Voyager 2

Voyager 2 on NASA kosmosesond, mis startis 20. augustil 1977. Sond on osa Voyageri programmist ning see saadeti uurima Päikesesüsteemi ja selle piirialasid. Sond lendas mööda Jupiterist, Saturnist, Uraanist ja Neptuunist ning nende möödalendude käigus tehti hiidplaneetidest esimesed detailsed fotod. Voyager 2 sai pärast möödalendu Neptuunist, neljandaks Päikesesüsteemist lahkuvaks kosmosesondiks ja see on seni ainus kosmosesond, mis on uurinud Uraani ja Neptuuni.

Sondi põhimissioon lõppes 31. detsembril 1989, kuid see on endiselt töökorras ja sellega peetakse Deep Space Networki kaudu regulaarselt ühendust. Voyager 2 pikendatud missioon uurib Päikesesüsteemi piirialasid ning seisuga 28. jaanuar 2018, oli missioon kestnud üle 40 aasta.

Voyager 2 asus 25. detsembril 2018. aastal 119,46 aü kaugusel Päikesest. NASA teatas 10. detsembril 2018, et mõõtmistulemuste kohaselt sisenes Voyager 2 5. novembril tähtedevahelisse ruumi ja see on alustanud tähtedevahelise plasma tiheduse ja temperatuuri mõõtmisi.

Missioon
Voyager 2 esialgseks missiooniks oli uurida Päikesesüsteemi välisplaneete (Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni) ning planeetidevahelist ruumi. Iga planeedi puhul oli kavas uurida selle mõõtmeid, atmosfääri, magnetvälja ja kaaslasi.
Voyageri abil loodeti saada täpsemaid ja parandatud andmeid planeetide kuju, massi, suuruse ja võimalike rõngaste olemasolu osas. Atmosfääri uurimises keskenduti ringluse, dünaamika, struktuuri ja koostise välja selgitamisele. Kolmas eesmärk oli uurida planeedi magnetvälja struktuuri ja sellesse lõksu jäänud kõrge energiaga osakesi ja plasmat. Planeedi kaaslaste iseloomustamiseks oli vaja kirjeldada nende morfoloogiat, geoloogiat, massi ja suurust.
Voyager 2 lõpetas oma esialgse missiooni Neptuuni uurimisega 1989, mille järel otsustati Voyageri missiooni pikendada interstellaarse ruumi uurimiseks. Uue missiooni eesmärk on uurida päikesesetuule ja Päikese tekitatud magnetvälja mõjuala piire. Väljaspool Päikesesüsteemi oleks võimalik uurida juba tähtedevahelist ruumi ja selles leiduvate osakeste omadusi.

Ajalugu
Missiooni planeerimine
Pärast automaatjaamade Pioneer 10 ja 11 lähetamist Jupiteri ja Saturni uurima, otsustas NASA võtta ette Suure reisi Päikesesüsteemi välisossa. Lisaks Jupiterile ja Saturnile sooviti uurida ka Uraani, Neptuuni ja Pluutot . Majanduslike kaalutluste tõttu tuli esialgsest kavatsusest loobuda ning piirduda kahe Marineri seeria kosmoseaparaadiga, mille missioon Jupiteri ja Saturni uurimiseks maksnuks kolm korda vähem (250 miljonit USA dollarit) kui esialgne ambitsioonikam projekt. Missioon nimetati ümber Mariner Jupiter/Saturniks (MJS), kuid veel kuus kuud enne starti sai sellele osaks uus ümbernimetamine – seekord Voyageriks. Voyager 2 tuntakse aga senini ka alternatiivse nime Mariner Jupiter/Saturn B all või NASA antud koodi 10271 järgi. Missiooni rahastab NASA-Office of Space Science Applications.

pisi|Voyager 2 start

Start
Voyager 2 start toimus 20. augustil 1977 Cape Canaveralis, USAs täpselt kavakohaselt. Voyager 2 viis üles Titan IIIE-Centaur tüüpi rakett nagu 16 päeva hiljem sõsarsondigi. Stardi järel ilmnesid aga mitmed ootamatud probleemid, mille peamiseks põhjustajaks oli viga asendi kontrolli süsteemis, mille tulemusel muuhulgas ei olnud võimalik teadusplatvormi õigesti rakendada. Sama probleemi kordumise vältimiseks lükati edasi Voyager 1 start.

