Bunu Yapabilecek Küçük Araştırma: Voyager 1 Neden Önemli ve NASA Neden Bir Kısmını Kapattı?

Yaklaşık yarım yüzyıl önce, kabaca küçük bir araba büyüklüğünde bir uzay aracı, beş yıllık bir yolculuğa başlamak üzere bir roketin üzerinde Florida sahilinden yola çıktı. Bu hafta NASA, uzay aracının geri kalan bilim araçlarından birini kapattığını duyurdu; görev başarısız olduğu için değil, onu biraz daha hayatta tutmak için.

Şimdiye kadar yapılmış en uzak insan yapımı nesne olan Voyager 1’in gücü tükeniyor. Ve NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki (JPL) ofislerden bu konuyla ilgilenen mühendisler, kaçınılmaz olanı geciktirmek için ellerinden geleni yapıyorlar.

Beş yıl boyunca inşa edilen ve yaklaşık elli yıl süren bir uzay aracı

Voyager 1, 5 Eylül 1977’de Titan-Centaur roketiyle Cape Canaveral’dan fırlatılan robotik bir uzay sondasıdır. Yaklaşık 1.797 pound (kabaca orta boy bir sedanın kütlesi) ağırlığındadır ve sinyal gönderip alabilmesi için Dünya’ya doğru yönlendirilmesini sağlayan 12 fit genişliğinde bir çanak anten taşır. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü tarafından yönetilen, federal olarak finanse edilen bir araştırma merkezi olan JPL’de inşa edildi. Ve o günden bu yana neredeyse 49 yıldır neredeyse kesintisiz olarak faaliyet gösteriyor.

Görevinin kökenleri astronomik bir tesadüfe dayanıyor: 1960’ların sonlarında mühendisler ve bilim adamları, dış gezegenlerin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) yaklaşık 175 yıl boyunca tekrarlanmayacak nadir bir hizalanmaya doğru sürüklendiğini fark ettiler. Bu konfigürasyon, yerçekimi desteği olarak bilinen bir teknikle, bir uzay aracının her gezegenin yerçekimini bir tür sapan gibi kullanmasını, hız kazanmasını ve fazladan yakıt yakmadan rotayı yeniden yönlendirmesini mümkün kıldı.

NASA başlangıçta “Büyük Tur” olarak bilinen tüm dış gezegenlerin iddialı bir şekilde keşfedilmesini öngörmüştü, ancak bütçe kısıtlamaları sonunda bu hedefi küçülttü. Yeniden adlandırılan Voyager programı, sonuçta yalnızca Jüpiter ve Satürn’ün daha basit, yoğun bir uçuşu için finanse edildi ve iki uzay aracı beş yıl dayanacak şekilde tasarlandı. Şimdi bunun neredeyse on katı kadar dayandılar.

Voyager 1, Mart 1979’da Jüpiter’in yanından geçerek Io ayındaki aktif yanardağları ortaya çıkardı; bu, Dünya dışında herhangi bir yerde ilk kez volkanik aktivitenin gözlemlendiği bir olaydı. Daha sonra Kasım 1980’de Satürn’e ulaştı ve gezegenin halkaları ile dev uydusu Titan’ın daha önce görülmemiş ayrıntılarla yakından incelenmesini sağladı. Titan’ın bu yakın karşılaşması, Voyager 1’in yörüngesini yukarı doğru, güneş sistemi düzleminin dışına doğru eğdi, gezegensel turunu sonlandırdı, ancak onu yıldızlara doğru bir yola gönderdi.

1990 yılında NASA, Voyager Yıldızlararası Misyonu adı altında uzay aracının çalışmalarını yeni bir hedefle genişletti: Güneş’in etkisinin en uç noktasına ve onun ötesindeki uzaya ulaşmak ve bunları incelemek. 25 Ağustos 2012’de Voyager 1, Güneş’in yüklü parçacık rüzgârının yerini yıldızlararası uzaya bıraktığı sınır olan heliopozu geçti ve yıldızlar arasındaki boşluğa giren ilk insan yapımı nesne oldu. İkizi Voyager 2 ise 2018’de onu takip etti.

