Voyageride edasine teekond: 40 000 aastat üksindust

 (59)
Voyageride edasine teekond: 40 000 aastat üksindust
NASA

Kaks Voyageri-nimelist kosmoselaeva on oma 35 aastat kestnud rekordlennul jõudnud meie Päikesesüsteemi piirimaile. Nad saadavad üha uusi teateid alast, mida enne arvati peaaegu tühja olevat. Ala, kus Päikese mõju on lakkamas ja tähtedevaheline avarus algamas, on osutunud üllatavalt huvipakkuvaks.

Voyageri-nimelisi laevu tehti kaks – et kui ühega peaks midagi juhtuma, siis teisel ehk õnnestub plaanitu teoks teha. Laevadele seati kaugeleulatuvad auahned eesmärgid: nad pidid mööda lendama nii Jupiterist kui Saturnist ning uurima nii neid kui nende kuid võimalikult täpselt. Planeetide ja Maa seis oma trajektooridel oli 1970ndate lõpul selline, et siis matka alustades oli lootust peale nende hiidplaneetide uurida ka Uraani ja Neptuuni.

Kaks kosmoselaeva olid identsed, kuid vaid teisele neist pandi lootusi kaugmatka õnnestumiseks ning seetõttu laaditi talle kütet enam. Kaugmatkale valitud Voyager 2 lähetati teele esimesena, 20. augustil 1977 ja Voyager 1 sama aasta 5. septembril. Kuna Voyager 1 algkiirus oli suurem, siis möödus ta peagi esimesena teeleläinust ja jõudis Jupiteri ning Saturni uurima enne teda. Tema möödalennud neist toimusid vastavalt aprillis 1979 ja detsembris 1980.

Seotud lood:

Voyager 2 möödus Jupiterist augustis 1979 ja Saturnist septembris 1981. Möödalendudest saadud gravitatsioonilise lisakiirenduse ja lennumarsruudi korrigeerimise tulemusena jõudis 2 Uraani juurde veebruaris 1986 ning Neptuni lähedale oktoobris 1989.

Pärast möödalende hiidplaneetidest läksid nende teed Päikesest eemaldumisel lahku. Voyager 1 on tänu talle valitud otsemale marsruudile ka kaugemal, umbes 18 miljardi kilomeetri kaugusel. See on 123 Maa ja Päikese vahelist kaugust. Voyager 2 on natuke teise suuna tõttu 15 miljardi kilomeetri kaugusel.

Uurimislaevad ei ole teel mingite kindlate tähtede suunas, kuid lähevad mõnest neist mööda üpris lähedalt. Number kaks möödub 40 000 aasta pärast Andromeda galaktikasse (Forte parandus: Andromeda tähtkujusse) kuuluvast tähest Ross 248 natuke kaugemalt kui poolteist valgusaastat. Number üks möödub Väikese Vankri tähtkujusse kuuluvast punasest kääbustähest AC+79 3888.

Tundmatutel aladel

Päikest ümbritsevast omapärasest üleminekualast on teoreetiliselt teatud juba kaua aega, kuid enne Voyagere ei olnud sellest alast konkreetseid teateid. Uurimislaevad on kogu oma teekonna vältel saatnud andmeid nii neid ümbritseva magnetvälja, kosmilise kiirguse, laetud osakeste kui plasma kohta.

Üheksakümnendate aastate algusest on nendel olevad kaamerad välja lülitatud, sest nii kaugel kosmosest võetud fotodel ei oleks mingit väärtust. Seevastu mõõtmisandmed on teadlastele väga huvitavad.

Voyager 1 hakkas saatma esimesi andmeid heliopausile lähenemisel 2004. aastal. Sel ajal hakkas ka osakeste tihedus ja nende liikumiskiirus vahelduma suurtes piirides.

„Heliopaus ei ole mingi kindlamõõtmeline piir kosmoses, vaid laia ulatusega ala, milles esinevad erinevad vööndid,” ütleb Ed Stone, lendu jälgiv teadlane. Mees oleks võinud juba ammugi jääda pensionile, kuid ta jätkab töötamist sama innukalt kui lennu alguses.

„Mõõtmistele tuginedes on seal päikesetuule kiirus väga suur, umbes 1,5 miljonit kilomeetrit tunnis. Kui Päikeselt ülisuure kiirusega lendu minevad osakesed põrkuvad tähtedevahelises ruumis olevate osakestega, aeglustub nende kiirus väga ruttu,” ütleb Stone.

