Popular Science, Voyager 1 44 Yıl Önce Fırlatıldığında Ne Söylemişti?

Popular Science arşivlerinden.

Voyager 1 uzay aracı 5 Eylül 1977’de fırlatılmış ve Güneş Sistemi’ne dair bildiklerimizi sonsuza kadar değiştirmişti. Voyager 2 ise iki hafta önce, 20 Ağustos’ta fırlatılmıştı. Popular Science ise programın nasıl planlandığını, NASA’nın uzay aracına yönelik hedeflerini ve Voyager 1 veya Voyager 2’de ters giden bir şeyler olursa neler olacağını öğrenmek üzere, iki uzay aracı da Dünya’dan ayrılmadan yaklaşık bir ay önce uzay programının arkasındaki bilim insanlarıyla derin bir sohbet gerçekleştirmişti. Makale, o tarihlerde yazıldığı haliyle şöyleydi:

Voyager 1 ve parçaları

Dış uzay sisteminin belki de 12 yıl boyunca keşfedilmesini sağlayacak en uzun uzay yolculuğu başlamak üzere. Yolculuk Voyager (T. seyyah) şeklinde adlandırılmış.

Uygun bir isim seçilmiş. Bu yolculukta iki uzay aracı, yıldızlararası görevler için alıştırma dönemi şeklinde adlandırılan bir seyahate çıkacak. Bu Seyyah’lar güneş sistemimizi geride bırakmadan önce, yeteri kadar gezegen ile uyduyu görüp duymuş olacak ve böylelikle, gökbilimciler kitapları yeniden yazmak zorunda kalacaklar.

Voyager, birkaç ay öncesine kadar Jüpiter-Satürn Mariner’ı şeklinde adlandırılıyordu. Fakat Mariner’lar, iç kısımdaki gezegenlere uçmak üzere tasarlanan farklı bir uzay aracı sınıfı. Bu yüzden isim değiştirilmiş.

Hem Mariner hem de Voyager, Kaliforniya eyaletinin Pasadena şehrindeki Jet İtiş Laboratuvarı’nda (JPL) yer alan tasarım masaları ile üretim tesislerinden geliyor. Voyager’lar, Ağustos’un sonu ile Eylül’ün başında (fırlatmalar 12 gün arayla planlanmış) dünya tabanlı en iyi teleskopların bile oralarda neler bulunduğuna dair bulanık ipuçları verdiği bölgelere doğru yola koyulacak.

İlk Boston Maratonu koşusunu henüz geçen hafta tamamlamış cılız bir mühendis ve gezegenbilimci olan James E. Long, Voyager’ın ufak modeline hafifçe vuruyor. “Ben bunu iki gezegenlik bir görev gibi görmüyorum” diye açıklıyor. “Uranüs’e gitmesek bile esasından 12 gezegenlik bir görev.”

Long, JPL-Voyager takımında bilim müdürü. Sevinçle itiraf ettiği üzere, Voyager’ı Uranüs ve belki de Neptün’e gönderme seçeneği, geçen baharda birden cazibe kazanmış; yani Cornell gökbilimcileri Uranüs’ün de Satürn gibi halkaları olduğunu keşfettiği zaman (kutuya bakın).

Aslında Voyager, 70’lerin başında onaylanan ve daha sonra iptal edilen, çok uzun zamandır beklenen Büyük Gezi görevine dönüşebilir. Esas Büyük Gezi, 1977 yılında içerisinde Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’ün (hatta seçenekler arasında Plüton’un) yer aldığı bir güzergâhta fırlatılacaktı. Program rahmetlik oldu ancak fikir hayatta kaldı.

“Teselli ödülü olarak, iki gezegenli bir Jüpiter-Satürn görevinin bizi heyecanlandırması uzun sürmedi” diyerek sırıtıyor Long. “Ardından, esas dedektiflik işi başladı ve yörüngelere bakmaya başladık.

