Mysteriöse Signale von Voyager 1

Darstellung der Voyager Sonde

Die Raumsonde Voyager 1 schickt seit einigen Tagen mysteriöse Signale zur Erde. Die NASA bezeichnet sie als anormal. Wurde die Sonde von Aliens gehackt? 

Es gibt wohl kaum von Menschen gebaute Maschinen, die uns so faszinieren wie die Voyager-Sonden. Voyager 1 und 2 erkunden schon seit Ende der 70er Jahre den Weltraum. Sie wurden also lange vor dem Zeitalter der modernen Computer und Smartphones gebaut und funktionieren trotzdem noch. Voyager 1 ist ungefähr 156 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, also etwa 23,4 Milliarden Kilometer. Sie befindet sich weit außen im Sonnensystem jenseits der Bahn des Plutos in für uns Menschen völlig unbekannten Gefilden. 

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Voyager 1 in einer Weltraumsimulationskammer

Voyager-Sonden: Durchquerung der Heliopause

Da ist es erstaunlich, dass der Kontakt zur Sonde und die Datenübertragung überhaupt noch funktionieren. Der Datentransfer zwischen der Sonde und der Erde dauert rund 20 Stunden und 33 Minuten. Bis eine Nachricht gesendet ist und eine Antwort zurückkommt, dauert es rund zwei Tage. Aus diesen entfernten Weiten hat Voyager uns trotz der langen Übertragungsdauer schon viele spannende Informationen gesendet, zum Beispiel über die Heliosphäre. Die Heliosphäre ist eine gigantische Hülle, die von unserer Sonne erzeugt wird. Innerhalb der Heliosphäre verdrängt der Sonnenwind – also ein Partikelstrom, der von der Sonne ausgestoßen wird – das interstellare Medium nahezu komplett. Die Heliosphäre ist eine Art Schutzhülle, die unsere Sonne für uns erschafft und innerhalb derer wir vor dem potentiell gefährlichen Material, das sich zwischen den einzelnen Sternen der Milchstraße befindet, geschützt sind. Die äußere Grenze der Heliosphäre nennt man Heliopause und diese passierte Voyager 1 schon am 25. August 2012. Die Schwestersonde Voyager 2 durchquerte die Heliopause sechs Jahre später im Jahr 2018. 

Darstellung der Heliospähre am Rande unseres Sonnensystems

Doch nach all den Jahren zuverlässiger Datenübermittlung sendet Voyager 1 plötzlich sehr kuriose Daten zur Erde, aus denen sich die NASA-Wissenschaftler keinen Reim machen können. Haben vielleicht Außerirdische Voyager 1 gekapert und umprogrammiert und schicken nun bedrohliche Nachrichten zurück zur Erde? So schlimm ist es vermutlich nicht, aber die Signale sind tatsächlich rätselhaft. Es scheint so, als würden sie zufällig generiert werden. 

Meteorit

Flog wie die Sonden durch’s All: der Meteorit

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Was ist das AACS-System der Voyager-Sonden?

Das Ganze hat wohl etwas mit dem Attitude Articulation and Control System, kurz AACS, zu tun. Das AACS ist ein wichtiges System, denn es steuert die Ausrichtung von Voyager 1. Es sorgt unter anderem dafür, dass die Hochleistungsantenne von Voyager 1 genau auf die Erde ausgerichtet ist, damit sie Daten nach Hause senden kann – also absolut essentiell für die Kommunikation mit der Raumsonde. Alles deutet darauf hin, dass das AACS grundsätzlich noch funktioniert, aber die Telemetriedaten, die es zurücksendet, sind derzeit etwas bizarr. Ein bisschen wie ein Computer, der noch funktioniert, aber nur noch Quatsch anzeigt.

NASA: kein Grund zur Sorge

Die Ursache dafür ist noch ungeklärt. Die NASA denkt aber, dass kein Grund zur Sorge besteht. Zum einen hat sich das Signal von Voyager 1 in seiner Stärke nicht abgeschwächt, was darauf hindeutet, dass die hochempfindliche Antenne ihre vorgeschriebene Ausrichtung zur Erde beibehalten hat. Außerdem hat das Problem keine Fehlerschutzsysteme ausgelöst, die Voyager 1 in einen „safe Mode“ versetzen sollen – einen Zustand, in dem nur wesentliche Operationen ausgeführt werden, damit die Ingenieure Zeit haben, ein Problem zu diagnostizieren. Solange das nicht passiert, muss man wohl davon ausgehen, dass kein systemkritischer Fehler vorliegt. Suzanne Dodd, NASA-Wissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory sagt: “Ein Rätsel wie dieses ist in dieser Phase der Voyager-Mission ganz normal. Die Raumsonden sind beide fast 45 Jahre alt, was weit über das hinausgeht, was die Missionsplaner erwartet haben.”

