Distanz erreichen, dauert es noch fast 30.000 Jahre.

Die Voyagers werden das erleben, die Wissenschaft jedoch nicht mehr. Das Plutonium-238, dessen Radioaktivität die Sonden mit Energie versorgt, ist nach 40 Jahren zu fast 30 Prozent zerfallen. Die Leistung der Aggregate von ursprünglich 440 Watt sinkt gegenwärtig um vier Watt pro Jahr und würde schon jetzt nicht mehr reichen, um beispielsweise die Kameras wieder anzuschalten. Die noch aktiven Instrumente werden nur noch bis 2020 alle betrieben werden können. Dann wird eines nach dem anderen abgeschaltet – in welcher Reihenfolge, bestimmte der seit Projektbeginn 1972 amtierende und mittlerweile 81 Jahre alte Chefwissenschaftler Ed Stone. Im Jahr 2030 wird auch das letzte Messinstrument verstummen. „Danach können wir die Raumsonden noch etwa zehn weitere Jahre betreiben, wenn wir nur Ingenieurdaten erhalten wollen“, sagt Suzanne Dodd. Und dann? Dann ist das Schicksal der beiden Sonden sicherer als fast alles andere. In einigen tausend Jahren wird zumindest Voyager 2 die lokale interstellare Wolke verlassen. Die Form der Wolke in dieser Richtung ist erst kürzlich durch Beobachtungen ihrer Wirkung auf das Licht ferner Sterne mit dem Hubble Space Telescope bestimmt worden. Später wird Voyager 2 auf eine weitere Wolke treffen, und so wird es weitergehen, bis das Gefährt in 296.000 Jahren mit knapp 4,3 Lichtjahren Distanz am Sirius vorbeifliegt. Bis auf 1,6 Lichtjahre und bereits in 40.000 Jahren wird sich Voyager 1 dem Stern AC+793888 alias Gliese 445 nähern, einem roten Zwerg im Sternbild Giraffe.

So nahe wie der Sonne wird wohl keine der Voyagers irgendeiner Welt wieder kommen. Die goldenen Schallplatten mit allerlei Erdgeräuschen, die man ihnen auf Initiative des aliengläubigen Astronomen Carl Sagan mitgab, dürfte daher auch dann nie jemand abspielen, wenn unsere Galaxie so reich an außerirdischen Kulturen wäre wie die Fernsehserie „Star Trek“. Denn das Verstummen ihrer Radiosender und das Verlöschen ihrer nuklearen Batterien wird sie für alle denkbare Technik praktisch unsichtbar machen. Dafür ist auch eine Kollision mit irgendetwas oder das Verschwinden in einem Schwarzen Loch extrem unwahrscheinlich. Und so wird es sie noch geben, wenn die Erde samt allem, was auf ihr ist, längst nicht mehr existiert. Dann werden die Voyagers, jede für sich, noch durchs Universum ziehen, Milliarden und Abermilliarden Jahre hindurch, bis in unvorstellbar ferne Zukunft.

Animation F.A.Z.-Multimedia: Carsten Feig

Galerie: Voyager-Sonden: Interstellarer Raum noch seltsamer als gedacht

Am 17. August 1981 flog Voyager 2 in circa 8,8 Millionen Kilometer Entfernung an den Ringen des... Wei­ter­le­sen

Am 23. Januar 1986 näherte sich Voyager 2 dem Eisriesen Uranus auf knapp 81.500 Kilometer an und... Wei­ter­le­sen

Voyager 2 vollendete ihren letzten Vorbeiflug an einem Planeten am 25. August 1989, als sie am... Wei­ter­le­sen

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Voyager-Sonden: So geht ihre Reise weiter

Weltraumteleskop hubble blickt auf die künftige flugroute der interstellaren sonden.

Einsame Pioniere: Was begegnet den beiden Raumsonden Voyager 1 und 2 als nächstes auf ihrem Flug durch die Weiten des Alls? Diese Frage hat nun das Weltraumteleskop Hubble zumindest teilweise beantwortet. Denn mit ihm haben sich Astronomen die Regionen in der Nachbarschaft unseres Sonnensystems genauer angeschaut, die die beiden entferntesten menschengemachten Sonden künftig passieren werden.

Die beiden 1977 gestarteten NASA-Raumsonden Voyager 1 und 2 sollten ursprünglich nur die Planeten und Monde des äußeren Sonnensystems erkunden. Voyager 1 flog deshalb an Jupiter und Saturn vorbei und lieferte die ersten spektakulären Aufnahmen der beiden Planeten und einiger ihrer Monde. Voyager 2 passierte nach einem Vorbeiflug am Saturn noch die Planeten Uranus und Neptun. Weil beide Raumfahrzeuge aber problemlos weiter funktionierten, ließ man sie einfach weiterfliegen – mit Kurs auf die Außengrenzen des Sonnensystems.

Noch zehn Jahre mindestens

Heute ist Voyager 1 bereits knapp 21 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt und damit das am weitesten geflogene menschengemachte Objekt überhaupt. 2013 passierte die Sonde mit der Heliopause die Außengrenze des Sonnensystems und dringt seither immer weiter in den interstellaren Raum vor. Ihre Messungen haben bereits Überraschendes über unsere kosmische Nachbarschaft enthüllt. Voyager 2 ist rund 17 Milliarden Kilometer von uns entfernt.

Beide Sonden haben noch genügend Energiereserven, um noch mindestens zehn Jahre lang wissenschaftliche Messungen durchzuführen und Daten zur Erde zurückzuschicken. Danach werden die Sonden zwar noch Jahrtausende mit der nahezu unverminderten Geschwindigkeit von gut 15 Kilometer pro Sekunde weiterfliegen, aber nicht mehr kommunizieren können.

Kontext für die Voyager-Messdaten

„Die Voyager-Sonden beproben winzige Ausschnitte des Kosmos, während sie durch das All rasen“, sagt Seth Redfield von der Wesleyian University in Connecticut. „Aber wir haben keine Ahnung, ob diese Ausschnitte typisch oder selten sind.“ Um diese Frage zu klären, haben er und seine Kollegen nun das Hubble-Weltraumteleskop genutzt, um die künftige Flugbahn der beiden Sonden genauer in Augenschein zu nehmen.

„Die Hubble-Beobachtungen geben uns den größeren Zusammenhang, weil das Teleskop einen breiteren und längeren Pfad entlangblicken kann“, erklärt Redfield. Die Daten, die die beiden Voyager-Sonden künftig aus dem interstellaren Medium schicken, können daher in diesem Kontext ausgewertet werden.

„Klumpiges Gebiet“

Spannend ist dabei vor allem der Abgleich der Daten, die die Sonden vom Außenrand der solaren Einflusszone liefern und noch liefern werden. „Die Wechselwirkungen zwischen einen Stern und seiner interstellaren Umgebung sind besonders aufschlussreich, denn diese dynamischen Prozesse spielen sich um die meisten Sterne ab“, erklärt Redfield.

Die Hubble-Daten liefern aber auch Neues über den Kurs unseres Sonnensystems in der Milchstraße. Demnach durchfliegt unsere Sonne zurzeit einen ziemlich „klumpigen“ Bereich der Galaxie. Diese Turbulenzen im interstellaren Medium sorgen dafür, dass die schützende Heliosphäre um unser System mal stärker und mal schwächer zusammengedrückt wird. Die Messdaten der Voyager-Sonden aus diesem Grenzbereich sind daher umso spannender.

Jahrtausende stumm durchs All

Das Hubble-Teleskop lieferte aber auch wertvolle Hinweise darauf, was den Sonden auf ihrer weiteren Reise begegnen wird. So werden beide Voyagers noch einige tausend Jahre durch die lokale interstellare Gaswolke fliegen – eine komplexe Mischung aus Wasserstoff und Spuren anderer Elemente.

In rund 40.000 Jahren wird Voyager 2 dann in 1,5 Lichtjahren Entfernung am Stern Ross 248 vorbeifliegen, bevor sie in rund 90.000 Jahren in die nächste interstellare Wolke eintritt. Voyager 1 passiert in rund 40.000 Jahren den Stern Gliese 445 – allerdings auch in 1,6 Lichtjahren Abstand. Auch wenn beide Sonden bis dahin längst keinen Strom mehr haben werden. Als stumme Botschafter der Menschheit erreichen sie Gebiete des Alls, in die wir Menschen wohl noch lange nicht vordringen können – wenn überhaupt jemals.

