Föreställ dig att du köpte en bil 1977. Efter att du lämnade bilbutiken har du kört din bil oavbrutet i fyrtiosju år, inalles mer än tjugofyra miljoner miljoner kilometer. Och under hela den här tiden har bilen inte fått service en enda gång. Inte en enda av de ursprungliga delarna har bytts ut under hela den här tiden.
Nå, nu börjar bilen hur som helst vara slutkörd, misstänker du. Den har börjat trilskas. Tekniken har sakta men säkert börjat klappa ihop, allt flera felmeddelanden börjar ploppa upp på instrumentpanelen. Men hej, fyrtiosju år och tjugofyra miljarder kilometer – vem skulle inte bara i behov av lite vila efter ett sådant megamaratonlopp?
Jag talar ju såklart inte om en bil på riktigt, jag talar om Nasas rymdsond Voyager 1, som nu har börjat visa tecken på ett annalkande, slutligt tekniskt haveri. Men hej, vem kan klandra den? Jag föreställer mig bara hur biltillverkarna skulle förhålla sig till en bil med samma sorts hållbarhet. Det skulle ju vara konkurs direkt för den biltillverkare som konstruerar en sådan långmilare.
Hur som helst, vi ska ägna 2024 års första Kvanthopp åt att minnas rymdens ultimata långdistanslöpare, rymdsonderna Voyager 1 och dess tvilling, Voyager 2. Vad har de drygt 800 kilo tunga rymdfarkosterna sett under sina långa resor, vad har de lärt oss, och vilket blir deras öde nu när de snart tystnar. Vartåt är de på väg? För tillbaka hem kommer de aldrig. Om det här handlar veckans Kvanthopp.
Oroväckande besked
Den amerikanska rymdorganisationen NASA:s Voyager 1-sond, mänsklighetens mest långväga sändebud i rymden, har alltså oroat sina vänner och fans här på jorden nu under julhelgen. Allt mer illavarslande rubriker har kablats ut från Nasa om att den ålderstigna och ärevördiga rymdsonden har börjat skicka ut digital rotvälska, ettor och nollor utan huvud eller fötter. Stackars Voyager håller på att bli dement. Åldern börjar hinna ikapp den långväga vandraren.
Enligt Nasa kan Voyager 1 fortfarande ta emot kommandon från jorden, och följa dem, men den kan inte skicka data till oss. Nasas Voyager-team har spårat felet till en av sondens datorer. Den sedvanliga lösningen, att stänga ned datorn och starta upp den igen, har inte löst problemet.
Den trilskande datorns uppgift är att knyta ihop de vetenskapliga data som samlas in av de olika instrumenten ombord, och sända dem som ett digitalt paket till jorden, tillsammans med uppgifter om sondens egen ”hälsa” och dess platsdata. Och det lyckas alltså inte. Felet tycks ligga i den så kallade moduleringsenheten för telemetrin, som behövs för att skicka paketet.
Nasas fjärrmekaniker funderar nu febrilt på hur man ska kunna återställa det värdefulla informationsflödet från den interstellära rymden utan att orsaka en kedjereaktion som leder till att ännu fler saker går snett.
Protokollen och ritningarna som Voyagersondernas ursprungliga byggare sammanställde för nästan fem decennier sedan, har inte varit till hjälp den här gången. Till skillnad från tidigare tekniskt trubbel som har drabbat sonderna. Det är alltså inte första gången det strular till sig under plåten på de smått antika rymdfarkosterna, men förr har det mesta gått att fixa.
Ett sista desperat försök
Ännu är man hur som helst inte beredda att kasta yxan i sjön på NASA. Voyager 1 hade ett motsvarande anfall i fjol då den också skickade ut förvirrade meddelanden om sitt tillstånd och sin position. Förvrängningen av data tog slut när teknikerna upptäckte att datapaketen försökte ta en omväg genom en dator som hade stängts av för flera år sedan.
Så man gav Voyager order om att köra data genom en parallell, fungerande dator. Efter det återgick ettorna och nollorna till att se normala ut. Men det knepet funkade alltså inte den här gången.
Att diagnosticera, för att inte tala om att fixa fel på Voyagersonderna, är en synnerligen långsam affär som kräver långa nerver av personalen på Nasas distansverkstad. Det här eftersom Voyager 1 är så långt borta att det tar 45 timmar för meddelanden från jorden att nå ända ut till sonden och tillbaka. Det här trots att signalerna rör sig med ljusets hastighet, 300 000 kilometer i sekunden.
Så också den här sortens hyfsat enkla operationer tar månader i anspråk. Faktum är att kommunikationen med Voyagertvillingarna blir bara trögare allt eftersom de avlägsnar sig från jorden med stormsteg.
