Voyager 1, gelanceerd op 5 september 1977, is het verst verwijderde menselijke object ooit – en na 49 jaar zendt hij nog altijd gegevens terug vanuit de interstellaire ruimte.
Het is vandaag exact 49 jaar geleden dat NASA’s Voyager 1 vanaf Cape Canaveral in Florida werd gelanceerd. Het ruimtevaartuig, dat werd gelanceerd aan boord van een Titan IIIE-Centaur-raket, had oorspronkelijk een levensverwachting van slechts vijf jaar. Inmiddels is de sonde uitgegroeid tot de meest verre reiziger die de mensheid ooit heeft voortgebracht. In tegenstelling tot zijn tweelingbroer Voyager 2, die zestien dagen eerder werd gelanceerd en een uitgebreidere tour langs de buitenplaneten maakte, koos Voyager 1 een snellere, directere route die hem uiteindelijk naar de rand van het zonnestelsel en ver daarbuiten zou voeren. De nummering van de twee sondes is hiermee dus niet de lanceervolgorde, maar de volgorde waarin ze hun doelen Jupiter en Saturnus zouden gaan bereiken.
Deze archieffoto toont het Voyager 1 Proof Test Model in de cleanroom van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, op 12 januari 1977 – maanden voor de lancering. Het model ondergaat hier een mechanische voorbereiding en een gewichts- en zwaartepuntbeproeving ter voorbereiding van de missie. Foto: NASA/JPL-CaltechDeze archieffoto toont de lancering van Voyager 1 aan boord van een Titan IIIE-Centaur-raket op 5 september 1977 vanaf Cape Canaveral in Florida – zestien dagen na zijn tweelingbroer Voyager 2 gelanceerd werd, waarmee hij de reis naar de buitenste regionen van het zonnestelsel zou aanvatten. Foto: NASA
Een schat aan ontdekkingen bij Jupiter en Saturnus
De missie van Voyager 1 begon met een nauwe scheervlucht langs Jupiter op 5 maart 1979. De sonde ontdekte er een zwak ringsysteem en de manen Thebe en Metis, maar de grootste verrassing was de maan Io: daar werden actieve vulkanen waargenomen, iets wat tot dan toe nog nooit buiten de aarde was gezien.
Deze zogeheten ‘Blue Movie’ van Voyager 1 toont de nadering van Jupiter over een periode van meer dan zestig Joviaanse dagen. De film dankt zijn naam aan het blauwe filter dat werd gebruikt om de beelden op te nemen. Beelden: NASA/JPLDit mozaïek van Voyager 1, gemaakt op 22 februari 1979 vanaf een afstand van ongeveer 12,7 miljoen kilometer, toont Jupiter met zijn manen Europa (links), Ganymede (midden) en Io. De schaduw van Io is net zichtbaar op de wolken van Jupiter, terwijl ook de kleine maan Amalthea en zijn eclipsschaduw te zien zijn nabij de evenaar. Foto: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin CowartDeze opname van Voyager 1, gemaakt op 4 maart 1979 vanaf een afstand van ongeveer 490.000 kilometer van Io, toont een enorme vulkaanuitbarsting op de Jupitermaan. Het materiaal werd tot een hoogte van ruwweg 160 kilometer omhooggeslingerd en bereikte daarbij een snelheid van bijna 2.000 kilometer per uur. Foto: NASA/JPLDeze close-up van Callisto, gemaakt door Voyager 1 op 6 maart 1979, toont het zwaar gekraterde oppervlak van de Jupitermaan. De opvallende ringstructuur Valhalla heeft een helder centraal gebied van ongeveer 300 kilometer in doorsnede, met concentrische ruggen die zich uitstrekken tot op 1.500 kilometer van het midden. Foto: Calvin J. Hamilton en NASADeze opname van Voyager 1 toont het oppervlak van Ganymedes, de grootste maan van Jupiter en tevens de grootste maan in ons zonnestelsel. De beelden tonen een gevarieerd landschap met zowel donkere, zwaar gekraterde gebieden als lichtere, jongere terreinen met groeven en richels. Foto: NASA/NOAA
Ruim anderhalf jaar later, op 12 november 1980, bereikte Voyager 1 zijn volgende grote doel: Saturnus. Tijdens die ontmoeting ontdekte hij drie nieuwe manen; Atlas, Prometheus en Pandora, en de zogeheten G-ring rond de planeet. De temperatuur van de extreem dichte atmosfeer van Titan, de grootste maan van Saturnus, werd nauwkeurig gemeten en bleek voornamelijk uit stikstof te bestaan. Die waarnemingen wekten voor het eerst serieuze speculaties over meren van vloeibaar methaan op het oppervlak, een vermoeden dat later door de Cassini-missie werd bevestigd.
