Voyager 1

Voyager 1
Ilustracja
Inne nazwy

Mariner Jupiter/Saturn AVGR77-2

Zaangażowani

NASA Jet Propulsion Laboratory

Indeks COSPAR

1977-084A

Indeks NORAD

10321

Rakieta nośna

Titan IIIE-Centaur z dodatkowym stopniem TE-364/4

Miejsce startu

Cape Canaveral Air Force Station, USA

Cel misji

Jowisz

Cel misji

Saturn

Orbita (docelowa, początkowa)
Czas trwania
Początek misji

5 września 1977 (12:56:01 UTC)

Koniec misji

około 2025

Wymiary
Masa całkowita

825,5 kg

Masa aparatury naukowej

104,8 kg

Voyager 1 – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, wystrzelona 5 września 1977 roku z Przylądka Canaveral na Florydzie w ramach programu Voyager. Na początku 2022 roku sondę dzieliła od Ziemi odległość około 155 au i była ona najdalszym i ciągle działającym obiektem wysłanym w przestrzeń kosmiczną przez człowieka. Sygnał wysłany przez sondę w kierunku anten Deep Space Network potrzebował ponad 21 godzin na przebycie tej drogi[1].

Sondy Voyager wykorzystały technikę przyspieszania w polu grawitacyjnym mijanych planet, co pozwoliło na osiągnięcie dużych prędkości bez konieczności używania paliwa. Voyager 1, wystrzelony 16 dni później niż Voyager 2, wyprzedził swoją siostrzaną jednostkę i pierwszy dotarł do dalszych planet Układu Słonecznego. Asysty grawitacyjne uczyniły z niego najszybszy obiekt wysłany przez człowieka w kosmos[a].

Pierwotnym celem misji Voyagera 1 było zbadanie Jowisza i Saturna oraz ich księżyców. Po zakończeniu eksploracji planet, główne zadanie stanowi badanie krańcowych obszarów heliosfery oraz pomiar właściwości fizycznych przestrzeni międzygwiezdnej.

Od grudnia 2004 sonda znajdowała się w obszarze płaszcza Układu Słonecznego[2]. W sierpniu 2012 roku Voyager 1, jako pierwsza sonda wykonana przez człowieka, przekroczył heliopauzę i znalazł się w przestrzeni międzygwiezdnej[3].

Przewiduje się, że zasilanie energią elektryczną pozwoli utrzymać funkcjonowanie sondy do około 2025 roku[4].

Cele naukowe programu Voyager

Misja główna

Głównym zadaniem misji obu sond Voyager była eksploracja układów Jowisza i Saturna. Po zakończonych sukcesem przelotach obok tych planet NASA wydała zgodę na przedłużenie misji sondy Voyager 2 do, kolejno, Urana i Neptuna.

Zadania wykonywane podczas przelotu obok każdej z mijanych planet obejmowały[5]:

  • zbadanie cyrkulacji, dynamiki, struktury i składu atmosfery planety,
  • scharakteryzowanie morfologii, geologii i stanu fizycznego księżyców planety,
  • wyznaczenie poprawionych wartości dla masy, rozmiarów i kształtu planety, jej księżyców i pierścieni,
  • określenie struktury pola magnetycznego i scharakteryzowanie składu oraz dystrybucji uwięzionych w nim cząstek naładowanych i plazmy.

Misja Międzygwiezdna

Eksploracja planet zakończyła się wraz z przelotem Voyagera 2 obok Neptuna w 1989 roku. Głównym celem przedłużonej misji sond Voyager jest rozszerzenie eksploracji Układu Słonecznego poza planety zewnętrzne, do krańcowych obszarów heliosfery i – po przekroczeniu heliopauzy – dotarcie do lokalnego ośrodka międzygwiazdowego.

Zadania naukowe wykonywane podczas tej fazy misji obejmują[6]:

  • charakteryzacja ewolucji wiatru słonecznego przy zwiększającej się odległości od Słońca,
  • obserwacja zmienności cyklu słonecznego w odległym ośrodku międzyplanetarnym,
  • zbadanie zmienności w ośrodku międzyplanetarnym na różnych szerokościach ekliptycznych,
  • poszukiwanie promieni kosmicznych o niskiej energii,
  • scharakteryzowanie mechanizmów przyspieszania cząstek i mechanizmów osiągania przez plazmę równowagi termodynamicznej w ośrodku międzyplanetarnym,
  • poszukiwanie oznak obecności międzygwiazdowego wodoru i helu pochodzących z wiatru międzygwiazdowego,
  • obserwacja i określenie charakterystyki szoku końcowego naddźwiękowego wiatru słonecznego,
  • scharakteryzowanie poddźwiękowego wiatru słonecznego poza szokiem końcowym,
  • obserwacja i określenie charakterystyki heliopauzy,
  • scharakteryzowanie lokalnego ośrodka międzygwiazdowego i związanych z nim emisji radiowych,
  • obserwacja emisji radiowych pochodzących ze Słońca i wiatru słonecznego,
  • monitorowanie emisji promieniowania Słońca w zakresie skrajnego ultrafioletu,
  • poszukiwanie gazu międzyplanetarnego i międzygwiazdowego.

Konstrukcja sond Voyager

Schemat konstrukcji sondy Voyager

Obydwie sondy Voyager mają jednakową konstrukcję. Kadłub sondy ma kształt dziesięciobocznego pierścienia, o wysokości 47 cm i średnicy 1,78 m, otaczającego centralny zbiornik z hydrazyną. We wnętrzu kadłuba znajduje się wyposażenie elektroniczne, w tym komputery, rejestrator danych i nadajniki radiowe. Podstawowe urządzenia sondy zostały zdublowane. Do górnej powierzchni kadłuba zamontowana jest paraboliczna antena główna o wysokim zysku (HGA), mająca średnicę 3,66 m. Do kadłuba przymocowane są też trzy wysięgniki z dodatkowym wyposażeniem. Większość instrumentów naukowych umieszczono na wysięgniku naukowym o długości 2,5 m. Na jego końcu znajduje się ruchoma platforma skanująca, na której zamontowano kamery, fotopolarymetr, spektrometry oraz detektory plazmy i cząstek naładowanych. Instrumenty te mogły być dzięki temu precyzyjnie ustawiane w kierunku obserwowanych obiektów. Na oddzielnym wysięgniku o długości 13 m zostały zamontowane magnetometry. Na trzecim wysięgniku, umieszczonym po przeciwnej do wysięgnika naukowego stronie kadłuba, znajdują się radioizotopowe generatory termoelektryczne (RTG). Dwie prostopadłe anteny o długości 10 m służą do odbioru fal plazmowych i badań radioastronomicznych. Sonda jest stabilizowana trójosiowo, a antena wysokiego zysku jest zawsze skierowana ku Ziemi[7].

Sonda ma 70 kilobajtów pamięci komputerowej – nieco więcej niż komputery 8-bitowe jak Atari 65XE, dla porównania przeciętny smartfon w 2017 roku miał ponad 14000 razy więcej pamięci, co pokazuje jak rozwinęła się technika w czasie działania sondy. Do wysłania sygnału na Ziemię sonda potrzebuje zasilania o mocy 22 W, a prędkość transmisji aktualnie wynosi 160 bitów na sekundę (w 2021 roku)[8][9].

Zasilanie w energię

Dwa radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW-RTG ang. Multi Hundred Watt Radioisotope Thermoelectric Generators

Energia elektryczna dostarczana jest przez trzy radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW-RTG). Każdy generator ma 50,8 cm długości, 40,6 cm średnicy, masę 39 kg i zawiera około 4,5 kg plutonu 238 w postaci dwutlenku. Ogniwa termoelektryczne generatorów wykonane są z krzemu i germanu, a osłona zbudowana jest z berylu. Na początku misji generatory wytwarzały napięcie stałe o wartości 30 V i łącznej mocy około 475 W. Dostarczana energia zmniejsza się z czasem z powodu rozpadu radioaktywnego plutonu i degradacji elementów ogniw termoelektrycznych[5].

Tempo spadku mocy wynosi średnio około 4,3 W rocznie, co zmusza do stopniowego wyłączania systemów pokładowych i instrumentów naukowych[10]. W styczniu 2015 roku generatory sondy Voyager 1 wytwarzały energię o mocy 254,6 W, a generatory Voyagera 2 energię o mocy 255,8 W[11].

