Menu

Voyager 2

07/08/2019 - Exploratie, Flyby, Jupiter, Neptunus, Ruimtevaart, Saturnus, Uranus, Voyager
Voyager 2

Missie
Samen met zijn tweelingbroer Voyager 1, is Voyager 2 één van de oudste, langst-vliegende ruimtesondes ooit gemaakt. Voyager 2 werd in augustus 1977 vanop Cape Canaveral door middel van een Titan-3E draagraket gelanceerd. Samen met zijn broer maakt de sonde deel uit van de “Grand Tour” van NASA, een missie om de buitenste planeten van ons zonnestelsel te bezoeken. V2 maakte daarbij gebruik van de gunstige uitlijning van de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto. Die uitlijning komt één keer om de 175 jaar voor, dat moment viel eind jaren 70.

Voor het ontwerp van de Voyager-missie baseerde NASA zich op de voorgaande Mariner-missie’s. Echter door bezuinigingen werd de missie versimpeld tot scheervluchten van planeten Jupiter en Saturnus. Oorspronkelijk bestond de Voyager-missie uit één sonde, toch werd beslist om twee (identieke) sondes te gebruiken. Zo werden Voyager 1 en Voyager 2 geboren.

Elke Voyager-sonde kreeg een gouden audio-visuele plaat mee aan boord in het geval dat één van de sonde’s zou gevonden worden door buitenaards intelligent leven. Op die plaat staat informatie over het leven op onze planeet (foto’s van de levensvormen, geluiden van onze planeet, wetenschappelijke informatie, …). Alsook staan er enkele muziekklassiekers op (van Mozart tot Chuck Berry).

In tegenstelling tot Voyager 1, kreeg Voyager 2 enkele taken meer. Naast planeet Jupiter en Saturnus heeft de sonde ook Uranus en Neptunus aangedaan. Indien de sonde nog operationeel is na Neptunus moet hij ook de heliosfeer bestuderen, de buitenste rand vans ons zonnestelsel. Daarna kan hij ook aan de interstellaire missie beginnen.

Primaire missie
Voyager 2 werd gelanceerd op 20 augustus 2012 vanop Cape Canaveral. Twee weken later werd zijn tweelingbroer Voyager 1 gelanceerd.

Ontmoeting met Jupiter
De dichtste benadering van Jupiter vond plaats in juli 1979 op een afstand van 570.000 kilometer. De sonde ontdekte dat Jupiter enkele ringen heeft, alsook de vulkanische activiteit op de maan Io. De sonde heeft ook ontdekt dat De Grote Rode Vlek een complex stormsysteem is dat zich voortbeweegt over de oppervlakte . De ontdekking van de vulkanische activiteit op de maan Io was de grootste ontdekking in het Joviaanse systeem. Het was de eerste keer dat actieve vulkanen werden gezien op een ander hemellichaam in het zonnestelsel. Dankzij de Voyager-sondes werden de kleinere manen Andrastea, Metis en Thebe ontdekt.

Ontmoeting met Saturnus
Na het Joviaanse systeem vloog Voyager 2 verder naar Saturn. De dichtste benadering van deze planeet vond plaats in augustus 1981. Voyager 2 ontdekte dat de temperatuur in de bovenste lagen van de atmosfeer -203° Celius is, terwijl in de onderste lagen het -130° Celsius is.

Even werd gedacht dat de uitgebreide missie naar Uranus en Neptunus niet door kon gaan doordat de camera na het observeren van Saturnus het plots niet meer deed. Toch konden de wetenschappers van Voyager 2 het probleem oplossen (dat veroorzaakt werd door overmatig gebruik). Voyager 2 kon dan toch doorvliegen naar Uranus. 