(NASA/ Space Telescope Science Institute, 11.01.2017 – NPO)

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Sie rast mit unvorstellbarer Geschwindigkeit durch unser Sonnensystem . 33 Jahre dauert die Reise der Raumsonde Voyager 1 bereits, die mit rund 60.000 Stundenkilometern in Weiten des Alls vordringt, die noch kein Flugobjekt bereist hat. Jahrzehnte ist es her, seit die Sonde im März 1979 an dem Planeten Jupiter vorbeiraste und im November 1980 Saturn passierte. Nun nähert sich die Sonde – Teil der bisher erfolgreichsten Missionen der Raumfahrt – dem Rand unseres Sonnensystems.

Mehr als 17 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, hat Voyager 1 den Teilchenstrom unseres Zentralgestirns nun offenbar verlassen. Seit Juni funkt Voyager 1 Windstille in seiner Umgebung. "Als ich erkannte, dass wir beständige Nullwerte bekamen, war ich beeindruckt", sagt Rob Decker, der für die US-Weltraumbehörde Nasa die Reise der Sonde untersucht.

Die Daten bestätigen, was die Wissenschaftler vermutet haben: Das Raumfahrzeug befindet sich derzeit in der Heliosheath , jener Hülle, die das Ende des Einflussbereiches des Sonnenwinds markiert. " Voyager 1 nähert sich dem interstellaren Raum", sagt Ed Stone einer der Projekt-Wissenschaftler. Auf dem Treffen der amerikanischen Geophysiker-Vereinigung in San Francisco präsentierten die Forscher ihre Ergebnisse.

Seit ihrem Start im September 1977 sauste die Sonde stets mit Sonnenwind im Rücken durch das All. Diesen Strom aus elektrisch geladenen Teilchen, auch Plasma genannt, spuckt die Sonne aus. Die Partikel schießen in Überschallgeschwindigkeit durchs Sonnensystem. Wie eine Blase hüllen sie es ein. Erst eine Druckwelle weit ab der Sonne, die die Forscher Termination Shock nennen, bremst den Plasmastrom dramatisch ab. (siehe Grafik).

Diesen Punkt überwand Voyager 1 bereits im Dezember 2004. Seitdem reist das Fluggerät durch die äußere Sonnenhülle. Stetig messen die Außeninstrumente seither wie sich der Aufprall der letzten Ausläufer des Sonnenwindes auf die Sonde verringert. Seit Juni erreichen die Teilchen Voyager 1 im selben Tempo, in dem die Sonde sich bewegt. In den vergangenen vier Monaten warteten die Forscher weitere Daten über die Geschwindigkeit des Sonnenwindes ab. Denn die Stärke des Plasmastroms schwankt häufiger. Doch es blieb still rund um die Sonde.

Erstmals haben Wissenschaftler nun eindeutige Daten aus dem Grenzgebiet unseres Sonnensystems. "Nichts verändert Forschung so drastisch, wie eine Realitätsprüfung", sagt Nasa-Forscher Tom Krimigis. " Voyager 1 hat nun harte Fakten geliefert." In etwa vier Jahren soll die Sonde die Grenze unseres Sonnensystems, die Heliopause, passieren.

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Das Video stellt die Voyager-Missionen im Rückblick vor. Quelle: Nasa/JPL

Damit die Sonde nicht kaputt geht und ihre Reise fortsetzen kann, schalteten ihre Lenker auf der Erde bereits einige der Instrumente an Bord ab. Darunter auch die Kameras, die vor 30 Jahren die ersten Bilder der Jupiter- und Saturnmonde zu Erde funkte n.

Neben Voyager 1 rast auch noch ihre Schwestersonde, Voyager 2 , durchs All. Sie kundschaftete als bisher einzige Sonde die Planeten Uranus und Neptun aus und fliegt derzeit in rund 14 Milliarden Kilometern Entfernung zur Sonne der Grenze unseres Sonnensystems entgegen. Die Nasa hofft, dass ihre beiden Raumsonden noch zehn bis 15 Jahre lang das Weltall erkunden können.

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Voyager-raumsonden nasa kann wieder mit sonde voyager 2 kommunizieren.

Keine anderen Raumsonden sind so weit ins All vorgedrungen wie Voyager 1 und Voyager 2. Im Juli 2023 hatte die NASA versehentlich den Kontakt zu Voyager 2 verloren. Nach rund zwei Wochen konnte er jedoch wieder hergestellt werden.

Stand: 07.08.2023

Die beiden Voyager-Sonden sind bereits seit mehr als 45 Jahren im All unterwegs, obwohl ihre Missionen ursprünglich nur auf vier Jahre angesetzt waren. Voyager 2 startete am 20. August 1977 ins All, ihre Schwestersonde Voyager 1 am 5. September 1977.

Voyager 2: Nach falschem Kommando verschollen im All

Der Speicher eines modernen Mobiltelefons ist drei Millionen Mal größer als der einer Voyager-Sonde.

Im Juli 2023 verlor die NASA versehentlich den Kontakt zur Raumsonde und die Kontrolle über Voyager 2: Flugkontrolleure schickten ihr einen falschen Befehl. Anschließend drehte sich die Antenne der Voyager 2 von der Erde weg. Das unterbrach die Kommunikation und die Sonde konnte weder Daten senden noch Befehle empfangen.

NASA konnte den Kontakt zur Raumsonde Voyager 2 wiederherstellen

Im August 2023, nach rund zwei Wochen ohne Kontakt, laufe die komplette Kommunikation wieder, teilte die US-Raumfahrtbehörde NASA mit. Die Raumsonde funktioniere normal und sei nach wie vor auf ihrer vorhergesagten Route.

Eine Raumkommunikationsstation im australischen Canberra habe Voyager 2 ein Signal geschickt, seine Antenne wieder zur Erde zu orientieren. 37 Stunden später sei die Bestätigung zurückgekommen, dass die Aktion funktioniert habe.

YouTube-Vorschau - es werden keine Daten von YouTube geladen.

Voyager 2 Launch

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Voyager 1 und Voyager 2 senden Signale aus weiter Ferne

Voyager 1 und 2 sind die zwei am weitesten entfernten Objekte aus menschlicher Hand. Voyager 2 ist etwa 20 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Es dauert mehr als 18 Stunden, bis ein Signal aus dieser Entfernung die Erde erreicht.

Voyager 1 sendet wieder ordentlich

• <!-- --> Wo sind Voyager 1 und 2? [voyager.jpl.nasa.gov]

Voyager 1 zeigte zuletzt eine Altersschwäche, die sehr menschlich wirkt: Die Sonde sendete 2022 plötzlich wirre Daten.

<!-- --> NDR Info Wissen Erkundung des Weltalls Die Voyager-Raumsonden am Rand des Sonnensystems

Das Problem ist inzwischen gelöst: Offenbar sendete das Gerät plötzlich an einen alten, außer Betrieb genommenen Bordcomputer statt an den noch aktiven. Das konnte von der Erde aus behoben werden, jetzt kommen auch wieder ordentliche Daten an. Warum der Datenversand aber plötzlich auf den alten Computer gelenkt wurde, ist weiter unklar.

(function () { let timer = 0; function createPlayer() { new ardplayer.Player('voyager-bild-erde-mond-nasa-weltall-100', "https://www.br.de/radio/bayern2/sendungen/kalenderblatt/voyager-bild-erde-mond-nasa-weltall-100~playerConfig.json", "https://www.br.de/radio/bayern2/sendungen/kalenderblatt/voyager-bild-erde-mond-nasa-weltall-100~mediaInfo.json?isEmbed=false"); } const interval = setInterval(function () { if (trackingEnabled && ((typeof _pac == 'undefined') || (typeof ardplayer == 'undefined') || (typeof pianoAnalytics == 'undefined')) && timer 18.09.1977: Voyager 1 nimmt erstes Bild auf, auf dem Erde und Mond zusammen zu sehen sind

Voyager-sonden sind sehr weit von der erde entfernt, zum vergleich.

Die Sonne ist nur rund 150 Millionen von uns entfernt - eine Astronomische Einheit (AE). Der Zwergplanet Pluto kreist mit einem durchschnittlichen Abstand von vierzig AE um die Sonne: sechs Milliarden Kilometer. Die beiden Sonden sind inzwischen drei- bis viermal weiter weg.

Eine Fehleranalyse ist nicht ganz einfach, denn die beiden Voyager-Sonden sind sehr weit weg: Ein Signal zur mehr als 23 Milliarden Kilometer entfernten Voyager 1 braucht rund zwanzig Stunden, bis es die Sonde erreicht. Und nochmal knapp zwanzig Stunden vergehen, bis Voyagers Antwort zurück ist. Die Schwestersonde Voyager 2 ist derzeit fast zwanzig Milliarden Kilometer von der Erde entfernt (Stand: August 2023).

