Demanen-tour van de Voyagers.
DONDERDAG 13 OKTOBER 1977
PAGINA 29
5-3-79
9-7-78
In bijgaande vier tekeningen is
aangegeven, hoe de Voyagers
langs de planeten Jupiter en
Saturnus zullen razen en in het
voorbijgaan nog wat manen
zullen "meepikken".
In de tekeningen staat centraal
de planeet als een bolletje dat
aan de ene zijde door de zon is
verlicht en aan de nachtzijde
donker is gemaakt.
Daar omheen zijn de als doorlo
pende cirkels getekende banen
van een aantal manen weerge
geven. De baan van de Voya
gers is aangeduid als een dik
kere streepjeslijn met aan het
begin en einde een richting
pijl. In de maan-banen zijn de
manen als dikkere stippen
aangeduid op het moment van
de dichtstbijzijnde passage
door de Voyagers met onder
hun naam een getal dat duidt
op de kortste benaderingsaf
stand door de ruimtesondes in
kilometers.
Per tekening zijn de afstanden
van de maanbanen op schaal
gegeven. De schalen voor de
tekeningen van Jupiter en Sa
turnus verschillen echter. De
buitencirkels, resp. voor Cal-
listo en Titan bedragen in wer
kelijkheid een straal van 1881,8
en voor Titan 1223 maal
duizend kilometer straal van
uit de moederplaneten.
Linksboven in elke tekening een
letter-cijfer-combinatie die be
tekent dat het om de Voyager I
en II gaat (V-I en V-II) en over
de passage van Jupiter (J) of
Saturnus (S).
Rechtsboven in elke tekening
een datum, die de passage van
de planeet aangeeft.
In de tekening vindt u voorts
telkens de letter P, die duidt op
het periapsis, het punt in de
sonde-baan waar de planeet
het dichtst wordt benaderd. De
richting van de zon (en bijge
volg ook ongeveer van de
aarde) is met een pijl door de
buitenste cirkel aangegeven.
De Grand Tour van de ruimtesondes Voyager I en II, is
sinds enkele weken op weg zijn naar de buitenplaneten
Jupiter, Saturnus en eventueel Uranus, Neptunus en
heel misschien ook Pluto. Zij zullen tijdens hun jaren
lange vlucht over miljarden kilometers bij deze plane
ten ook langs verschillende van hun manen trekken en
daarvan foto's maken en ander soort gegevens verza
melen.
Dit is niet het hoofddoel van de missie maar wel een
plezierige bijkomstigheid. In totaal zullen vijf manen
van Jupiter en zes van Saturnus onder de loep worden
genomen, in enkele gevallen van relatief zeer nabij. De
passage van die manen (en dus ook van de planeten)
vindt pas plaats in 1979,1980 en 1981, zodat de technici
van het vluchtleidingscentrum in het Jet Propulsion
Laboratory in Pasadena (Californië) alle gelegenheid
hebben door koerscorrecties optimale resultaten van
deze meest gecompliceerde onbemande ruimte-missie
te oogsten.
Voordat we verder op details
van de missies ingaan, moet
één merkwaardigheid wor
den vermeld. De eerst gelan
ceerde Voyager (20 augustus
j.l.) zal de grote planeten pas
later bereiken dan de laatst
gelanceerde (3 september)
door het volgen van een iets
andere koers. Derhalve is de
op 3 september gelanceerde
Voyager met het vlucht
nummer 1 voorzien, de eerst
gelanceerde van het vlucht
nummer 2. Dat is in afwijking
van het gebruikelijke sys
teem, dat de nummering ge
schiedt naar de chronologie
van de lancering. Voyager-1
werd nu dus twee weken later
gelanceerd dan de Voyager-2.
Eric Burgess, medewerker van
het Engelse wetenschappe
lijke tijdschrift New
Scientist,, heeft onlangs een
uitvoerige beschouwing in dit
tijdschrift gepubliceerd over
beide Voyager-missies, waar
aan de meeste gegevens voor
dit artikel zijn ontleend.
Hierin vermeldt hij, dat onge
veer 85 geleerden hebben bij
gedragen aan de weten
schappelijke outillage van de
twee ruimtevoertuigen, die
een grote reeks weten
schappelijke observaties
zullen uitvoeren. Voor de leek
zijn de foto-experimenten het
meest aantrekkelijk. Zij wor
den uitgevoerd door twee
camera's, die gemonteerd zijn
op een uit de sonde uitste
kende arm, zodat het ge
zichtsveld niet verstoord
wordt door de grote schotel-
vormige antenne voor de
doorzending van alle gege
vens naar de aarde. Een van
de camera's heeft een groot-
hoek-lenzensysteem, de an
dere is bestemd voor klein-
hoek opnamen, en bestrijkt
dus een kleiner gebied waarin
meer details te ontwaren zijn.