Lisaks päikesetuule osakestele mõõdavad Voyagerid kogu aja ka kosmilise kiirguse määra, milles on toimunud oluline muutus. 28. juulil 2012 kasvas meie Päikesesüsteemist väljapoole jäävast alast tuleva kiirguse hulk ühe hetkega umbes viis protsenti ja samal ajal meie Päikesesüsteemi seest pärinevate madalama energiaga osakeste hulk kahanes umbes poole võrra. Paari päeva möödudes tasemed taastusid, kuid pärast seda on tasemed kõikunud kogu aja.

Päikesesüsteemist välja

2012. a sügise jooksul on mõõtmisandmetele tuginedes muutunud ka magnetvälja suund ja väli on läinud kümme korda tugevamaks. Kõik märgid näitavad, et Voyager 1 on kas juba hüpanud või kohe-kohe hüppamas meie Päikesesüsteemist välja tähtedevahelisse (interstellaarsesse) ruumi. NASA ütleb ei, kuid on teadlasi, kes väidavad, et ta on juba seal kauges tundmatus ruumis, sest mullu augustis mõõtsid tema pardal olevad seadmed kosmilise kiirguse järsku tõusu. Voyager 1 oli siis Maast 121,7 AU ehk 18,2 miljardi km kaugusel.

Saadud mõõtmisandmete põhjal tuleb Päikesest eemale lennates umbes 100 AU (Maa ja Päikese vahemaa) kaugusel vastu terminaalšokivööndiks nimetatav vöönd. Selles vööndis aeglustub kiirusel 1,56 km/h ehk ~ 400 km/s liikuv päikesetuul veerandini esialgsest. Samal ajal kasvab millegipärast osade seal leiduvate vesinikuosakeste kiirus väga suureks, peaaegu valguse kiiruseni.

„Terminaalšokivööndi ja heliopausi vahele jääb vesinikumüüriks nimetatav ala. Seal on väga palju, kuid hõredalt esinevat vesinikku. Selle välimises osas on šokivöönd, mis moodustub Päikesesüsteemist välja voolava gaasi põrkumisel tähtedevahelises ruumis leiduva gaasiga,” selgitab Stone.

Päris Päikese lähedal ei ole praegusel ajahetkel teisi tähti, kuid laiemat ruumi vaadates on neid meie naabritena üsna palju.

„Varemalt on Linnutee selles osas olnud tähti, mis on endast jätnud jälje laiale alale laiali valgunud gaasipilvedena. Kõikjal meie Päikesesüsteemi ümber on niisiis hõredalt gaase, millest meie Päikesesüsteem oma teed liikudes läbi murrab,” lisab Stone.

Heliopaus on uurijaid üllatanud, see on aktiivne, aga peaasjalikult hoopis teistsugune kui oletati. Vähemalt Voyager 1 teekonnal osutus see tunduvalt õhemaks kui arvati, „vaid” napilt kolm miljardit kilomeetrit. Kuna Voyager 2 tuleb järele – tõsi, natuke teist rada pidi – umbes kolme miljardi kilomeetrise vahega, oodatakse huviga selle mõõtmistulemusi.

Sellele, milline tähtedevaheline avakosmos välja näeb, vastab Stone niiviisi: „See on täiesti uus keskkond. Meil ei ole tema kohta mingeid kindlaltvõetavaid tõendeid ja seetõttu võib ta meid üllatada millega iganes. Seal võib olla tihedamaid ainealasid, nii kui pilvi, ja võib ka olla ümbritsevast kosmosest hoopis kuumemaid alasid.”

Vaid vähesed võisid 35 aastat tagasi uskuda, et kumbki uurimislaev võiks näiteks 2010. aastal olla veel täies töövõimes ning hakkaks uurima tähtedevahelist ruumi. Nüüd julgetakse loota, et Voyagerid jätkavad omi mõõtmisi veel aastani 2025. Siis on laevade tuumakütusel patareid arvutuste kohaselt niivõrd tühjenenud, et nende saadetud raadiosignaalid ei jõua enam Maani.

Seejärel uurimislaevad lihtsalt jätkavad oma teekonda, kui nendega ei juhtu just midagi äraarvamatut. Nende reis peaks kestma umbes 40 000 aastat enne kui nad saavad uute tähtede seltskonna. Tõsi, need uued lähedased tähed on siis ikkagi veel valgusaastate kaugusel.

Tehnikamaailm 5/2013