Beide Voyager-Sonden befinden sich im interstellaren Raum

Voyager-Sonden im interstellaren Raum

Keine andere Sonde ist je so weit geflogen. Inzwischen sind beide Voyager-Sonden im interstellaren Raum und haben damit den engsten Wirkungsbereich der Sonne verlassen: den Bereich ihrer starken Magnetfelder. Der interstellare Raum beginnt dort, wo die Heliopause der Sonne endet, der äußerste Rand ihrer Heliosphäre. Das ist Voyager 2 am 5. November 2018 gelungen, Voyager 1 hat die Heliosphäre dagegen schon 2012 verlassen.

Raumsonden immer noch im Sonnensystem

Noch viel weiter weg: die Oortsche Wolke

Dass die beiden Sonden die Heliosphäre verlassen haben, bedeutet nach Angaben der NASA aber nicht, dass sie auch das Sonnensystem verlassen haben. Als Grenze des Sonnensystems gilt eine Region außerhalb der Oortschen Wolke. Wenn der Kontakt zu Voyager 2 wieder hergestellt werden kann und die Probleme behoben werden können, werde es rund 300 Jahre dauern, bis Voyager 2 die Oortsche Wolke erreicht. Bis sie an deren äußerem Ende ankommt, vergehen wahrscheinlich noch einmal 30.000 Jahre. Trotzdem lieferten die beiden Sonden bereits jetzt Daten, die keine anderen Sonden sammeln können. Zum Beispiel, welche Form die Heliopause hat , also die Grenze zwischen Heliosphäre und interstellarem Raum.

Voyager verlässt unser Sonnensystem

Raumsonden bei Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun

Voyagers Blick auf den Jupiter

Beide Sonden hatten ein Rendezvous mit Jupiter und Saturn, Voyager 2 besuchte außerdem noch Uranus und Neptun . Insgesamt nahmen die je eine Tonne schweren Voyager-Zwillinge 48 Monde unter die Lupe.

Voyager-Sonden knipsten Bilder von allen äußeren Planeten

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Ziel der Voyager-Mission war es ursprünglich, die großen Gasplaneten zu erkunden. Voyager 1 besuchte am 5. März 1979 den Planeten Jupiter und am 11. November 1980 den Saturn. Die Raumsonde funkte die ersten detaillierten Bilder von deren Monden zur Erde. Voyager 2 passierte am 9. Juli 1979 den Planeten Jupiter und am 25. August 1981 den Saturn. Am 24. Januar 1986 flog die Raumsonde an Uranus vorbei und am 25. August 1989 an Neptun, mit nur knapp 5.000 Kilometern Abstand. Bis heute ist sie die einzige Sonde, die jemals dem blauen Gasriesen Neptun nahe kam. Die Bilder, die Voyager 2 von Neptun machte, prägen immer noch unser Bild von ihm.

Die Bilder und Daten, die die beiden Sonden zur Erde zurückfunkten, versetzten Forscher in Begeisterung. Bis heute sind nur wenige Sonden so weit in die Tiefe des Sonnensystems vorgedrungen, zuletzt die Pluto-Mission New Horizons .

"Wenige Missionen können je die Errungenschaften der Voyager-Sonden erreichen. Sie haben uns über die zuvor unbekannten Wunder des Universums aufgeklärt und die Menschheit inspiriert, unser Sonnensystem und alles darüber hinaus zu entdecken."

Thomas Zurbuchen, NASA-Manager

alpha-Centauri: Warum hat der Saturn Ringe?

Rüstige voyager-rentner - auch auf der erde.

Ein letzter Blick auf die Erde von Voyager 1

Die Voyager-Sonden sind besonders robust gebaut und mit Backup-Systemen versehen. Betrieben werden sie mit langlebigen Plutonium-Generatoren. Trotzdem schwinden ihre Kräfte Jahr für Jahr. Jährlich können die Sonden etwa vier Watt Leistung weniger produzieren. Um Energie zu sparen, werden daher nach und nach weitere Instrumente und Heizsysteme abgeschaltet.

Bei technischen Problemen müssen jahrzehntealte Dokumente oder gar in Rente gegangene NASA-Ingenieure konsultiert werden. "Die Technologie ist viele Generationen alt und es braucht jemanden mit Design-Erfahrung aus den 1970er-Jahren, um zu verstehen, wie die Sonden funktionieren und welche Updates gemacht werden können, damit sie heute und zukünftig weiter funktionieren können", sagt NASA-Managerin Suzanne Dodd.

Bis 2025 könnten einige der wissenschaftlichen Instrumente an Bord noch halten, vermutet die NASA. Aber selbst nach deren Ausfall muss die Reise der Voyager-Zwillinge nicht zu Ende sein. Wenn ihnen sonst nichts passiert, sausen sie auch dann noch mit einer Geschwindigkeit von rund 48.000 Stundenkilometern weiter durchs All.

Voyager-Sonden transportieren goldene Schallplatte für Außerirdische

<-- --> unser gruß an außerirdische voyager goldene schallplatte selbst hören.

Falls die Voyager-Sonden jemals auf Leben treffen sollten, sind sie bestens gerüstet. Beide Sonden transportieren eine goldene Schallplatte mit dem Titel "Sounds of Earth". Die vergoldeten Kupferscheiben mit einer Lebensdauer von angeblich 500 Millionen Jahren enthalten Bild- und Audiodateien über die Erde inklusive einer Anleitung zum Abspielen. "Freunde des Weltraums, wie geht es Euch. Habt Ihr schon gegessen? Besucht uns, wenn Ihr Zeit habt", so eine Grußbotschaft auf der Platte in der ostchinesischen Sprache Amoy. Insgesamt 55 verschiedene Sprachen kann sich der interessierte Außerirdische auf "Sounds of Earth" anhören. Die deutsche Botschaft lautet zum Beispiel "Herzliche Grüße an alle". Darüber hinaus sind auf der Platte diverse Geräusche und eine Musikauswahl gespeichert, die von Chuck Berry und Louis Armstrong über melanesische Panflöten bis Mozart und Beethoven reicht.

"Da die Sonden Milliarden von Jahren halten könnten, könnten diese Datenträger-Zeitkapseln einmal die einzigen verbliebenen Spuren der Menschheit sein."

Sendungen über die Raumsonden Voyager 1 und 2

• "Nachrichten in: Die Frühaufdreher" : Bayern 3, 01.08.2023, 05:00 Uhr
• "Die Voyager-Raumsonden am Rand des Sonnensystems" : Wissen, NDR Info, 16.09.2022
• "Warum hat der Saturn Ringe?" : alpha-centauri, ARD alpha, 03.06.2022, 14.30 Uhr
• "18.09.1977: Voyager 1 nimmt erstes Bild auf, auf dem Erde und Mond zusammen zu sehen sind": Bayern 2, 18.09.2020, 09.50 Uhr
• "Interstellare Reise - Was die Raumsonde Voyager über die Grenzen des Sonnensystems erzählt" : IQ - Wissenschaft und Forschung, Bayern 2, 04.11.2019, 18:05 Uhr
• "Sonde Voyager startet mit Visitenkarte der Erde" : Archivradio - Geschichte im Original, SWR2, 22.05.2019
• 12.11.1980: Voyager 1 sendet Bilder von den Ringen des Saturn , Das Kalenderblatt, Bayern 2, 12.11.2009

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Die letzte Aufnahme der berühmten Sonde Das Familienfoto von Voyager

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Die Voyager-Sonden sind zwei weitgehend baugleiche Raumsonden , die als Voyager 1 und Voyager 2 das äußere Planetensystem durchqueren. Seit 1977 sammeln sie im Rahmen des Voyager-Programms Daten aus dem äußeren Sonnensystem .

Entwicklungsgeschichte

Die Voyager-Sonden sind Nachfolger der aus Kostengründen gestrichenen Raumsonden des „Thermoelectric Outer Planets Spacecraft“-Projekts (TOPS). Die Konstrukteure übernahmen daraus etliche der für TOPS entwickelten neuen Technologien. Sie hofften durch diese Technologien auf eine Missionsverlängerung. [1] Der Bau der beiden Voyager-Sonden begann Mitte 1975.

