Illustration: Eine „Voyager“-Raumsonde der US-Raumfahrtorganisation Nasa im Weltraum.
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Illustration: Eine „Voyager“-Raumsonde der US-Raumfahrtorganisation Nasa im Weltraum.

Seit 1977 im Weltall

„Voyager“-Raumsonden der Nasa sind „die Letzten ihrer Art“

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Sie sind unvorstellbar weit in den Weltraum vorgedrungen, doch langsam heißt es Abschied nehmen von den „Voyager“-Raumsonden der Nasa.

Baltimore – Die zwei „Voyager“-Raumsonden der US-Raumfahrtorganisation Nasa haben das Wissen über das Weltall verändert – doch fast 45 Jahre nach ihrem Start sind die beiden identischen Raumsonden längst nicht mehr in ihrem besten Zustand. In den vergangenen drei Jahren musste die Nasa Heizelemente und andere weniger wichtige Komponenten der Raumsonden deaktivieren. Energie sparen ist angesagt - damit die Sonden noch möglichst lange aktiv bleiben können. Denn seit ihrem Start im Jahr 1977 sind sie in Regionen des Weltraums vorgedrungen, in denen noch keine Raumsonde zuvor war. Noch in diesem Jahr will die Nasa offenbar weitere Instrumente abschalten.

2012 hatte „Voyager 1“ den Einflussbereich der Sonne – die sogenannte Heliosphäre – verlassen, 2018 folgte „Voyager 2“. Beide Sonden befinden sich mittlerweile im interstellaren Raum und sind mehr als 20 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Zum Vergleich: Der Abstand zwischen Erde und Sonne beträgt etwa 150 Millionen Kilometer. „Vier Jahre waren die Hauptmission“, erklärt „Voyager“-Projektmanagerin Suzanne Dodd gegenüber dem Scientific American. Ihr Kollege Ralph McNutt, Physiker an der Johns Hopkins University, ergänzt: „Wir sind bei 44,5 Jahren, also haben wir zehnmal die Garantie für die Raumsonden überschritten.“

