Σταμάτης Κριμιζής: Η 45χρονη οδύσσεια των Voyager

Γράφει ο Σταμάτης Κριμιζής*

Μεταξύ των ειδήσεων του 2022, οι οποίες συνεχώς μας ανησυχούσαν και μας απογοήτευαν, εμφανίστηκε απρόσμενα και μια είδηση η οποία ξέφευγε από την καθημερινότητα και έδειξε ότι η ανθρωπότητα μπορεί να έχει ένα πιο αισιόδοξο μέλλον.

H 5η Σεπτεμβρίου 2022 ήταν η 45η επέτειος της εκτόξευσης του διαστημοπλοίου Voyager 1, το 1977, από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριδας (είχε προηγηθεί η εκτόξευση του Voyager 2 στις 20 Αυγούστου του ίδιου έτους). Η αρχική αποστολή των Voyager 1 και 2 ήταν η εξερεύνηση του πλανητών Δία και Κρόνου και η επιτυχής εκτέλεση αυτής της αποστολής απαιτούσε την απρόσκοπτη λειτουργία των διαστημοπλοίων για 4 χρόνια, κάτι το οποίο δεν είχε επιχειρηθεί μέχρι τότε. Η διπλή αποστολή, επομένως, επιχειρούσε να διασφαλίσει αυτόν τον στόχο, καθώς οι πιθανότητες επιβίωσης και των δύο διαστημοπλοίων εθεωρούντο πολύ χαμηλές.

O Σταμάτης Κριμιζής έξω από το γραφείο του στην Ακαδημία Αθηνών στου Παπάγου (Γιώργος Οικονομόπουλος)

Το μακρύ ταξίδι

Παρά τις προβλέψεις, τα δύο διαστημόπλοια λειτούργησαν επιτυχώς, ενώ τα προγραμματισμένα 4 χρόνια των αποστολών επεκτάθηκαν σε 45 χρόνια συνεχούς εξερεύνησης, όχι μόνο του Δία και του Κρόνου, αλλά και του Ουρανού και του Ποσειδώνα το 1986 και 1989 αντιστοίχως. Το 1989 οι αποστολές Voyager επαναπροσδιορίστηκαν ως «Διαστρική Αποστολή Voyager» με αντικειμενικό σκοπό την πιθανή ανακάλυψη του μέχρι τότε άγνωστου συνόρου μεταξύ της ηλιακής ατμόσφαιρας, του αποκαλούμενου ηλιακού ανέμου, και του Γαλαξία. Αυτό επιτεύχθηκε τελικά ύστερα από 23 χρόνια, τον Αύγουστο του 2012, σε απόσταση 18,3 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη, με το Voyager 1 να ταξιδεύει με ταχύτητα 61.200 χλμ. την ώρα από το 1989! Η έξοδος του Voyager 2 στον Γαλαξία πραγματοποιήθηκε λίγα χρόνια αργότερα, τον Νοέμβριο του 2018. Σήμερα το Voyager 1 βρίσκεται σε απόσταση 24 δισεκατομμυρίων χλμ., με το σήμα του ραδιοπομπού του ταξιδεύοντας με την ταχύτητα του φωτός να χρειάζεται 22 ώρες και 5 λεπτά για να φτάσει στη Γη (για σύγκριση, το φως από τον Ηλιο φτάνει στη Γη σε περίπου 8,3 λεπτά).

Ενας ανεπανάληπτος (ακόμη) άθλος

Στο γράφημα που προετοιμάστηκε από την Αμερικανική Διαστημική Υπηρεσία (NASA) για τον εορτασμό της 45ης επετείου από την εκτόξευση των Voyager παρουσιάζονται συνοπτικά οι σημαντικότερες ανακαλύψεις που πραγματοποίησαν οι αποστολές, μεταξύ των οποίων είναι οι εμβληματικές εικόνες των απώτερων πλανητών του ηλιακού μας συστήματος, καθώς και η θέση των δύο διαστημοπλοίων έξω από τη λεγόμενη ηλιόσφαιρα, μιας εκτεταμένης περιοχής στο διάστημα, εντός της οποίας κυριαρχεί το αποτύπωμα της ηλιακής δραστηριότητας. Τα διαστημόπλοια Voyager είναι τα πρώτα ανθρώπινα κατασκευάσματα που έχουν ξεπεράσει το προστατευτικό «κουκούλι» της ηλιόσφαιρας που περιλαμβάνει όλους τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος και έχουν εξέλθει στον μεσοαστρικό χώρο, πέρα από την άμεση επιρροή του ηλιακού μαγνητικού πεδίου. Πρόκειται για έναν πραγματικό άθλο που δεν αναμένεται να επαναληφθεί για τουλάχιστον τρεις ακόμα δεκαετίες.

Αποτίμηση εκ των έσω

Το ιστορικό αυτό βήμα του ανθρώπου πέρα από το ηλιακό σύστημα οφείλεται σε δύο βασικούς παράγοντες: πρώτον ότι κάθε 175 χρόνια η διάταξη των απώτερων πλανητών (Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας) είναι τέτοια που να επιτρέπει τη χρήση της βαρύτητάς τους για την επιτάχυνση του διαστημοπλοίου. Δεύτερον, ότι η τεχνολογία είχε προοδεύσει αρκετά ώστε να επιτρέπει τον σχεδιασμό και υλοποίηση των αποστολών με σχετικά καλές πιθανότητες μερικής ή και ολικής επιτυχίας. Ο σχεδιασμός των διαστημοπλοίων Voyager άρχισε το 1972, ύστερα από μια ανταγωνιστική διαδικασία που διεξήγαγε η NASA για την επιλογή των πειραμάτων που θα ήταν καταλληλότερα για την εξερεύνηση των πλανητών του ηλιακού συστήματος καθώς και του διαπλανητικού χώρου.

