Το Απώτατο Σημείο της Ανθρωπότητας

«Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, πριν καν ολοκληρωθούν οι πρώτες αμερικανικές αποστολές στους δυο πλησιέστερους πλανήτες, τον Άρη και την Αφροδίτη, ο ενθουσιασμός της διαστημικής εποχής ήδη γεννούσε σκέψεις για τον επόμενο προορισμό, τον Δία, ο οποίος απέχει από τον Ήλιο περίπου 5 αστρονομικές μονάδες (AU) κατά μέσο όρο – ή κάτι πάνω από 780 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Ήταν εξάλλου ο πιο μακρινός πλανήτης στον οποίο μπορούσαμε να φτάσουμε με την τεχνολογία της εποχής. Το πρόβλημα είναι ότι κάθε σκάφος που αναχωρεί από τη Γη για το εξώτερο Ηλιακό Σύστημα είναι αναπόφευκτο να επιβραδυνθεί από την βαρυτική έλξη του Ήλιο που το τραβάει προς τα πίσω. Ακόμα και οι πιο ισχυροί πύραυλοι της εποχής δεν θα αρκούσαν για να φτάσει σε εύλογο χρονικό διάστημα. Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, όμως, συναρπαστικές εξελίξεις έκαναν το ανέφικτο εφικτό και επέτρεψαν την εξερεύνηση πολλών πλανητών μαζί σε ένα ιστορικό εγχείρημα που βαφτίστηκε «Η Μεγάλη Περιοδεία» (Grand Tour).Ήταν η τεχνική της «βαρυτικής υποβοήθησης» (gravity assist) η οποία επιτρέπει σε ένα σκάφος να επιταχύνει θεαματικά και να στοχεύσει τον προορισμό του χωρίς καν να καταναλώσει καύσιμα. Ανακαλύφθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1960 από τον Μάικλ Μίνοβιτς (Michael A. Minovitch), έναν νεαρό τότε μεταπτυχιακό φοιτητή στο Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) της NASA, ο οποίος χρησιμοποίησε στην εργασία του τον ισχυρότερο υπολογιστή της εποχής, έναν IBM 7090. Η βαρυτική υποβοήθηση βασίζεται σε μια προσεκτικά υπολογισμένη μανούβρα, στην οποία το σκάφος περνάει πίσω από έναν πλανήτη (ή δορυφόρο) και εκμεταλλεύεται τη βαρύτητά του για να βγει από την άλλη πλευρά με μεγαλύτερη ταχύτητα. Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, όταν το σκάφος κινείται προς την ίδια κατεύθυνση προς την οποία ταξιδεύει ο πλανήτης, ένα πέρασμα ακριβείας μπορεί να δώσει επιπλέον ορμή και ταχύτητα στο σκάφος και να το εκτοξεύσει προς νέα κατεύθυνση σαν σφεντόνα. Αυτό φυσικά σημαίνει ότι το σκάφος αποκτά επιπλέον ενέργεια. Και, όσο κι αν ακούγεται απίστευτο, η ενέργεια αυτή στην πραγματικότητα αφαιρείται από την ενέργεια του ίδιου του πλανήτη, μειώνοντας έστω και απειροελάχιστα την ταχύτητά του. Το 1962 ο Μίνοβιτς αναγνώρισε ότι από το 1976 έως το 1980 θα μπορούσαν να εκτοξευτούν αποστολές για τους απώτερους πλανήτες, όπως το 1976 με τροχιά Γη-Δία-Κρόνο Ποσειδώνα, και επινόησε τον όρο Grand Tour. Όμως, για μια αποστολή που θα επισκεπτόταν πολλούς πλανήτες διαδοχικά, ο υπολογισμός των ελιγμών που θα απαιτούνταν ήταν πολύ δύσκολος – κανείς μαθηματικός δεν είχε καταφέρει να υπολογίσει με ακρίβεια πως η πορεία του σκάφους θα επηρεαζόταν από πολυάριθμες βαρυτικές επιρροές.
Το καλοκαίρι του 1964, ο ερευνητής της NASA στο JPL Gary Flandro σχεδίασε με χρήση υπολογιστών λεπτομερείς τροχιές για τα τέλη της δεκαετίας του 1970, όταν ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας θα βρίσκονταν μαζεμένοι στην ίδια πλευρά του Ήλιου, σχεδόν ευθυγραμμισμένοι και σε σχετικά μικρή απόσταση μεταξύ τους. Δεδομένου ότι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο με διαφορετικές ταχύτητες, η ευθυγράμμιση των τεσσάρων πλανητών ήταν σπάνια – υπολογίστηκε ότι συμβαίνει μια φορά στα 175 χρόνια. Μια τέτοια σύμπτωση θα μας έδινε την ευκαιρία να εξερευνήσουμε όλους αυτούς τους γίγαντες με μια και μόνο αποστολή. Ήταν ένα μεγαλόπνοο σχέδιο για την εξερεύνηση του εξώτερου Ηλιακού Συστήματος.
Στο σχέδιο αυτό βασίστηκε η διπλή αποστολή του Voyager, η οποία μέχρι σήμερα θεωρείται το μεγαλύτερο και πιο σημαντικό εγχείρημα στην ιστορία της διαστημικής εξερεύνησης. Το πλάνο, όπως διαμορφώθηκε στις αρχές της δεκαετίας του ’70, προέβλεπε την εκτόξευση δυο πανομοιότυπων σκαφών. Το πρώτο θα επισκέπτονταν τον Δία, τον Κρόνο και πιθανώς τον Πλούτωνα, ενώ το δεύτερο θα ταξίδευε στον Δία και στον Κρόνο και θα συνέχιζε προς τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. Όλοι όμως γνωρίζαμε ότι η επιτυχία ενός τέτοιου εγχειρήματος κάθε άλλο παρά εγγυημένη ήταν, γι’ αυτό και το επίσημο πλάνο της αποστολής έφτανε μόνο μέχρι την επίσκεψη των δυο πρώτων πλανητών. Και αν όλα είχαν πάει καλά μέχρι τότε, θα μπορούσαμε να συνεχίσουμε το ταξίδι στους επόμενους προορισμούς.

