Voyager se probíjí pěnou ke hvězdám

Oblast vesmíru pod vlivem našeho Slunce, tzv. heliosféra, je ohraničena přítomností slunečního větru. To je proud částic vyvrhovaných naší hořící hvězdou podél siločar slunečního magnetického pole. Podobný mezihvězdný vítr „vane“ galaxií od jejího středu k okrajům. Protože Slunce se točí kolem své osy a sluneční vítr mění svou sílu a celá sluneční soustava obíhá kolem středu galaxie, má heliosféra tvar kapky padající přibližně ke středu galaxie.

Okraje heliosféry jsou od Slunce proto různě daleko: nejvzdálenější planety obíhají necelých 50 astronomických jednotek (AU – 1,49 miliónu km), sluneční vítr zasahuje ještě jednou tak daleko, vane-li proti mezihvězdnému proudění; v případě stejného směru dosahuje až do vzdálenosti 150 AU. Někde v této hraniční zóně, tzv. helio -pauze, se protichůdné proudy od Slunce a z mezihvězdného prostoru srážejí, což nutí sluneční vítr změnit směr: proudí už ne od Slunce, ale jakoby kolem.

Tam někde je teď Voyager I. – 116,393 AU čili 13,8 miliardy kilometrů od Země. Žádný lidský výtvor tak daleko dosud nebyl.

Zdrojem energie obou sond je vždy trojice radioizotopových termoelektrických generátorů o celkovém výkonu 420 W. Zdroje se měly časem vyčerpat, přesto ale stále stačí na to, aby se sondami bylo možné udržovat spojení. Je to však trochu „na dlouhé lokte“ – signál ze Země k Voyageru letí 16 hodin.

Sonda už několik měsíců vysílá znepokojivé údaje o magnetickém poli a slunečním větru. Ten se kolem ní změnil, z dosavadní rychlosti asi 1,1 až 2,4 miliónu km/h podstatně zpomalil, zhoustl a stal se „teplejším“. V současné době je jeho rychlost ve směru od Slunce nulová, vane jen po oblouku. Překvapivější údaje však sonda posílá o povaze slunečního magnetického pole.

Dosavadní představy o tvaru magnetických křivek naznačovaly, že se – navzdory svému spirálovitému zkroucení v důsledku rotace Slunce – ohnou a zamíří zpět ke svému zdroji. Jenže údaje Voyageru svědčí o něčem jiném. Silokřivky se tam v dálce „vaří“. „Je to tam jako ve vířivce,“ popsal situaci Eugene Parker z Chicagské univerzity.

Dosazení dat ze sondy do počítačových modelů Parkerovi ukázalo okraj magnetického pole jako zpěněnou zónu, kde se siločáry překvapivě spojují velkými oblouky a vytvářejí „bubliny“ o průměru několika desítek miliónů kilometrů.

„Magnetické pole Slunce se táhne až na okraj sluneční soustavy,“ připomenula Merav Opherová z Bostonské univerzity. „Protože Slunce rotuje, magnetické pole se kroutí a mačká, trochu jako sukně baletky. Daleko od Slunce, kde jsou nyní Voyagery, se záhyby na té sukni zavírají,“ vysvětlila.

Nejde jen o kuriozitu. Tohle uspořádání by totiž znamenalo, že vnější slupka, která mimo jiné odráží či zachycuje záření z mezihvězdného prostoru, a většině tak brání v cestě dovnitř naší sluneční soustavy, je děravá, pórovitá. Vysoce energetické částice, pocházející z explodujících hvězd, černých děr a dalších zdrojů, mohou být nebezpečné pro satelity, astronauty i pro život na Zemi.

„Je to zřejmě jako propustná membrána, jíž kosmické paprsky procházejí. Magnetické bubliny s nimi pohazují, až některé nakonec dosáhnou vnitřního okraje turbulentní zóny a jsou svedeny ke Slunci,“ vysvětlil Parker serveru space.com.