Teekond läbi Päikesesüsteemi
Inseneridel õnnestus Voyager 2 saada siiski täielikult töökorda ja missioon jätkus nagu planeeritud. Vaatamata hilinenud stardile möödus Voyager 1 sõsarsondist juba 15. detsembril 1977, kui mõlemad olid asteroidide vöös. Aprillis 1978 lõpetas ootamatult töö Voyager 2 peamine raadiovastuvõtja, varuvastuvõtja osutus samuti vigaseks. Peamist raadiovastuvõtjat ei õnnestunudki tööle saada, kuid varuvastuvõtjaga õnnestus missiooni jätkata. Kuna Voyager 2 start toimus õigeaegselt, oli võimalik suunata ta hiljem ellu viima ka esialgset suurt reisi, s.t kosmoseaparaat uuris lisaks Jupiterile ja Saturnile ka Uraani ja Neptuuni.

Kosmoselaeva ehitus ja alamsüsteemid

Voyager 2 on identne Voyager 1-ga.

Teadusseadmed
Voyager 2 teadusmissioon koosnes kokku 11 eksperimendist, millest viis (MAG, PLS, LECP, CRS, PWS) on käigus senini. 
+  Nimi Lühend Töös? Kirjeldus Pildistamisteaduse süsteem  ISS    Pildistamiseks kasutas Voyager 2 kaht erineva fookuskaugusega kaamerat, mille resolutsioon sõltus konkreetsest trajektoorist pildistatava objekti suhtes, kuid oli maksimaalselt 0,5–1,0 km. Pildistamise eesmärk oli uurida planeetide atmosfääri liikumist, laike (eriti Jupiteri Suurt Punast Laiku), pöörlemistelje asendit, pilvede moodustumist, optilisi parameetreid, siseenergia vooge, polarimeetriat, kromofooride olemust jpm. Lisaks sooviti uurida planeetide satelliitide üldisi füüsikalisi parameetreid, geoloogilist seisundit, pinna omadusi ning Saturni ja Uraani rõngaid. Voyageri lisaülesandeks oli otsida uusi komeete ja asteroide. Raadioteaduse süsteem  RSS    Raadioteaduse tarbeks kasutati Voyageri sidesüsteemi. Eksperimendi eesmärgiks oli uurida planeetide ning nende satelliitide ionosfääre ja atmosfääre, teha kindlaks nende massid, gravitatsiooniväljad ja tihedused ning uurida Saturni rõngaste koostist. Infrapunane interferomeeter/spektromeeter  IRIS    Eksperimendis kasutati üheks instrumendiks kombineeritud Michelsoni interferomeetrit ja ühe kanaliga radiomeetrit. Ülesandeks oli uurida globaalset ja lokaalset energiatasakaalu, atmosfääri gaasilist koostist, temperatuuri vertikaalset jaotust ja Saturni rõngaid. Interferomeeter kattis spektriosa lainepikkusega 4–55 μm ja radiomeeter 0,33–2 μm. Planetaarne raadioastronoomia  PRA    Raadioastronoomia tarbeks kasutati raadiovastuvõtjat, mis töötab sagedustel 20 kHz kuni 40,5 MHz. Vastuvõtjateks olid kaks 10 m monopoolantenni. Eksperimendi käigus kogutud Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni raadiosignaalide abil saadi olulist teavet planeetide magnetosfääride kohta. Fotopolarimeeter  PPS    Fotopolarimeetrias kasutati 20 cm läbimõõduga teleskoopi, mille vaatlused suunati läbi polarisaatori ja filtri fotomultipleri tuubi. Emissiooni intensiivsuse järgi oli võimalik saada teavet kõigi Voyager 2 külastatud planeetide pinnastruktuuri, tiheduse ja koostise kohta, samuti uuriti polarimeetri abil Saturni ja Uraani rõngaid ning planeetide atmosfääris aset leidvat kiirguse hajumist. Ultravioletne spektromeeter  UVS    UV-spektromeetri