Łączność

Łączność z sondami utrzymywana jest głównie za pośrednictwem anteny o wysokim zysku (High-Gain Antenna, HGA) o średnicy 3,66 m. Kąt połowy mocy HGA dla pasma X wynosi 0,5°, a dla pasma S 2,3°. Na strukturze nośnej HGA zamontowana jest także antena o niskim zysku (LGA), która używana była sporadycznie podczas niektórych manewrów i w razie problemów z utrzymaniem łączności. Każda sonda ma dwa transpondery (główny i zapasowy). Każdy z transponderów zawiera nadajniki pracujące w paśmie S (2295 MHz) i w paśmie X (8418 MHz) oraz odbiornik w paśmie S (2113 MHz). Voyagery były pierwszymi sondami, które używały pasma X jako głównej częstotliwości nadawczej. Nadajnik w paśmie S mógł pracować z mocą 9,4 W oraz 28,3 W, natomiast nadajnik w paśmie X z mocą 12 W oraz 21,3 W[7][12].

Dane mogą być magazynowane na pokładzie sond, do późniejszej transmisji na Ziemię, przy użyciu cyfrowego napędu taśmowego (Digital Tape Recorder) zapisującego na ośmiu ścieżkach z maksymalną szybkością 115,2 kilobitów na sekundę. Pojemność taśmy wynosi 536 megabitów, co jest równoważne zapisowi 96 zdjęć z kamer sondy[7].

Na Ziemi łączność z sondą utrzymywana jest przy użyciu sieci Deep Space Network (DSN) z antenami o średnicach 34 i 70 m, rozmieszczonymi w trzech kompleksach – w okolicy Madrytu w Hiszpanii, Canberry w Australii i Goldstone (w pobliżu Barstow) w Kalifornii.

Dane naukowe mogły być transmitowane w paśmie X z maksymalną szybkością 115,2 kb/s (przy Jowiszu). Możliwa do uzyskania szybkość przekazu maleje wraz ze wzrostem odległości sond od Ziemi – przy Saturnie wynosiła 44,8 kb/s, przy Uranie i Neptunie (Voyager 2) 21,6 kb/s. Podczas obecnej fazy misji Voyager (Misja Międzygwiezdna) dane typowo przesyłane są z sond w paśmie X w czasie rzeczywistym, z szybkością 160 b/s i odbierane przez anteny DSN o średnicy 34 m. Dane z szerokopasmowego odbiornika fal plazmowych o wysokim tempie zapisu (115,2 kb/s) na pokładzie Voyagera 1 są okresowo zapisywane na taśmie i co około pół roku przesyłane z szybkością 1,4 kb/s, co wymaga odbioru przez 70-metrową antenę DSN. Ponieważ dane z tego instrumentu na pokładzie Voyagera 2 nie są już dłużej użyteczne, pamięć taśmowa na jego pokładzie została w 2007 roku wyłączona[13][10].

Instrukcje ze stacji naziemnych są przesyłane do sond w paśmie S z szybkością 16 bitów na sekundę.

Systemy sterowania

Konstrukcja sond umożliwia ich funkcjonowanie w stopniu wysoce autonomicznym. Na pokładzie znajdują się trzy połączone ze sobą systemy komputerowe, każdy złożony z dwóch komputerów – głównego i zapasowego:

  • Computer Command Subsystem (CCS) – główne komputery sterujące sondy. CCS jest odpowiedzialny za utrzymywanie łączności z Ziemią, przetwarza i wykonuje instrukcje sterujące pracą instrumentów naukowych i innych systemów sondy. Zawiera algorytmy rozpoznające nieprawidłowości w funkcjonowaniu sondy i zapewniające ochronę przed ich skutkami.
  • Attitude and Articulation Control Subsystem (AACS) – odpowiedzialny za kontrolę położenia sondy. AACS utrzymuje antenę wysokiego zysku w pozycji skierowanej w kierunku Ziemi, steruje manewrami korekcyjnymi oraz ruchami platformy skanującej.

Do kontroli położenia wykorzystywane są trzy żyroskopy (używane jedynie przez krótki czas, do kilku godzin, podczas niektórych manewrów) oraz czujniki Słońca (Sun Sensor) i gwiazd (Canopus Star Tracker). Sterowany przez AACS system napędowy składa się z 16 silników o ciągu 0,889 N każdy. Cztery służą do wykonywania manewrów korekcji trajektorii, pozostałe służące do stabilizacji położenia sondy podzielono na dwa zestawy po 6 silników[7]. Materiał pędny stanowi hydrazyna, której początkowy zapas wynosił 90 kg. W styczniu 2015 roku na pokładzie Voyagera 1 pozostało 17,38 kg, a Voyager 2 miał zapas 25,27 kg hydrazyny[11].

  • Flight Data Subsystem (FDS) – kontroluje pracę instrumentów naukowych, zbiera i formatuje dane naukowe i inżynieryjne przeznaczone do transmisji na Ziemię oraz koduje i wykonuje kompresję tych danych.

Instrumenty naukowe

Na pokładzie każdej z sond Voyager zostało zainstalowanych 10 instrumentów naukowych. Instrumenty te, oraz system telekomunikacyjny sond, posłużyły do przeprowadzenia 11 eksperymentów[7][14]:

EksperymentKonstrukcja instrumentu
  • Kierownik (Principal Investigator)
Zadania
Imaging Science Subsystem (ISS)[15]:

Narrow Angle Camera (ISS-NA) – kamera wąskokątna

Wide Angle Camera (ISS-WA) – kamera szerokokątna

Dwie kamery, każda zaopatrzona w detektor widikonowy z siarczku selenu o rozdzielczości 800 × 800 pikseli i osiem filtrów barwnych; obserwacje w zakresie długości fal 280–640 nm:
  • ISS-NA – optykę stanowi teleskop Cassegraina o ogniskowej 1500 mm, f/8.5, aperturze 176,5 mm i polu widzenia 7,5 × 7,5 mrad;
  • ISS-WA – układ Petzvala o ogniskowej 201 mm, f/3.5, aperturze 57 mm i polu widzenia 55,6 × 55,6 mrad.

Masa: 38,17 kg.

Obserwacja cyrkulacji atmosfer planetarnych; określenie prędkości wiatrów i struktury chmur; określenie ogólnej charakterystyki księżyców, ich struktury geologicznej i właściwości powierzchni; określenie struktury i właściwości pierścieni; poszukiwanie nowych księżyców i pierścieni; pomoc w interpretacji danych z innych eksperymentów; nawigacja optyczna.
Photopolarimeter Subsystem (PPS) – fotopolarymetr[16]Teleskop Cassegraina o aperturze 15 cm, zestaw filtrów polaryzacyjnych i filtrów barwnych oraz z fotopowielacz; pomiary intensywności i polaryzacji liniowej światła rozproszonego w zakresie długości fal 235–750 nm.

Masa: 2,55 kg.

Określenie właściwości fizycznych cząsteczek aerozoli atmosferycznych; tekstury i budowy powierzchni księżyców; pomiar gęstości, składu i rozmiaru cząstek tworzących pierścienie; obserwacja struktury pierścieni podczas okultacji gwiazd; poszukiwanie wyładowań atmosferycznych i aktywności zorzowej.
Infrared Radiometer Interferometer and Spectrometer (IRIS) – spektrometr i radiometr podczerwieni[17]Dwa detektory korzystające ze wspólnego teleskopu Cassegraina o aperturze 50,8 cm, ogniskowej 303,5 cm i polu widzenia 0,25°:
  • interferometr Michelsona wykonywał pomiary w zakresie długości fal 4–55 μm;
  • jednokanałowy radiometr prowadził pomiary w zakresie 0,33–2 μm.

Masa: 19,47 kg.

Określenie składu atmosfer, w tym stosunku wodoru do helu; otrzymanie wertykalnych profili temperatury atmosfer; badanie składu, właściwości termicznych i rozmiaru cząstek tworzących pierścienie; określenie temperatury, składu i struktury powierzchni księżyców; pomiary globalnego i lokalnego bilansu energetycznego.
Ultraviolet Spectrometer (UVS) – spektrometr ultrafioletu[18]Spektrometr z kolimatorem mechanicznym; obserwacje w zakresie długości fal 53,5 – 170,2 nm (51,3 – 168,0 nm w sondzie Voyager 2).