Σε κάθε περίπτωση, η αποστολή θα διαρκούσε τουλάχιστον 4 χρόνια. Κι αυτό δημιουργούσε τεράστιες τεχνικές δυσκολίες, δεδομένου ότι όλα τα σκάφη που είχε εκτοξεύσει μέχρι τότε η NASA ήταν σχεδιασμένα να λειτουργήσουν για εβδομάδες ή το πολύ μερικούς μήνες. Συστήματα που να λειτουργούν στις σκληρές συνθήκες του Διαστήματος για ολόκληρα χρόνια ήταν ουσιαστικά ανήκουστα μέχρι τότε. Η διαχείριση της αποστολής ανατέθηκε στο Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) της NASA στην Καλιφόρνια, ενώ η δική μου ομάδα στο ΑΡL ανέλαβε την ανάπτυξη του επιστημονικού οργάνου LECP (Low Energy Charged Particle Instrument) το οποίο θα κατέγραφε και θα χαρακτήριζε ηλεκτρόνια και ιόντα που θα συναντούσε στην πορεία του το σκάφος. Τα Voyager εξοπλίστηκαν επίσης με κάμερες, φασματοσκόπια, μαγνητόμετρα και άλλα όργανα, και μετέφεραν θερμοηλεκτρικές γεννήτριες πλουτωνίου ως πηγές ενέργειας.