“Bizi Jüpiter ve Satürn’e ulaştıracak yüzlerce yörünge bulduk. Bir yörüngeyi yaklaşık 20 dakikada buluyorduk, sanki tek derdimiz buymuş gibi.”

Tek dertleri o değildi ve yörünge analizi iki yıldan uzun sürmüştü. Uzayın derinliklerine doğru gerçekleştirilecek bu ikiz görevin anahtar kelimesi bilimdi ve Voyager’ın tasarlanması ile planlamasında, bilimsel etkenler birinci sırada geliyordu.

“Planlama yapmaya başladığımızda, Galilei uydularının ne kadar değerli olduğunu fark ettik” diyor Long. “Nihayet, uzay araçlarının her birine üç uydu veren yörüngeleri bulduk.”

Jüpiter’in etrafında dönen en büyük dört uydu olan bu cisimler, ana hedefler. Voyager’lardan biri Callisto, Ganymede ve Europa’ya yakın mesafeden geçerken; diğeri de lo, Ganymede ve Callisto’nun yakınından geçecek. Her iki uzay aracı da, beşinci uydu olan Amalthea’ya uzaktan bakacak ve Satürn’e doğru yola koyulmadan önce gaz devi Jüpiter’i yakından inceleyecek.

Caltech’te fizikçi ve Voyager’da proje bilimci olan Dr. Edward Stone, Galilei uydularının neden ilgi çekici olduğunu şöyle açıklıyor:

“Bu Galilei uyduları, güneş sisteminin başına gelen şeyin ufak ölçekli halini temsil ediyor olabilir.

“Bu uyduların oldukça farklı olmasını bekliyoruz. lo buz içermiyor gibi duruyor fakat Europa ile Ganymede muhtemelen içeriyor. Aslında Ganymede, sıvı suyun üzerinde yüzen buzlu bir kabuk taşıyor olabilir. Son olarak Callisto’daki buzlar çok pis olmalı çünkü çok düşük bir aklık (yansıtırlık) derecesi var.”

James Long’un belirttiği üzere bu uydular, güneş sistemiyle başka bir benzerlik daha taşıyor. Yörünge mesafeleri arttıkça, yoğunlukları azalıyor.

“lo, muhtemelen Mars’a ya da Ay’a benzeyecek” diyor. “Ağır biçimde krater barındırıyor olmalı. Ganymede ve Callisto, daha çok kar topu gibi görünebilir. Peki bir kartopunun jeolojisi nasıldır? Göktaşı kartopuna çarptığı zaman nasıl görünür?”

Uranüs’ün etrafındaki halkalar

Kamerada

Voyager’ın kameraları bize orada neler olduğunu söyleyecek. Bir tanesi geniş ve bir tanesi dar açılı olmak üzere iki renkli video kamerası; uyduların, gezegenlerin ve belki de Satürn ya da Uranüs’ün halka yığınlarının yüksek çözünürlüklü görüntülerini aktaracak.

Voyager görüntüleriyle daha önce Jüpiter’i ziyaret eden iki uzay aracının gönderdiği görüntüler, çarpıcı farklar barındırabilir. Gezegeni 1974 ve 1975’te inceleyen Pioneer (T. öncü) 10 ile 11, ilkel görüntüleme sistemleri bulunuyordu. Örneğin Jüpiter’in Büyük Kırmızı Leke’si, sadece bir fotoğrafta tamamıyla görülebiliyordu. Voyager’in zirve niteliğindeki çözünürlüğünde, Kırmızı Leke 40 fotoğraf ile analiz edilebilecek. Böylesine artan detaylar, Voyager’ın göndereceği bilimsel verilerin ne kadar önemli olduğunu gösteren ölçütlerden sadece biri.

Her iki uzay aracı da, en yakın geçişlerini yapmadan aylar önce gezegen hedeflerini yayınlamaya başlayacak.