Masa: 4,49 kg.

Określenie składu, struktury i własności rozpraszających atmosfer; obserwacje otoczki wodorowej planet i księżyców; badanie własności pierścieni i aktywności zorzowej; astronomia gwiazdowa.
Plasma Subsystem (PLS) – detektor plazmy[19]Dwa detektory o konstrukcji złożonej z puszek Faradaya: jeden skierowany w kierunku Ziemi, drugi skierowany pod kątem prostym do pierwszego; pomiary elektronów i jonów w zakresie energii 10–5950 eV (dla He++ 20–11900 eV).

Masa: 9,9 kg.

Określenie właściwości wiatru słonecznego i jego interakcji z planetami; badanie źródeł, właściwości i morfologii plazmy magnetosferycznej planet oraz jej interakcji z księżycami; badanie szoku końcowego, heliopauzy i przestrzeni międzygwiezdnej.
Low-Energy Charged Particle Subsystem (LECP) – detektor cząstek naładowanych o niskiej energii[20]Dwa zespoły detektorów umieszczonych na obrotowej platformie:
  • Low Energy Magnetospheric Particle Analyzer (LEMPA) – pomiary w zakresie 10 keV – >11 MeV dla elektronów i 15 keV – ≥150 MeV dla protonów i cięższych jonów;
  • Low Energy Particle Teleskop (LEPT) – pomiary w zakresie od 0,05 do 300–500 MeV/nukleon.

Masa: 7,47 kg.

Pomiary galaktycznych promieni kosmicznych, cząstek energetycznych pochodzenia słonecznego i planetarnego.
Cosmic-Ray Subsystem (CRS) – detektor promieniowania kosmicznego[21]Trzy zespoły detektorów wykonujące pomiary w zakresie energii:
  • High Energy Telescope System (HETS) – 6–500 MeV/nukleon i elektrony w zakresie 3–110 MeV
  • Low Energy Telescope System (LETS) – 0,15–30 MeV/nukleon
  • Electron Telescope (TET) – elektrony w zakresie 5–110MeV.

Masa: 7,52 kg.

Pomiary galaktycznych promieni kosmicznych, procesów przyspieszania cząstek w przestrzeni międzyplanetarnej, elektronów pochodzących z Jowisza oraz składu cząstek w magnetosferach planetarnych.
Magnetometer (MAG) – magnetometr[22]Cztery trójosiowe magnetometry transduktorowe (dwa dla słabych pól i dwa dla silnych pól); pomiary pól magnetycznych w zakresie 0,02 nT – 2·106 nT.

Masa: 5,6 kg.

  • Norman F. Ness z Bartol Research Institute w University of Delaware w Newark, Delaware
Pomiary międzyplanetarnego pola magnetycznego, planetarnych pól magnetycznych, struktury magnetosfer planetarnych i ich interakcji z wiatrem słonecznym, księżycami i pierścieniami.
Plasma Wave Subsystem (PWS) – odbiornik fal plazmowych[23]16-kanałowy analizator spektralny w zakresie 10 Hz – 56,2 kHz i szerokopasmowy odbiornik falowy w zakresie 40 Hz – 12 kHz; dwie anteny (wspólne z PRA) użyte jako antena dipolowa o efektywnej długości 7 m.

Masa: 1,37 kg.

Pomiary fal plazmowych i fal radiowych o niskiej częstotliwości; badanie struktury heliosfery, magnetosfer planetarnych i ich interakcji z wiatrem słonecznym; pomiar gęstości elektronów, wyładowań atmosferycznych i uderzeń cząstek pyłowych.
Planetary Radio Astronomy (PRA) – odbiornik radioastronomiczny[24]Odbiornik radiowy w pasmach 20,4 kHz – 1300 kHz i 2,3–40,5 MHz; dwie 10-metrowe anteny monopolowe.

Masa: 7,7 kg.

Obserwacje emisji radiowych pochodzących z planet i planetarnych pól magnetycznych; pomiar rezonansów plazmowych; obserwacja wyładowań atmosferycznych.
Radio Science Subsystem (RSS) – instrument radiowy[25]System telekomunikacyjny sondy: transpondery w paśmie X i paśmie S, ultrastabilny oscylator.

Masa: 44,0 kg.

Określenie własności atmosfer i jonosfer, struktury pierścieni; pomiar masy i gęstości planet i księżyców; testy ogólnej teorii względności.
Platforma skanująca z zainstalowanymi instrumentami

Fotopolarymetr na pokładzie sondy Voyager 1 uległ awarii przed przelotem obok Jowisza i zebrane przez niego dane nie były analizowane.

Detektor plazmy PLS w listopadzie 1980 roku, wkrótce po minięciu przez sondę Saturna, uległ poważnej awarii, która znacznie ograniczyła jego zdolności obserwacyjne i utrudniła prowadzenie badań wiatru słonecznego[26]. Instrument ten został wyłączony 1 lutego 2007.

Z powodu spadku wytwarzanej energii elektrycznej, po zakończeniu fazy badania planet, kolejno wyłączane są niektóre instrumenty naukowe sondy. W pierwszej kolejności zostały wyłączone wszystkie instrumenty znajdujące się na platformie skanującej, z wyjątkiem spektrometru ultrafioletu (UVS). UVS kontynuował zbieranie danych, chociaż bez możliwości skanowania, do 2010 roku. Pod koniec tego roku miał on także zostać wyłączony (według planu z połowy 2010 roku)[27].

Odbiornik radiowy PRA został wyłączony 15 stycznia 2008.

Do 2020 roku planowane jest utrzymanie na pokładzie Voyagera 1 pracy następujących instrumentów: Low-Energy Charged Particle Subsystem, Cosmic Ray Subsystem, Magnetometer i Plasma Wave Subsystem[27].

Golden Record

Do kadłuba każdej z sond Voyager przymocowana jest 12-calowa płyta gramofonowa wykonana z pozłacanej miedzi. Zapisane są na niej pozdrowienia wypowiadane w 55 językach (w tym polskim), muzyka, dźwięki i obrazy przedstawiające różnorodność życia i kultury na Ziemi[28].

Przebieg misji

Start sondy Voyager 1

Start sondy Voyager 1 nastąpił 5 września 1977 roku. Najpotężniejsza wówczas amerykańska rakieta nośna Titan IIIE-Centaur z dodatkowym stopniem napędzanym stałym materiałem pędnym wyniosła sondę na prowadzącą ku Jowiszowi orbitę o peryhelium wynoszącym 1,0 au i aphelium 8,9 au. Początek misji został opóźniony o 5 dni, w celu dokonania kontroli i wprowadzenia modyfikacji niektórych elementów sondy i jej oprogramowania, dla uniknięcia problemów, które napotkano podczas aktywacji wystrzelonej wcześniej sondy Voyager 2.

18 września, znajdując się w odległości 11,66 mln km, sonda skierowała platformę skanującą w kierunku Ziemi i wykonała pierwszą w historii fotografię, na której widoczne były razem pełne dyski Ziemi i Księżyca. 15 grudnia 1977 roku znajdując się w odległości 124 mln km od Ziemi, Voyager 1 prześcignął poruszającą się wolniej sondę Voyager 2. W tym momencie wzajemna odległość między sondami wynosiła 17 mln km. 23 lutego 1978 roku doszło do zacięcia platformy skanującej, jednak awaria ta ustąpiła po przeprowadzeniu testów jej ruchomości.

Jowisz

Trajektoria przelotu Voyagera 1 przez układ Jowisza

W kwietniu 1978 roku, znajdując się w odległości 265 mln km od Jowisza, sonda zaczęła wykonywać pierwsze fotografie tej planety. Faza obserwacji Jowisza oficjalnie rozpoczęła się 4 stycznia 1979 roku 10 lutego Voyager 1 przekroczył orbitę Sinope, najbardziej odległego, spośród ówcześnie znanych, księżyca planety. 28 lutego sonda osiągnęła granice jowiszowej magnetosfery. W tym czasie rozmiar magnetosfery planety podlegał gwałtownym fluktuacjom, co spowodowało, że dopiero 3 marca sonda po raz ostatni przekroczyła magnetopauzę.