Die Voyager-Sonden bestehen im Wesentlichen aus einer zentralen, ringförmigen Aluminium-Zelle, die im Querschnitt zehneckig ist und einen Großteil der Elektronik beherbergt. Sie hat einen Durchmesser von 1,78 m und ist 0,47 m hoch. Auf ihr ist eine Parabolantenne mit einem Durchmesser von 3,66 m angebracht. Der Großteil der wissenschaftlichen Instrumente ist an einem 2,5 m langen Ausleger installiert. Die zentrale Zelle ist um den Hydrazin-Tank herumgebaut und in zehn einzelne Abteile mit einer Breite von je 0,43 m aufgeteilt. Jede Sonde hat eine Gesamtmasse von 825,5 kg, wovon 104,8 kg auf wissenschaftliche Instrumente entfallen. [2]

Der Großteil der elektronischen Systeme ist in der zentralen Zelle untergebracht und basiert auf der Architektur der Pioneer-10 - und - 11 -Sonden. Die Voyager-Sonden besitzen drei vollständig redundante Computersysteme, die für die Kommunikation ( Communication & Command System ; CCS), die Ausrichtung sowie Bahnregelung ( Attitude and Articulation Control System ; AACS) und die Datenspeicherung ( Flight Data Subsystem ; FDS) zuständig sind. Zum Strahlenschutz sind diese Komponenten durch eine Hülle aus Tantal und Titan abgeschirmt. [2]

Das CCS-Kommunikationssystem sollte erst komplett von den Viking -Sonden übernommen werden, wobei dieses aufgrund des anspruchsvolleren Missionsprofils umfassend in der Leistung gesteigert wurde. Bei 1,9 MHz Takt erreicht es eine Rechenleistung von 0,73 MIPS, das 64-fache der Viking-Sonden. Der frei aufteilbare Ringkernspeicher hat eine Kapazität von 4000 Datenworten zu je 18 Bit. Zum ersten Mal wurde bei einer Sonde ein Built-in self-test verbaut, der schwerwiegende Probleme erkennen soll: Verlust der Empfänger für Kommandos, Ausfall des Senders oder des Oszillators für die Trägerwelle, Anomalien im AACS, Anomalien in der Hard- oder Software des CCS und ungewöhnliche Spannungs- oder Stromschwankungen. [2]

Das AACS-Kontrollsystem wird aufgrund der sehr hohen Geschwindigkeiten beim Vorbeiflug für die korrekte Ausrichtung der Sonde und der Instrumente benötigt. Es besitzt zwar denselben Ringkernspeicher wie das CCS, hat aber nur knapp 5 Prozent der Rechenleistung. Das AACS besitzt zwei Betriebsmodi: Einen Gyro-Modus für die hochgenaue Ausrichtung der Instrumentenplattform bei Vorbeiflügen und einen Sternenmodus zur astronomischen Navigation. Die Gyroskope weisen nach der Kalibrierung eine Abweichung von 0,05° pro Stunde auf. Im Sternenmodus kommt je ein Sonnen- und ein Sternensensor zum Einsatz, die an der Spitze der Parabolantenne angebracht sind. Der Sonnensensor ist ein Potentiometer auf Cadmiumsulfid-Basis und weist einen Messfehler von 0,01° auf. Bei dem Sternensensor handelt es sich um eine Photomultiplier -Röhre mit einem Cäsium-Detektor, der auf den Stern Canopus ausgerichtet ist. Beide Instrumente versuchen ihre Referenzobjekte in der Mitte ihres Sichtfeldes zu halten und aktivieren daher ab einer Abweichung von 0,05° die Schubdüsen. [2]

Aufgrund der hohen Datenrate war für deren Bearbeitung ebenfalls ein eigenes Subsystem nötig, das FDS. Es verwendet statt des üblichen Ringkernspeichers der Viking-Sonden einen zur damaligen Zeit neuartigen CMOS-Speicher, der resistenter gegenüber Spannungsschwankungen ist. Er ist mit 8000 Datenworten Kapazität doppelt so groß wie die Ringkernspeichervariante und wurde daher bei komplexen Operationen vom CCS mitbenutzt. Durch den beim CMOS-Speicher möglichen Speicherdirektzugriff (DMA) konnte auch die Belastung für den Prozessor (Verarbeitungsleistung 0,08 MIPS) deutlich gesenkt werden. Beide FDS-Computer können parallel arbeiten, bei einem Ausfall kann es allerdings zu schwerwiegenden Problemen kommen, da kein dediziertes Reservesystem mehr zur Verfügung steht. Ein FDS wiegt 16,3 kg und benötigt 10 W elektrische Leistung. [2]

Da die gewonnenen Daten aufgrund der begrenzten Übertragungskapazität nicht sofort zur Erde gesendet werden können, wurde ein Massenspeichersystem eingebaut. Es handelt sich hierbei um ein 328 m langes Magnetband, das bis zu 536 MBit (100 Bilder) digital speichern kann. Die Schreibgeschwindigkeit liegt maximal bei 115,2 kBit/s und die Lesegeschwindigkeit bei maximal 57,6 kBit/s. [2]

Energieversorgung

Für Missionen dieser Art (außerhalb der Marsbahn, Langzeit, keine Möglichkeit der Wartung) sind Solarzellen zur Energieversorgung völlig ungeeignet. Daher kamen drei Radionuklidbatterien zum Einsatz, die mit Silizium-Germanium-Thermoelementen die durch spontane Kernzerfälle entstehende Wärme direkt in elektrische Energie umwandeln. Die Batterien enthielten beim Start je 4,5 kg Plutonium-238, einen α-Strahler mit einer Halbwertszeit von 87,7 Jahren. Jede einzelne Batterie befindet sich in einem 39 kg schweren Beryllium-Gehäuse, das 50 cm lang ist und einen Durchmesser von 40 cm hat. Zum Zeitpunkt des Starts stand eine Gleichspannung von 30 Volt und eine Leistung von 470 Watt zur Verfügung. Aufgrund des Zerfalls des Plutoniums reduziert sich die thermische Leistung um jährlich 0,79 %. Mit fallender Temperatur der Radionuklidbatterie fällt zusätzlich der Wirkungsgrad, außerdem altern die Thermoelemente, so dass der jährliche Leistungsverlust bei etwa 1,38 % liegt. Daher müssen immer mehr wissenschaftliche Geräte und Funktionen abgeschaltet werden, um genug Energie für die Steuer- und Kommunikationssysteme übrigzulassen. [2]

Die Batterien sind an einem Ausleger befestigt, damit die Bordelektronik und die wissenschaftlichen Experimente möglichst wenig durch Strahlung beeinflusst werden. Dies gilt insbesondere für die Bremsstrahlung , die beim Eindringen der α-Teilchen in die Batterieummantelung entsteht und die sich nicht vollständig abschirmen lässt. [2]

Kommunikation

Praktisch die gesamte Kommunikation mit der Sonde wird über die auffällige Parabolantenne abgewickelt, die auf der zentralen Zelle montiert ist und aus einem Graphit-Epoxid gefertigt ist. Sie besitzt einen Durchmesser von 3,66 m und weist im X-Band einen Antennengewinn von 48 dBi auf, im S-Band 36 dBi. Da sie nur begrenzt beweglich ist, muss die Sonde genau auf die Erde ausgerichtet werden, um eine Verbindung aufbauen zu können. Zur Datenübertragung werden zwei Frequenzbänder eingesetzt: Das S-Band (2295 MHz) und das X-Band (8418 MHz). Für beide Bänder sind jeweils zwei Sender vorhanden, die nicht parallel betrieben werden können (sie dienen primär als Backup). [2] Zusammen haben sie eine Masse von 21,7 kg.

Das S-Band wird nur zum Senden und Empfangen von Kommandos oder kleinen Datenpaketen genutzt, da die Datenrate bei nur 60 bis 160 Bit/s liegt. Die beiden Sender besitzen eine Abstrahlleistung von je 9,4 und 28,3 Watt und wurden sekundär auch zur Durchleuchtung von Planetenatmosphären verwendet. Als Backup ist auch eine Antenne mit niedrigem Antennengewinn vorhanden (7 dBi). Über das X-Band werden praktisch alle wissenschaftlichen Daten übertragen, da hier eine wesentlich höhere Datenrate (2,5 bis 115,2 kBit/s) verfügbar ist. Die geringste mögliche Transferrate liegt bei 10 Bit/s. [2]

Zur Fehlerkorrektur wurden der Golay- und Reed-Solomon-Code implementiert. Trotz der im Vergleich zu früheren Missionen deutlich höheren Datenraten kam es zu spürbar weniger Übertragungsfehlern.

Flugsteuerung

Zur Lageregelung und Kurskontrolle der Sonde werden acht voll redundante Schubdüsen mit je 0,89 N Schub eingesetzt, die durch die katalytische Zersetzung von Hydrazin den nötigen Rückstoß erzeugen. Der entsprechende Tank besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und befindet sich in der Mitte der zentralen Zelle. Er fasst 90 kg Hydrazin und muss beheizt werden, damit dieses nicht gefriert. Für die Regelung der Rollachse stehen vier weitere Schubdüsen zur Verfügung, die einen Schub von je 22,2 N liefern. Die genauen Steuerimpulse werden vom AACS-Computer berechnet. [2]

Wissenschaftliche Instrumente

Die Voyager-Sonden tragen insgesamt elf wissenschaftliche Instrumente mit einer Gesamtmasse von 104,8 kg, was erheblich mehr ist als bei früheren Planetenmissionen. Die Instrumente benötigen insgesamt 90 Watt elektrische Leistung, wovon 10 Watt auf die entsprechenden Heizelemente entfallen.