Η μεγάλη περιπέτεια ξεκίνησε το 1977, περίπου 15 χρόνια μετά την ιδέα της Μεγάλης Περιοδείας. Το Voyager 2 εκτοξεύθηκε πρώτο στις 20 Αυγούστου με αρχικό προορισμό τον Δία, στον οποίο έφτασε το 1979. Χρειάστηκε δυο ακόμα χρόνια για να φτάσει στον Κρόνο το 1981, ακόμα τέσσερα για να περάσει από τον Ουρανό το 1986 και άλλα τέσσερα μέχρι τον Ποσειδών το 1989, πριν βρεθεί τελικά σε πορεία εξόδου από το Ηλιακό Σύστημα. Το Voyager 1 εκτοξεύθηκε 16 ημέρες αργότερα, ακολούθησε όμως μια πιο σύντομη διαδρομή μέχρι τον Δία και έφτασε εκεί περίπου τέσσερις μήνες νωρίτερα από τον δίδυμο αδελφό του. Πριν φτάσει όμως το σκάφος στον Κρόνο το 1980, η επιστημονική ομάδα της αποστολής είχε αποφασίσει να εγκαταλείψει την ιδέα ενός περάσματος από τον Πλούτωνα, προτιμώντας να στοχεύσει το Voyager 1 σε ένα αναγνωριστικό πέρασμα από τον αινιγματικό δορυφόρο του Κρόνου Τιτάνα, τον μόνο δορυφόρο του Ηλιακού Συστήματος που περιβάλλεται από πυκνή ατμόσφαιρα. Αυτό όμως σήμαινε ότι το Voyager 1 θα έβγαινε από το επίπεδο της εκλειπτικής, κινούμενο βόρεια, και δεν θα μπορούσε να συναντήσει κανένα άλλο σώμα στο διάβα του. Θα προχωρούσε προς την έξοδο του Ηλιακού Συστήματος, αφήνοντας το Voyager 2 να εξερευνήσει τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. Επιπλέον η NASA είχε προγραμματίσει να κατασκευαστεί ένα αντίγραφο του Voyager και να ακολουθήσει την τροχιά Δία-Πλούτωνα, αλλά τελικά αυτό το πρόγραμμα εγκαταλείφθηκε για οικονομικούς λόγους μετά το πέρασμα από τον Τιτάνα. Έτσι η εξερεύνηση του Πλούτων αργοπόρησε για άλλα 25 χρόνια, μέχρι την αποστολή New Horizons.(…)»

Τα παραπάνω είναι ένα μικρό απόσπασμα από το βιβλίο του Σταμάτη Κριμιζή, ‘Ταξίδι στο Ηλιακό Σύστημα’, στο οποίο περιγράφει την συναρπαστική περιπέτεια εξερεύνησης του Ηλιακού Συστήματος και πέραν αυτού. Στο βιβλίο περιγράφονται με λεπτομέρεια (και) οι αποστολές των Voyager 1 και 2 στις οποίες είχε σημαντική προσφορά και ο ίδιος.

Φεβρουάριος 1979. Επιστήμονες εξετάζουν τα πρώτα στοιχεία που έστειλε το διαστημικό σκάφος Voyager από τον πλανήτη Δία στη Γη. Όρθιος με τη γραβάτα, ο Δρ. Σταμάτης Κριμιζής. Προς τιμήν του Σταμάτη Κριμιζή ένας αστεροειδής που βρίσκεται στην Κυρίως Ζώνη Αστεροειδών, ανάμεσα στις τροχιές των πλανητών Άρη και Δία, ονομάστηκε 8323 Krimizis.
Το χρονικό της διαστημικής περιπέτειας των διαστημοπλοίων Voyager, από τις αρχές της δεκαετίας του 1970 μέχρι σήμερα, περιγράφει και η ταινία «The Farthest». Στην ταινία παρουσιάζεται ένα τεράστιο αρχειακό και σύγχρονο υλικό, εμπλουτισμένο με τις αυθόρμητες περιγραφές των υπευθύνων της αποστολής (εμφανίζεται και ο Σταμάτης Κριμιζής) , δημιουργώντας μια συναρπαστική-διασκεδαστική διήγηση που διαθέτει και … σασπένς.

The Farthest (2017)


