home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1993 / TIME Almanac 1993.iso / time / 090489 / 09048900.060 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-23  |  10.1 KB  |  199 lines

  1.                                                                                 SPACE, Page 54The Last Picture Show
  2.  
  3.  
  4. By Leon Jaroff
  5.  
  6.  
  7.     Nearly 2.8 billion miles away, an artifact of man, a mere
  8. speck in the vast expanse of space, closed in on a giant,
  9. blue-hued planet. The spacecraft Voyager 2, alive and well
  10. after twelve years in space, having had dramatic rendezvous
  11. with Jupiter in 1979, Saturn in 1981 and Uranus in 1986, was
  12. approaching Neptune, the solar system's most distant planet.
  13. (Pluto, usually the outermost planet, has a highly eccentric
  14. orbit and is currently closer to the sun than is Neptune.)
  15.  
  16.     Accelerating to 60,980 m.p.h. relative to Neptune, the
  17. one-ton probe swooped just 3,048 miles above the frozen methane
  18. clouds that shroud the planet's north polar region. Turning
  19. sharply, it plunged toward the mysterious moon Triton, passing
  20. within 24,000 miles of its rocky surface. Then, after its
  21. spectacular -- and last -- planetary encounter, it headed for
  22. the distant fringes of the solar system for what its creators
  23. hope will be a quarter-century more of exploration.
  24.  
  25.     All the while, across the void, Voyager was sending back to
  26. earth images never before seen by man and volumes of information
  27. that will keep scientists busy for years. Signals from its TV
  28. cameras and scientific instruments, carried by radio waves
  29. traveling at the speed of light, arrived at earth four hours and
  30. six minutes later. Decoded at the Jet Propulsion Laboratory in
  31. Pasadena, Calif., the transmissions appeared minutes later in
  32. the form of pictures and data on television screens and computer
  33. consoles.
  34.  
  35.     At J.P.L. the scientists and technicians who designed
  36. Voyager and have nursed it through its long space odyssey could
  37. not contain their excitement and pride. Champagne flowed, and
  38. each new picture on the TV screens was greeted with cheers and
  39. applause. Americans watching the proceedings live on television
  40. shared their sense of accomplishment. The little unmanned
  41. spacecraft had given them an unexpectedly large bang for the
  42. buck.
  43.  
  44.     On the night of the encounter Triton actually upstaged
  45. Neptune, which had yielded many of its secrets to Voyager in
  46. the preceding weeks. The moon, frosty white with pink and blue
  47. blotches, was covered with cliffs, faults and glacier-like
  48. terrain with a sprinkling of craters. Scientists also spotted a
  49. smooth, roughly circular area several hundred miles across that
  50. may be the crater of an ancient "ice volcano" that once spewed
  51. frozen gases.
  52.  
  53.     Voyager had already revealed more about Neptune than had
  54. been learned in all the years since 1846, when German
  55. astronomer Johann Galle first spotted the planet. While still
  56. millions of miles away, the spacecraft discovered the Great Dark
  57. Spot, a violent earth-size storm in Neptune's midsection, and
  58. later it photographed six previously unknown moonlets. One of
  59. the new moons, temporarily named 1989 N1, turned out to be
  60. larger than Neptune's other long-known moon, Nereid. And Triton,
  61. thought to be about 2,500 miles in diameter, was downsized to
  62. 1,740 miles. Voyager's sensing instruments confirmed
  63. expectations that Neptune has a magnetic field and, on the day
  64. before the encounter, reported that the spacecraft had crossed
  65. the supersonic shock wave, a front created where the solar wind
  66. meets the magnetic field. By clocking the rotation of that
  67. field, J.P.L. scientists determined that a Neptunian day is
  68. only 16 hours long, rather than the previously estimated 17 or
  69. 18 hours.
  70.  
  71.     As Voyager sped on toward its rendezvous, its cameras picked
  72. out wispy, white, cirrus-like clouds of frozen methane gas
  73. racing across the equatorial regions. Photographs also revealed
  74. shadows of these clouds cast on a deeper layer of atmosphere
  75. some 30 miles below. Said Bradford Smith, head of the J.P.L.
  76. imaging team, "This is the first time Voyager has ever been able
  77. to see cloud shadows on any of the planets we've looked at."
  78.  