Die Instrumente sind in zwei Kategorien unterteilt: Direktmessung (zum Beispiel Teilchendetektoren) und Fernerkundung (zum Beispiel Kameras). Alle Instrumente der letzten Kategorie sind an einer beweglichen Scanplattform angebracht, die sich an einem Ausleger in 2,5 m Entfernung von der zentralen Zelle befindet. Die Plattform kann durch mehrere Elektromotoren, die vom AACS kontrolliert werden, präzise auf einen bestimmten Punkt im Raum (zum Beispiel Planeten) ausgerichtet werden. Die Positionierungsgenauigkeit liegt bei 2,5 mrad.

Cosmic Ray System (CRS)

Dieses Instrument dient zur Untersuchung des Sonnenwindes und der Strahlungsgürtel der Planeten, insbesondere dem des Jupiters. Es besteht aus drei unterschiedlichen Teilchenzählern, die Winkel, Anzahl und Energie auftreffender Teilchen zählen. Der Detektor für hochenergetische Teilchen (HET) kann Protonen und Ionen mit den Ordnungszahlen von 1 (Wasserstoff) bis 30 (Zink) im Bereich von 6 bis 500 MeV pro Nukleon erfassen. Diese Teilchen schädigen stark elektronische Bauteile, daher waren die Ergebnisse für zukünftige Missionen von großer Bedeutung. Das HET setzt sich aus insgesamt 11 Sensoren zusammen, die aus der Eindringtiefe der Teilchen deren Energie ermitteln. Die Fehler der Messung liegen zwischen 5 und 7 Prozent. Der Elektronendetektor (TET) arbeitet nach dem gleichen Prinzip und kann Elektronen im Bereich von 3 bis 110 MeV erfassen. Auch der Detektor für Teilchen mit niedriger Energie (LET) bestimmt die Energie mit Hilfe der ermittelten Eindringtiefe und erfasst Teilchen im Bereich von 1,8 MeV bis 30 MeV. [3]

Imaging Science System (ISS)

Das ISS fasst zwei optische Kameras zusammen, die im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts arbeiten, nämlich einer Schmalwinkel-Tele-Kamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC). Beide Instrumente können Bilder 0,005 bis 61 Sekunden lang belichten. [3]

Die Telekamera verfügt über ein Cassegrain-Teleskop mit einer Öffnung von 176,5 mm und einer Brennweite von 1500 mm. Die Transmission der Optik beträgt 60 Prozent und die theoretische Auflösung liegt bei 1,18  Bogensekunden . Zur Bildaufnahme kommt eine 11 mm große Vidiconröhre auf Selensulfid-Basis zum Einsatz. Der Sensor hat 800×800 Pixel. Der Sensor arbeitet im Spektralbereich 280 bis 640 nm (UV-B bis rot) und ist zur Gewinnung von Farb- und Falschfarbenaufnahmen mit Orange-, Grün-, Blau-, Violett- und UV- Filtern ausgerüstet. Die Kamera wiegt 22,06 kg und hat die Maße 25 cm × 25 cm × 98 cm. [3]

Die Weitwinkelkamera verwendet ein Petzval- Linsenteleskop mit einer Brennweite von 202 mm und einem Durchmesser von 57,2 mm. Es besteht aus sechs strahlungsgehärteten Linsen, von denen eine zum Staubschutz dient. Die Transmission der Optik beträgt 84 %, und die theoretische Auflösung liegt bei 2,87 Bogensekunden. Der Zoomfaktor ist 18, wobei derselbe Sensor wie beim NAC zum Einsatz kommt. Der einzige Unterschied liegt im etwas geringeren Spektralbereich (400–620 nm), der durch die Filtereigenschaften der Linsen bedingt ist. Die WAC benutzt ebenfalls alle Filter der Telekamera mit Ausnahme des UV-Filters. Zusätzlich sind noch Spezialfilter zur Erkennung von Natrium und Methan vorhanden. Die Kamera wiegt 13,30 kg und hat die Maße 20 cm × 20 cm × 55 cm. [3]

Um die Bildsensoren, die bei beiden Kameras identisch sind, komplett auszulesen, werden mindestens 48 Sekunden benötigt. Es gibt ebenfalls Modi, die diese Zeit um das 10-fache erhöhen können. Um ein schnelles Auslesen zu ermöglichen, können auch nur 10 % der Pixel ausgelesen werden. Die Quantisierung erfolgt mit 8 Bit. [3]

Infrared Interferometer Spectrometer (IRIS)

Das IRIS bestimmt Temperatur und Atmosphärenstruktur von Planeten und Monden durch die Auswertung ihrer Infrarot -Emissionen. Insbesondere sollte es das Wasserstoff-Helium-Verhältnis auf Jupiter und Saturn messen. Es handelt sich um ein Cassegrain-Teleskop mit einem Durchmesser von 50,0 mm, einer Brennweite von 303,5 mm und einem Gesichtsfeld von 0,25°. Es sind zwei Sensoren angeschlossen: ein Interferometer / Spektrometer und ein Radiometer. Ersteres arbeitet im Spektralbereich von 2,5 bis 50 µm und erreicht eine Auflösung von 0,094 µm. Das Radiometer ermittelt die Wärme von beobachteten Objekten und nutzt hierfür den Spektralbereich von 0,33 bis 2 µm. Als Referenz dient eine Neon-Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung von 585,2448 nm aussendet. Das IRIS ist mit den beiden Kameras des ISS synchronisiert und liefert für eine 48-Sekunden-Aufnahme (1-fache Auslesegeschwindigkeit) sechs Messwerte. [3]

Low-Energy Charged Particles (LECP)

Dieses Instrument dient zur Untersuchung von elektrisch geladenen Teilchen mit niedriger Energie und ergänzt somit das CRS, das Teilchen mit hoher Energie untersucht. Zur Messung werden zwei Sensoren eingesetzt: das „Low Energy Particle Teleskop“ (LEPT) und der „Low Energy Magnetospheric Particle Analyzer“ (LEMPA). Sie untersuchen die Wechselwirkungen von Teilchen mit den Magnetfeldern von Monden und Planeten sowie die kosmische Strahlung und Sonnenwinde. [3]

Das LEPT analysiert Elektronen im Energiebereich von 0,01 bis 11 MeV und Protonen von 0,015 bis 150 MeV, wobei 10 −5 bis 10 12 Teilchen pro Sekunde erfasst werden können. Das LEMPA arbeitet nur in der Nähe von Planeten und Monden. Es erfasst Alphateilchen , Ionen und Protonen im Energiebereich 0,05 bis 30 MeV. Die beiden Sensoren sind übereinander angebracht, so dass sie stets denselben Bereich untersuchen. Sie haben ein Gesichtsfeld von 45° und können mittels eines 8-Schrittmotors um 360° gedreht werden, was mindestens 48 Sekunden dauert. Der Motor sollte mindestens 500.000-mal eine volle Drehung durchführen können, was für den damaligen Stand der Technik bereits sehr ambitioniert war. Trotz der erwarteten Abnutzungsprobleme hatte er bis zum Jahr 2008 über 5 Millionen Drehungen erfolgreich durchgeführt. Zur Messung kommen verschiedene Sensorentypen zum Einsatz: Halbleiterdetektoren mit einer Dicke von 2 bis 2450 µm, acht Teilchenzähler mit einer Auflösung von 24 Bit und ein Pulshöhenanalysator mit 256 Kanälen. Die Kalibrierung erfolgt mit einer schwach radioaktiven Quelle. [3]

Photopolarimeter System (PPS)

Das PPS misst Polarisierungseffekte , die oft durch Wechselwirkungen von Licht mit Materie entstehen. Da sich jeder Stoff in dieser Hinsicht anders verhält, sind somit Rückschlüsse auf die chemische Struktur von Planetenoberflächen, Ringsystemen und Atmosphären möglich. Das PPS besitzt ein Cassegrain-Teleskop mit einem Durchmesser von 20,32 cm, einer Brennweite von 280 mm und einem variablen Gesichtsfeld von 0,12° bis 3,5°. Es untersucht die Polarisation des Lichts in 8 Spektralbereichen zwischen 235 und 750 nm. Als Sensor dient eine Photomultiplierröhre mit einer Multialkali-Photokathode. Das einfallende Licht kann durch bis zu acht verschiedene Filter geleitet werden. Ein kompletter Arbeitszyklus, bei dem 40 Messungen mit unterschiedlichen Polarisations- und Filtereinstellungen durchgeführt werden, dauert 24 Sekunden. [3]

Plasma Spectrometer (PLS)