In die laatste camera van het
type, dat ook gebruikt werd
voor de Mariner-10 tijdens de
vluchten naar Mercurius aan
het andere "uiteinde" van de
planeten-reeks, zijn inmid
dels talloze elektronische,
verbeteringen aangebracht,
zodat hiervan bijzonder gede
tailleerde beelden te ver
wachten zijn. Ook de groot
hoek-camera van een geheel
nieuw type belooft uitste
kende beelden, die dank zij
een vernuftig filtersysteem
ook in kleur kunnen worden
uitgevoerd.
Instrumenten
Verder zijn er instrumenten aan
boord, die de temperaturen
kunnen meten op ver
schillende diepten in de at
mosferen van de planeten en
enkele manen, en voorts de
samenstelling van die at
mosferen op diverse diepten.
In het bijzonder zal worden
gezocht naar de aanwezigheid
van waterstof en helium. Zeer
belangrijk zijn de metingen
van temperatuur en lucht-
druk op het oppervlak van Ju-
piter en Saturnus, voor zover
die tenminste een vast opper
vlak hebben. Van Jupiter be
twijfelt men dat in hoge mate,
mede op grond van de metin
gen' van de ruimtesondes
Pionier-10 en 11, die enige
tijd geleden langs Jupiter
trokken en nu op weg zijn
naar Saturnus.
Veel belang hechten de weten
schapsbeoefenaren aan de
wetenschap, of Saturnus een
magnetisch veld heeft en aan
de nadere karakteristieken
van het magnetisch veld van
Jupiter, benevens aan het al
of niet aanwezig zijn van een
soort Van Allen-gordels, een
relatief dichte massa van ge
laden deeltjes, zoals deze de
aarde omgeven. Ook voor me
tingen op dit terrein voeren
de Voyagers verfijnde in
strumenten mee.
Belangrijk
.Een belangrijk aspect van de
voyagers is, dat de in
strumenten voor waarnemin
gen en verbindingen met de
aarde niet voorzien zijn van
de gebruikelijke zonnecellen
voor de energievoorziening.
De afstand naar de zon zal tij
dens de hoogtepunten van de
missie te groot zijn om deze
energiebron te gebruiken.
Bij het eerste doel, Jupiter, is de
zonnestraling nog maar 4
procent van die welke wij op
aarde ontvangen, bij Nep
tunus nog maar nauwelijks
0,11 procent. Dat dwong er
toe, kernenergie te gebrui
ken. Die wordt geleverd door
thermo-elektrische generato
ren, werkende op een radio
actieve krachtbron aan het
uiteinde van een lange poot,
die uit de Voyagers steekt. Dit
laatste om te voorkomen, dat
de instrumenten in de sonde
door de radio-actieve straling
worden gehinderd.
Dit vliegende laboratorium, dat
nog veel meer instrumenten
voor andere metingen bij zich
heeft dan die wij noemden,
zal in duplo vooral Jupiter en
Saturnus en hun manen be
studeren.
De Voyager-1, gelanceerd op 3
september j.l., zal Jupiter
passeren op slechts 350.000
kilometer afstand. Dat lijkt
veel, maar kosmisch gezien is
het een peuleschilletje: min
der nog dan de kortste af
stand tussen aarde en maan,
die 357.000 km bedraagt. Op
het moment van de passage
staat Jupiter op een afstand
van ongeveer een miljard ki
s de Voyager-sonde, die in de afgelopen maanden is weggestuurd door Amerika naar de buitenplaneten
i het zojinestelsel. De schotel bovenop is de hoofdantennedie voor terugzending van foto's en meetresultaten
ir de aarde moet zorg dragen.
lometer van de aarde. We
kunnen dus Jupiter pak weg
drieduizend maal beter be
studeren met de Voyager dan
vanaf de aarde... De Jupi-
ter-passage vindt plaats om
12.49 uur GMT.
Iets soortgelijks valt te zeggen,
in nog sterkere mate, van de
passage van Saturnus om
01.00 GMT op 12 november
1980. Die passage vindt plaats
op 197.300 km afstand.
GMT staand voor Greenwich
Mean Time, en dat tijdstip is
onafhankelijk van de waar
nemingsplaats op aarde of het
al of niet gelden van een zo
mertijd ter plaats, hetgeen
overigens in november niet
waarschijnlijk is. In dit artikel
houden wij ons aan GMT in
de tijdstippen, om een uni
forme tijdsaanduiding te ver
krijgen.
De Voyager-2, gelanceerd op 20
augustus j.l., passeert Jupiter
het dichtste op 9 september
1979 om 23.00 uur GMT op
een afstand van 714.000 km.