So sieht das „Hubble“-Weltraumteleskop das Sonnensystem

Das Weltraumteleskop „Hubble“ von Nasa und Esa befindet sich seit 1990 in der Erdumlaufbahn. In einer Höhe von etwa 500 Kilometern blickt es tief hinein ins Weltall – fotografiert gelegentlich aber auch die Planeten des Sonnensystems.
Das Weltraumteleskop „Hubble“ von Nasa und Esa befindet sich seit 1990 in der Erdumlaufbahn. In einer Höhe von etwa 500 Kilometern blickt es tief hinein ins Weltall – fotografiert gelegentlich aber auch die Planeten des Sonnensystems. © Nasa
Nahaufnahme des roten Planeten. Zu diesem Zeitpunkt befand sich der Mars „nur“ 88 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Erde und Mars kommen sich etwa alle 26 Monate nah. Die Annäherung im Dezember 2007 hat das „Hubble“-Team genutzt, um den roten Planeten abzulichten.
Nahaufnahme des roten Planeten. Zu diesem Zeitpunkt befand sich der Mars „nur“ 88 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Erde und Mars kommen sich etwa alle 26 Monate nah. Die Annäherung im Dezember 2007 hat das „Hubble“-Team genutzt, um den roten Planeten abzulichten. © NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), J. Bell (Cornell University), and M. Wolff (Space Science Institute, Boulder)
Das „Hubble“-Weltraumteleskop hat in diesem Fall nicht nur den Nachbarplaneten der Erde, den Mars, fotografiert. Wer genau hinschaut, erkennt links oben den kleinen Mars-Mond Phobos, der um den roten Planeten zieht. Weil der Mond so klein ist, erscheint er in der „Hubble“-Aufnahme wie ein Stern. Da das Bild aus 13 verschiedenen Aufnahmen zusammengesetzt wurde, erscheint der Mond Phobos 13 Mal an unterschiedlichen Stellen.
Das „Hubble“-Weltraumteleskop hat in diesem Fall nicht nur den Nachbarplaneten der Erde, den Mars, fotografiert. Wer genau hinschaut, erkennt links oben den kleinen Mars-Mond Phobos, der um den roten Planeten zieht. Weil der Mond so klein ist, erscheint er in der „Hubble“-Aufnahme wie ein Stern. Da das Bild aus 13 verschiedenen Aufnahmen zusammengesetzt wurde, erscheint der Mond Phobos 13 Mal an unterschiedlichen Stellen. © NASA, ESA, and Z. Levay (STScI), Acknowledgment: J. Bell (ASU) and M. Wolff (Space Science Institute)
Die Details auf der Oberfläche des Planeten Jupiter sind auf „Hubble“-Fotos besonders gut zu erkennen. Besonders auffällig ist der „Große Rote Fleck“, der einen Durchmesser von rund 16.000 Kilometern hat und seit mindestens 200 Jahren über den Gasriesen tobt. Der Sturm ist so groß, dass der gesamte Planet Erde darin Platz finden würde.
Die Details auf der Oberfläche des Planeten Jupiter sind auf „Hubble“-Fotos besonders gut zu erkennen. Besonders auffällig ist der „Große Rote Fleck“, der einen Durchmesser von rund 16.000 Kilometern hat und seit mindestens 200 Jahren über den Gasriesen tobt. Der Sturm ist so groß, dass der gesamte Planet Erde darin Platz finden würde. © SCIENCE: NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI)
Faszinierender Anblick: „Hubble“ enthüllt, dass es auf dem Planeten Jupiter Polarlichter gibt. Das Polarlicht wurde im UV-Licht aufgenommen. Es entsteht, wenn geladene Teilchen entlang des Magnetfelds des Jupiters auf hohe Energien beschleunigt werden. Treffen die Teilchen auf die Atmosphäre in der Nähe der Magnetpole, lassen sie diese wie Gase in einer Leuchtstoffröhre leuchten.
Faszinierender Anblick: „Hubble“ enthüllt, dass es auf dem Planeten Jupiter Polarlichter gibt. Das Polarlicht wurde im UV-Licht aufgenommen. Es entsteht, wenn geladene Teilchen entlang des Magnetfelds des Jupiters auf hohe Energien beschleunigt werden. Treffen die Teilchen auf die Atmosphäre in der Nähe der Magnetpole, lassen sie diese wie Gase in einer Leuchtstoffröhre leuchten. © NASA, ESA, and J. Nichols (University of Leicester); Acknowledgment: A. Simon (NASA/GSFC) and the OPAL team
