Σε διαστρική πορεία ο Voyager 1 - διέβη το σημείο κλειδί της ατμόσφαιρας του ήλιου

Πηγή: ΜΠΕ, 11 Νοεμβρίου 2005

Την Τρίτη 8 Νοεμβρίου ο καθηγητής Σταμάτης Κριμιζής - ο έλληνας αστροφυσικός της NASA και διευθυντής του τμήματος Διαστημικής του πανεπιστημίου John Hopkins των ΗΠΑ, ο οποίος σχεδίασε τα ερευνητικά όργανα που μεταφέρει ο Voyager I - ήταν ομιλητής στην Ακαδημία Αθηνών στο πλαίσιο της υποδοχής του ως νέο τακτικό της μέλος. Το θέμα της ομιλίας του αφορούσε αυτήν ακριβώς την αποστολή που, ουσιαστικά, δίνει τη δυνατότητα της πρώτης απευθείας ανίχνευσης σε αυτή την περιοχή που βρίσκεται μπροστά στο διαστρικό χώρο.

Την δε Παρασκευή μίλησε στο κατάμεστο από φοιτητές και καθηγητές αμφιθέατρο του τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Επίσης, την ίδια μέρα έκανε ομιλία στο Κέντρο Διάδοσης και Επιστημών και Μουσείο Τεχνολογίας (Πλανητάριο) με θέμα «Δυνατότητες και Προοπτικές των Ερευνητών στην Ελλάδα». 

Το φράγμα της ηλιόσφαιρας, δηλαδή το 'κουκούλι' της ατμόσφαιρας του ήλιου, διέσχισε ήδη το διαστημόπλοιο Voyager I (Βόγιαζερ) , το οποίο κινείται πλέον στο απώτερο στρώμα της ηλιόπαυσης με πορεία τον άγνωστο διαστρικό χώρο του γαλαξία μας και τα διαδοχικά ηλιακά συστήματα μέσα σε αυτό.

Η ατμόσφαιρα του Ηλίου δεν είναι χωρικά οριοθετημένη στα όρια του ορατού ηλιακού δίσκου, αλλά επεκτείνεται σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις και μάλιστα με έναν τρόπο εντελώς διαφορετικό από την ατμόσφαιρα της Γης.

Έτσι, σε απόσταση περίπου 1.000.000 χιλιομέτρων από την επιφάνεια του Ηλίου τα αέρια της ατμόσφαιράς του, κυρίως υδρογόνο και ήλιο, αρχίζουν να διαρρέουν προς τον μεσοπλανητικό χώρο. Αφού περάσουν από την περιοχή της Γης με ταχύτητα 1 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα συνεχίζουν να απομακρύνονται από τον ήλιο προς τους εξωτερικούς πλανήτες: τον Δία, τον Κρόνο, τον Ουρανό και τέλος τον Ποσειδώνα.

Ο άνεμος αυτός, με το γνωστό όνομα ηλιακός άνεμος, τερματίζεται εκεί όπου η ισχύς του αντισταθμίζεται από την αντίσταση του αραιού αερίου, που γεμίζει τον μεσοαστρικό χώρο. Αυτό ακριβώς το σημείο, που ονομάζεται ηλιόπαυση ή ηλιοθήκη, εντόπισε το διαστημόπλοιο Voyager-1, στην απίστευτη απόσταση των 14.5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον ήλιο.

Οι επιστήμονες συμφωνούν ότι ήδη το Voyager 1 έχει διασχίσει την περιοχή κλειδί της ατμόσφαιρας του ήλιου - του Κρουστικού Κύματος Παύσης (Termination Shock). Στη διάβαση της Παύσης, φορτισμένα ηλεκτρόνια και πρωτόνια, προερχόμενα από τον ηλιακό άνεμο, επιβραδύνονται ταχέως μετά από τη σύγκρουση μαγνητικής πίεσης προερχόμενης από πεδία και σωματίδια μεταξύ των αστέρων.
 

Οι επιστήμονες αναμένουν με ενδιαφέρον τις ανακαλύψεις του Voyager I, που εκτοξεύτηκε πριν 28 χρόνια και μόλις το 2004 κατάφερε να διαβεί το σημείο κλειδί της ατμόσφαιρας του Ήλιου, σε απόσταση 14,5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από αυτόν.

"Ύστερα από 27 χρόνια από την εκτόξευση του, το διαστημόπλοιο Voyager 1 πέρασε από ένα σημείο κλειδί, "το Κρουστικό Κύμα Παύσης" στο πλαίσιο της ιστορικής διαπλανητικής αποστολής του. Ας σημειωθεί ότι εκεί που βρίσκεται σήμερα το Voyager 1 ένα αεροπλάνο θέλει για να φτάσει μόνο 1.162 χρόνια. Το ραδιοκύμα επικοινωνίας από το διαστημόπλοιο ταξιδεύει με 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο (την ταχύτητα του φωτός) και χρειάζεται 13,5 ώρες για να φτάσει στη Γη. Για σύγκριση, το φως από τον ήλιο φτάνει στη Γη σε 8,3 λεπτά¨", ανέφερε ο Σταμάτης Κριμιζής.