5 marca 1979 roku o 12:05:26 UTC Voyager 1 zbliżył się do Jowisza na najmniejszą odległość, wynoszącą 348 890 km od centrum planety, około 280 000 km od szczytów chmur. 5 marca sonda przeleciała także kolejno obok Amaltei (minimalna odległość 420 200 km), Io (20 570 km) i Europy (733 760 km). 6 marca Voyager 1 zbliżył się do Ganimedesa na odległość 114 710 km i do księżyca Kallisto na odległość 126 400 km[29][30].

Oddalając się od Jowisza, 20 marca sonda opuściła obszar jego magnetosfery, a 13 kwietnia 1979 roku zakończona została faza obserwacji planety. Dokonany podczas przelotu obok Jowisza manewr asysty grawitacyjnej zmienił orbitę Voyagera 1 na prowadzącą do Saturna orbitę hiperboliczną.

Sonda odkryła czynne wulkany na Io (było to pierwsze odkrycie aktywnego wulkanizmu poza Ziemią), obecność pierścienia wokół Jowisza, zorze polarne i potężne wyładowania atmosferyczne na planecie. Zbadano strukturę i dynamikę atmosfery Jowisza, zawartość w niej helu i wielu związków chemicznych. Poznano wiele szczegółów struktury magnetosfery. Sonda po raz pierwszy ukazała szczegóły morfologii powierzchni i budowy geologicznej największych księżyców planety. Na przekazanych zdjęciach odkryto także dwa niewielkie księżyce – Tebe i Metis[31]. Łącznie sonda wykonała około 18 tysięcy fotografii Jowisza, jego księżyców i pierścienia.

  • Ziemia i Księżyc widziane przez Voyagera 1

    Ziemia i Księżyc widziane przez Voyagera 1

  • Film wykonany podczas zbliżania się sondy do Jowisza

    Film wykonany podczas zbliżania się sondy do Jowisza

  • Jowisz z Io i Europą na tle swej tarczy

    Jowisz z Io i Europą na tle swej tarczy

  • Io na tle jowiszowych chmur

    Io na tle jowiszowych chmur

  • Zdjęcie, na którym odkryto pierścień Jowisza

    Zdjęcie, na którym odkryto pierścień Jowisza

  • Powierzchnia Io z widocznym kraterem wulkanicznym

    Powierzchnia Io z widocznym kraterem wulkanicznym

  • Basen wielopierścieniowy Valhalla na Kallisto

    Basen wielopierścieniowy Valhalla na Kallisto

  • Odkrycie erupcji wulkanicznych na Io

    Odkrycie erupcji wulkanicznych na Io

Saturn

Trajektoria przelotu Voyagera 1 przez układ Saturna

Po minięciu Jowisza, sonda 9 kwietnia 1979 roku wykonała pierwszy manewr korekcji trajektorii, by umożliwić bliski przelot obok Tytana. Następny manewr 10 października 1979 roku zapewnił, żeby sonda nie uderzyła w powierzchnię tego księżyca. Na początku stycznia 1980 roku instrument radioastronomiczny (PRA) zaczął odbierać impulsy radiowe pochodzące z Saturna. 23 sierpnia Voyager 1 zaczął wykonywać pierwsze fotografie planety. 12 listopada sonda osiągnęła granice magnetosfery Saturna.

12 listopada 1980 roku o 05:41 UTC Voyager 1 zbliżył się do Tytana na najmniejszą odległość, wynoszącą 6498 km od centrum księżyca, przelatując około 4000 km od szczytów skrywających go mgieł. Następnie sonda zbliżyła się do księżyca Tethys na odległość 415 532 km. Największe zbliżenie do Saturna miało miejsce 12 listopada o 23:45:43 UTC w odległości 184 141 km od centrum planety, około 124 000 km nad szczytami chmur. 13 listopada sonda przeleciała kolejno obok Mimasa (minimalna odległość 88 406 km), Enceladusa (201 934 km), Dione (161 499 km), Rei (73 985 km) i Hyperiona (870 823 km)[32]. Oddalając się od Saturna, 16 listopada sonda opuściła obszar jego magnetosfery.

Głównym składnikiem atmosfery Tytana okazał się być azot, a warstwy chmur i mgieł całkowicie zakrywają jego powierzchnię. Ustalono wartości ciśnienia atmosferycznego i temperatury panującej na Tytanie. W przypadku innych księżyców uzyskano po raz pierwszy obrazy ich powierzchni. Fotografie systemu pierścieni planety ukazały ich niezwykle skomplikowaną, złożoną z tysięcy elementów strukturę. Nad powierzchnią pierścienia B zauważono ciemne radialne struktury, nazywane szprychami. Zbadano strukturę i dynamikę atmosfery planety, zawartość w niej helu i wielu związków chemicznych, odkryto obecność zórz polarnych. Poznano wiele szczegółów struktury magnetosfery. Na przekazanych zdjęciach odkryto także trzy niewielkie księżyce – Atlas, Prometeusz i Pandora[31]. Łącznie sonda wykonała około 16 tysięcy fotografii Saturna, jego księżyców i pierścieni.

  • Warstwy mgieł nad Tytanem

    Warstwy mgieł nad Tytanem

  • System pierścieni Saturna

    System pierścieni Saturna

  • Mimas. Widoczny krater Herschel

    Mimas. Widoczny krater Herschel

  • Zdjęcie Saturna i jego pierścieni wykonane po minięciu przez sondę orbity planety

    Zdjęcie Saturna i jego pierścieni wykonane po minięciu przez sondę orbity planety

Voyager Interstellar Mission

Schemat heliosfery z zaznaczonymi pozycjami sond Voyager
Mozaika zdjęć Układu Słonecznego wykonana przez Voyagera 1 z odległości 40 au od Słońca
Najdalsze zdjęcie Ziemi z kosmosu

Przelot obok Saturna zmienił tor lotu Voyagera 1 na, prowadzącą poza Układ Słoneczny, orbitę hiperboliczną o nachyleniu 35° na północ od płaszczyzny ekliptyki i mimośrodzie 3,72[33]. Od tego czasu sonda wykonuje pomiary wiatru słonecznego, pól magnetycznych i promieni kosmicznych. Spektrometr UVS wykorzystywany był do obserwacji astronomicznych w ultrafiolecie. Po minięciu przez sondę Voyager 2 Neptuna, NASA oficjalnie przemianowała 1 stycznia 1990 roku misje obydwu sond Voyager na Voyager Interstellar Mission (Misja Międzygwiezdna Voyagera). Jej głównym zadaniem jest zbadanie krańcowych obszarów heliosfery, w tym dotarcie do heliopauzy.

14 lutego 1990 roku Voyager 1 po raz ostatni uruchomił swoje kamery i wykonał serię zdjęć ukazujących Słońce i planety, w tym Ziemię. 17 lutego 1998 roku sonda znalazła się w większej odległości od Słońca (69,4 au), niż wystrzelony w 1972 roku Pioneer 10. Tym samym Voyager 1 stał się najodleglejszym skonstruowanym przez człowieka obiektem w kosmosie[34].

16 grudnia 2004 roku, w odległości 94,01 au od Słońca, Voyager 1 przekroczył granicę szoku końcowego heliosfery i znalazł się w obszarze płaszcza Układu Słonecznego[2].

15 sierpnia 2006 roku sonda dotarła na odległość 100 au od Słońca[35].

W maju 2012 roku instrumenty Voyagera 1 zaczęły rejestrować szybki wzrost natężenia promieniowania kosmicznego pochodzenia galaktycznego, co było interpretowane jako oznaka zbliżania się sondy do heliopauzy[36].

Pomiędzy 28 lipca a 25 sierpnia 2012 roku sonda pięciokrotnie przekraczała granicę nowego obszaru, charakteryzującego się gwałtownym spadkiem liczby cząstek pochodzących z wiatru słonecznego, przy jednoczesnym dalszym wzroście natężenia promieniowania kosmicznego pochodzącego z przestrzeni międzygwiezdnej. Jednocześnie wzrosło natężenie otaczającego pola magnetycznego, przy niezmienionej jego orientacji. Początkowo zespół naukowy misji ogłosił, że sonda znajduje się w nieznanym uprzednio obszarze krańcowym heliosfery, w którym linie słonecznego pola magnetycznego są połączone z liniami pola międzygwiezdnego[37][38]. Dodatkowe pomiary gęstości plazmy elektronowej otaczającej sondę, wykonane przez odbiornik fal plazmowych (PWS), wykazały wzrost jej wartości do spodziewanej w przestrzeni międzygwiezdnej. We wrześniu 2013 roku NASA oficjalnie ogłosiła, że 25 sierpnia 2012 roku, w odległości 121,7 au od Słońca, sonda Voyager 1 przekroczyła heliopauzę i znalazła się w przestrzeni międzygwiezdnej[39][3][40].