ülesandeks oli uurida planeetide atmosfääride omadusi lainepikkuse vahemikus 0,04–0,16 μm. Atmosfääri läbinud valguse neeldumispektrite abil on võimalik määrata planeedi atmosfääri koostist. See katse võimaldas hinnata ka atmosfääri soojusjaotust. Magnetomeeter  MAG    Magnetomeetri eesmärk oli uurida Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni magnetvälju, päikesetuule interaktsioone nende planeetide magnetosfääridega, planeetidevahelist magnetvälja kuni päikesetuule mõjuulatuse piirini ja sellest edasi tähtedevahelise ruumi magnetvälja omadusi. Eksperimendis kasutatakse 4 magnetomeetrit ulatusega 0,01 nT kuni 0,002 T ja täpsusega 0,1 nT. Plasma spektromeeter  PLS    Plasma uuringuteks kasutatakse kaht Faraday detektorit. Üks neist teeb kindlaks plasma ioonide makroskoopilised omadused (kiirus, tihedus, rõhk). Uuringuga on kaetud nii üle- kui allahelikiirusega liikuv vool. Teine Faraday detektor mõõdab elektrone, mille energiad jäävad vahemikku 5 eV kuni 1 keV. Madala energiaga laetud osakesed  LECP    Madala energiaga laetud osakesi uuritakse nii planetaarses kui interplanetaarses keskkonnas. Planetaarsete uuringute jaoks kasutati kuut erineva tundlikkusega detektorit, mis võimaldasid uurida madala energiaga osakesi, kui osakeste voog oli parajasti piisavalt suur, et küllastada vastavat detektorit. Interplanetaarses faasis kasutatakse detektoritega varustatud osakeste telekoopi. Selle teleskoobi abil on võimalik tuvastada prootoneid, alfaosakesi ja raskemaid tuumi energiatega vahemikus 0,05–30 MeV. Mootori abil on võimalik detektoreid astmeliselt pöörata, võimaldades 360° vaadet. Kosmilised kiired  CRS    Antud uuringu eesmärk on uurida tähtedevaheliste kosmiliste kiirte päritolu ja omadusi, kosmiliste kiirte allikates toimuvat tuumasünteesi ja kiirte käitumist erinevates keskkondades. 
Eksperimenti viivad läbi kõrge (HETS) ja madala energiaga (LETS) teleskoopide süsteemid. HETS katab energiavahemikku 6–500 MeV/tuuma kohta. LETS seevastu tuvastab tuumi, mille energiad jäävad vahemikku 0,15–30 MeV. Mõlemat teleskoopi piirab tuumade suurus – üle 30 prootoniga aatomituumi nad ei tuvasta. Instrumendid mõõdavad ka elektronide ja tuumade anisotroopiat. Plasma lained  PWS    Plasma lainete eksperiment Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni juures andis tulemuseks elektrontiheduse profiilid ning ettekujutuse lokaalsetest laine ja osakeste interaktsioonidest. Katses kasutatakse 16 kanaliga vastuvõtjat, mille sagedusala on 10 Hz kuni 56 kHz ning planetaarseks raadioastronoomiaks vaja läinud 10 m antenne.

Vaatlused
Jupiter
Voyager 2 lendas Jupiterist mööda 9. juulil 1979. Selle käigus avastas kosmoseaparaat ka ühe uue kaaslase – Adrastea. Jupiterist tehtud fotode resolutsioon oli parem kui 20 km. Voyageri missiooni tulemusel avastati ka Jupiteri rõngaste olemasolu. Voyagerid tegid ootamatu avastuse Iol, kui selgus, et sellel Jupiteri kaaslasel toimub aktiivne vulkaaniline tegevus, mida seni polnud väljaspool Maad avastatud. Veel avastasid Voyagerid Jupiteri virmalised.

