Negyven éve nyílt ki igazán az emberiség szeme

Nehéz fontossági sorrendet állítani az űrkutatás mérföldkövei közt, és persze igazán nem is szükséges - de ha mégis így tennénk, a Szputnyik, Gagarin és a holdraszállás után igen előkelő helyen kellene szerepeltetni a ma negyvenéves Voyager-programot, a két űrszondát, amiknek köszönhetően először tágult ki igazán az emberiség horizontja, és ismerkedhettünk meg a Naprendszer távoli bolygóival.

Negyven év. Nincs még egy olyan ember építette űrszonda, ami ekkora utat tett volna meg térben és időben, mint a két Voyager. 1977. augusztus 20-án a Voyager-2 indult útra először a floridai Kennedy Űrközpontból, szeptember 5-én követte őt a Voyager-1. Pontosabban szólva nem igazán követte, mert a két űrszondának más-más pályát jelöltek ki, amiből az is adódott, hogy a Jupitert elsőként a két héttel később induló 1-es Voyager érte el - ebből az eltérő pályaszámításból adódott a két szonda sorszámozása is.

A többé-kevésbé máig működőképes Voyager-1 és Voyager-2 űrszondák rengeteg szempontból nyújtanak lehetőséget a történeti visszatekintésre így a negyvenéves évforduló apropóján. Elég ha csak arra gondolunk, hogy az általuk szolgáltatott adatok jóvoltából vastag köteteket töltenek meg a Naprendszer bolygóiról és holdjairól szóló tudományos publikációk, de Voyager-program megvalósulásának, működtetésének, infrastruktúrájának ismertetése is bővelkedik izgalmas részletekben, no meg a Naprendszer peremvidékéig megtett út, és az előttük álló csillagközi távlatok is jócskán kínálnak elmélkedésre okot. Ebben a cikkben inkább egy ritkábban boncolgatott, de érdekes technikatörténeti aspektusra szorítkozunk.

Planetáris portrék

A Voyager-1 elsődleges feladata a Jupiter és a Szaturnusz, valamint a két óriásbolygó holdjainak részletes fényképezése volt, míg társa Naprendszerünk mind a négy óriásbolygóját meglátogatta – az Uránuszról (megközelítés: 1986. január 24.) és a Neptunuszról (1989. augusztus 25.) azóta sem készültek új, közeli felvételek. 12 évig, 1977-től 1989-ig tartott az a felfokozott várakozással teli időszak, amíg az emberiség szemtől szemben megismerkedhetett végre a Naprendszer óriásaival, amiket addig legfeljebb távcsövek segítségével kémlelhetett.

Manapság magától értetődőnek vesszük, hogy szinte azonnal látjuk telefonunk, tabletünk nagy felbontású kijelzőjén vagy számítógépünk, tévékészülékünk képernyőjén az éppen úton lévő űrszondák, planetáris robotok által készített és küldött digitális fotókat. Az alábbi nagyképes válogatást elnézve azonban talán az olvasókban is felvetődik pár kérdés:

Volt már akkor is digitális fényképezőgép, nagy felbontású, sok megapixeles érzékelőlappal? Vagy analóg fényképezőgépeket vittek a Voyager űrszondák és fedélzeti fotólaborban hívták elő automatikusan a filmtekercseket, amiket aztán beszkennelték és az így kapott adatokat elektronikus jellé alakítva küldték vissza a Földre?

Utóbbi feltételezés nem is akkora képtelenség, mint amilyennek először hangzik, a szovjet Luna-3 holdszonda 1959-ben pontosan így készítette fotóit a Hold túlsó oldaláról. A Voyagerek azonban sokkal hosszabb küldetésre indultak és jóval több fotót készítettek, így az automata fotólabor nem lehetett megoldás.

De akkor mi volt a megoldás?

A Voyager űrszondák fő képalkotó rendszere tulajdonképp két-két úgynevezett “lassan tapogató” vidicon TV-kamerából állt: egy (relatíve) nagy látószögű (200 mm-es fókusztávolságú) és egy teleobjektíves (1500 mm-es) kamera ült a tudományos műszerek közt az egyik tartókaron. Ezek hasonlóak azokhoz, amiket például az Apolló-küldetések során használtak a holdraszállások és holdséták élő közvetítésekor.

A két, különféle színszűrőkkel is ellátott kamera közül a teleobjektívvel felszerelt nagy felbontású képek készítésére volt alkalmas, míg a nagy látószögű kamera kisebb felbontású, de sokkal érzékenyebb. Az objektívek által alkotott kép a vidicon kamera fényérzékeny detektorára (a mai CCD-, CMOS-szenzorok ősére, egy 25 mm átmérőjű, szelén-kén bevonatú katódcsöves érzékelőre) vetült. A különféle expozíciós értékekkel készült képek felbontása mai értéken 800x800 pixelnek felelne meg.

A képpontokhoz tartozó fényességi adatok elektronikus kiolvasása – azaz digitalizálása – 48 másodpercig tartott, amit alapos törlés követett: 14-szer világították meg fehér fénnyel az érzékelőt, hogy ne maradjon rajta semmiféle maradvány az előzőleg rögzített képből.

Szalagos képmagnó a fedélzeten

A képadatok ezután az űrszondák fedélzeti adattárolójába kerültek: 6,6 órányi felvétel tárolására alkalmas digitális szalagra rögzültek, ahonnan meghatározott időközönként, jellemzően az eseménytelenebb útszakaszok alatt sugározta az űrszonda a Föld irányába a felgyülemlett adatcsomagokat. A leggyorsabb adatátviteli sebesség másodpercenként 7,2 kilobit volt. A Voyager űrszondák rádiójeleit a NASA rádióteleszkóp-hálózata, az 1958-ban alapított, a hatvanas években világméretűvé bővített Deep Space Network veszi ma is.

A kapott nyers képkockákat ezután földi képfeldolgozó szakemberek vették kezelésbe, összefűzték azokat, montázsokat készítettek, az így kapott képeket pedig a színszűrők adatait alapul véve színezték. Belegondolni is fárasztó, mekkora mennyiségű és milyen aprólékos munka áll a cikk második felében sorakozó fotók mögött (csak a Jupiterről és holdjairól több mint 33 ezer képkockát készített a két űrszonda).