“Jüpiter’de bu durum, birkaç fotoğraf görmekten ziyade sekiz ay uzunluğunda bir film seyretmek gibi olacak” diyor bilim müdürü Long. “Atmosferin dinamiklerini izleyebilecek, hatta fırtına hücrelerini bile tek tek inceleyebileceğiz. Aynı şey Satürn’de de geçerli fakat buna halkaları da ekleyin.”

Bir kilogramlık torbaya iki kilogram

Voyager’ın güzelliği mekanizması değil, görevi. Uzay aracı hem verimli tasarımı, hem de söz konusu gezegenlere giden benzer araçları görmüş olmamız sebebiyle sıradan ve işlevsel görünüyor.

“Voyager, herhangi teknolojik bir buluşa ihtiyaç duymuyor” diyor program müdürü John Casani. “Sadece bir kilogramlık torbaya iki kilogram ekledik.”

Casani’nin açıkladığı üzere ilave edilen şeylerin bir kısmı, Voyager’ın radyo sistemine odaklanıyor.

“Yükselticilerimizde en yeni teknolojileri kullandık” diyor. “Normalde yüzde 20 olan verim seviyesini yüzde 30-35’e çıkardık.”

Voyager’ın olağanüstü uzunluktaki anteni ve NASA’nın mevcut Derin Uzay Ağı (DSN) ile birleşen bu gelişme, göreve ömür boyu sürecek bir potansiyel sunuyor. Bilim insanları, Voyager’ın radyosunu önümüzdeki 33 yıl boyunca izleyebilecek ve uzay aracına tam bir asır boyunca komut gönderebilecek. Voyager’ın fısıltısı, uzay aracı sadece uluslararası uzaydayken; Plüton’un Güneş’e olan uzaklığının iki katına ulaştığı zaman kaybolacak.

Özdeş uzay araçları, televizyon da dahil 10 cihaz taşıyor. Radyoyla bareber 11 deneye olanak sağlıyorlar. Cihazlar arasında şunlar bulunuyor:

• Kozmik ışıklar ve düşük enerjili parçacıkları tespit etmeye yarayan algılayıcılar. Bu cihazlar, dıştaki gezegenlerin etrafında bulunan yoğun radyasyon alanlarına ve bunların arasındaki radyasyon seviyelerine bakacak.
• Jüpiter, Satürn ve belki de Uranüs ile Neptün’ün manyetik alanlarını analiz etmeyi sağlayacak manyetometreler. Bu alanların yoğunluğu ve uydular ile olan etkileşimleri, gezegenlerin derinliklerinde bulunan koşullar hakkında birçok bilgi verecek.
• Birleşik bir tayfölçer ve radyoölçer. Bu cihazların yapacağı ölçümler arasında, her bir gezegendeki enerji dengesi, atmosfer sıcaklığı ve dinamikleri ile bulut özellikleri bulunacak. Cihaz ayrıca gezegen ile uydu atmosferlerinin, yüzeylerinin ve halkalarının elementsel bileşiminin belirlenmesini sağlayacak.
• Diğer pek çok ölçümün yanısıra gezegen ve uyduların üst atmosferlerindeki metanı, hidrojeni ve amonyağı ölçecek bir fotopolarimetre.
• 10 metre uzunluğunda iki antenle beraber Jüpiter’den gelen yoğun radyo patlamalarını ve Satürn, Güneş ile diğer kaynaklardan gelen radyo dalgalarını gözlemleyecek bir radyo gökbilim paketi.
• Gezegenlerarası güneş rüzgarı koşullarını ve rüzgarın gezegensel manyetik alanlarla etkileşimini ölçecek bir plazma deneyi.

Köken

Peki bu ne anlama geliyor? Caltech’te çalışan Dr. Stone, Voyager’ların güneş sisteminin oluşumu hakkında ipuçları arayacağını açıklıyor. Bu tür veriler, nihayetinde Dünya hakkında daha iyi bilgilerin ortaya çıkmasına yol açıyor; pratik sonuçlar doğurmanın yanında, hava durumu kalıpları ya da minerallerin dağılımına yönelik yeni fikirler de verebilir.

