Grand Tour mise Voyager

Čtyři složité sondy pro pět vnějších planet

Původní koncepce Grand Tour počítala se čtyřmi velmi složitými sondami pro průzkum pěti vnějších planet na konci 70. let. NASA tento plán v lednu 1972 zrušila, zejména kvůli očekávaným nákladům.

Náhradou se staly dvě sondy s oficiální primární misí u Jupiteru a Saturnu. Konstrukce a volba drah však zachovaly možnost, že druhá sonda po úspěchu prvních cílů poletí dál.

Doklad: NASA — profil Voyageru 2 ↗ · NASA — Voyager Fact Sheet ↗

Planety musely být na správných místech ve správný čas

Sonda nemůže při průletu libovolně změnit směr k další planetě. Přílet musí nastat tak, aby planeta byla ve vhodném bodě své oběžné dráhy a aby výstupní směr vedl k dalšímu cíli.

Startovní okno roku 1977 umožnilo navázat průlety od Jupiteru přes Saturn a Uran k Neptunu. „Grand Tour“ tedy nebyla pouze otázkou silnější rakety, ale přesného načasování celé řady setkání.

Doklad: NASA — planetární část mise Voyager ↗ · NASA — Gravity Assist Primer ↗ · NASA — dráhy a gravitační manévry ↗

Stejná konstrukce, rozdílné úlohy

Voyager 1 dostal rychlejší trasu k Jupiteru a Saturnu a prioritu blízkého průletu kolem Titanu. Ten sondu odklonil nad rovinu planet, takže pokračování k Uranu a Neptunu nebylo možné.

Voyager 2 proletěl u Saturnu v místě, které jej nasměrovalo k Uranu. Po úspěchu NASA schválila nejprve uranskou a později neptunskou část mise.

Doklad: NASA — Voyager Fact Sheet ↗ · NASA — profil Voyageru 1 ↗ · NASA — profil Voyageru 2 ↗

Gravitační manévr neporušuje zachování energie

V soustavě planeta–sonda–Slunce si sonda při průletu vymění nepatrné množství hybnosti s planetou na její oběžné dráze. Přiblíží-li se ze správné strany, může v heliocentrickém pohledu získat rychlost a změnit směr.

Změna planety je kvůli obrovskému rozdílu hmotností nepatrná, ale pro lehkou sondu rozhodující. Bez této výměny by Voyager 2 po příletu k Jupiteru nedostal heliocentrickou dráhu potřebnou pro pokračování k dalším planetám.

Doklad: NASA — dráhy a gravitační manévry ↗ · NASA — Gravity Assist Primer ↗ · NASA — technické zajímavosti mise Voyager ↗

Každá planeta připravila další setkání

Jupiter urychlil oba Voyagery směrem k Saturnu. Saturn změnil dráhu Voyageru 2 k Uranu a Uran následně připravil průlet kolem Neptunu. Každé setkání zároveň muselo splnit vědecké cíle a přesně vyjít pro další etapu.

NASA uvádí, že gravitační manévry u Saturnu a Uranu zkrátily cestu Voyageru 2 k Neptunu téměř o dvacet let oproti neasistované trase ze Země.

Doklad: NASA — technické zajímavosti mise Voyager ↗ · NASA — Gravity Assist Primer ↗ · NASA — profil Voyageru 2 ↗

Čtyři planety během dvanácti let

Voyager 2 proletěl kolem Jupiteru v červenci 1979, Saturnu v srpnu 1981, Uranu v lednu 1986 a Neptunu v srpnu 1989. Poslední průlet završil přibližně sedm miliard kilometrů dlouhou planetární cestu.

Po Neptunu skončila planetární setkání, nikoli život sondy. Trajektorie ji vedla pod ekliptiku do mezihvězdné mise, zatímco Voyager 1 pokračoval nad rovinou planet.

Doklad: NASA — profil Voyageru 2 ↗ · NASA — Voyager Fact Sheet ↗

Úspěch měnil oficiální rozsah programu

Sondy byly během vývoje označovány jako Mariner 11 a 12 a název Voyager dostaly v březnu 1977. Primární mise měla životnost plánovanou pro Jupiter a Saturn.

Po schválení dalších etap se názvy a cíle rozšiřovaly až k Voyager Neptune Interstellar Mission a dnešní mezihvězdné misi. Grand Tour tak nevznikla jediným neměnným rozhodnutím, ale postupným využíváním úspěchu a zbývajících možností.

Doklad: NASA — profil Voyageru 2 ↗ · NASA — Voyager Fact Sheet ↗ · NASA — planetární část mise Voyager ↗