Die grotere afstand is nodig
voor een goede koers naar de
volgende buitenplaneet Sa
turnus en vervolgens naar de
planeten Uranus en Nep
tunus. Saturnus moet op 27
augustus 1981 het dichtst
worden benaderd om 13.00
uur GMT.
1992
W®fc»rni3<êlhii3i[p; vs-(ri)
IN AF. ofagD©
O-.O fy. (tets
zullen deze planeten 30 ja
nuari en ergens in 1992 wor
den gepasseerd en in het gun
stigste geval Pluto in 1998.
Bij Jupiter worden zowel door
de Voyager-1 als de 2 enkele
manen in ogenschouw geno
men, beide keren vier maar
niet dezelfde. Bij de eerste
passage zijn dat Amalthea, Io,
Ganymedes en Callisto, bij de
tweede passage Callisto, Ga
nymedes, Europa en Almat-
hea.
Bij Saturnus zijn dat er vijf en
zes, namelijk Titan, Mimas,
Dione, Enceladus en Rhea bij
de eerste passage en Titan,
Rhea, Tethys, Enceladus,
Mimas en Dione bij de
tweede.
Dat zijn overigens lang niet alle
satellieten van de grote plane
ten. Jupiter heeft voor zover
bekend veertien manen en
Saturnus elf.
Over de baan, die de Voyagers
zullen volgen langs de ver
dere planeten Uranus en Nep
tunus en eventueel Pluto is
nog betrekkelijk weinig
nauwkeurig te vermelden.
Veel hangt daarbij af van de
invloeden, die Jupiter en Sa
turnus op de banen zullen
uitoefenen. In theorie is dat
allemaal wel te berekenen,
maar in de praktijk zullen
deze reuzenplaneten toch nog
wel iets andere dan de ver
wachte invloeden uitoefenen.
Zeker is dat het geval met de
manen van deze planeten,
waarvan in vele gevallen de
nauwkeurige omvang en hun
massa niet bekend zijn.
Er valt derhalve weinig te zeg
gen over de mogelijkheid, dat
een of beide Voyagers ook
manen van Uranus (vijf in ge
tal) en Neptunus in ogen
schouw zullen nemen.
Het is overigens al mooi genoeg,
dat de vluchten langs Jupiter
en Saturnus zo in detail be
kend zijn, dat het bekijken
van elf manen van deze stel
sels kan worden verwezen
lijkt. Bij die manen zijn en
kele bijzondere exemplaren.
Drie manen
De eerste passage van Jupiter
brengt de Voyager op betrek
kelijk korte afstand van de
drie manen Io, Ganymedes en
Callisto. Io wordt gepasseerd
op slechts 22.000 km afstand,
voor de beide andere ge
noemde satellieten is dat
115.000, d.w.z. een goed kwart
van de afstand aarde-maan.
Zij behoren tot de grote ma
nen van de planeet. De diame
ter van Io bedraagt slechts
3800 km, die van Ganyrriedes
5600 km en van Callisto 5200
km.
Deze manen waren de eerste,
die ontdekt werden in 1610
door Galilei. Zij hebben een
belangrijke rol gespeeld bij
de bepaling van de lichtsnel
heid en daardoor van de af
metingen van het heelal. De
Deense astronoom Ole
Roemer ontdekte in de zeven
tiende eeuw dat verduistering
van een Jupiter-maan door
bedekking van de maanschijf
door Jupiter zelf ongeveer
1000 seconden eerder
plaatsvond wanneer de aarde
dezelfde kant van de zon staat
dan wanneer de zon tussen
maan en Jupiter in stond. Die
ongeveer 1000 seconden ver
schil was de weg, die het licht
moest afleggen om de aard
baan te doorkruisen, en die
baan was inmiddels vrij goed
Dekend.
Atmosfeer
ian Ganymedes is bekend, dat
deze maan een (ijle) atmosfeer
heeft. Men is er erg benieuwd
naar, hoe de maan deze at
mosfeer kan vasthouden. De
aantrekkingskracht van onze
eigen maan, die veel groter is,
is nog te gering om een gas
vormig omhulsel vast te hou
den. In het geval van Gany
medes kan dat zijn, doordat
het hemellichaam iets van
een magnetisch veld heeft of
doordat de atmosfeer uit veel
zwaardere gassen is samen
gesteld dan b.v. de aardse.
jrevolg van deze ijle atmosfeer
is, dat de details van het op
pervlak van de maan in de te
nemen foto's minder sterk
zullen zijn dan bij de opna
men van de andere manen.