Das PLS untersucht das Verhalten des Sonnenwindes und von heißen, ionisierten Gasen im offenen Weltraum sowie deren Wechselwirkungen mit den Magnetfeldern der Planeten. Es analysierte auch das Plasmafeld um den Jupitermond Io und ist in der Lage, die Grenze der Heliopause zu bestimmen. Hierzu verwendet es zwei Sensoren, die nach dem Prinzip der Faradayschen Gesetze arbeiten. Ein Detektor ist auf die Erde ausgerichtet und kann Elektronen im Energiebereich von 4 eV bis 6 keV erfassen, der andere steht senkrecht zu ihm und misst im Bereich von 5 eV bis 10 keV. [3]

Plasma Wave System (PWS)

Dieses Instrument fällt besonders durch seine beiden 10 Meter langen Antennen auf, die im 90°-Winkel von der zentralen Zelle wegführen. Sie haben einen Durchmesser von je 1,27 cm und sind aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung gefertigt. Das PWS benutzt sie als Dipolantenne, die eine effektive Länge von 7 m hat. Das Instrument untersucht die Wechselwirkungen von Teilchen mit den Magnetfeldern der Planeten und die elektrische Komponente von Plasmawellen im Frequenzbereich von 15 Hz bis 56 kHz. Der Empfänger (mit vorgeschaltetem 40-dbi-Verstärker) bietet 16 verschiedene Kanäle, wobei vorher ein Rauschfilter die Störungen durch die Wechselspannung der Bordsysteme bei 2,4 und 7,2 kHz eliminiert. [3]

Ein Teil des PWS ist ein Frequenzanalysator, der alle vier Sekunden ein komplettes Spektrum erstellen kann. Für den unteren Frequenzbereich beträgt die Bandbreite ±15 %, für den hohen Bereich ±7,5 %. Die Datenrate ist mit 32 Bit/s sehr niedrig. Der andere Teil des PWS ist ein Wellenformanalysator, der eine wesentliche Neuerung in der damaligen Raumfahrt war. Die Analyse von Wellenformen erfordert eine verhältnismäßig hohe Anzahl an Messwerten (28.800 pro Sekunde), was in einer sehr hohen Datenrate von 115.200 Bit/s resultiert. Da diese Daten nicht komprimiert oder beschnitten werden können, war man nach dem Verlassen des Jupitersystems wegen der immer geringeren Übertragungsbandbreite gezwungen, die Messungen erst auf den Bandlaufwerken zwischenzuspeichern und später zu versenden. [3]

Planetary Radio Astronomy (PRA)

Dieses Instrument verwendet die beiden Antennen des PWS als Monopol . Es empfängt Radiowellen von Planeten im Frequenzbereich von 20,4 bis 1300 kHz und 2,3 bis 40,5 MHz. [3]

Radio Science Subsystem (RSS)

Das RSS benutzt ebenfalls Baugruppen anderer Systeme mit, in diesem Fall die des Kommunikationssystems. Es kann bei der Kommunikation die Dopplerverschiebung der empfangenen Signale messen und so Rückschlüsse auf die Masse von nahe gelegenen Planeten und Monden ziehen. In einem anderen Betriebsmodus werden X- und S-Band gleichzeitig eingesetzt, um unterschiedliche Frequenzverschiebungen beim Durchqueren von Atmosphären oder Staubwolken zu ermitteln. Aus den gewonnenen Daten kann deren Struktur und chemische Zusammensetzung ermittelt werden. Allerdings ist in diesem Modus keine Kommunikation möglich. Für gute Messergebnisse ist eine hoch stabile Sendefrequenz unerlässlich, weswegen ein besonders stabiler Oszillator eingebaut wurde, der auch nach langer Zeit immer noch eine sehr exakte Frequenz produzieren kann. [3]

Triaxial Fluxgate Magnetometer (MAG)

Das MAG besteht aus vier Sensoren, die Magnetfelder unterschiedlicher Stärke in drei Richtungen messen. Zwei davon sind nahe an der Sonde angebracht und messen starke Magnetfelder bis zu einer Stärke von 2  mT mit einer Genauigkeit von 6 pT (1/10000stel des Erdmagnetfeldes ). Die beiden Sensoren für schwache Magnetfelder sind an einem auffälligen, 13 m langen Ausleger befestigt, der aufgrund einer sehr leichten Berylliumlegierung nur 2,3 kg wiegt. Der große Abstand ist zum Reduzieren von Störungen durch das Magnetfeld der Sonde, deren Elektronik und der Radionuklidbatterien notwendig. Das maximal messbare Magnetfeld liegt bei etwa 500 µT, die maximale Genauigkeit bei 2 pT. [3]

Ultraviolet Spectrometer (UVS)

Dieses Instrument führt dieselben Analysen durch wie das IRIS, allerdings im hohen Ultraviolett -Frequenzbereich von 40 bis 160 nm. Es besitzt im Wesentlichen zwei Betriebsmodi. Zum einen kann es Strahlungsquellen in der Atmosphäre von Monden und Planeten ausmachen, zum anderen kann es das spezifische Verhalten von externer UV-Strahlung (zum Beispiel der Sonne) beim Durchwandern von Atmosphären analysieren. Das UVS war aber auch sehr wichtig, wenn sich die Sonde nicht in der Nähe von Himmelskörpern befand. Zu jener Zeit war kein Teleskop, weder auf der Erde noch im Weltraum, vorhanden, das den extrem hohen UV-Bereich abdeckte. Daher wurde dieses Instrument auch für viele andere wissenschaftliche Beobachtungen eingesetzt. [3]

Voyager Golden Record

Die „Voyager Golden Record“ ist eine kupferne Datenplatte, die zum Schutz vor Korrosion mit Gold überzogen wurde. Auf ihr sind Bild- und Audio-Informationen über die Menschheit gespeichert. Auf der Vorderseite befindet sich unter anderem eine Art Gebrauchsanleitung und eine Karte, die die Position der Sonne in Relation zu 14 Pulsaren zeigt.

Pflege der Software

Die Software der Sonden wird nach wie vor weiterentwickelt und gepflegt. Ende 2015 suchte die NASA einen Nachfolger für Larry Zottarelli, der die Software der Sonden bis dahin betreute. [4] [5] [6]

Modell einer Voyager-Sonde in Originalgröße

Ed Stone, 1972 Wissenschaftler für die Voyager-Sonden, später Direktor des JPL, vor einem Modell in Originalgröße

Die Scan-Plattform (Detailzeichnung)

Voyager 1 im Space Simulator

• Ben Evans: NASA's Voyager Missions . Springer-Verlag, London 2004, ISBN 1-85233-745-1.  
• Reiner Klingholz: Voyagers Grand Tour . Smithsonian Institute Press, 2003, ISBN 1-58834-124-0.  
• William E. Burrows: Mission to Deep Space: Voyager's Journey of Discovery . W. H. Freeman & Co. Ltd., 1993, ISBN 0-7167-6500-4.  

Einzelnachweise

• ↑ Bernd Leitenberger: Voyagers Mission: Die Geschichte .
• ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 Bernd Leitenberger: Voyagers: Die Sonde. Abgerufen am 19. Mai 2012 .  
• ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 Bernd Leitenberger: Voyagers Instrumente. Abgerufen am 19. Mai 2012 .  
• ↑ NASA sucht Programmierer für Voyager-Sonden , Heise online, 31. Oktober 2015.
• ↑ Why NASA Needs a Programmer Fluent In 60-Year-Old Languages , Popular Mechanics, 29. Oktober 2015.
• ↑ NASA's last original Voyager engineer is retiring , CNN, 27. Oktober 2015.
• Beschreibung der Voyager-Sonden
• Voyager-Projektseite der NASA (englisch)
• Ulf von Rauchhaupt: Voyager-Sonden: Die weiteste Reise , faz.net, 5. September 2017, abgerufen am 6. September 2017.
• Dokument zu „Thermoelectric Outer Planets Spacecraft (TOPS)“ auf dem NASA Technical Reports Server (PDF, englisch, 154,9 MB).

Die News der letzten Tage

Raumsonde Voyager 1 funkt wieder verwertbare Daten zur Erde

Wiederbelebung : raumsonde voyager 1 funkt wieder verwertbare daten zur erde, weiterlesen mit spektrum - die woche.

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Artikel zum thema, voyager-2 : nasa-sonde scheint trotz kontaktabbruch »am leben und in funktion«, freistetters formelwelt : wo endet das sonnensystem, raumsonde insight : das erste marsbeben nachgewiesen, unser sonnensystem, unsere milchstraße, sponsored partnerinhalte.

Unerklärliche Effekte

Mysteriöse region außerhalb des sonnensystems verursachte voyager-fehler.