„Budeme zřejmě muset upravit naše představy o tom, jak Slunce reaguje s částicemi, silovými poli a plyny přicházejícími z mezihvězdného prostoru. Důsledky totiž sahají až dolů na Zemi,“ dodal Arik Posner z týmu NASA, který řídí projekt Voyager.

Každé tři měsíce se Voyager otáčí pomocí svých gyroskopů o 70 stupňů, aby správným směrem nastavil jeden z mála přístrojů, které ještě fungují. Detektor nízkoenergetických iontů (LECP) měří vlastnosti, směr a rychlost slunečního větru, tedy informace o poměrech v heliopauze. „Všechno, co o té oblasti zatím víme, vychází z modelů. Každá informace z Voyageru má proto obrovskou cenu – umožňuje nám tyto modely zpřesnit,“ vysvětlila Suzanne Doddsová z Deep Space Network Laboratoře tryskového pohonu v kalifornské Pasadeně, který udržuje spojení se sondou.

Měření trvá dvě a půl hodiny, pak se gyroskopy opět zapnou a sonda se nasměruje na svůj „maják“ – Alphu Centauri, nejbližší hvězdu od našeho Slunce.

„Voyager je jako staré auto,“ říká Doddsová. „Má sice jednoduchou elektroniku, žádné moderní serepetičky, ale právě pro svou jednoduchost je spolehlivý a dlouho vydrží.“ Spektrometr plazmových částic (IPS) fungoval do roku 2007, o rok později přestal stačit proud pro detektor rádiových vln (PRA), vloni se zastavil ultrafialový spektrometr (UVS) a za dva nebo tři roky nebude kapacita generátoru stačit pro datový záznamník. Za pět let se naposledy roztočí gyroskopy. Stále ale bude pracovat LECP, detektor kosmického záření (CRS), magnetometr a přístroj pro studium vln v plazmatu (PWS).

Voyager I. startoval z Mysu Canaveral 5. září 1977 s dvoutýdenním zpožděním. Přestože jeho dvojče Voyager II. mělo náskok, rychlost a dráha obou sond se od počátku lišila. „Jednička“ je proto nyní dál než „dvojka“, která je „jen“ 14,1 miliardy km, necelých 100 AU od Slunce.

Sondy měly během pěti let prolétnout relativně blízko kolem vnějších planet Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu a získat co nejvíce informací. Byla to mise nejen bez návratu, ale i bez konce.

Na rozdíl od většiny meziplanetárních sond, jejichž dráha je nakonec vede buď na některou planetu, nebo do Slunce, oba Voyagery byly vyslány na cestu ven ze sluneční soustavy, ke středu galaxie. Přes svou obrovskou rychlost – Voyager I. letí rychlostí 61 420 km/h, Voyager II. 55 656 km/h – by ale k nejbližším hvězdám dorazily až za několik desítek tisíc let, navíc jejich životnost byla vypočítána na 40 let. Přesto ale každá z nich nese shodnou zprávu pro mimozemské civilizace.

Zlaté desky Voyageru jsou hlavně audiovizuální vizitkou lidstva, identifikační informace nesou sondy Pioneer 10 a 11. NASA s nimi už dávno ztratila spojení, naposledy se ozval Pioneer 10 v roce 2003, když byl asi 80 AU od Země.

Voyager veze skutečnou gramofonovou desku, na níž je zvukový záznam 90 ukázek hudby od Bacha po Chucka Berryho, krátké pozdravy mimozemšťanům v 55 jazycích včetně češtiny a analogově zašifrovaných 115 fotografií různých končin Země. Deska je z pozlacené mědi, její obal z hliníku s příměsí čistého izotopu uranu 238.

Na obalu je obrázkový návod na spuštění desky a zobrazení fotografií, uranová příměs má pomoci nálezcům určit, kdy byla vyrobena – předpokládá se, že budou patřit k vyspělé civilizaci, která bude schopna podle poločasu rozpadu uranu vypočítat zpětně datum. Na obalu je i „zpáteční adresa“ – náčrt pozice Slunce v Mléčné dráze. Aby nás našli.