Jatuurlijk zal de aandacht van
"camera's en meetinstrumen
ten in de buurt van Jupiter,
dus ook tijdens het passeren
van de manen, voornamelijk
gericht zijn op de planeet zelf,
maar het instrumentarium is
zo gebouwd, dat er nog ruime
aandacht voor de satellieten
overblijft. Jupiter zal door de
Voyager I worden gepasseerd
op 350.000 km afstand, onge
veer de kleinste afstand
aarde-maan. Dat gebeurt op 5
maart 1979 om 12.49 uur
GMT. Voor de tweede
Voyager is dat 714.000 km op
9 september 1979 om 23.00
GMT.
Na de passage van Jupiter gaan
de Voyagers door naar Satur
nus, waar ook weer interes
sante ontmoetingen met ma
nen op het programma staan.
Eerst aan t>bd
Het meest interessante komt bij
Saturnus het eerst aan bod.
Bij de nadering van de ge
ringde planeet wordt de rela
tief zeer grote maan Titan
(doorsnede 4950 km, meer
dan onze eigen maan Luna
die een diameter heeft van
3476 km een fractie groter dan
de kleinste planeet Mer
curius, die een diameter heeft
van 4880 km) op een afstand
van slechts 7000 km gepas
seerd of misschien zelfs iets
minder. Dat is het geval met
de Voyager I.
ivitan is een van de zeer weinige
plaatsen in het zonnestelsel,
waarvan vermoed wordt dat
er tekenen van leven zijn,
namelijk de aarde (een zeker
heid), de atmosfeer van Jupi
ter (pre. Biotisch met de vor
ming van "bouwstenen" voor
het leven), Jupiter-maan Ga
nymedes en de Saturnus-
maan Titan, terwijl de planeet
Mars een goede kanshebber
blijft ondanks de teleurstel
lende onderzoekingen van de
Viking-sondes die ter plaatse
een onderzoek hebben inge
steld.
Titan, de maan die door de
Voyagers dichter benaderd
wordt dan enige van de an
dere satellieten der reuzen
planeten, heeft een voor leven
onontbeerlijk geachte at
mosfeer, waarschijnlijk be
staande uit o.a. methaangas.
De Voyagers zullen geen te
kenen van leven kunnen vin
den, maar wel metingen ver
richten, die de mogelijkheid
van leven kunnen aantonen.
Men is daarom bijzonder
geïnteresseerd in deze zeer
nauwe passage, alleen overi
gens door de Voyager I want
nummer II gaat op 353.000 km
langs deze maan. Voorts wor
den nog meer manen van Sa
turnus onder de loep geno
men, maar de hoofdaandacht
van de Voyagers zal gericht
blijven op de planeet en zijn
ringenstelsel, waarover op
grond van waarnemingen
vanaf de aarde nog veel te
weinig bekend is.
Ringstelsel
Dit laatste geldt in het bijzonder
het merkwaardige rin
genstelsel, dat tot voor kort
uniek werd geacht maar nu
blijkt een evenknie te hebben
in de volgende planeet die
door Voyagers bezocht
wordt: Uranus. Het rin-'
genstelsel van Saturnus
wordt binnenkort onderzocht
door de Pioniers, die door de
NASA langs Jupiter zijn ge
schoten en nu onderweg zijn
naar Saturnus, om daar een
hoogstandje van een passage
tussen de planeet en zijn rin
gen door weg te' geven, een
soort kosmisch ringsteken
van allure.
Dat laatste zullen de Voyagers
niet doen. Zij blijven op veel
grotere afstand van de pla
neet en zien de ringen alleen
terzijde.
dat is de prijs, die door
de NASA betaald moet wor
den voor de voortzetting van
de Voyagervlucht langs Ura
nus, Neptunus en heel mis
schien de buitenplaneet
Pluto.
De passage van Uranus blijkt
bijzonder interessant te wor
den omdat dan voor het eerst
kan worden vastgesteld of
ook deze planeet een onlangs
waargenomen ringenstelsel
heeft. Die ringen zouden zich
dan in een merkwaardige po
sitie bevinden, namelijk bijna
loodrecht op het vlak waarin
Uranus met de andere plane
ten om de zon cirkelt.
Al met al een bijzonder interes
sante missie vanuit Amerika,
die nog vele jaren zal vergen
tot Neptunus in 1992 en wel
licht Pluto in 1998 wordt ge
passeerd. De deskundigen
hopen daarna nog dertig jaar
lang de Voyagers te kunnen
volgen op hun vlucht buiten
het zonnestelsel in de inter
stellaire ruimte.
Uiteindelijk moet het toch het
doel van de ruimtevaart zijn,
ook de wereldruimte buiten
het eigen zonnestelsel te ver-
kennen.niet alleen het relatief
kleine wereldje van de zand
korreltjes die om dat ene van
de miljarden maal miljarden
sterren, de zon wentelen. We
zijn, ruim twintig jaar na de
eerste Spoetnik, aardig op
weg.