„Hubble“ fotografiert nicht nur Planeten im Sonnensystem – in diesem Fall hat das Weltraumteleskop den Jupiter-Mond Europa ins Visier genommen. Europa ist etwas kleiner als der Erdmond, die Oberfläche ist von einer soliden Eiskruste bedeckt, die von Rissen durchzogen wird. Im Inneren befindet sich ein Ozean mit mehr Wasser, als es auf der Erde gibt. Fachleute gehen davon aus, dass Europa Leben beherbergen könnte.
„Hubble“ fotografiert nicht nur Planeten im Sonnensystem – in diesem Fall hat das Weltraumteleskop den Jupiter-Mond Europa ins Visier genommen. Europa ist etwas kleiner als der Erdmond, die Oberfläche ist von einer soliden Eiskruste bedeckt, die von Rissen durchzogen wird. Im Inneren befindet sich ein Ozean mit mehr Wasser, als es auf der Erde gibt. Fachleute gehen davon aus, dass Europa Leben beherbergen könnte. © ACKNOWLEDGMENT: NASA, NASA-JPL, University of Arizona
Das „Hubble“-Weltraumteleskop zeigt den Gasriesen Saturn und seine Ringe in voller Pracht. Die Farbe der Ringe verändert sich im Laufe der Beobachtungen immer wieder.
Das „Hubble“-Weltraumteleskop zeigt den Gasriesen Saturn und seine Ringe in voller Pracht. Die Farbe der Ringe verändert sich im Laufe der Beobachtungen immer wieder. © SCIENCE: NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan (STScI)
Auch der Planet Saturn hat Polarlichter, wie diese Aufnahmen des „Hubble“-Weltraumteleskops zeigen. Die Aurora verändert sich täglich, wie auf den drei Aufnahmen zu sehen ist. An manchen Tagen bewegen sie sich, während sie an anderen Tagen an Ort und Stelle bleiben. Die Polarlichter des Saturn werden hauptsächlich vom Sonnenwind angetrieben.
Auch der Planet Saturn hat Polarlichter, wie diese Aufnahmen des „Hubble“-Weltraumteleskops zeigen. Die Aurora verändert sich täglich, wie auf den drei Aufnahmen zu sehen ist. An manchen Tagen bewegen sie sich, während sie an anderen Tagen an Ort und Stelle bleiben. Die Polarlichter des Saturn werden hauptsächlich vom Sonnenwind angetrieben. © NASA, ESA, J. Clarke (Boston University), and Z. Levay (STScI)
Der Planet Neptun wurde ebenfalls vom „Hubble“-Teleskop beobachtet. Die Aufnahmen aus drei Jahren zeigen, dass die Helligkeit des Planeten zwischen 1996 und 2002 stark zugenommen hat – vermutlich, weil sich zahlreiche Wolken auf der südlichen Halbkugel bildeten.
Der Planet Neptun wurde ebenfalls vom „Hubble“-Teleskop beobachtet. Die Aufnahmen aus drei Jahren zeigen, dass die Helligkeit des Planeten zwischen 1996 und 2002 stark zugenommen hat – vermutlich, weil sich zahlreiche Wolken auf der südlichen Halbkugel bildeten. © NASA, L. Sromovsky, and P. Fry (University of Wisconsin-Madison)
Der Neptun wurde am 23. September 1846 vom deutschen Astronomen Johann Galle entdeckt. Er ist 4,5 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt – 30 Mal weiter als die Erde. Trotzdem hat „Hubble“ den Planeten fotografiert.
Der Neptun wurde am 23. September 1846 vom deutschen Astronomen Johann Galle entdeckt. Er ist 4,5 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt – 30 Mal weiter als die Erde. Trotzdem hat „Hubble“ den Planeten fotografiert. © NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Auch den Erdmond hat sich „Hubble“ angeschaut. Genauer: Den auffälligen Krater Tycho. Der Krater wurde vor etwa 100 Millionen Jahren von einem Asteroiden-Einschlag geschlagen. Die hellen Spuren, die vom Krater wegführen, entstanden durch Material, das durch den Einschlag in die Luft geschleudert wurde. Der Krater Tycho hat einen Durchmesser von 80 Kilometern.
Auch den Erdmond hat sich „Hubble“ angeschaut. Genauer: Den auffälligen Krater Tycho. Der Krater wurde vor etwa 100 Millionen Jahren von einem Asteroiden-Einschlag geschlagen. Die hellen Spuren, die vom Krater wegführen, entstanden durch Material, das durch den Einschlag in die Luft geschleudert wurde. Der Krater Tycho hat einen Durchmesser von 80 Kilometern. © NASA, ESA, and D. Ehrenreich (Institut de Planétologie et d‘Astrophysique de Grenoble (IPAG)/CNRS/Université Joseph Fourier)