Συμπτωματικά, την ίδια ημέρα που πραγματοποιήθηκε η πρεμιέρα της ταινίας «The Farthest», κοινοποιήθηκε και η παραίτηση του Σταμάτη Κριμιζή από την θέση του προέδρου του Ελληνικού Διαστημικού Οργανισμού. Στην θέση του παραιτηθέντος προέδρου τοποθετήθηκε ο Χριστόδουλος Α. Πρωτοπαπάς, μια επιλογή που ξεσήκωσε θύελλα αντιδράσεων εξαιτίας παλαιότερων δημοσιεύσεών του στο διαδίκτυο. Σε μια από αυτές παρουσιάζονταν τα θαύματα του Αγίου Πορφυρίου, προστάτη της τεχνολογίας. Σε ένα από τα θαύματα ο Άγιος Πορφύριος επενέβη στον χωρόχρονο, προκαλώντας την συστολή του χρόνου … μόνο και μόνο για να προλάβουν κάποιες μοναχές να φτάσουν έγκαιρα στο μοναστήρι τους! (Στην αρχή νόμισα πως πρόκειται για κάποιου είδους φάρσα, και περίμενα οργισμένη διάψευση που όμως μέχρι τώρα δεν έγινε. Γιατί αδυνατώ να πιστέψω πως είναι δυνατόν ένας επιστήμονας, απόφοιτος του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, να διαφημίζει τέτοιες αστειότητες που προσβάλλουν και τον μοναχό Πορφύριο αλλά και την θρησκευτική πίστη.)
Πάντως τα δίδυμα σκάφη Voyager από το 1977 μέχρι σήμερα- με ή χωρίς την βοήθεια του Αγίου Πορφυρίου – συνεχίζουν το ταξίδι τους και εξακολουθούν να στέλνουν δεδομένα. Άραγε υπάρχει κάποιο άλλο παράδειγμα μηχανής που να λειτουργεί συνεχώς για 4 δεκαετίες και πλέον χωρίς καμία δυνατότητα επισκευής; Σίγουρα μετά από κάποιο χρονικό διάστημα θα χαθεί η επικοινωνία με τα Voyager. Όμως αυτά θα συνεχίσουν να κινούνται κάνοντας τον γύρο του γαλαξία μας, ακόμα κι όταν ο Ήλιος μας θα γίνει κόκκινος γίγαντας και θα έχει αφανίσει κάθε ίχνος ζωής από τον πλανήτη μας (αν εν τω μεταξύ δεν την έχουμε καταστρέψει μόνοι μας). Ακόμα και τότε το Voyager 1 και ο χρυσός δίσκος που μεταφέρει θα είναι η πιο απομακρυσμένη απόδειξη της ύπαρξης του γήινου πολιτισμού.