Saturn
Voyager 2 lähim kontakt Saturniga toimus 26. augustil 1981. Saturni fotode resolutsioon oli parem kui 5 km. Voyageri missiooni tulemusel avastati Saturnil virmalised. Planeedi rõngaste uurimisel selgus, et B-rõngad sisaldavad kodaralaadseid ja F-rõngad punutisesarnaseid struktuure.
pisi|Voyager 2 pilt Saturnist

Uraan
pisi|Voyager 2 pilt Uraanist
Möödalend Uraanist toimus 24. jaanuaril 1986 . Voyager 2 avastas Uraani pöörlemistelje suhtes väga suure kaldenurgaga magnetosfääri. Nii Uraani kui Neptuuni magnetosfääri päritolu tundub seetõttu olevat erinev teiste planeetide omast. Voyager avastas 10 Uraani kaaslast ja 2 uut rõngast.

Neptuun
Neptuunile kõige lähemale jõudis Voyager 2 25. augustil 1989 . Voyager 2 avastas Neptuuni pöörlemistelje suhtes väga suure kaldenurgaga magnetosfääri. Samuti avastati Voyageri abil 6 Neptuuni kaaslast. Neptuuni suurimal kaaslasel Tritonil leiti aktiivsed geisrilaadsed struktuurid ja atmosfäär. Algselt atmosfäärihäirituste jaoks liiga külmaks peetud Neptuunil avastas Voyager 2 suured tormid, teiste seas Suure Tumeda Laigu. Neptuuni rõngad, mida oli varem peetud mittetäielikeks, osutusid lähemal vaatlusel täielikeks peenetest osakestest koosnevateks rõngasteks. Neptuuni magnetvälja tulemusel esinevad seal virmalised.

Hiljutine seis
Voyager 2 asub novembris 2011 heliosfääri välimises osas, kus päikesetuule kiirust aeglustab interstellaarse gaasi rõhk. Pluuto orbiidist möödus Voyager 2 juba aastal 1989. 2007. aastal, olles 84 AU kaugusel Päikesest, läbis Voyager 2 punkti, kus Päikesetuule kiirus muutub väiksemaks helikiirusest (termination shock). 12. novembri 2011 seisuga oli Voyager 2 kaugus Maast 97,3 astronoomilist ühikut (0,0015 valgusaastat ehk 14,56 miljardit kilomeetrit). Elektromagnetkiirguse edasi-tagasi saatmiseks Päikeselt kulus 12. novembril 2011 26 h, 58 min ja 47 s. Voyager 2 liigub oma sõsarsondist veidi aeglasemalt (keskmiselt 3,3 AU aastas) ning 48° ekliptikatasandist lõunasuunas. Mõlemad sondid saadavad senini väärtuslikke teaduslikke andmeid läbi süvakosmose võrgu DSN-i (Deep Space Network) .
Mõlemal sondil peaks olema piisavalt kütust, et opereerida vähemalt kuni 2020. aastani, selleks ajaks peaks Voyager 2 olema 16,9 miljardi km kaugusel Päikesest. 

2023. aasta juulis saadeti Voyagerile ekslik käsk, nii et Voyager-2 suunas oma antenni Maast 2° kõrvale ning side kaotati. 4. augustil teatas NASA, et side Voyager-2-ga õnnestus taastada. Voyager-2 oli sel ajal Maast 19.9*10^9 km kaugusel. Raadiosignaalil kulub selle vahemaa läbimiseks 18,5 tundi.NASA Mission Update: Voyager 2 Communications Pause. NASA missioon Voyager, 4.08.2023

Voyageri kuldne plaat

 Vaata ka 
 New Horizons
 Pioneer 10
 Pioneer 11
 Voyager 1

Viited

Kategooria:Kosmoseaparaadid
Kategooria:NASA kosmosesondid
Kategooria:Voyageri programm
Kategooria:Marineri programm
Kategooria:Jupiteri missioonid
Kategooria:Saturni missioonid
Kategooria:Uraani missioonid
Kategooria:Neptuuni missioonid
Kategooria:1977