1 stycznia 2022 roku Voyager 1 znajdował się w odległości ponad 23 198 000 000 km (155,07 au) od Słońca, w punkcie o współrzędnych równikowych: deklinacja (J2000) +12° 01′, rektascensja (J2000) 17h 15m i współrzędnych ekliptycznych: szerokość ekliptyczna 35,0°, długość ekliptyczna 256,6°. Sonda oddala się od Słońca z prędkością 16 951 m/s (czyli 61 023 km/h = 3,576 au rocznie) w kierunku gwiazdozbioru Wężownika[41][42][43].

Przewiduje się, że wytwarzana przez generatory MHW-RTG energia wystarczy do utrzymania pracy ostatnich instrumentów naukowych na pokładzie sondy do około 2025 roku[27].

Wiatr słoneczny
Promieniowanie
Pomiary natężenia cząstek wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego wykonane przez Voyagera 1 (październik 2011 – październik 2012)

Przyszłość sondy

Zdjęcie sygnału radiowego otrzymanego z sondy 21 lutego 2013[44]

Obłok Oorta

Za 300 lat Voyager 1 dotrze do Obłoku Oorta[b][45][46], a jego przebycie zajmie mu 30 000 lat.[47][48] Jeśli sonda nie zostanie zniszczona, za około 18 000 lat Voyager 1 oddali się od Słońca na odległość 1 roku świetlnego. W roku 40 272 sonda minie gwiazdę Gliese 445 (AC+79 3888) w gwiazdozbiorze Żyrafy w najmniejszej odległości wynoszącej 1,64 roku świetlnego[49]. Prędkość radialna Gliese 445 wynosi −119 km/s i gwiazda ta zbliża się obecnie do Słońca oraz do Voyagera[50]. NASA stwierdziła, iż „sondy Voyager będą – prawdopodobnie wiecznie – przemierzać Drogę Mleczną”[51].

Voyager 1 i New Horizons

Jeżeli Voyager 1 nie zderzy się z innym obiektem ani nie zostanie przechwycony, nigdy nie zostanie „wyprzedzony” przez sondę New Horizons, pomimo iż została ona wysłana z Ziemi z większą prędkością początkową od obu sond Voyager. New Horizons leci z prędkością ok. 15 km/s, czyli 2 km/s wolniej od Voyagera 1 i wciąż zwalnia. Gdy New Horizons osiągnie dystans 100 AU (co nastąpi w roku 2038), jej prędkość będzie wynosić ok. 13 km/s[52].

RokZakończenie pracy poszczególnych urządzeń sondy w wyniku wyczerpania energii elektrycznej[53]
2007Zakończenie pracy detektora plazmy (PLS)
2008Wyłączenie odbiornika radioastronomicznego (PRA)
2015Zakończenie obserwacji prowadzonych za pomocą spektrometru ultrafioletu (UVS)
ok. 2017Zakończenie operacji żyroskopowych
ok. 2018Zakończenie pracy nagrywarki danych (DTR) – spowodowane ograniczoną możliwością odbioru danych z prędkością 1,4 kbit/s za pomocą naziemnych anten o wymiarach 70 i 34 m (jest to minimalna wartość z jaką DTR może odczytywać dane).
2020Nastąpi wyłączanie instrumentów naukowych. Kolejność nie jest ustalona (stan na dzień 18 października 2010), lecz przewiduje się, iż detektor cząstek naładowanych o niskiej energii (LECP), detektor promieniowania kosmicznego (CRS), magnetometr i odbiornik fal plazmowych (PWS) wciąż będą działać[54]
2025–2030Sonda nie będzie w stanie zapewnić zasilania żadnemu z urządzeń na pokładzie.

Kierownictwo i koszty misji

Trajektorie sond Voyager i Pioneer opuszczających Układ Słoneczny

Misje obydwu sond Voyager są prowadzone dla NASA przez Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Stanowisko kierownika projektu Voyager (Project Manager) pełnili kolejno: H.M. „Bud” Schurmeier (1972-76), John Casani (1976-77), Robert Parks (1978-79), Raymond Heacock (1979-81), Esker Davis (1981-82), Richard Laeser (1982-86), Norman Haynes (1987-89), George Textor (1989-97), Ed Massey (1998–2010) i Suzanne Dodd (od 2010 roku).

Głównym naukowcem projektu (Project Scientist) jest od 1972 roku prof. Edward C. Stone z California Institute of Technology w Pasadenie. Zastępcą naukowca projektu podczas przelotów obok Jowisza był dr Arthur L. Lane, a podczas przelotów obok Saturna oraz (dla Voyagera 2) Urana i Neptuna dr Ellis D. Miner[55].

Całkowite koszty misji obydwu sond Voyager, w tym koszty startu, do minięcia Neptuna, wyniosły 865 milionów USD, a koszty misji międzygwiezdnej, do września 2013 roku – dalsze 123 mln USD[3].

Zobacz też

Uwagi

  1. ↑ Sonda New Horizons została wystrzelona w kosmos z większą prędkością niż Voyager 1, jednak, korzystając tylko z jednej asysty grawitacyjnej, nigdy Voyagera 1 nie wyprzedzi. New Horizons Salutes Voyager.
  2. ↑ Momenty i odległości w jakich Voyager 1 i inne sondy opuszczające Układ Słoneczny będą mijać pobliskie gwiazdy są wypadkową trajektorii i prędkości sondy, oraz trajektorii i prędkości własnej tych gwiazd. Ta druga wielkość ma większe znaczenie.