Ontmoeting met Uranus
De dichtste benadering vond plaats in januari 1986 op een afstand van 81.500 kilometer. Voyager 2 ontdekte verschillende nieuwe manen, observeerde de unieke atmosfeer van de planeet en bestudeerde de ringen. De sonde ontdekte ook de effecten van de verticale as van de planeet (97,8°). Over de ringen van Uranus ontdekte Voyager 2 dat ze vrij vergelijkbaar zijn met die van Saturnus. Miranda, een van de vijf grootste manen bleek ook een van de vreemdste hemellichamen te zijn in het zonnestelsel. Gedetailleerde foto’s vertonen grote canyons aan die gemaakt zijn door geografische storingen. Die canyons kunnen tot 20 kilometer diep zijn. Ook de oppervlakte bleek vreemd te zijn.

Ontmoeting met Neptunus
De dichtste benadering van de planeet vond plaats in augustus 1989. Sinds dit de laatste planeet is die de sonde kon bezoeken, werd beslist een scheervlucht uit te voeren op de grootste maan van Triton om zo zoveel mogelijk informatie te verzamelen over Neptunus en Triton. Om dit voor elkaar te krijgen moest de sonde in een andere baan rond Neptunus vliegen om van daaruit in een baan rond Triton te kunnen vliegen. Tijdens het observeren van de atmosfeer van Neptunus ontdekte Voyager 2 de Grote Donkere Vlek, die later volgens de observaties van Hubble, is verdwenen. De Grote Donkere Vlek werd later gezien als een groot gat in het zichtbare wolkendek van de planeet.

Doordat Pluto in 2008 gedegradeerd werd tot dwergplaneet, werd de flyby van Neptunus door Voyager 2 in 1989 het punt dat alle bekende planeten in ons zonnestelsel minstens één keer bezocht zijn door een ruimtevaartuig.

Interstellaire missie
Sinds de primaire missie in 1989 afgelopen is kon Voyager 2 koers zetten naar de interstellaire ruimte, net zoals Voyager 1. Zo wordt bekend hoe de ruimte achter de heliosphere eruit ziet. Voyager 2 vliegt niet naar een exact bepaald punt. Als de sonde de koers verder zet die hij volgt zal hij de ster Sirius passeren. Er wordt van Voyager 2 verwacht dat hij tot 2025 nog zwakke signalen zal kunnen uitzenden, 48 jaar na zijn lancering.

In april 2010 kreeg Voyager 2 communicatieproblemen. De sonde bevond zich op dat moment zo’n 14 miljard km weg van de Aarde. Signalen die naar Aarde werden gestuurd waren niet te decoderen. De sonde werkte echter nog goed. Het probleem lag aan een kleine switch. Nadat de sonde drie weken in een spaarstand had gestaan bleek die switch, die zich in het computergeheugen bevind, spontaan van 0 naar 1 is gesprongen. NASA heeft het probleem verholpen door het geheugen te resetten. Gemakkelijk was dit echter niet aangezien elk verstuurd commando naar de sonde zo’n 13 uur onderweg is. Begin oktober 2012 was Voyager 2 zo’n 14,9 miljard kilometer verwijderd van de Aarde.

Sinds 2007 vliegt Voyager 2 door de verschillende lagen van de heliosfeer, de grens met de interstellaire ruimte. In augustus 2018 werd een verhoging van de kosmische deeltjes gemeten. Dit werd ook gemeten door Voyager 1 net voordat hij de interstellaire ruimte binnenvloog. Toch was dit nog geen bevestiging dat ook Voyager 2 ons zonnestelsel ging verlaten. Voyager 2 bevind zich op een andere plaats en maakt dus elders zijn exit.

Ook Voyager 2 has left our solar system
In december 2018 bevestigde NASA dat Voyager 2 ons zonnestelsel heeft verlaten en de interstellaire ruimte is binnengevlogen. NASA kan niet exact bepalen waar de sonde zich bevind, maar na een plotse toename van straling gaat NASA ervan uit dat hij de grens heeft overschreden. Hetzelfde gebeurde bij Voyager 1 in 2012. Hiermee is Voyager 2 het tweede door-de-mens-gemaakte object dat het zonnestelsel heeft verlaten.