Men trots att vi alltså snackar om rena rama stenålderstekniken här, så är Voyagertvillingarna allt annat än långsamma. Voyager 1 till exempel, håller en jämn hastighet på 17 kilometer i sekunden. Varje sekund lägger den alltså sjutton kilometer till mellan sig själv och jorden. Det här motsvarar en hastighet på mer än 61 000 kilometer i timmen.
Men vad är Voyagersonderna egentligen, vad sysslar de med där ute, och varför skickades de iväg ursprungligen? Det kanske är på sin plats med en liten resumé. Vi tar det hela från början.
Uppgift: utforska gasjättarna
Året var 1977 då Elvis Presley dog, kronprinsessan Victoria föddes och den första Stjärnornas krig-filmen hade premiär. Och Voyagersonderna, 1 och 2, våra mest avlägsna vandrare, sändes iväg från Cape Canaveral i Florida för att studera solsystemets yttre planeter, huvudsakligen Jupiter och Saturnus. Voyager 2 lämnade jorden den 20 augusti, drygt två veckor före sin tvilling, Voyager 1.
Bägge rymdsonder hade i princip uträttat sina egentliga ärenden så tidigt som 1981, vilket var att studera Jupiter och Saturnus, vilket de gjorde förtjänstfullt. Bland annat avslöjade bilderna från Voyager 1 Jupiters måne Ios aktiva vulkanism. Upptäckten var oväntad eftersom inga spår av vulkanismen hade märkts från jordbaserade observationer eller de tidigare förbipasserande sonderna Pioneer 10 och Pioneer 11. Sonden avslöjade även att Stora röda fläcken på Jupiter var ett enormt stormsystem.
Voyagersonderna kunde ha tackat för sig och stängt av sig i det skedet, och ingen hade varit besviken. Men de bara fortsatte jobba på. Voyager 2 åkte iväg och tog de enda närbilderna som vi har av Uranus och Neptunus. Den sistnämnda planeten passerade den 1989. Och allt det här var alltså ett bonus.
Ingen anade i början av 80-talet att Voyagertvillingarnas resa, och deras vetenskapliga värv, knappt ens hade börjat, till och med efter 1989, då Voyager 2 lämnade Neptunus, solsystemets sista planet, bakom sig.
Den tanken hade låtit som ren science fiction då. Att Voyagertvillingarna skulle fortsätta vara aktiva ännu 2024, och innan det här bli de första föremål tillverkade av människohand som inte bara lämnar solsystemet, utan skickar hem rapporter om vad som finns där ute, i de fullkomligt okända utmarkerna långt bortom Plutos omloppsbana.
Det som Voyagertvillingarna skulle komma att upptäcka, och passera, var inget mindre än själva solsystemets yttre gräns. Den så kallade heliopausen, där solvinden slutar blåsa och den interstellära rymden tar vid.
Första föremålet tillverkat av människor, som lämnade solsystemet
Solens gravitation verkar betydligt längre ut än så här, och där utanför ligger ju också det så kallade Oorts kometmoln, som kan sträcka sig mer än ett ljusår ut. Det hör ju i princip också till solsystemet, men heliopausen brukar i vilket fall som helst av praktiska skäl räknas som gränsen till den interstellära rymden.
Heliopausen är den yttre gränsen för heliosfären, som är en sorts bubbla i rymden som solen skapar. En bubbla av plasma som solen blåser upp med själva solvinden, de laddade partiklarna från vår stjärna.
Och att passera genom den bubblan och se vad som finns där utanför med egna ögon, eller åtminstone med Voyagersondernas sensorer som ombud, det var någonting som väldigt få ens kunde drömma om 1977 då de två rymdsonderna lämnade Florida och begav sig ut på sin långa vandring ut mot evigheten.
Ja, faktum är att ingen på den tiden ens visste var heliopausen låg. Många ansåg till och med att solsystemet inte har någon gräns, att solvinden helt enkelt tunnas ut allt eftersom man avlägsnar sig från solen, tills den är för tunn att mätas.
Men i augusti 2012 meddelade Voyager 1, som alltså har ett litet försprång gentemot sin tvilling, att nu är det någonting på gång. Sonden hade noterat en plötslig, klar ökning i inflödet av laddade partiklar utifrån, från den interstellära rymden.
Trettiofem år efter att den lämnade jorden blev Voyager 1 därmed det första föremål tillverkat av människohand som lämnade solsystemet och trädde över gränsen till den interstellära rymden. Som alltså visade sig vara en klart definierad, överraskande skarp gräns.