"Δεν ήταν καν γνωστό σε τι απόσταση από τον Ήλιο βρισκόταν το όριο της ατμόσφαιράς του", δήλωσε ο ίδιος.

Πρόκειται για το πρώτο σκάφος που έφερε σε πέρας το εγχείρημα, χάρη στο οποίο, από τον Αύγουστο του 2003 μέχρι τον Ιούλιο του 2005, οι επιστήμονες παρατήρησαν ασυνήθιστες καταγραφές στα όργανά του, υποδεικνύοντας ότι είχε διαπεράσει ένα διαφορετικό μέρος του ηλιακού μας συστήματος.

Ο Κριμιζής υπολογίζει ότι το Voyager θα χρειαστεί περίπου μία δεκαετία για να διασχίσει το στρώμα της ηλιόπαυσης και να περάσει στο διαστρικό χώρο, καθώς η απόσταση υπολογίζεται στα 6 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα. "Πρόκειται για εκτιμήσεις, καθώς οι μέχρι τώρα θεωρίες μας διαψεύδονται κάθε φορά που έχουμε νέα αποτελέσματα",  διευκρίνισε.

Η κύρια αποστολή των δύο Voyager ήταν ο Δίας και ο Κρόνος, ενώ ακολούθως έφτασαν μέχρι τα όρια του ηλιακού συστήματος. Επειδή, εκεί δεν υπάρχει αρκετή ηλιακή ενέργεια και οι ηλιακές συλλέκτες θα ήταν άχρηστοι, γι' αυτό και το κάθε σκάφος εξοπλίστηκε με τρεις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες με ραδιοϊσότοπα, για να παραγάγουν την αναγκαία ηλεκτρική ισχύ για τα συστήματα και τα όργανα των δύο διαστημικών σκαφών. Έτσι, 27 χρόνια αργότερα τα δύο Voyager λειτουργούν ακόμα χάρις στη θερμότητα που παράγεται από το διοξείδιο του πλουτωνίου.

Ας σημειωθεί ότι αρχικά πίστευαν οι επιστήμονες ότι το Voyager 1 θα είχε διάρκεια ζωής πέντε χρόνια, αλλά η πραγματικότητα διέψευσε ης προβλέψεις και το Voyager 1 ταξιδεύει εδώ και 28 χρόνια.

Η ιστορία των δύο διαστημοπλοίων ξεκίνησε πριν από 35 χρόνια, όταν μια ομάδα αμερικανών διαστημικών φυσικών θέλησε να εκμεταλλευθεί μια σπάνια ευκαιρία για την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Μία φορά κάθε 175 χρόνια οι τέσσερις εξωτερικοί πλανήτες «ευθυγραμμίζονται» και έτσι είναι δυνατόν να τους «επισκεφθεί» διαδοχικά το ίδιο διαστημόπλοιο.

Από τη φύση της μια τέτοια αποστολή ήταν, ειδικά εκείνη την εποχή, πολυδάπανη, αφού απαιτούσε την επίλυση προβλημάτων άλυτων ως τότε, όπως π.χ. η τροφοδοσία με ηλεκτρικό ρεύμα των οργάνων του διαστημοπλοίου σε αποστάσεις όπου δεν επαρκεί η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας. Και η κατασκευή τους φαίνεται να υπερέβη κατά πολύ τις φιλοδοξίες των επιστημόνων, που τα είχαν κατασκευάσει για να πάνε μόνο σε 4 πλανήτες.

Αλλά πώς γίνεται να συνεχίζουν να λειτουργούν με επιτυχία για χρονικό διάστημα τρεις φορές μεγαλύτερο από αυτό που προέβλεπε η αποστολή τους; Οφείλεται - σύμφωνα με φυσικούς - στην πρωτόγονη απλότητα του ηλεκτρονικού υπολογιστή του σκάφους. Η ανάλυση των λόγων αποτυχίας όλων των πρόσφατων διαστημικών αποστολών που δεν πέτυχαν τον στόχο τους έδειξε ότι σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις υπαίτιο ήταν το λογισμικό του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Πράγματι η μνήμη των σύγχρονων ηλεκτρονικών υπολογιστών χωράει προγράμματα πολλών δισεκατομμυρίων bytes, με αποτέλεσμα να είναι εξαιρετικά δύσκολο, αν όχι αδύνατον, να ελεγχθούν εκ των προτέρων όλες οι περιπτώσεις που μπορούν να οδηγήσουν σε λανθασμένους χειρισμούς κατά την πτήση. Αντίθετα, η μνήμη των Voyager είναι μόνο 16.000 bytes. Τα προγράμματα που περιέχονται σε έναν τόσο μικρό χώρο είναι τόσο στοιχειώδη ώστε μπορεί να τα παρακολουθήσει βήμα προς βήμα κάθε προγραμματιστής. Μάλιστα όταν στα πρώτα χρόνια της αποστολής διαπιστώθηκε ότι μερικές θέσεις της μνήμης είχαν πάθει βλάβη, οι προγραμματιστές μπόρεσαν να προγραμματίσουν από την αρχή τους υπολογιστές έτσι ώστε το λογισμικό να αποφεύγει αυτές τις ελαττωματικές θέσεις