Örneğin Voyager’lar 1980 ve 1981 yıllarında Satürn’e vardıkları zaman, ana hedeflerden biri de Titan uydusu olacak. Yaklaşık 2.900 kilometrelik çapıyla Titan, güneş sistemimizdeki en büyük uydu konumuna sahip; Merkür gezegeninden bile daha büyük. Üstelik atmosferi var.

“Titan’ın atmosferi hakkında fazla şey bilmiyoruz” diyor Stone. “Fakat herkes, Mars’ın atmosferinden ciddi ölçüde daha yoğun olduğunu kabul ediyor. Tahminler, Dünya’nın atmosferinin yüzde 10’u ila 50’si arasında geziyor.” Stone’un söylediğine göre Voyager’ın bileşimini çözümleyeceği bu atmosfer, güneş sistemi oluştuğu zaman hangi gazların en bol bulunduğunu gösteren en iyi örneklerden biri olabilir.

Satürn’ün diğer uyduları da (Enceladus, Tetis, Mimas ve Rhea) video kameralar ve cihazlar ile incelenecek. Uranüs’te ne olacağına ise henüz karar verilmemiş.

“Henüz bu yaklaşımı derin şekilde tasarlamadık” diyor JPL’de çalışan Long. “Daha geçmemiz gereken birçok köprü var.”

Bu geçişler, Cornell Üniversitesi’nde gökbilimci olan Carl Sagan’ın deyimiyle “Uranüs seçeneğini tatbik etme yönünde son derece cazip sebep” olan halka keşfiyle birlikte kolaylaştı.

“Dış güneş sisteminde henüz keşfedilmemiş bir sürü olgu bulunduğu ortada” diyor Sagan. “Onları bulmanın tek yolu oraya gitmek.

“Dış güneş sistemi, koşulların başlangıçtakilere çok daha benzediği bir yer. Orada son derece ilginç kayıtlar görebiliriz.”

Fakat Sagan, Voyager’dan çok fazla şey beklememek gerektiğini söylüyor.

“Bu veya şu görevin mihenk taşı olacağını, güneş sisteminin tarihini ortaya çıkaracağını söyleyen birçok iddia bulunuyor” diyor. “Fakat bu iş öyle olmayacak.”

Voyager Uçuş Güzergâhları

Fakat Voyager bir sürü yeni veri yollacak. Uzay araçlarının güzergâhlarında bir dizi örtülme fırsatı da bulunacak; yani uzay aracı bir gezegenin, uydunun ya da halkanın arkasından geçecek. Böyle bir şey olduğunda, bazı cihazlar kısa süreliğine atmosferin içine bakabilecek ve burada neler olduğuna dair kısa ve nadir bir bakış fırsatı sunacak. Diğer durumlarda ise bilim insanları, radyo sinyallerindeki ani değişimleri tespit etmeye çalışacak. Bu değişimlerin analiz edilmesiyle, gezegenlerin kütle ve şekline ilişkin yeni veriler elde edilebilir.

Voyager, Satürn ve Uranüs’te halkaların arkasından geçecek. Radyo dalgalarının saçılımı, her bir halkadaki yığınların boyutu hakkında çok şey söyleyecek.

“Eğer Satürn’deki halkaların tekil parçaları 500 metre kadar büyükse, görüntüleme sistemi onları görebilecek” diyor Stone. “Fakat boyut verisinin büyük bölümü, radyo örtülmesinden gelecek. Elbette herkes şaşkınlığa uğrayabilir.”

Sürprizler, gezegenbilimde adeta bir kural gibi. Uranüs’teki halkaların keşfi, bu sürprizlerin en sonuncusu. Satürn’ün halkalarından 1979 yılında geçecek olan Pioneer 10 uzay aracı, biraz daha sürpriz getirebilir. Fakat en iyi veriler, Voyager’ın yapacağı ziyaretlerden gelecek.