Die Sonde Voyager 1

Die Chancen stehen gut, dass das NASA-Team das Problem beheben wird. Zunächst einmal ist es wichtig, festzustellen, ob die ungültigen Daten direkt vom AACS oder von einem anderen System stammen, das an der Erzeugung und Übertragung von Telemetriedaten beteiligt ist. Sobald die genaue Ursache dann bekannt ist, kann das Team bestimmen, ob dies Auswirkungen darauf haben könnte, wie lange die Sonde wissenschaftliche Daten sammeln und senden kann. Wenn sie die Ursache finden, können sie das Problem möglicherweise durch Softwareänderungen oder durch die Umstellung auf eines der redundanten Hardwaresysteme der Sonde lösen. So eine Backup-Lösung hat man schon mal erfolgreich verwendet. 2017 zeigten die primären Triebwerke von Voyager 1 Anzeichen von Erschöpfung, so dass die Ingenieure auf einen anderen Satz von Triebwerken zurückgegriffen haben, der ursprünglich bei der Erforschung der Planeten in der Frühphase der Voyager-Mission verwendet wurde. Diese Triebwerke funktionierten noch, obwohl sie 37 Jahre lang nicht benutzt wurden. 

Wie lange funken die Voyager-Sonden noch?

Es gibt einige Optionen, die die Datenübertragung von Voyager 1 noch retten könnten. Aber über kurz oder lang müssen wir uns darauf einstellen, dass solche Probleme immer häufiger auftreten. Voyager 1 ist in einem betagten Alter und befindet sich in einer extremst widrigen Umgebung. Suzanne Dodd sagt: “Wir befinden uns im interstellaren Raum – in einer Umgebung mit hoher Strahlung, in der noch kein Raumschiff zuvor geflogen ist. Es gibt also einige große Herausforderungen für das Ingenieurteam. Aber ich denke, wenn es einen Weg gibt, dieses Problem mit dem AACS zu lösen, wird unser Team ihn finden.”

Bislang ging man davon aus, dass die wissenschaftlichen Instrumente der Sonde wohl mindestens noch bis 2025 funktionieren werden und Kontakt sogar noch bis in die 2030er Jahre gehalten werden kann. Hoffen wir also mal, dass die schlauen Leute bei der NASA das Problem lösen können und wir noch einige Jahre Freude an Voyager 1 haben werden. 

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Wie ist das möglich: Voyager-Sonden kommen zurück?

Die Voyager-Sonden erkunden die äußersten Bereiche des Sonnensystems und sind die von Menschen gebauten Objekte, die bisher am tiefsten in den Kosmos vorgedrungen sind. Doch nun nähern sie sich wieder der Erde an – was ist denn da los?

Es gibt wohl kaum Sonden, die ein größerer Erfolg waren, als die Voyager-Sonden. Diese beiden Schwestersonden wurden Ende der 70er Jahre in den Weltraum befördert. Sie sind immer noch in Betrieb und lassen sich sogar noch anfunken. Viele der bis heute besten Bilder der Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun verdanken wir Voyager 1 und Voyager 2. Und nun lüften sie für uns sogar Geheimnisse über den noch weitgehend unbekannten Teil des Sonnensystems weit hinter dem Pluto. 

Der Saturn, fotografiert von Voyager 2

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Haben die Voyager-Sonden das Sonnensystem verlassen?