Η συσκευή του πειράματος LECP των Voyager αναπτύχθηκε από την ομάδα του δρ. Κριμιζή (NASA)

Από την εποχή εκείνη διατηρώ το ιδιαίτερα τιμητικό προνόμιο να ηγούμαι της ομάδας των πειραμάτων LECP (Low Energy Charged Particle) που αφορούν την εξερεύνηση των σωματιδίων χαμηλής ενέργειας που παγιδεύονται στα μαγνητικά πεδία των πλανητών, καθώς και αυτών στον διαπλανητικό χώρο. Εφέτος συμπλήρωσα 50 χρόνια υπηρεσίας στην ηγετική ομάδα των αποστολών Voyager. Οι παρατηρήσεις του LECP έχουν καταλήξει σε εκατοντάδες δημοσιεύσεις σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά, δεκάδες μεταπτυχιακές εργασίες και διδακτορικά και χιλιάδες παρουσιάσεις σε συνέδρια ανά την υφήλιο. Τα τελευταία χρόνια το Γραφείο Διαστημικής Ερευνας και Τεχνολογίας της Ακαδημίας Αθηνών, με πρωτεργάτη τον συνεργάτη μου δρα Κώστα Διαλυνά, έχει αναλάβει ηγετικό ρόλο στην ανάλυση των δεδομένων του LECP από τον μεσοαστρικό χώρο, σε συνεργασία με σημαντικούς/ές ερευνητές/ερευνήτριες στον κλάδο από το Johns Hopkins University/Applied Physics Laboratory και άλλα πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη.

Συλλογή… γνώσεων!

Το σύνολο των ανακαλύψεων των Voyager έχουν αλλάξει ριζικά τις γνώσεις μας για τους απώτερους πλανήτες: από την παρατήρηση των ηφαιστείων της Ιούς και τον υπόγειο ωκεανό της Ευρώπης (φεγγάρια του Δία), τις καταιγίδες στον Κρόνο και τη «ρύπανση» της ατμόσφαιρας από υδρογονάνθρακες του μεγαλύτερου δορυφόρου του Τιτάνα, τους δακτυλίους του Ουρανού και του Ποσειδώνα, έως και τα «κρυο-ηφαίστεια» του δορυφόρου του τελευταίου, Τρίτωνα, σε θερμοκρασία -235 βαθμών Κελσίου. Τα Voyager έχουν συμβάλει καθοριστικά στην αναθεώρηση των σχολικών βιβλίων αναφορικά με τη γνώση μας για τους απώτερους πλανήτες από το τέλος του 20ού αιώνα. Γι’ αυτό και η αποστολή των Voyager θεωρείται ως η πλέον σημαντική του προηγούμενου αιώνα, μια πραγματική οδύσσεια.

Σήμερα λαμβάνουμε δεδομένα από τα Voyager περίπου 8 με 10 ώρες την ημέρα, κάνοντας χρήση των μεγαλύτερων κεραιών που διαθέτει η NASA, διαμέτρου 70 μέτρων. Αξίζει να σημειωθεί πως η ροή είναι πολύ χαμηλή, 160 bits το δευτερόλεπτο, δηλαδή εκατοντάδες χιλιάδες φορές μικρότερη από αυτήν ενός κινητού τηλεφώνου. Η ισχύς του σήματος που φτάνει στην κεραία είναι περίπου ένα χιλιοστό του τρισεκατομμυρίου του watt (μεταφορά ενέργειας ανά μονάδα χρόνου), ενώ όταν εκπέμπεται από το διαστημόπλοιο είναι 22 watt. Βέβαια η απόσταση των Voyager από τη Γη είναι αρκετά μεγάλη, 24 δισεκατομμύρια χλμ., δηλαδή περίπου 159,3 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση μεταξύ της Γης και του Ηλιου. Επιπλέον η κεραία του διαστημοπλοίου συνεχίζει να στοχεύει τη Γη με μεγάλη ακρίβεια, περίπου 0,000001 της μοίρας. Με άλλα λόγια, η λήψη των δεδομένων δεν είναι μια τετριμμένη υπόθεση. Παρά τις αντικειμενικές τεχνικές προκλήσεις που έχουμε να αντιμετωπίσουμε, οι αποφάσεις της επιστημονικής ομάδας των Voyager στην τελευταία συνεδρίασή μας, που πραγματοποιήθηκε στις 22-23 Αυγούστου 2022, δημιουργούν τις προϋποθέσεις για τη διατήρηση της επικοινωνίας μας με τα Voyager μέχρι και το έτος 2027, δηλαδή 50 χρόνια μετά την εκτόξευσή τους.

Τέλος, καθώς τα Voyager θα συνεχίσουν το ταξίδι τους μακριά από το ηλιακό μας σύστημα «εσαεί», ο εκλιπών αστρονόμος Carl Sagan και οι συνεργάτες του είχαν προβλέψει την κατασκευή ενός ψηφιακού δίσκου, ο οποίος τοποθετήθηκε και στα δύο διαστημόπλοια και περιέχει εικόνες ανθρώπων, ζώων, δείγματα μουσικής από τη Γη, καθώς και μηνύματα σε διάφορες γλώσσες. Το ηχητικό μήνυμα στα αρχαία ελληνικά έχει ως εξής:

«Οἵτινές ποτ’ ἔστε χαίρετε! Εἰρηνικῶς πρὸς φίλους ἐληλύθαμεν φίλοι».

*Ο κ. Σταμάτης Κριμιζής είναι ακαδημαϊκός.

Έντυπη έκδοση Το Βήμα