Nasa-Raumsonden „Voyager“ befinden sich weit weg von der Erde

Mittlerweile haben sich die beiden Nasa-Raumsonden so weit von der Erde entfernt, dass ein Signal fast 22 Stunden benötigt, um „Voyager 1“ zu erreichen, etwas mehr als 18 Stunden benötigt es zu „Voyager 2“. Das erschwert auch die Analyse eines Problems, das „Voyager 1“ derzeit hat. Je weiter sich die Raumsonden entfernen, desto schwächer werden ihre Signale. „Es wird schwerer und schwerer, das leise Flüstern der Raumsonden zu hören“, erzählt Glen Nagle, der am Deep Space Network – den Satellitenstationen, die die „Voyager“-Signale empfangen – arbeitet.

Die „Voyager“-Raumsonden sind seit 1977 im Weltall, die Technologie an Bord ist noch einige Jahre älter. „Software ist auf diesen Instrumenten wenig bis gar nicht vorhanden“, erklärt Stamatios Krimigis, der ein „Voyager“-Instrument entwickelt hat, dem Scientific American. „Es gibt keine Mikroprozessoren – sie existierten damals nicht!“ Das könnte ein Vorteil der Raumsonden gewesen sein, glaubt Krimigis. „Ich glaube, die Mission hat so lange gedauert, weil fast alles fest verdrahtet war. Die Ingenieure von heute wissen nicht, wie man das macht. Ich weiß nicht, ob es überhaupt möglich ist, ein so einfaches Raumschiff jetzt zu bauen. Die ‚Voyagers‘ sind die Letzten ihrer Art.“

Voyager 1Voyager 2
Start: 5. September 1977Start: 20. August 1977
Entfernung von der Erde: 23,3 Milliarden kmEntfernung von der Erde: 19,3 Milliarden km
Signallaufzeit zur Erde: 21 Stunden und 37 MinutenSignallaufzeit zur Erde: 17 Stunden und 59 Minuten
Quelle: JPL der Nasa

„Voyager“-Raumsonden: Nasa-Team muss langsam Abschied nehmen

In den kommenden Jahren heißt es, von den beiden „Voyager“-Raumsonden Abschied nehmen. „Voyager 2“ hat noch fünf funktionierende Instrumente, ihre Schwestersonde hat vier. Diese Instrumente werden von einem Gerät mit Strom versorgt, das Hitze aus dem radioaktiven Zerfall von Plutonium in Elektrizität umwandelt. Doch jedes Jahr verringert sich die Leistung um vier Watt und die Nasa ist dazu gezwungen, Instrumente abzuschalten, um Energie zu sparen.

Ich glaube, die Mission hat so lange gedauert, weil fast alles fest verdrahtet war. Die Ingenieure von heute wissen nicht, wie man das macht. Ich weiß nicht, ob es überhaupt möglich ist, ein so einfaches Raumschiff jetzt zu bauen. Die „Voyagers“ sind die Letzten ihrer Art.

Stamatios Krimigis

Doch dabei erlebt das Team auch Überraschungen: Vor zwei Jahren wurde beispielsweise die Heizung für den Detektor für kosmische Strahlung abgeschaltet – das „Voyager“-Team ging fest davon aus, dass das Instrument die Kälte nicht überstehen würde. „Die Temperatur fiel um 60 oder 70 Grad Celsius, weit unterhalb aller getesteten Limits“, erklärt die Planetenwissenschaftlerin Linda Spilker vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) und fährt fort: „Und das Instrument arbeitete weiter. Es war unglaublich!“

„Voyager“-Raumsonden könnten bis in die 2030er Jahre funktionieren

Von den noch funktionierenden Instrumenten sollen die Magnetometer und ein Plasma-Instrument zuletzt abgeschaltet werden, heißt es bei der Nasa. „Wenn alles sehr gut geht, können wir die Missionen vielleicht bis in die 2030er Jahre verlängern“, hofft Spilker gegenüber dem Scientific American. „Es hängt alles von der Energie ab. Das ist der springende Punkt.“ Doch auch wenn die „Voyager“-Sonden eines Tages verstummen, werden sie ihre Reise in die Tiefen des Weltalls fortsetzen. In 16.700 Jahren wird „Voyager 1“ den erdnächsten Stern Proxima Centauri erreichen. 3600 Jahre später soll auch „Voyager 2“ dort ankommen.

Die „Golden Record“, die sich an Bord der beiden „Voyager“-Raumsonden befindet, beinhaltet Nachrichten für Außerirdische. Enthalten sind beispielsweise auch Musikstücke von der Erde. (Archivbild)

Die Sonden werden auch danach weiter durch die Milchstraße treiben – und vielleicht eines Tages auf Leben im Weltall treffen. Für diesen Fall haben beide „Voyager“-Raumsonden eine Botschaft dabei. Auf den sogenannten „Golden Records“ sind Bilder und Töne von der Erde gespeichert, die einen Eindruck davon vermitteln sollen, woher die Raumsonden stammen. Mit dabei: Bilder von Kindern, Delfinen und Sonnenuntergängen sowie 90 Minuten Musik – unter anderem Bachs Brandenburgisches Konzert Nr. 2 und „Johnny B. Goode“ von Chuck Berry. (tab)

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