Jüpiter ve Satürn’e ilk ulaşan Voyager, yörünge farklılıklarından dolayı ikinci fırlatılan Voyager olacak. Eğer işini iyi yaparsa, ki bunlar arasında Titan’ın 4.100 kilometre açığından geçmek ve halkalar ile örtülmek de var; arkasından gelen Voyager Satürn’ün kütleçekimini destek şeklinde kullanıp Uranüs’e doğru yol alabilecek. (Öndeki Voyager, Satürn’den ayrıldıktan sonra yıldızlara doğru gitmeye devam edecek.)

Fakat Uranüs seçeneğinin tatbik edilmesi, Titan’a ikinci defa yakından bakılmasından ve ikinci bir halka örtülmesinden vazgeçilmesi anlamına geliyor. Böyle olduğunda bile, başlangıçtaki planlama doğruca Uranüs’e işaret ediyor: Görevin erken dönemlerinde muhtemel hasar oluşmasından kaçınmak üzere, Jüpiter’in radyasyon tehlikelerinden önce Uranüs adayı hedeflenecek.

İtici ya da uzay aracı arızasıyla Voyager’lardan biri kaybedilirse ne olacak?

“Bilmiyorum” itirafında bulunuyor Casani: “Fakat Satürn görevinden taviz edip Uranüs’ü ziyaret etmemiz için çok baskı yapılacak.”

Görev planlayıcısı Charles Kohlhase, olasılıkları hesaba katmış. “Eğer Satürn’de herhangi bir şeyden vazgeçeceksek, bize Uranüs’ü gösterecek kadar sağlıklı bir uzay aracımız bulunduğundan emin olsak güzel olur.”

Fakat Uranüs bile son durak değil. Voyager, 1989’da ulaşacağı Neptün’e kadar gidebilir. Daha sonra ise yıldızlara doğru yol alacak.

Fakat Uranüs seçeneğinin tatbik edilmesi, Titan’a ikinci defa yakından bakılmasından ve ikinci bir halka örtülmesinden vazgeçilmesi anlamına geliyor. Böyle olduğunda bile, başlangıçtaki planlama doğruca Uranüs’e işaret ediyor: Görevin erken dönemlerinde muhtemel hasar oluşmasından kaçınmak üzere, Jüpiter’in radyasyon tehlikelerinden önce Uranüs adayı hedeflenecek.

İtici ya da uzay aracı arızasıyla Voyager’lardan biri kaybedilirse ne olacak?

“Bilmiyorum” itirafında bulunuyor Casani: “Fakat Satürn görevinden taviz edip Uranüs’ü ziyaret etmemiz için çok baskı yapılacak.”

Görev planlayıcısı Charles Kohlhase, olasılıkları hesaba katmış. “Eğer Satürn’de herhangi bir şeyden vazgeçeceksek, bize Uranüs’ü gösterecek kadar sağlıklı bir uzay aracımız bulunduğundan emin olsak güzel olur.”

Fakat Uranüs bile son durak değil. Voyager, 1989’da ulaşacağı Neptün’e kadar gidebilir. Daha sonra ise yıldızlara doğru yol alacak.

Ayrıca Voyager 1 veya 2, oralarda bir yerde; belki de uzak bir galaksiden geçerken son bir sürpriz yapabilir. Voyager’ların her birine, metal bir gramofon kaydı eklenmiş. Carl Sagan’ın önderliğindeki bir takımın seçtiği kayıt içerikleri arasında klasik müzik, doğal ve insan yapımı sesler ile başka bir medeniyetin Dünya ve Dünyalılar hakkında bir şeyler öğrenmesini sağlayacak kadar bilimsel kodlu veri bulunuyor.

Charles Kohlhase, Voyager görevi ile bu görevin uzun vadede doğuracağı sonuçları düşünüyor: “Her ne yaparsanız yapın, birçok ödünleşme yaparsınız” diyor. “Fakat bence aslında bu, yıldız yolculuğu bakımından bir staj dönemi olacak.”

Yazar: Jim Schefter/Popular Science, Ağustos 1977. Çeviren: Ozan Zaloğlu.