Deze iconische foto, gemaakt op 16 november 1980, toont Saturnus zoals nooit tevoren gezien. Voyager 1 nam dit beeld vier dagen na zijn dichtste passage vanaf een afstand van 5,3 miljoen kilometer. De geometrie toont de planeet in een sikkelfase, een perspectief dat vanaf de aarde onmogelijk is. De halfschaduw van de ringen is zichtbaar op de planeet, terwijl de planeet zelf door de minder dichte delen van het ringsysteem heen te zien blijft, wat de transluciditeit ervan benadrukt. Foto: NASA/JPL-CaltechOverzichtsdiagram van het missieonderdeel waarin Voyager 1 Saturnus aandeed en diens observaties zou vervullen. Afbeelding: NASA/JPL-CaltechVoyager 1 legde de structuur van Saturnus’ ringen gedetailleerd vast op 13 november 1980. In de buitenste rand van het ringsysteem is de F-ring zichtbaar, deze is niet erg homogeen en strak rond gebleken. Daarbuiten is een nog zwakker, weinig zichtbare G-ring ontdekt door de sonde. De scherp afstekende zwarte, dunne lijn naar binnen toe bezien, is de Encke Gap, de grotere zwarte streep de Cassini-divisie, die niet leeg is maar slechts minder materiaal bevat. Metingen aan het licht van een ster die achter de ringen verdween tijdens de passage, onthulden dat er tot wel 10.000 afzonderlijke concentraties aan materiaal (losstaande ringen) in het hele ringenstelsel aanwezig kunnen zijn. Foto: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. GillVoyager 1 legde dit tafereel vast op 3 november 1980, tijdens zijn nadering tot Saturnus vanaf een afstand van 13 miljoen kilometer. De manen Tethys (de bovenste vlek links van de gasreus) en Dione (linksonder van Tethys). Saturnus is goed te zien, wiens wolkentoppen overschaduwd worden door de donkere banden van diens ringen en de slagschaduw van Tethys zelf. De planeetrand is duidelijk zichtbaar door de 3.500 kilometer brede Cassini-scheiding heen, die ring A van ring B scheidt. Uitwaarts daarvan is de zwakkere C-ring, ook wel de ‘crèpe ring’, ook (net aan) te onderscheiden. Foto: NASA/JPL-CaltechDit drieluik toont de geleidelijke onthulling van Titan’s atmosfeer door Voyager 1 op 12 november 1980. Links: De maan in zijn geheel, gehuld in een ondoordringbare, oranje stikstof-methaan houdende atmosfeer. Midden: Een gedetailleerd zicht vanaf 435.000 kilometer afstand, waarop de donkere “kap” van aerosolen boven de noordpool duidelijk zichtbaar is. Rechts: Een close-up in valse kleuren, genomen op slechts 22.000 kilometer afstand, die de gelaagde structuur van de mistige atsmofeer onthult op hoogtes van 200, 375 en 500 kilometer boven het maanoppervlak. Foto’s: NASA/JPL-CaltechVoyager 1’s close-up opname van Saturnus’ maan Rhea op 12 november 1980, genomen op slechts 73.000 kilometer afstand, onthulde een archeologisch archief van inslagen. Het oppervlak vertoont kraters met diameters tot 75 kilometer. Veel kraters tonen centrale pieken, gevormd door het terugveren van de bodem na de inslag. Het contrast tussen kraterranden – van scherp en relatief jong tot afgevlakt en verweerd – illustreert de lange en gewelddadige geschiedenis van deze ijzige maan. Foto: NASA/JPL-CaltechGenomen door Voyager 1 op 12 november 1980 op een afstand van 3,2 miljoen kilometer, wordt ook de Saturnus’ maan Iapetus onderzocht, hier -helaas- slechts van een korrelige resolutie. Desondanks is de tweeledige kleursamenstelling van de maan goed te herkennen. Foto: NASA/JPL-CaltechVoyager 1’s blik op Saturnus’ kleinere ijsmanen Tethys (links), Mimas (midden) en Enceladus (rechts). De afstanden tot de hemellichamen bedroegen bij de kleinste afstand 416.000 km., 88.000 km. en 202.000 km. respectievelijk. Foto’s: NASA/JPL-Caltech
Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
De koerswijziging die geschiedenis schreef
De scheervlucht langs Titan bepaalde noodlottig de verdere reisroute van Voyager 1. Om de maan van dichtbij te kunnen bestuderen, nam de sonde een koers die hem onder de zuidpool van Saturnus door en uit het vlak van het zonnestelsel loodste. Daardoor kon hij de rest van de grand tour langs Uranus en Neptunus niet maken, dat voorrecht was aan Voyager 2 voorbehouden. Maar die afwijking betekende wél dat Voyager 1 zich met hoge snelheid uit het zonnestelsel verwijderde. Op 25 augustus 2012 was de sonde het eerste door mens gemaakte object die de heliopauze overschreed, de grens waar de invloed van de zonnewind ophoudt en de interstellaire ruimte begint. Sindsdien suist hij door onbekend gebied, op 61.100 kilometer per uur.