74 000 år till nästa stjärna
Den gränsen visade sig alltså ligga ungefär knappa 17 ljustimmar ut från solen. Med andra ord så tar det 17 timmar för en solstråle att färdas från solen ut till platsen där Voyager 1 då färdades.
Och ljuset rör sig som sagt ungefär med 300 000 kilometer per sekund.
Så här långt ute, 20 miljarder kilometer från jorden, är solen så avlägsen att den lyser mer än 30 gånger svagare än fullmånen lyser på oss här på jorden.
Voyager 1 färdades redan då med lite drygt 17 kilometer per sekund. Det låter som väldigt mycket, men med den här hastigheten skulle det ta nästan 74 000 år att nå solens närmaste stjärngranne, Proxima Centauri. Om Proxima skulle ligga åt det hållet som Voyager 1 färdas, vilket den inte gör.
Hur som helst, sju år efter att Voyager 1 passerade heliopausen kunde dess tvilling, Voyager 2, bekräfta att gränsen till den interstellära rymden existerar och att den ligger just där som Voyager 1 sade att den är.
Inte nog med det här, Voyager 2 kunde ge forskarna data som Voyager 1 inte kan leverera. Voyager 1:s plasmamätare slutade nämligen fungera för länge sedan, så man fick trixa lite med andra ombordvarande instrument för att mäta flödet av laddade partiklar som strömmade förbi farkosten.
Men Voyager 2 hade en fungerande plasmamätare, så här var det bara att tacka och ta emot datan som strömmar in från sonden med 160 bits per sekund.
Och datan avslöjade att det tog mindre än ett dygn för Voyager 2 att ta sig över gränsen. Heliopausen visade sig alltså vara tunnare och skarpare där som Voyager 2 passerade genom den, jämfört med stället för Voyager 1:s passage.
Men det kan bero på att Voyager 1 körde genom gränsen under solfläcksmaximum, då solvinden är starkare än den är då minimum råder, som då Voyager 2 körde över gränsen. Heliosfären lever, med andra ord: det är som om solen andades in och ut med tiden.
Jackpot för vetenskapen
Det faktum att både Voyager 1 och 2 passerade heliopausen på ungefär samma avstånd från solen tyder hur som helst på att bubblan som omger solen är någorlunda symmetrisk. Också det är ny kunskap som Voyagerprogrammet bjöd på.
Att få möjligheten att undersöka den här regionen och få direkta mätningar av förhållandena som råder utanför solsystemet, är en riktig jackpot, speciellt med tanke på att allt det här är bonusmaterial, sådant som ingen vid tiden för avfyrningen hade räknat med att någonsin få ta del av.
- Ingen av oss hade en aning om att sonderna fortfarande skulle fungera mer än fyrtio år senare, och fortsätta sitt verk som rymdens pionjärer, sade Ed Stone, forskare vid Caltech i Pasadena i Kalifornien, en av förgrundsgestalterna inom Voyagerprojektet, i en intervju för BBC 2019.
Hur som helst så är det evigheten nästa för Voyagertvillingarna. Fast i praktiken är nästa etapp på resan Oorts kometmoln som omger vårt solsystem. Dit kommer Voyagersonderna att nå om cirka 300 år. Att passera genom kometmolnet kommer att ta ytterligare cirka 30 000 år.
Men det kommer vi inte att få några rapporter om, för Voyagersondernas respektive trio av plutonium-238-bestyckade radioisotopgeneratorer, som vid tiden för starten producerade 470 watt, kommer att vara uttjänta rätt så snart, faktiskt inom de närmaste åren, och då kommer de två sonderna att tystna slutgiltigt.
En resa som sträcker sig över miljarder år
Men Voyager 1 och 2 kommer att fortsätta att driva genom det interstellära mörkret, kanske i åtskilliga miljarder år. De kommer att kretsa runt vår galax Vintergatans centrum, tillsammans med solen, jorden och allt annat som finns här ute.
Och sannolikheten för att Voyagersonderna kommer att stöta på någonting under den här tiden är nära noll, menar forskarna. Ingendera av sonderna ligger på en sådan kurs att den skulle föra dem nära någon stjärna. Voyager 1 kommer att passera stjärnan Gliese 445 i stjärnbilden Giraffen om cirka 40 000 år, på 1,6 ljusårs avstånd.
Inte heller Voyager 2 styr direkt mot någon stjärna. Om cirka 42 000 år kommer den att passera stjärnan Ross 248 på 1,7 ljusårs avstånd. Och om knappa 300 000 år kommer Voyager 2 att passera Sirius på 4,3 ljusårs avstånd.
Även om Voyagertvillingarna inte kommer att törna in i någonting på sin färd så kommer den interstellära plasmavinden och den kosmiska strålningen hela tiden att nöta på dem en aning, så de kommer till slut att se ganska luggslitna ut.