Nieuwe plannen voor Voyager
Met zorgvuldige planning en een beetje creativiteit hebben wetenschappers en ingenieurs de ruimtevaartuigen Voyager 1 en Voyager 2 van NASA bijna 42 jaar laten vliegen, langer dan elk ander ruimtevaartuig in de geschiedenis. Om er voor te zorgen dat beide vintage toestellen wetenschappelijke gegevens blijven geven die mogelijk zijn vanuit de diepe ruimte, is een nieuw plan nodig om ze te beheren. Dat betekend moeilijke keuzes maken over de instrumenten en boegschroeven.

Een belangrijk punt is dat beide Voyager’s steeds minder stroom tot hun beschikking hebben om de wetenschappelijke instrumenten te voorzien van warmte. Ingenieurs moeten beslissen welke onderdelen moeten voorzien zijn van stroom en welke kunnen uitgeschakeld worden. Deze beslissing moet sneller voor Voyager 2 genomen worden omdat hij nog steeds wetenschappelijke gegevens verzamelt en aantrekkingskracht uitoefent.

Voyager 2 blijft gegevens van vijf instrumenten doorsturen terwijl hij door de interstellaire ruimte reist. Naast de CRS, die snel bewegende deeltjes detecteert die afkomstig kunnen zijn van de zon of andere bronnen buiten ons zonnestelsel, gebruikt de sonde twee instrumenten die bedoeld zijn om plasma te bestuderen. Daarnaast beschikt de sonde nog over een magnetometer om magnetische velden te meten. Bij Voyager 2 werd beslist om een verwarmingselement van het CRS-instrument uit te schakelen. De keuze heeft te maken met het feit dat het instrument enkel in vaste, bepaalde richtingen kan kijken. Het instrument is vooral nuttig tijdens de overgang van ons zonnestelsel naar de heliosfeer. Het CRS-instrument werd voor lancering getest bij temperaturen van ongeveer – 45 graden Celsius. Wetenschappers laten weten dat bij temperaturen van min 59 graden Celius het instrument nog steeds gegevens verzameld. Een ander Voyager-instrument bleef ook jarenlang werken bij koudere temperaturen dan waarop het werd getest.

Beide Voyager’s beschikken over Radio-Isotoop Thermo-Elektrische generatoren (RTG). Deze gebruikt plutonium-238 isotopen en zetten warmte van die isotopen om naar elektriciteit. In de loop der jaren neemt de warmte-energie van de isotopen af waardoor ook de efficiëntie van de RTG’s afneemt. Elk vaartuig produceert per jaar vier watt minder. De generatoren produceren 40% minder dan bij lancering 42 jaar geleden. Dit betekend dat het aantal werkende instrumenten beperkt is. Het nieuwe energiebeheersplan van NASA onderzoekt meerdere opties die mogelijk zijn om de afnemende energie op beide vaartuigen tegen te gaan, inclusief het uitschakelen van verwarmingselementen van instrumenten in de komende jaren.

Een ander probleem van de Voyager’s zijn de stuwraketten, instrumenten die gebruikt worden om het vaartuig subtiel te laten draaien. Dit probleem werd in 2017 op Voyager 1 vastgesteld wanneer de sonde moeilijkheden had om zich naar de Aarde te richten. Om ervoor te zorgen dat Voyager 1 de juiste richting kan blijven volgen werd een andere set van boegschroeven gebruikt, een set die 37 jaar lang niet gebruikt is geweest. Ook bij Voyager 2 begint de werking van de stuwraketten te verslechteren. Er werd dan ook besloten dezelfde set in gebruik te nemen als bij Voyager 1. De set werd het laatst gebruikt in 1989 bij de ontmoeting met Neptunus.

Het energiebeheersplan moet ervoor zorgen dat de Voyager’s nog jarenlang gegevens kunnen verzamelen uit de interstellaire ruimte. Gegevens die zorgen voor onbekende waarnemingen uit de grens met de interstellaire ruimte. NASA zal de verzamelde gegevens toevoegen aan hun IBEX-project: Interstellar Boundary Explorer, een missie die op afstand de grens detecteert. NASA zal de gegevens ook gebruiken als voorbereiding voor hun nieuwe IMAP-missie: Interstellar Mapping and Acceleration Probe, die in 2024 zal gelanceerd worden.