De trajecten van Voyager 1 en Voyager 2 door het zonnestelsel. Beide sondes maakten gebruik van zwaartekrachtsslingers bij Jupiter en Saturnus, waarna Voyager 2 doorstootte naar Uranus en Neptunus. Afbeelding: NASA
Een stille getuige in de interstellaire ruimte
In 1990, op 14 februari, richtte Voyager 1 zijn camera’s voor de laatste keer naar binnen. Op verzoek van de beroemde astronoom Carl Sagan maakte de sonde een reeks foto’s van het zonnestelsel, waaronder het iconische beeld dat later de naam ‘Pale Blue Dot’ zou krijgen. De aarde is daarop niet meer dan een kleine, bleekblauwe stip in een donkere straal van verstrooid licht. Sagan schreef erover: ‘Dat is hier. Dat is thuis. Dat zijn wij. Op die stip leeft iedereen van wie je houdt, iedereen die je kent, iedereen van wie je ooit hebt gehoord, ieder mens dat ooit heeft geleefd’. De camera’s werden kort daarna uitgeschakeld om energie te besparen, maar de vijf nog werkende instrumenten blijven data verzamelen. Aan boord is nog altijd de Gouden Plaat: een met goud bedekte koperen schijf met geluiden, muziek en groeten uit 55 talen – een boodschap in een fles voor een mogelijke buitenaardse beschaving.
Dit mozaïek, bestaande uit 60 opnamen, vormt het allereerste ‘familieportret’ van ons zonnestelsel, gemaakt vanaf een afstand van ongeveer 6,4 miljard kilometer. De zon is het heldere object in het midden; de ingezoomde inzetbeelden tonen de planeten, waaronder de aarde. Afbeelding/foto’s: NASA/JPLDeze beroemde opname, die de bijnaam ‘Pale Blue Dot’ kreeg, toont de aarde als een bleekblauwe stip in een strook verstrooid licht; een beeld dat ons perspectief op onze plaats in het heelal voorgoed veranderde. Foto: NASA/JPL
De eindigheid van een epische reis
Toch begint de tijd ook voor Voyager 1 te dringen. De sonde wordt aangedreven door een radio-isotoopgenerator die langzaam maar zeker minder stroom levert. NASA-ingenieurs hebben door de jaren heen steeds meer instrumenten en verwarmingselementen uitgeschakeld om de levensduur te rekken. Naar verwachting zal het contact rond 2030 definitief wegvallen, wanneer de stroom te laag wordt voor verdere communicatie. Maar ook dan blijft Voyager 1 zijn reis vervolgen: een stille getuige van de mensheid, zwevend door de Melkweg voor miljoenen – misschien miljarden – jaren, met aan boord het verhaal van onze blauwe stip.
Deze afbeelding toont de positie van Voyager 1 op 15 februari 2009, op dat moment al ver voorbij de banen van de buitenste planeten en op weg naar de rand van het zonnestelsel. Afbeelding: NASA/JPLEen artistieke impressie van de Voyager 1-sonde, die zich inmiddels op 25,9 miljard kilometer van de aarde bevindt en door de interstellaire ruimte raast. De sonde meet daar nog altijd het interstellaire medium – de mysterieuze omgeving tussen de sterren, gevuld met materiaal van lang vervlogen sterren. (Afbeelding: NASA/JPL-Caltech
Een verhaal dat verder reikt dan de techniek
Wat de Voyager-missie bijzonder maakt, is niet alleen de technologische prestatie. Het is ook het besef dat een ruimtevaartuig met een zeventigjarige computertechnologie, een fractie van de rekenkracht van een hedendaagse smartphone, nog altijd in staat is om gegevens terug te sturen vanaf 25,9 miljard kilometer afstand. Het is een herinnering aan wat mensen kunnen bereiken wanneer ze samenwerken en vooruitkijken. En het is een oproep, zoals Sagan formuleerde, om zorg te dragen voor die ene bleekblauwe stip in de eindeloze kosmos, die alles bevat wat ooit betekenis heeft gehad. Voyager 1 is misschien niet meer van deze tijd, maar zijn reis is nog lang niet ten einde.