Kennedy Uzay Merkezi’ndeki 526 ft. Araç Montaj Binasının tepesine yakın işçiler, 20 Mayıs 2020 Çarşamba, Cape Canaveral, Florida’daki iskelelerde duran NASA logosuna çeki düzen veriyor.

John Raoux/AP

başlığı gizle

başlığı değiştir

John Raoux/AP

Ödünç alınan enerjiyle 15 milyar milden fazla uzakta

Bu bahar itibarıyla Voyager 1’in Dünya’dan 15 milyar milden fazla uzaklığı var. Bu mesafede, ışık hızıyla hareket eden bir radyo sinyalinin sondaya tek yönde ulaşması 23 saatten fazla sürüyor. Komuta mühendislerinin gönderdiği her veri, aldıkları her veri bu uçsuz bucaksız uçurumu aşıyor.

Uzay aracı, çürüyen plütonyumdan gelen ısıyı elektriğe dönüştüren bir cihaz olan radyoizotop termoelektrik jeneratörü üzerinde çalışıyor. Güneş paneli veya şarj edilebilir pil taşımaz. Her yıl yaklaşık 4 watt azalan nükleer sıcaklığın yavaş ve istikrarlı bir şekilde salınması. Yaklaşık elli yıl sonra bu düşüş kritik hale geldi.

Şubat ayı sonlarında rutin bir manevra sırasında, Voyager 1’in güç seviyeleri beklenmedik bir şekilde düştü ve sondayı otomatik bir arıza koruma kapatmasını tetiklemeye tehlikeli bir şekilde yaklaştı; bu, mühendisleri uzun ve riskli bir kurtarma sürecine zorlayacak bir kendini koruma tepkisiydi. Önce ekibin harekete geçmesi gerekiyordu.

Bütünü korumak için tarihin bir parçasını kapatmak

17 Nisan’da görev mühendisleri, Voyager 1’in kalan bilim araçlarından biri olan ve LECP olarak bilinen Düşük Enerjili Yüklü Parçacıklar deneyini devre dışı bırakmak için bir dizi komut gönderdiler. LECP, hem güneş sistemimizden hem de onun ötesindeki galaksiden kaynaklanan iyonları, elektronları ve kozmik ışınları ölçerek bilim adamlarının yıldızlararası uzayın yapısını başka hiçbir cihazın yapamayacağı şekilde haritalamasına yardımcı oldu. Voyager 2’deki muadili Mart 2025’te kapatıldı.

Yıllar önce, Voyager bilim ve mühendislik ekipleri, bilimsel açıdan en değerli yetenekleri korurken güç tasarrufu sağlamak amacıyla cihazların kapatılacağı sıra üzerinde ortaklaşa anlaştılar. LECP bu listede bir sonraki sıradaydı. JPL Voyager misyon yöneticisi Kareem Badaruddin, NASA tarafından Cuma günü yayınlanan bir blog yazısında, “Bir bilim aracını kapatmak kimsenin tercihi olmasa da, mevcut en iyi seçenektir” dedi.

Voyager 1 artık iki operasyonel bilim aracı taşıyor: biri plazma dalgalarını dinleyen, diğeri ise manyetik alanları ölçen. Mühendisler, son kapatmanın misyona yaklaşık bir yıl daha nefes alma alanı kazandırabileceğine inanıyor.

Ekip aynı zamanda gayri resmi olarak “Büyük Patlama” olarak adlandırdıkları daha kapsamlı bir güç koruma planı da geliştiriyor; bu plan, birkaç güçlü bileşenin aynı anda koordineli bir şekilde değiştirilmesi, eski sistemlerin daha düşük güçlü alternatiflerle değiştirilmesi. Mayıs ve Haziran 2026 için planlanan Voyager 2 testleri iyi giderse, aynı prosedür Voyager 1’de de en erken Temmuz ayında denenecek. Eğer işe yararsa, LECP’nin bir kez daha çalışmaya devam etme ihtimali bile çok düşük.

Mühendisler, 2030’lara kadar her uzay aracında en az bir cihazın çalışır durumda kalmasını umduklarını söylüyorlar. Bu, her ikisinin de daha önce hiçbir makinenin gitmediği yerlerden haber vermeye devam etmesine neden olacaktı.