Κλείνουμε με ένα ακόμα απόσπασμα από το βιβλίο του Σταμάτη Κριμιζή, ‘Ταξίδι στο Ηλιακό Σύστημα’:
«(…) Μακριά, πολύ μακριά εκεί έξω, υπάρχει ένα μηχάνημα, ένα επιστημονικό όργανο που κατασκεύασε η ομάδα μου τη δεκαετία του 1970, το οποίο δεν έχω ξαναδεί από τότε αλλά γνωρίζω ότι συνεχίζει να λειτουργεί άριστα, αν θέλετε να ξέρετε. Γνωρίζω ότι λειτουργεί επειδή οι μετρήσεις του λαμβάνονται καθημερινά από τη Γη. Η NASA διαθέτει ένα σύστημα διαπλανητικής επικοινωνίας, τρία ραδιοτηλεσκόπια των οποίων τα πιάτα λειτουργούν και ως πομποί και ως δέκτες: το ένα βρίσκεται στις ΗΠΑ, το δεύτερο στην Ισπανία και το τρίτο στην Αυστραλία. Οι δέκτες αυτοί συνεχίζουν να λαμβάνουν σήμα από την κεραία του Voyager 1, η οποία εκπέμπει ραδιοκύματα. Η ισχύς του πομπού είναι μόλις 22 Watt, περίπου όσο ένα κοινό λαμπάκι ψυγείου. Στις 5 Σεπτεμβρίου 2017, όταν γιορτάσαμε τα 40 χρόνια από την εκτόξευση του ηρωικού σκάφους, μπορούσαμε ακόμα να βλέπουμε αυτό το λαμπάκι από απόσταση περίπου 21 δισ. χιλιομέτρων, σχεδόν 140 AU ή 20 ωρών φωτός. Λίγο νωρίτερα, τον Αύγουστο του 2012, το αγαπημένο μου Voyager είχε γράψει ιστορία όταν έγινε το πρώτο ανθρώπινο αντικείμενο που βγήκε από το Ηλιακό Σύστημα, σε απόσταση 122 AU από τον Ήλιο, ξεκινώντας έτσι επίσημα την «Διαστρική Αποστολή Voyager».(…)
(…) Που κατευθύνεται όμως το σκάφος; Τι άλλο θα συναντήσει; Σε περίπου 300 χρόνια, ο βετεράνος ερευνητής θα φτάσει στο εσωτερικό όριο του νέφους Όορτ, ενός γιγάντιου, σφαιρικού νέφους από κομήτες που περιβάλλει το Ηλιακό Σύστημα. Το σύννεφο αυτό πιστεύεται ότι φιλοξενεί δισεκατομμύρια κομήτες και είναι πραγματικά πολύ μεγάλο – μπορεί να φτάνει σε απόσταση ενός έτους φωτός από τον Ήλιο, κάτι που σημαίνει ότι το Voyager 1 θα χρειαστεί κάπου 30000 χρόνια για να το διασχίσει. Στη συνέχεια δεν θα βρεί τίποτα στην πορεία του, αν και σε περίπου 40.000 χρόνια θα πλησιάσει σε απόσταση 1,6 έτους φωτός το άστρο Gliese 445, που βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού της Καμηλοπάρδαλης. Μετά θα συνεχίσει το ταξίδι στον αιώνα τον άπαντα(…)
(…) Εγώ, όπως καταλαβαίνετε, είμαι πλήρως ικανοποιημένος με το πρώτο διαστρικό ταξίδι της ανθρώπινης ιστορίας, το ταξίδι των Voyager, έστω κι αν δεν υπάρχει τελικός προορισμός. Σε λίγα χρόνια το Voyager 2 θα βγει και αυτό από το Ηλιακό Σύστημα, δεύτερος πρεσβευτής μας στον διαστρικό χώρο. Κανένα άλλο σκάφος (ούτε τα Pioneer ούτε το New Horizons) δεν θα προσπεράσουν ποτέ τους δυο Ταξιδιώτες, οι οποίοι θα παραμείνουν για πολλές δεκαετίες, πιθανώς για αιώνες, τα πιο απομακρυσμένα ανθρώπινα κατασκευάσματα.
Η ΝASA συνεχίζει σήμερα να λαμβάνει δεδομένα από την αποστολή, αυτό όμως δεν θα κρατήσει για πολύ. Οι θερμοηλεκτρικές τους γεννήτριες έχουν εξασθενήσει και σήμερα η μειωμένη ισχύς τους μόλις που επαρκεί για την λειτουργία βασικών οργάνων – σταδιακά θα χρειαστεί να αρχίσουμε να σβήνουμε όλο και περισσότερα όργανα για να εξοικονομήσουμε ενέργεια για την επικοινωνία με τη Γη. Το αγαπημένο μου όργανο LECP θα είναι ένα από τα τελευταία που θα απενεργοποιηθούν, πριν χάσουμε οριστικά επαφή με τα Voyager γύρω στο 2028-30. Κάποια στιγμή, το πλουτώνιο που τα κρατά ζωντανά θα έχει διασπαστεί πλήρως και οι γεννήτριες τελικά θα παγώσουν σε θερμοκρασία Διαστήματος.
Στην πορεία του χρόνου, το LECP θα υποστεί φθορές από τον βομβαρδισμό των κοσμικών ακτίνων και οι ευαίσθητοι μετρητές τους θα αχρηστευτούν. Παρόλα αυτά, το όργανο ποτέ δεν θα καταστραφεί εντελώς. Είναι υπέροχη η σκέψη ότι κάτι που έφτιαξα εγώ και οι συνεργάτες μου, κάτι που σχεδίασα με το μυαλό μου και άγγιξα με τα χέρια μου, θα συνεχίσει σιωπηλά το ταξίδι για χιλιάδες, εκατομμύρια, ίσως και δισεκατομμύρια χρόνια.
Ένα κομμάτι του εαυτού μου στον Γαλαξία!»

Μην χάσετε την ταινία «Το Απώτατο Σημείο της Ανθρωπότητας | The Farthest» , μια ταινία που απευθύνεται στην αγάπη, το δέος και την αρχέγονη ανάγκη των ανθρώπων να κατανοήσουν το Σύμπαν του οποίου αποτελούν μέρος. Κοιτάμε ψηλά και διερωτόμαστε. Η καρδιά της ταινίας είναι αυτή ακριβώς η περιέργεια, ο θαυμασμός, το μυστήριο. Είναι ο πυρήνας της διαδρομής του Voyager, το κέντρο των ονείρων των δημιουργών του, είναι η έλξη που όλοι οι άνθρωποι αισθανόμαστε για το Διάστημα και την Επιστημονική φαντασία…Η ιστορία των Voyager δεν είναι μόνο μια απίθανη ιστορία ανθρώπινου επιτεύγματος και επιστημονικής τόλμης, αντιπροσωπεύει επίσης την ανάγκη να κοιτάξουμε γύρω μας και να κατανοήσουμε. Αφορά αρχέγονα ερωτήματα: Γιατί βρισκόμαστε εδώ; Τί υπάρχει γύρω; Είμαστε μόνοι; …

Πηγή: Physicsgg.me