So haben die Voyager-Sonden vor einiger Zeit die sogenannte Heliosphäre durchquert, eine Art Schutzschild, den unsere Sonne im interstellaren Raum erschafft. Vielfach wurde daraufhin in den Medien geschrieben, dass die Voyager-Sonden nun das Sonnensystem verlassen hätten – das ist nicht zutreffend. Das Ende des Sonnensystems befindet sich in der sogenannten Oortschen Wolke. Das ist der Bereich, in dem die Schwerkraft der Sonne gerade noch stark genug ist, um Objekte in ihren Bann zu ziehen. Dahinter nimmt die Schwerkraft anderer Sterne außerhalb des Sonnensystems Überhand. So umgeben in der Oortschen Wolke unzählige Objekte wie Kometen, Staubpartikel und Asteroiden unser Sonnensystem wie so eine Art kosmische Schale. Wenn die Voyager-Sonden diese Grenze überqueren, kann man davon sprechen, dass sie das Sonnensystem verlassen haben – das wird allerdings noch ein wenig dauern. In ungefähr 30.000 Jahren werden die Voyager-Sonden die Oortsche Wolke durchquert haben.

Darstellung der Oortschen Wolke

Wenn die Voyager-Sonden dann in ferner Zukunft ein fremdes Sternsystem erreichen werden, haben sie eine Botschaft von uns Menschen dabei: Die sogenannten Golden Records. Auf ihr sind Bild- und Audio-Informationen über die Menschheit gespeichert. Sorgsam wurden damals einige Songs ausgesucht, die verschiedene Kulturkreise repräsentieren sollen. Von afrikanischer Trommelmusik, über bulgarische Volkslieder bis zu fetzigen Songs von Chuck Berry ist alles dabei. 

Hatte schon Besuch von Voyager: Der Saturn

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Nähern sich die Voyager-Sonden DER auf die Erde an?

Momentan befinden sich die Voyager-Sonden noch innerhalb des Sonnensystems und haben noch nicht mal den inneren Rand der Oortschen Wolke erreicht. Aber was hat es denn nun damit auf sich, dass die Voyager-Sonden sich der Erde nähern? Wie ist das möglich, wenn sie doch schon seit über 40 Jahren durch den Kosmos rasen? Das Näherkommen der Voyagers ist mit der Bewegung unserer Erde innerhalb des Sonnensystems zu erklären. Zwar bewegen sich die beiden Sonden permanent in Richtung äußeres Sonnensystem – aber während das geschieht, bewegt die Erde sich natürlich auch. Und die Erde bewegt sich in ihrer Umlaufbahn für einige Monate im Jahr schneller auf die Raumsonden zu, als diese sich entfernen. 

Die Bewegung der Erde um die Sonne ist schneller als die Bewegung der Voyager-Raumsonden. Die Erde bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometer pro Sekunde durchs All. Voyager 1 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 17 Kilometer pro Sekunde durchs All, Voyager 2 mit 15 Kilometer pro Sekunde – beide also wesentlich langsamer als die Erde. Durch diese Differenz in der Geschwindigkeit gibt es eine Zeit im Jahre, also einen Zeitraum der Erdbewegung um die Sonne, in der wir den Sonden wieder näher kommen. Die Voyagers bewegen sich natürlich weiterhin in Richtung Ende des Sonnensystems, es sind wir, die ihnen näher kommen. 

So weit ist Voyager 2 von der Erde entfernt

Schauen wir uns das Ganze mal konkret anhand der Entfernung von Voyager 2 an. Seit dem 22. Februar kommen wir ihr wieder näher. An diesem Tag betrug die Entfernung zwischen Erde und Voyager 2 130,05 astronomische Einheiten. Eine astronomische Einheit ist der mittlere Abstand zwischen der Erde und der Sonne – man verwendet diese Einheit oft um große Entfernungsmaßstäbe innerhalb des Sonnensystems zu beschreiben. Für diejenigen von euch, die es ganz genau wissen wollen: Eine astronomische Einheit beträgt 149.597.870.700 Meter. 

Entfernung von Voyager 2

Am 4. Juni wird der Zeitraum enden, innerhalb dessen wir Voyager 2 näher kommen. Dann wird die Entfernung nur noch schlappe 129,7 astronomische Einheiten betragen. Allein durch die Position der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne machen wir in diesem Zeitraum also knapp eine astronomische Einheit gut! Aber die Annäherung ist natürlich nur von kurzer Dauer. Ab Juni wird die Entfernung wieder zunehmen und auch wenn sie sich nächstes Jahr abermals für kurze Zeit verringern wird, wird sie netto natürlich immer größer und größer. Wir müssen den Voyager-Sonden also endgültig Au Revoir sagen.

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