Nach der spektakulär geglückten Rettungsaktion gibt es eine Vermutung für die Ursache der wirren Nachrichten von Voyager 1. Die Messdaten zeigen unbekannte Phänomene

28. Mai 2024, 06:00

22,5 Stunden – so lange braucht Licht, um das bisher am weitesten gereiste von Menschen gemachte Objekt zu erreichen. 24 Milliarden Kilometer ist Voyager 1 seit ihrem Start im Jahr 1977 gereist. Als die Sonde gegen Ende des Jahres 2023 plötzlich begann, wirren Code zu senden, hielten viele die betagte Raumsonde für verloren.

Dabei waren die Messungen der Sonde gerade mit großer Spannung verfolgt worden. Voyager lieferte Daten von dem interstellaren Raum außerhalb unseres Sonnensystems, die ganz anders waren als das, was man erwartet hatte. Ihre Messgeräte lieferten erste Belege für ein neuartiges Phänomen, das sich Erklärungsversuchen entzog, bevor die Raumsonde plötzlich nur noch Unsinn sendete.

Rettungsbemühungen

Schnell begann ein Krisenteam mit der Suche nach dem Problem, doch die Bedingungen gestalteten sich schwierig. Zwar lässt sich der Bordcomputer über Funk erreichen, um ihm Befehle zu geben. Doch auch Radiosignale benötigen für die Reise zu Voyager fast einen vollen Tag. Jede Interaktion mit der Sonde braucht also mindestens 45 Stunden. Und Voyager schien auf keinen Versuch der Kontaktaufnahme zu reagieren. Was auch immer den Fehler ausgelöst hatte, Voyagers Ende schien gekommen zu sein.

Doch im März 2024 passierte etwas, mit dem niemand mehr ernstlich gerechnet hatte: Das Voyager-Team berichtete von einer Veränderung im Verhalten von Voyager. Die Sonde hatte auf ein elektronisches "Anstupsen" reagiert. Eine Analyse des immer noch kryptischen Signals ergab, dass Voyager seinen Speicherinhalt zur Erde gesendet hatte .

Das war ein Glücksfall, denn damit ließ sich das Problem auf einen einzelnen Chip in einem der drei Bordcomputer zurückführen. Dieser Chip des sogenannten Flight Data Subsystem (FDS) war für die Speicherung eines Teils der FDS-Daten sowie des Softwarecodes für den FDS-Computer verantwortlich.

Historische Fernwartung

Eine Reparatur des Milliarden Kilometer entfernten Chips war natürlich unmöglich. Das Team versuchte deshalb, den Code an eine andere Stelle des FDS-Speichers zu kopieren. Allerdings war keiner der verfügbaren Speicherplätze groß genug, um ihn zur Gänze zu fassen.

Das Team musste also zu völlig neuen Lösungen greifen. Der Code wurde in Teile zerlegt, die auf die vorhandenen Lücken im Speicher maßgeschneidert waren . Verschiedene vorsichtige Anpassungen waren vonnöten, um die ursprüngliche Funktion zu reproduzieren.

Am 20. April zeigte sich, nach bangem, fast zweitägigem Warten, dass die ungewöhnliche Aktion Wirkung zeigte. Erstmals seit fünf Monaten schickte die Sonde sinnvolle Informationen über ihren Status.

Voyager arbeitet wieder

Nun, sechs Monate später, zeigt sich, dass die Rettung geglückt ist. Voyager 1 hat die wissenschaftliche Arbeit wiederaufgenommen. Zwei der vier noch funktionierenden wissenschaftlichen Instrumente sind inzwischen online.

"Es war eine Zitterpartie", sagte Astrophysikerin Jamie Rankin von der Universität Princeton, die Projektwissenschafterin im Voyager-Team ist, dem Nachrichtenportal des Fachjournals Science . Projektveteran Alan Cummings vom California Institute of Technology, der seit 51 Jahren beim Voyager-Projekt dabei ist, betont, dass es andere bedrohliche Krisen gegeben habe, die beinahe zum Verlust einer der Sonden geführt hätten, aber noch nie eine wie diese. "Noch nie zuvor erhielten wir so lang keine Daten", sagt Cummings.

Verdacht über Ursache

Das Team bei der Nasa glaubt inzwischen zu wissen, was den Fehler verursacht hatte. Das Problem dürfte mit der neuen, unbekannten Region außerhalb des Sonnensystems zu tun haben, die Voyager 1 im Jahr 2012 erreicht hat. In diesem Jahr registrierten Voyagers Messgeräte eine abrupte Veränderung des Magnetfelds. Die Sonde war als erstes von Menschen gemachtes Objekt in den interstellaren Raum eingetreten.

Tatsächlich handelt es sich hierbei nicht um einen allmählichen Übergang, sondern um eine echte Grenze: Obwohl der aus geladenen Teilchen bestehende Sonnenwind so weit außerhalb der Pluto-Bahn extrem schwach ist, genügt seine Wirkung, um den interstellaren Strom an geladenen Teilchen zurückzudrängen. Irgendwann wird der "Druck" der interstellaren Teilchen zu groß, und der Sonnenwind versiegt.

Diese Grenze erreichte Voyager 1 bereits 2012 und lieferte erstmals Messdaten aus dieser unbekannten Region. Voyager 2 folgte 2018. Damit schienen die Sonden ihre wissenschaftliche Aufgabe im Wesentlichen erfüllt zu haben. Weiter draußen, so glaubte man, existierte nur noch Leerraum.

Unerwartete Daten

Doch 2020 registrierte Voyager 1 plötzlich ein abruptes Ausschlagen des Magnetometers. Ähnliches war bereits zuvor beobachtet worden, doch nach Monaten hatte der Effekt nachgelassen, und es war wieder Ruhe eingekehrt. Fachleute hatten damals vermutet, dass diese Sprünge auftraten, wenn Plasmaströme von der Sonne auf die Grenze zum interstellaren Raum trafen. Dabei könnten sie, so die Vermutung, das interstellare Medium komprimieren und für die Magnetfeldspitzen sorgen.

Nachdem der Effekt 2020 erneut registriert worden war, ließ er aber, zur Überraschung aller, nicht nach. Seither rätseln Fachleute, was dort genau passiert. Was immer es ist, es dürfte nicht mehr mit der Sonne zu tun haben. Es gibt mehrere Theorien. Eine davon besagt, dass Voyager 1 eine kleine Wolke von uraltem Plasma eines anderen Sterns oder einer Sternentstehungsregion durchquert. Diese These vertritt etwa der Astrophysiker Adam Szabo, der als leitender Wissenschafter das Magnetometer betreut.

Es gibt aber auch andere Erklärungsansätze. Manche vermuten, es könnte sich doch um eine Druckwelle von der Sonne handeln, allerdings von unerwarteter Größe.

Warten auf neue Daten

Die Fachwelt wartet also gespannt auf die neuen wissenschaftlichen Daten von Voyager 1. Befindet sie sich immer noch in der Wolke? Das würde bedeuten, dass es sich um eine viel größere Region handelt als bisher vermutet. Eine dritte Erklärung bereitet Fachleuten Kopfzerbrechen: Der Effekt könnte auch so interpretiert werden, dass Voyager das interstellare Medium noch gar nicht verlassen hat.

Was auch immer am Rand des Sonnensystems genau passiert, es dürfte jedenfalls in Zusammenhang mit dem Ausfall des Chips stehen, vermutet man bei der Nasa. Der Sonnenwind wirkt gegen den interstellaren Teilchenbeschuss wie eine schützende Blase, in ähnlicher Weise, wie das Erdmagnetfeld den lebensbedrohlichen Beschuss unseres Planeten durch den Sonnenwind abschirmt. Außerhalb dieser Blase ist Voyager der galaktischen kosmischen Strahlung aus Sternenexplosionen und anderen extremen kosmischen Phänomenen schutzlos ausgeliefert. Ein solches hochenergetisches Teilchen dürfte also höchstwahrscheinlich für den Fehler verantwortlich gewesen sein.

Beispiellose Erfolgsmission

Die beiden Voyager-Sonden stellen eines der erfolgreichsten Raumfahrtprojekte aller Zeiten dar. In den Jahren 1979 bis 1989 besuchten sie die Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun und lieferten erstmals Aufnahmen aus der Nähe. Während diese Planeten inzwischen von vielen anderen Sonden besucht wurden, werden die Voyager-Sonden auch in den kommenden Jahrzehnten die einzigen interstellaren Missionen bleiben und sind trotz ihrer veralteten Hardware und eingeschränkten Funktionalität dementsprechend kostbar. Neben Voyager 1 hatte auch Voyager 2 schon mehrmals mit schwerwiegenden Problemen zu kämpfen, konnte aber gerettet werden .