Vi ska hoppas att de gyllene LP-skivorna som bägge sonder bär med sig, förblir spelbara tills någon utomjordisk civilisation eventuellt hittar dem. Både Voyager ett och två bär alltså med sig guldpläterade LP-skivor med musik, ljud och bilder från jorden. Och jordens koordinater i galaxen finns också inkluderade, ifall att någon vill veta var vi är och komma på besök. Vilket åtminstone professor Stephen Hawking, frid över hans minne, såg som en särdeles dålig idé, att basunera ut vår position på det sättet.
Men det tyckte inte Carl Sagan, den smått legendariske amerikanske astrofysikern och vetenskapskommunikatören som tog initiativet till de gyllene skivorna och ledde arbetet med att sammanställa deras spellista.
I kommittén kring de gyllene skivorna ingick utöver Sagan själv också Ann Druyan (Sagans framtida fru), Timothy Ferris, Linda Salzman Sagan (Sagans dåvarande fru), Frank Drake och Jon Lomberg.
Musik från vår fjärran jord
Kommitténs mål var att välja ut ett representativt urval av musik, ljud, bilder och information för att förmedla mångfalden av livet på jorden till de eventuella utomjordiska varelser som kanske råkar stöta på Voyager-sonderna i en avlägsen framtid.
På låtlistan (du hittar hela listan här) återfinns bland annat Johann Sebastian Bachs Brandenburg-konsert nummer två, ”Dark Was the Night, Cold Was the Ground” av Blind Willie Johnson, ”Johnny B. Goode” av Chuck Berry och ”Liu Shui”, ett traditionellt kinesiskt stycke framfört av Guan Pinghu.
Utomjordingarna får, förutom den nämnda musiken, också höra prov på ljud av vind, åska, regn, fågelsång och olika djurläten som valar och elefanter. Där ingår också mänskliga ljud som skratt, fotsteg, hjärtslag och – en kyss, samt talade hälsningar på 55 olika språk.
Ja, och ljud från människans omgivning: en bil som startar, ett tåg som passerar, och morsekod såklart.
Men det som utomjordingarna däremot inte får njuta av är Beatles musik. Legenden förtäljer att Nasa ursprungligen hade för avsikt att ta med Beatleslåten ”Here Comes the Sun” på skivan. Men på Beatles skivbolag Apple Corps sade man hur som helst nej till det här.
Exakt hur de tänkte då är inte helt klart, men Beatles var alltså i färd med att splittras när samtalet från Carl Sagans kontor kom, och det fanns juridiska och affärsmässiga överväganden som troligen påverkade beslutet. Kort sagt, läget var lite förvirrat just då.
Men jag menar… först tackade Beatles nej till Woodstockfestivalen, och sedan det här, som åtminstone skulle harma mig ännu mer om jag var Paul McCartney.
Vill någon nu höra de gyllene skivorna med egna öron så behöver ni inte åka ut och jaga Voyagersonderna i rymdens mörker med en grammofon under armen. Skivorna finns att få både som LP, CD och på olika streamingtjänster.
Hemligheten bakom Voyagers långa liv
Men låt oss ännu till slut ta en titt på skälen till att Voyagersonderna har blivit sådana otroliga långmilare, att de först nu, 47 år efter att de avfyrades, börjar visa tecken på att sjunga på sista versen.
En orsak till att Voyagersonderna blev sådana otroliga långkörare är att de byggdes för att klara av de extremt brutala förhållandena ute vid sin primära destination, Jupiter, med sina höga strålningsnivåer och intensiva magnetism.
Men Voyagersonderna har också, i motsats till min första bil i tiderna, gagnats av ett mycket begränsat slitage. De färdas tyst och utan friktion genom rymdens vakuum. De behöver inga stötdämpare för de kör inte längs någon väg. Inga hårda vindpustar river och sliter heller i dem, för de omges inte av någon luft.
Och den som spar, han har. Instrumenten på Voyager-sonderna designades för att fungera med minimal energiåtgång som utövar en minimal belastning på de medhavda radioisotopgeneratorerna. Den här sortens kärnkraft var för övrigt det enda alternativet för en resa så här långt ut från solen, där man inte längre kan räkna med solpaneler för sin elproduktion.
Men nu kan slutet alltså snart vara nära, åtminstone Voyager 1 tycks ha blivit dement nu, en gång för alla. Och snart är deras atombatterier också tomma. Så, medan ni ännu lyssnar, kära Voyagertvillingar, tack för allt! Ni har trots allt funnits där, vakna och alerta, ända sedan jag var sju år gammal. Ni förtjänar den vila som väntar er nu. Hälsa evigheten!