Przypisy

  1. ↑ Voyager – The Interstellar Mission. NASA. [dostęp 2022-01-01]. (ang.).
  2. ↑ a b Stone i inni, Voyager 1 Explores the Termination Shock Region and the Heliosheath Beyond, „Science Magazine”, tom 309, nr 5743, 23 września 2005, s. 2017–2020 [dostęp 2008-09-27].
  3. ↑ a b c NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space. Jet Propulsion Laboratory, 2013-09-12. [dostęp 2013-09-12].
  4. ↑ Voyager at 35: Break on Through to the Other Side. JPL, 2012-08-20. [dostęp 2013-01-03]. (ang.).
  5. ↑ a b Voyager 1. National Space Science Data Center. [dostęp 2011-07-09]. (ang.).
  6. ↑ R. P. Rudd i in: The Voyager Interstellar Mission. 1996-10-07. [dostęp 2011-06-19]. (ang.).
  7. ↑ a b c d e Voyager Backgrounder (NASA Release No. 80-160). NASA, 1980. [dostęp 2011-07-14]. (ang.).
  8. ↑ https://nt.interia.pl/raporty/raport-kosmos/misje/news-sonda-voyager-1-przechwycila-kosmiczny-szum,nId,5224665.
  9. ↑ https://mobiforge.com/news-comment/what-are-the-most-common-ram-specs-for-smartphones.
  10. ↑ a b Edward C. Stone i in: Voyager Interstellar Mission. Proposal to Senior Review 2010 of the Mission Operations and Data Analysis Program for the Heliophysics Operating Missions.. 2010. [dostęp 2011-06-19]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-12-23)]. (ang.).
  11. ↑ a b Voyager Mission Operations Status Report. JPL, 2015-01-16. [dostęp 201–10–21]. (ang.).zły zapis daty dostępu
  12. ↑ The Voyager Neptune travel guide. NASA, JPL, 1989-06-01.
  13. ↑ Voyager Mission. Interstellar Science.. JPL. [dostęp 2011-06-19]. (ang.).
  14. ↑ Experiments on Voyager 1. NASA. [dostęp 2011-07-17]. (ang.).
  15. ↑ B.A. Smith i inni, Voyager imaging experiment, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 2, listopad 1977, s. 103–127 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  16. ↑ C.F. Lillie i inni, The Voyager mission photopolarimeter experiment, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 2, listopad 1977, s. 159–181 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  17. ↑ R. Hanel i inni, The Voyager infrared spectroscopy and radiometry investigation, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 2, listopad 1977, s. 129–157 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  18. ↑ A.L. Broadfoot i inni, Ultraviolet spectrometer experiment for the Voyager missio, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 2, listopad 1977, s. 183–205 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  19. ↑ H.S. Bridge i inni, The plasma experiment on the 1977 Voyager mission, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, s. 259–287, grudzień 1977 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  20. ↑ S.M. Krimigis i inni, The low energy charged particle (LECP) experiment on the Voyager spacecraft, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, grudzień 1977, s. 329–354 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  21. ↑ E.C. Stone i inni, Cosmic ray investigation for the Voyager missions: Energetic particle studies in the outer heliosphere – and beyond, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, grudzień 1977, s. 355–376 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  22. ↑ K.W. Behannon i inni, Magnetic field experiment for Voyagers 1 and 2, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, grudzień 1977, s. 235–257 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  23. ↑ F.L. Scarf, D.A. Gurnett, A plasma wave investigation for the Voyager mission, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, grudzień 1977, s. 289–308 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  24. ↑ J.W. Warwick i inni, Planetary radio astronomy experiment for Voyager missions, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 3, grudzień 1977, s. 309–327 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  25. ↑ V.R. Eshleman i inni, Radio science investigations with Voyager, „Space Sci. Rev.”, tom 21, nr 2, listopad 1977, s. 207–232 [dostęp 2011-07-17] (ang.).
  26. ↑ Andrew J. Butrica: Voyager: The Grand Tour of Big Science. W: Praca zbiorowa: From Engineering Science to Big Science. Pamela E. Mack (red.). NASA, 1998.
  27. ↑ a b c Voyager: Spacecraft Lifetime. [dostęp 2008-09-26].
  28. ↑ The Golden Record. JPL. [dostęp 2011-06-19]. (ang.).
  29. ↑ Voyager Mission Description.
  30. ↑ Chris Gebhardt, Jeff Goldader: Voyager 1′s great escape: The search for interstellar space. 2011-09-05. [dostęp 2011-09-12]. (ang.).
  31. ↑ a b USGS Astrogeology: Gazetteer of Planetary Nomenclature – Planetary Body Names and Discoverers.
  32. ↑ R. A. Jacobson: Reconstruction of the Voyager Saturn Encounter orbits in the ICRF system. 2003-02-09. [dostęp 2011-07-19]. (ang.).
  33. ↑ Voyager 1 and 2 hypebolic orbital elements. JPL. [dostęp 2011-06-30]. (ang.).
  34. ↑ Voyager Time Line. JPL. [dostęp 2011-06-30]. (ang.).
  35. ↑ Voyager 1: 'The Spacecraft That Could’ Hits New Milestone. JPL, 2006-08-15. [dostęp 2014-01-21]. (ang.).
  36. ↑ Tony Phillips: Voyager 1 at the Final Frontier. NASA, 2012-06-30. [dostęp 2012-06-30]. (ang.).
  37. ↑ W. R. Webber i in: At Voyager 1 Starting on about August 25, 2012 at a Distance of 121.7 AU From the Sun, a Sudden Disappearance of Anomalous Cosmic Rays and an Unusually Large Sudden Increase of Galactic Cosmic Ray H and He Nuclei and Electron Occurred. arXiv.org, 2012-12-04. [dostęp 2014-01-21]. (ang.).
  38. ↑ NASA Voyager 1 Encounters New Region in Deep Space. JPL, 2012-12-03. [dostęp 2013-01-04]. (ang.).
  39. ↑ D.A. Gurnett i inni, In Situ Observations of Interstellar Plasma with Voyager 1, „Science Magazine”, tom 341, nr 6153, 27 września 2013, s. 1489–1492 [dostęp 2014-01-21] (ang.).
  40. ↑ Ron Cowen: Voyager 1 has reached interstellar space. Nature, 2013-09-12. [dostęp 2014-01-21]. (ang.).
  41. ↑ Voyager. The Interstellar Mission. Where Are the Voyagers?. JPL. [dostęp 2022-01-01]. (ang.).
  42. ↑ Spacecraft escaping the Solar System. Heavens-Above. [dostęp 2022-01-01]. (ang.).
  43. ↑ Heliocentric Trajectories for Selected Spacecraft, Planets, and Comets. NASA. [dostęp 2022-01-02]. (ang.).
  44. ↑ Voyager Signal Spotted By Earth Radio Telescopes. [w:] NASA [on-line]. NASA TV, wrzesień 5, 2013. [dostęp 2015-05-20].
  45. ↑ Catalog Page for PIA17046. [w:] Photo Journal [on-line]. NASA. [dostęp 2014-04-27].
  46. ↑ It’s Official: Voyager 1 Is Now In Interstellar Space. [w:] UniverseToday [on-line]. [dostęp 2014-04-27].
  47. ↑ Tia Ghose: Voyager 1 Really Is in Interstellar Space: How NASA Knows. TechMedia Network, 13 września 2013. [dostęp 2013-09-14].
  48. ↑ J.-R Cook: How Do We Know When Voyager Reaches Interstellar Space?. NASA / Jet Propulsion Lab, 12 września 2013. [dostęp 2013-09-15].
  49. ↑ Paolo Ulivi, David M. Harland: Robotic Exploration of the Solar System: Part 1: The Golden Age 1957–1982. Springer Praxis, 2007, s. 451–452. ISBN 978-0-387-49326-8. (ang.).
  50. ↑ Voyager – Mission – Interstellar Mission. NASA, sierpień 9, 2010. [dostęp 2011-03-17].
  51. ↑ Future. NASA. [dostęp 2013-10-13].
  52. ↑ New Horizons Salutes Voyager. [w:] Solar System Exploration [on-line]. NASA, 2006-08-17. [dostęp 2012-09-07]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-06-01)].
  53. ↑ Voyger: Spacecraft Lifetime. [w:] Jet Propulsion Laboratory [on-line]. NASA, marzec 3, 2015. [dostęp 2015-05-20].
  54. ↑ Voyager – Spacecraft – Spacecraft Lifetime. NASA Jet Propulsion Laboratory, październik 18, 2010. [dostęp 2011-09-30]. Cytat: shutdown order has not been determined
  55. ↑ Voyager to the Outer Planets and Into Interstellar Space. Fact Sheet.. NASA, 2013. [dostęp 2015-05-18]. (ang.).

Linki zewnętrzne

Program Mariner

Logo NASA

Program Voyager
Sondy kosmiczne
Rakieta nośna
Pojęcia
Dokonania
Ludzie programu
Obserwacje

Logo NASA

Misje do układu Jowisza
Przeloty
Orbitery
Wejście w atmosferę
Przyszłe misje
Misje planowane
Misje anulowane

Galileo's Arrival at Jupiter (SPD-SLRSY-2064).jpg

  • Pogrubieniem zaznaczono misje aktualnie prowadzone.