Ας σημειωθεί ότι το Voyager-1, που προηγείται του Voyager-2, απομακρύνεται από το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα 63.000 χιλιόμετρα. την ώρα και αναμένεται να φθάσει στην πραγματική εσχατιά του ηλιακού συστήματος, στην περιοχή των κομητών, ύστερα από 40.000 χρόνια. Δυστυχώς ο πυρηνικός αντιδραστήρας που παράγει το ηλεκτρικό ρεύμα θα πάψει να λειτουργεί το 2020 και οι επιστήμονες εκείνης της εποχής δεν θα μπορέσουν να πάρουν πληροφορίες για τις συνθήκες που επικρατούν σ' αυτή την περιοχή. Έτσι το μόνο που μπορούμε να ελπίζουμε είναι ότι στο μακρινό τους ταξίδι τα δύο διαστημόπλοια ίσως εντοπισθούν από τα λογικά όντα κάποιου άλλου πλανήτη με πιο προηγμένο τεχνολογικό πολιτισμό.

Ο καθηγητής Σταμάτης Κριμιζής γεννήθηκε στη Χίο το 1938. Διετέλεσε καθηγητής της Σχολής Φυσικής κα! Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Iowa, και το 1968 ανέλαβε την ηγεσία του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.

Το 1980 διορίστηκε επικεφαλής στο Τμήμα Διαστημικής, του οποίου έγινε διευθυντής το 1991. Από τη θέση αυτή διηύθυνε τις δραστηριότητες περίπου 600 επιστημόνων, μηχανικών κα! άλλου προσωπικού. Από τον Απρίλιο του 2004 είναι επίτιμος διευθυντής του Τμήματος.

Το 1999 η Διεθνής Αστρονομική Ένωση μετονόμασε τον αστεροειδή 1979 UH σε 8323 Krimigis. Έχει επανειλημμένως καταθέσει ενώπιον Επιτροπών του Αμερικανικού Κογκρέσου για θέματα διαστημικής επιστήμης και τεχνολογίας, με πιο πρόσφατες αναφορές του για την αποστολή του Voyager, το οποίο διέσχισε το εξώτατο όριο της ηλιόσφαιρας.

Ο Σταμάτης Κριμιζής είναι ο μόνος επιστήμονας στον κόσμο, ο οποίος με τα όργανα που έχει σχεδιάσει, έχει εξοπλίσει διαστημικά σκάφη σε αποστολές στους 7 από τους 9 πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Αλλά αυτή δεν είναι η μόνη πρωτιά για τον Έλληνα επικεφαλής της NASA. Ο ίδιος πρωτοστάτησε στην υλοποίηση του Προγράμματος Discovery της NASA, που αφορά στην πραγματοποίηση πλανητικών αποστολών χαμηλού κόστους. Είναι από τους επικεφαλής ερευνητές της αποστολής Cassini/Hugens στον Κρόνο και τον Τιτάνα.

Ακόμη έχει επινοήσει τα όργανα που έχουν εξοπλίσει την αποστολή του διαστημικού σκάφους MESSENGER προς τον Ερμή, αλλά και του σκάφους New Horizons, που θα εκτοξευθεί προς τον Πλούτωνα σης 11 Ιανουαρίου 2006. Έτσι, θα συμπληρώσει, ένα επιστημονικό κύκλο που ξεκίνησε πριν από περίπου 40 χρόνια.

Το επόμενο και εξίσου ενδιαφέρον βήμα της ανθρωπότητας στο διάστημα αναμένεται τον Ιούλιο του 2015, όταν θα φτάσει στον πιο μακρινό και πιο ανεξερεύνητο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, τον Πλούτωνα, το διαστημόπλοιο New Horizons, που θα εκτοξευτεί στις 11 Ιανουαρίου του 2006, μεταφέροντας και πάλι πολύτιμα ερευνητικά όργανα, τα οποία σχεδίασε ο Έλληνας αστροφυσικός.

Έχει δημοσιεύσει περισσότερες από 386 εργασίες σε επιστημονικά περιοδικά βιβλία. Έχει τιμηθεί με το Medal for Exceptional Scientific Achievement της NASA και με περίπου 30 ομαδικά βραβεία (Group Achievement Awards) της NASA και ESA για τις αποστολές Voyager, AMPTE, Gallileo, Ulysses, Cassini και ACE, ενώ είναι πρόεδρος της Τάξεως Θετικών Επιστημών της Διεθνούς Ακαδημίας Αστροναυτικής (ΙΑΑ). Το 2002, κατά τη διάρκεια της σύγκλησης του Παγκοσμίου Συμβουλίου για το Διάστημα, τιμήθηκε με το βραβείο COSPAR Space Science Award. Τέλος το 1997 ο Πρόεδρος της Ελληνικής Δημοκρατίας τον τίμησε με τον Χρυσό Σταυρό του Ταξίαρχου του Τάγματος του Φοίνικα.

Πρόσθετες πληροφορίες: Χ.Βάρβογλης