Nun, da seine Funktionalität wiederhergestellt ist, kann Voyager 1 seine Mission fortsetzen und weitere Daten von den mysteriösen Vorgängen jenseits unseres Sonnensystems zur Erde senden und vielleicht einen Hinweis auf die Lösung des Rätsels liefern.

Sofern Voyager weiteren Einschlägen durch hochenergetische kosmische Teilchen entgeht, stehen sechs weitere spannende Jahre bevor. So lange wird der radioaktive Zerfall der Plutoniumbatterie noch Wärme liefern, um die elektrischen Generatoren anzutreiben, die Voyager mit Strom versorgen. Dann werden auch die vier letzten noch arbeitenden Messgeräte endgültig abgeschaltet. (Reinhard Kleindl, 28.5.2024)

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Voyager-Sonden Flaschenpost an die Aliens

Letzte Mission der Voyager-Sonden: Die Menschheit stellt sich vor. Schlechte Eigenschaften werden dabei verschwiegen.

Die aus Kupfer bestehende und vergoldete Schallplatte „Sounds of Earth“, die an Bord der Voyager in den Weltraum reiste.

Lange werden sie nicht mehr senden, die mittlerweile mehr als 20 Milliarden Kilometer von der Erde entfernten Raumsonden. Wenn die in den 1970er Jahren von der Nasa gestarteten Voyager 1 und 2 ihren wissenschaftlichen Forschungsauftrag, das Studieren von Himmelskörpern und das Senden der Ergebnisse auf die Erde, erledigt haben, gibt es noch eine letzte Mission. Und die hat etwas mit der erhofften Kontaktaufnahme zu Außerirdischen zu tun. Beide Sonden, die dann auch weiterhin mit über 50 Stundenkilometern durchs Weltall rasen werden, tragen eine gleich lautende Botschaft ins All, eine interstellare Flaschenpost sozusagen.

Durch Aluminiumhüllen vor Mikrometeoriten geschützt, transportiert jede Sonde eine mit Gold überzogene Kupferplatte zuzüglich Abspielgerät. Auf den Bild-Ton-Platten, deren Lebensdauer auf eine Milliarde Jahre geschätzt wird - wenn sie nicht vorher durch eine Kollision zerstört werden - stellen sich die Bewohner der Erde möglichen Außerirdischen vor. Denjenigen also, die die Flaschenpost eines Tages aus dem All fischen könnten. Da sind Bilder arbeitender Menschen, spielender Kinder, Fotos von Tieren, Pflanzen, Städten. Geräusche wie das Singen der Vögel und Musik oder die Brandung des Meeres.

Ihre negativen Seiten verschweigt die Menschheit lieber

Der 1996 gestorbenen Astronom Carl Sagan hatte den Auftrag, all das zusammenzustellen, was typisch für unseren Planeten ist. Dabei gab es so manche Schwierigkeit: Wissenschaftliche Zeichnungen über die Anatomie des Menschen durften mit auf die Reise geschickt werden, nicht aber das Foto eines nackten Mannes, Hand in Hand mit einer Schwangeren. Die Nasa fürchtete Pornografie-Proteste im prüden Amerika der 1970er Jahre.

Noch weitere Kompromisse musste Sagan eingehen. Bilder von Krieg, Zerstörung, Atombombenexplosionen wurden weggelassen, weil man Empfängern unsere Friedfertigkeit signalisieren wollte. Eine doch arg geschönte Nachricht angesichts der Realitäten auf dem blauen Planeten, wo Millionen Menschen auf der Flucht vor ihresgleichen sind. Wo gerade jetzt wieder die Brutalität des Krieges und das, was sich die Menschen gegenseitig antun, offenbar wird. Aber wer weist schon auf seine schlechten Seiten hin, wenn er sich einem anderen vorstellt?

Es gab damals die Diskussion, ob wir nicht zu viel von uns verraten, wenn wir unsere Schwächen aufdecken. Eine böswillige außerirdische Zivilisation, so fürchtete man, könnte das ausnutzen. Enthalten ist in der von den Sonden transportierten Botschaft nämlich auch eine „astronomische Landkarte“, anhand derer die Position der Erde im All ersichtlich ist. Das mache es Angreifern doch leicht, über uns herzufallen, so der Vorwurf damals. Doch Carl Sagan wischte dieses Argument beiseite. Die Erde habe ihre Position angriffslustigen oder friedfertigen Außerirdischen längst durch die ins All abgestrahlten Rundfunkwellen verraten.

Und so mag in fernster Zeit auch die Aufzeichnung der Stimme des damaligen US-Präsidenten Jimmy Carter irgendwo da draußen abgespielt werden. Die von ihm geäußerte Hoffnung: eines Tages „einer Gemeinschaft von Milchstraßen-Zivilisationen beizutreten“. United States of Milky Way sozusagen: ein frommer Wunsch, an dessen Verwirklichung man kaum glauben mag. Oder auch nicht. Wenn man den verschämt auf den Platten verschwiegenen Hass bedenkt, mit dem sich die Erdenmenschen immer noch die Köpfe einschlagen.

Es steckte viel Idealismus, viel gute Absicht dahinter, als Sagan und ddie Nasa das Projekt starteten. Aber wirklich realistisch ist eine Informationsübermittlung auf diesem Wege wohl kaum. Undselbst wenn jemand die Botschaft fände - könnten wir überhaupt davon ausgehen, dass die Wesen dieser Zivilisation Sinnesorgane ähnlich den unseren haben, um die Bilder zu sehen und die Musik zu hören? Schon Lebewesen auf der Erde trennt so viel, dass sie nie miteinander kommunizieren können. Andererseits: Wer in der Lage ist, die Botschaft aus dem All zu fischen, dem dürfte einiges Entschlüsselungs-Verständnis zuzutrauen sein.

Vielleicht kommt es ja auch ganz anders: die Nachfahren der Erdenmenschen, die bis dahin ganz andere Regionen des Alls besiedelt haben werden, finden die interstellare Flaschenpost. Und wundern sich, wie es einst auf ihrem Heimatplaneten aussah.  

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Chinesische Sonde verlässt Mond mit Gesteinsproben

Mondsonde "chang'e-6" : chinesische sonde verlässt mond mit proben.

Auf dem Mond werden wertvolle Rohstoffe vermutet. Nun hat China als erstes Land erfolgreich Gesteinsproben von der erdabgewandten Seite des Mondes gesammelt.

Kein direkter Kontakt mit Erde

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Rohstoffe auf dem mond vermutet, mehr zum thema raumfahrt.

Zur erdabgewandten Seite : China erneut auf dem Weg zum Mond

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Raumfahrt: Chinas „Chang'e“-Sonde verlässt Mond erfolgreich mit Gesteinsproben

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Chinesisches Raumfahrtprogramm Sonde mit Mondgestein auf dem Weg zur Erde

Stand: 04.06.2024 03:32 Uhr

China meldet den erfolgreichen Start des "Chang'e-6"-Moduls vom Mond. Die Sonde soll Gesteinsproben von der Rückseite des Mondes zur Erde bringen - dies wäre eine Premiere.

Ein Modul der chinesischen Sonde "Chang'e-6" ist nach Angaben staatlicher Medien erfolgreich von der Mondoberfläche abgehoben. Es habe Gesteinsproben von der Rückseite des Mondes bei sich, meldete die staatliche Nachrichtenagentur Xinhua unter Berufung auf die Nationale Raumfahrtbehörde. Vor dem Start sei das erste Mal die chinesische Flagge auf der Rückseite des Erdtrabanten gezeigt worden, so Xinhua weiter.

Die Mondsonde "Chang'e-6" war vor zwei Tagen auf der erdabgewandten Seite des Mondes gelandet. Dort sollten im sogenannten Südpol-Aitken-Becken etwa zwei Kilogramm Gesteins- und Bodenproben gesammelt werden.

Das Modul fliegt nun zur Wiedereintrittskapsel. Die Rückkehr zur Erde wird für den 25. Juni erwartet.

Die Landeeinheit der Sonde entrollte eine chinesische Nationalflagge auf der erdabgewandeten Seite des Mondes.

Premiere auf dem Mond

Bereits bei der Vorgängermission "Chang'e-5" war Gestein gesammelt worden - allerdings von der Vorderseite des Mondes. China ist nach den USA und der Sowjetunion erst das dritte Land, dem dies gelungen ist.

Sollte "Chang'e-6" erfolgreich zurückkehren, wäre die Volksrepublik der erste Staat, der Gesteinsproben von der Rückseite des Erdtrabanten zurückgebracht hat.

Audio 04.06.2024

Chinesische Sonde hebt mit Proben von Mondrückseite ab

Dieses Thema im Programm: Über dieses Thema berichtete die tagesschau am 04. Juni 2024 um 07:00 Uhr.