Media użyte na tej stronie

Cosmic Rays at Voyager 1.png
This plot shows a dramatic increase in the rate of cosmic ray particle detection by the Voyager 1 spacecraft.
Voyager 1 Saturn Encounter Trajectory.png
Trajektoria przelotu sondy Voyager 1 przez układ Saturna w dniach 11 - 13 listopada 1980 roku.
Full-disk Color Image of Crescent Saturn with Rings and Ring Shadows.jpg
Original Caption Released with Image: Voyager 1 image of Saturn and its ring taken Nov. 16, 1980 four days after closest approach to Saturn, from a distance of 5,300, 000 km (3,300,000 miles). This viewing geometry, which shows Saturn as a crescent, is never achieved from Earth. The Saturnian rings, like the cloud tops of Saturn itself, are visible because they reflect sunlight. The translucent nature of the rings is apparent where Saturn can be seen through parts of the rings. Other parts of the rings are so dense with orbiting ice particles that almost no sunlight shines through them and a shadow is cast onto the yellowish cloud tops of Saturn, which in turn, casts a shadow across the rings at right. The black strip within the rings is the Cassini Division, which contains much less orbiting ring material than elsewhere in the rings.
First Picture of the Earth and Moon in a Single Frame - GPN-2002-000202.jpg
This picture of a crescent-shaped Earth and Moon -- the first of its kind ever taken by a spacecraft -- was recorded September 18, 1977, by NASA's Voyager 1 when it was 7.25 million miles (11.66 million kilometers) from Earth. The Moon is at the top of the picture and beyond the Earth as viewed by Voyager. In the picture are eastern Asia, the western Pacific Ocean and part of the Arctic. Voyager 1 was directly above Mt. Everest (on the night side of the planet at 25 degrees north latitude) when the picture was taken. The photo was made from three images taken through color filters, then processed by the Jet Propulsion Laboratory's Image Processing Lab. Because the Earth is many times brighter than the Moon, the Moon was artificially brightened by a factor of three relative to the Earth by computer enhancement so that both bodies would show clearly in the print. Voyager 2 was launched Aug. 20, 1977, followed by Voyager 1 on Sept. 5, 1977, en route to encounters at Jupiter in 1979 and Saturn in 1980 and 1981. JPL manages the Voyager mission for NASA.
790106-0203 Voyager 58M to 31M reduced.gif
Jowisz widziany przez sondę Voyager 1 przy użyciu niebieskiego filtra. Fotografie zostały zrobione co 10 godzin (jeden dzień jowiszowy) od 6 stycznia do 3 lutego 1979 roku; kiedy Voyager 1 zmniejszył dystans od Jowisza z 58 mln do 38 mln km. Małe, okrągłe obszary pojawiające się na niektórych zdjęciach są cieniami rzucanymi przez księżyce przechodzące między Jowiszem i Słońcem, a niewielkie jasne błyski dookoła planety są owymi księżycami.
Voyager spacecraft structure.png
Schemat konstrukcji sondy Voyager
Voyager scan-platform.jpg
Voyager spacecraft scan platform
PIA12375.jpg
In this illustration, the multicolored (blue and green) bubble represents the new measurements of the emission of particles known as energetic neutral atoms. The energetic neutral atoms were streaming in from the thick boundary known as the heliosheath. The heliosheath is the region between the heliosphere, the region of our sun's influence, and the interstellar medium, the matter between stars in our galaxy. Areas in red indicate the hottest, most high-pressure regions and purple the coolest, lowest-pressure regions.

The yellow circle is our sun. The two Voyager spacecraft, illustrated with lines showing their path, are currently (2009) traveling through the heliosheath. In the heliosheath, the solar wind slows down and heats up as it interacts with the interstellar medium. The image also shows Cassini, which is still (2009) inside our solar system, orbiting Saturn. The spacecraft sizes are not to scale.

The dark inner circle represents the volume bounded by the termination shock, formed where supersonic solar wind streaming out from our sun suddenly slows down. The outer circle, known as the heliopause, the outer boundary of the heliosheath, is the place where the interstellar medium and the solar wind are balanced. To the left of this bubble is the curve of the putative bow shock, where the interstellar medium, traveling in the opposite direction against the heliosheath, slows down as it collides with the heliosphere. The bow shock resembles a wave formed in a stream as it flows around a rock.
Voyager.jpg
NASA photograph of one of the two identical Voyager space probes Voyager 1 and Voyager 2 launched in 1977.

The 3.7 metre diameter high-gain antenna (HGA) is attached to the hollow ten-sided polygonal body housing the electronics, here seen in profile. The Voyager Golden Record is attached to one of the bus sides.

The angled square panel below is the optical calibration target and excess heat radiator.

The three radioisotope thermoelectric generators (RTGs) are mounted end-to-end on the left-extending boom. One of the two planetary radio and plasma wave antenna extends diagonally left and down, the other extends to the rear, mostly hidden here. The compact structure between the RTGs and the HGA are the high-field and low-field magnetometers (MAG) in their stowed state; after launch an Astromast boom extended to 13 metres to distance the low-field magnetometers.

The instrument boom extending to the right holds, from left to right: the cosmic ray subsystem (CRS) above and Low-Energy Charged Particle (LECP) detector below; the Plasma Spectrometer (PLS) above; and the scan platform that rotates about a vertical axis.

The scan platform comprises: the Infrared Interferometer Spectrometer (IRIS) (largest camera at right); the Ultraviolet Spectrometer (UVS) to the right of the UVS; the two Imaging Science Subsystem (ISS) vidicon cameras to the left of the UVS; and the Photopolarimeter System (PPS) barely visible under the ISS.

Suggested for English Wikipedia:alternative text for images: A space probe with squat cylindrical body topped by a large parabolic radio antenna dish pointing upwards, a three-element radioisotope thermoelectric generator on a boom extending left, and scientific instruments on a boom extending right. A golden disk is fixed to the body.
Saturn's ring system - Voyager 1.jpg
Original Caption Released with Image: Eight hours after its closest approach to Saturn on Nov. 12, 1980, Voyager 1 took this picture of the planet's ring system. Major features of the rings are clearly seen: from the top of the image down is the bright F-ring, the A-ring, the Cassini Division, the broad B-ring, and the C-ring (dark gray area). The spacecraft took this picture at a distance of 720,000 kilometers (446,000 miles) from an angle approximately 30 degrees above the ring plane. The unique lighting in this view brings out the many hundreds of bright and dark ringlets that make up this very thin, phonograph record-like ring system. The dark spokelike features seen in images taken during approach to Saturn now appear as bright streaks, indicating that they possess a strong forward-scattering property. The Voyager Project is managed for NASA by the Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
Voyager 1 Radio Signal 21 Feb 2013.jpg
Image of Voyager 1's radio signal as taken by the National Radio Astronomy Observatory's Very Long Baseline Array on February 21, 2013. At the time, Voyager 1 was roughly 11.5 billion miles away. The image is roughly 0.5 arcseconds across, and the oblong shape of the 22-watt radio signal is a result of the array's configuration.
Discovery photograph of Jupiter's ring.jpg
Original Caption Released with Image: First evidence of a ring around the planet Jupiter is seen in this photograph taken by Voyager 1 on March 4, 1979. The multiple exposure of the extremely thin faint ring appears as a broad light band crossing the center of the picture. The edge of the ring is 1,212,000 km from the spacecraft and 57,000 km from the visible cloud deck of Jupiter. The background stars look like broken hair pins because of spacecraft motion during the 11 minute 12 second exposure. The wavy motion of the star trails is due to the ultra-slow natural oscillation of the spacecraft (with a period of 78 seconds). The black dots are geometric calibration points in the camera. The ring thickness is estimated to be 30 km or less. The photograph was part of a sequence planned to search for such rings in Jupiter's equatorial plane. The ring has been invisible from Earth because of its thinness and its transparency when viewed at any angle except straight on. JPL manages and controls the Voyager Project for NASA's Office of Space Science.
Io Volcanism Discovery image.jpg
This dramatic view of Jupiter's satellite Io shows two simultaneously occurring volcanic eruptions. One can be seen on the limb, (at lower right) in which ash clouds are rising more than 150 miles (260 kilometers) above the satellite's surface. The second can be seen on the terminator (shadow between day and night) where the volcanic cloud is catching the rays of the rising sun. The dark hemisphere of Io is made visible by light reflected from Jupiter. Seen in Io's night sky, Jupiter looms almost 40 times larger and 200 times brighter than our own full Moon. This photo was taken by Voyager 1 on March 8, 1979, looking back 2.6 million miles (4.5 million kilometers) at Io, three days after its historic encounter. This is the same image in which Linda A. Morabito, a JPL engineer, discovered the first extraterrestrial volcanic eruption (the bright curved volcanic cloud on the limb). Jet Propulsion Laboratory manages and controls the Voyager project for NASA's Office of Space Science.
Titan 3E with Voyager 1.jpg
The Voyager 1 aboard the Titan III/Centaur lifted off on September 5, 1977, joining its sister spacecraft, the Voyager 2, on a mission to the outer planets.
Solar wind at Voyager 1.png
Readings from LA1 instrument on Voyager 1 consisting of collisions of greater than 0.5 MeV/nuc nuclei, principally protons, and is sensitive to low-energy phenomena in interplanetary space
Voyager - mission logo.png
Mission logo for Voyager Program
Family portrait (Voyager 1).png
Original Caption Released with Image: The cameras of Voyager 1 on Feb. 14, 1990, pointed back toward the sun and took a series of pictures of the sun and the planets, making the first ever "portrait" of our solar system as seen from the outside. In the course of taking this mosaic consisting of a total of 60 frames, Voyager 1 made several images of the inner solar system from a distance of approximately 4 billion miles (6.4 billion kilometers) and about 32 degrees above the ecliptic plane. Thirty-nine wide angle frames link together six of the planets of our solar system in this mosaic. Outermost Neptune is 30 times further from the sun than Earth. Our sun is seen as the bright object in the center of the circle of frames. The wide-angle image of the sun was taken with the camera's darkest filter (a methane absorption band) and the shortest possible exposure (1/125 second) to avoid saturating the camera's vidicon tube with scattered sunlight. The sun is not large as seen from Voyager, only about one-fortieth of the diameter as seen from Earth, but is still almost 8 million times brighter than the brightest star in Earth's sky, Sirius. The result of this great brightness is an image with multiple reflections from the optics in the camera. Wide-angle images surrounding the sun also show many artifacts attributable to scattered light in the optics. These were taken through the clear filter with one second exposures. The insets show the planets magnified many times. Narrow-angle images of Earth, Venus, Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune were acquired as the spacecraft built the wide-angle mosaic. Jupiter is larger than a narrow-angle pixel and is clearly resolved, as is Saturn with its rings. Uranus and Neptune appear larger than they really are because of image smear due to spacecraft motion during the long (15 second) exposures. From Voyager's great distance Earth and Venus are mere points of light, less than the size of a picture element even in the narrow-angle camera. Earth was a crescent only 0.12 pixel in size. Coincidentally, Earth lies right in the center of one of the scattered light rays resulting from taking the image so close to the sun.
Voyager 1 - view of Saturn's moon Mimas.jpg
Original Caption Released with Image: The cratered surface Saturn's moon Mimas is seen in this image taken by Voyager 1 on Nov. 12, 1980 from a range of 425,000 kilometers (264,000 miles). Impact craters made by the infall of cosmic debris are shown; the largest is more than 100 kilometers (62 miles) in diameter and displays a prominent central peak. The smaller craters are abundant and indicate an ancient age for Mimas's surface. The Voyager Project is managed for NASA by the Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
Voyagers and Pioneers Trajectory.png
Trajektorie sond kosmicznych Voyager i Pioneer opuszczających Układ Słoneczny.
Galileo's Arrival at Jupiter (SPD-SLRSY-2064).jpg
This artist's rendering shows the Galileo orbiter arriving at Jupiter on Dec. 7, 1995. A few hours before arrival, the orbiter will have flown within about 1,000 kilometers (600 miles) of Jupiter's moon lo, shown as the crescent to the left of the spacecraft. The sun is visible between Io and the spacecraft, near the spacecraft's long magnetometer. Jupiter is to the right. A faint white streak above the planet's clouds shows the atmospheric probe beginning to decelerate before it deploys a parachute for its scientific mission to collect data. About an hour after the probe mission, Galileo fired its rockets and entered orbit around Jupiter. The mission ended on Sept. 21, 2003, when the orbiter was deliberately destroyed in Jupiter's crushing atmosphere.
Io At 5 Million Miles.jpg
Original Caption Released with Image: This photo of Jupiter's satellite Io was taken by Voyager 1 about 4:30 p.m. (PST) March 2, 1979. The spacecraft was about 5 million miles (8.3 million kilometers away). Voyager 1 was mapping Jupiter with the cameras and infrared instrument at the time the picture was taken. The hemisphere seen here is the one that always faces away from Jupiter. This photo shows details on Io never before seen. The smallest features are about 38 miles (70 kilometers) across. Near the center and slightly to the right can be seen several round features with dark centers and bright rims. They may be the first craters ever observed on Io. At this resolution scientists still cannot tell much about the origin of the features, which could be impact craters or of internal (volcanic) origin. No ray or ejecta patterns are obvious at this resolution.
Volcanic crater with radiating lava flows on Io.jpg
Original Caption Released with Image:

This color picture of Io, Jupiter's innermost Galilean satellite, was taken by Voyager 1 on the morning of March 5, 1979 at a range of 128,500 kilometers (77,100 miles). It is centered at 8 south latitude and 317 longitude. The width of the picture is about 1000 kilometers (600 miles). The diffuse reddish and orangish colorations are probably surface deposits of sulfur compounds, salts and possibly other volcanic sublimates. The dark spot with the irregular radiating pattern near the bottom of the picture may be a volcanic crater with radiating lava flows.

For TIFF Version see: [1]

Suggested for English Wikipedia:alternative text for images: diffuse reddish and orangish colorations in a field of smooth orange colour are probably surface deposits of sulfur compounds, salts and possibly other volcanic sublimates. The dark spot with the irregular radiating pattern near the bottom of the picture may be a volcanic crater with radiating lava flows.
PIA23645-Earth-PaleBlueDot-6Bkm-Voyager1-orig19900214-upd20200212.jpg
PIA23645: Pale Blue Dot Revisited

https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23645

Related Video (Carl Sagan; 3:30) => https://www.youtube.com/watch?v=wupToqz1e2g - Original

Related Video (Carl Sagan; 3:26) => https://www.youtube.com/watch?v=GO5FwsblpT8 - Official

For the 30th anniversary of one of the most iconic images taken by NASA's Voyager mission, a new version of the image known as the "Pale Blue Dot."

Planet Earth is visible as a bright speck within the sunbeam just right of center and appears softly blue, as in the original version published in 1990 (see PIA00452).

This updated version uses modern image-processing software and techniques to revisit the well-known Voyager view while attempting to respect the original data and intent of those who planned the images.

In 1990, the Voyager project planned to shut off the Voyager 1 spacecraft's imaging cameras to conserve power and because the probe, along with its sibling Voyager 2, would not fly close enough to any other objects to take pictures. Before the shutdown, the mission commanded the probe to take a series of 60 images designed to produce what they termed the "Family Portrait of the Solar System." Executed on Valentine's Day 1990, this sequence returned images for making color views of six of the solar system's planets and also imaged the Sun in monochrome.

The popular name of this view is traced to the title of the 1994 book by Voyager imaging scientist Carl Sagan, who originated the idea of using Voyager's cameras to image the distant Earth and played a critical role in enabling the family portrait images to be taken.

The image of Earth was originally published by NASA in 1990. It is republished here to commemorate the 30th anniversary of the Family Portrait of the Solar System (see PIA00451) and the Pale Blue Dot image in particular.

The planet occupies less than a single pixel in the image and thus is not fully resolved. (The actual width of the planet on the sky was less than one pixel in Voyager's camera.) By contrast, Jupiter and Saturn were large enough to fill a full pixel in their family portrait images.

The direction of the Sun is toward the bottom of the view (where the image is brightest). Rays of sunlight scattered within the camera optics stretch across the scene. One of those light rays happens to have intersected dramatically with Earth. From Voyager 1's vantage point — a distance of approximately 3.8 billion miles (6 billion kilometers) — Earth was separated from the Sun by only a few degrees. The close proximity of the inner planets to the Sun was a key factor preventing these images from being taken earlier in the mission, as our star was still close and bright enough to damage the cameras with its blinding glare.

The view is a color composite created by combining images taken using green, blue and violet spectral filters by the Voyager 1 Narrow-Angle Camera. They were taken at 4:48 GMT on Feb. 14, 1990, just 34 minutes before Voyager 1 powered off its cameras forever.

Like the original version, this is technically a "false-color" view, as the color-filter images used were mapped to red, green and blue, respectively. The brightness of each color channel was balanced relative to the others, which is likely why the scene appears brighter but less grainy than the original. In addition, the color was balanced so that the main sunbeam (which overlays Earth) appears white, like the white light of the Sun.

At its original resolution, the newly processed color image is 666 by 659 pixels in size; this is Figure A. The main image is an enlarged version.

The image was processed by JPL engineer and image processing enthusiast Kevin M. Gill with input from two of the image's original planners, Candy Hansen and William Kosmann.
MHW-RTGs.gif
Two Multi Hundred Watt (MHW) Radioisotope thermoelectric generators (RTG) for the Voyager program.
Voyager 1 Jupiter Encounter Trajectory.png
Trajektoria przelotu sondy Voyager 1 przez układ Jowisza w dniach 3 - 6 marca 1979 roku.
Titan Haze.jpg
Layers of haze covering Saturn's satellite Titan are seen in this image taken by Voyager 1 on Nov. 12, 1980 at a range of 22,000 kilometers (13,700 miles). The colors are false and are used to show details of the haze that covers Titan. The upper level of the thick aerosol above the satellite's limb appears orange. The divisions in the haze occur at altitudes of 200, 375 and 500 kilometers (124, 233 and 310 miles) above the limb of the moon. JPL manages the Voyager project for NASA's Office of Space Science.