  79.     Scientists also discerned what seemed to be two partial
  80. rings, or ring arcs, that mysteriously seemed to disappear on
  81. subsequent pictures. But a few days later, Smith borrowed from
  82. Hollywood to announce, "The lost arc our imaging-team raiders
  83. have been looking for is not an arc; it is Neptune's first
  84. complete ring." Late last week Smith announced that five rings
  85. in all had been found.
  86.  
  87.     The high quality of Voyager's pictures and data belied the
  88. difficulties of operating a spacecraft so far from the sun,
  89. which at Neptune's distance looks like an intensely bright
  90. point of light. Because the planet receives only one-thousandth
  91. of the sunlight that falls on earth, Neptunian photography
  92. calls for time exposures of as long as 15 seconds. That
  93. required panning the TV cameras to avoid blurring, which
  94. Voyager accomplished by gingerly swiveling its camera platform
  95. and sometimes even yawing itself in space.
  96.  
  97.     Transmitting pictures and data back to earth was no less a
  98. task. By the time the 22-watt (equivalent to a small light bulb)
  99. radio signal from Voyager reached the earth, its power was only
  100. about one twenty-billionth of that needed to run an electronic
  101. digital watch. To catch as much of that faint whisper as
  102. possible, NASA had enlarged some of the already huge radio
  103. telescopes of its Deep Space Network in Australia, Spain and
  104. California. Even then, Voyager's voice was practically lost in
  105. the electromagnetic noise of space.
  106.  
  107.     In order to discern the messages from Neptune above that
  108. noise, J.P.L. controllers instructed Voyager to speak more
  109. slowly. The data transmission rate, which was as high as
  110. 115,200 bits a second at Jupiter, was reduced to a sluggish
  111. 21,600 bits as the craft approached Neptune. As a result, during
  112. last week's encounter, there was time for live broadcasts of
  113. only the most important pictures and data. The rest were stored
  114. on onboard tape recorders to be transmitted later.
  115.  
  116.     That Voyager is still performing well, let alone functioning
  117. at all, is a tribute to the genius of its designers. By 1989
  118. standards, the spacecraft's technology is hopelessly outdated.
  119. Its command control computers have random access memories of
  120. only 8,000 bits of information, compared with today's personal
  121. computers, which have as many as 1.4 million-bit RAMs. The two
  122. TV cameras operate with obsolete vidicon tubes rather than the
  123. more reliable and efficient charge-coupled devices in modern TV
  124. cameras. Says Torrence Johnson, of the imaging team: "You
  125. couldn't find anyone to build one of those vidicon tubes today."
  126.  
  127.     When the Voyager team first assembled at J.P.L. in 1972, it
  128. had high hopes that NASA in the late 1970s would take advantage
  129. of a once-every-176-years alignment of the outer planets to
  130. stage a planetary grand tour. That plan would have sent two
  131. sophisticated spacecraft (one as a backup) flying by Jupiter,
  132. Saturn, Uranus and Neptune, using the gravity assist of each
  133. planet to change their course and accelerate them onward to the
  134. next one. Another pair of ships would similarly fly past
  135. Jupiter, Saturn and Pluto. Without gravity assists, the J.P.L.
  136. team argued, a direct flight to Neptune was beyond current
  137. rocket technology. In addition, the opportunity for another
  138. grand tour would not exist until the middle of the 22nd century.
  139.  
  140.     For political and budgetary reasons, however, NASA limited
  141. the program to two no-frills spacecraft that would explore only
  142. Jupiter and Saturn. As a result, Voyagers 1 and 2, both
  143. launched in 1977, were designed by J.P.L. engineers to operate
  144. efficiently for only about five years, more than enough time to
  145. reach Saturn.
  146.  
  147.     "Of course," says chief project scientist Edward Stone,
  148. "that didn't prevent us from launching Voyager 2 on exactly the
  149. same trajectory that the grand tour would have been on, hoping
  150. it would survive for twelve years." Indeed, when Voyager 1
  151. successfully fulfilled its Saturn mission and headed out of the
  152. solar system, NASA gave the green light for Voyager 2 to
  153. proceed to Uranus and then Neptune. Now, says Stone
  154. triumphantly, "in effect, we have our grand tour."
  155.  
  156.     And what a tour it has been. Between them, Voyagers 1 and 2
  157. discovered and shot spectacular photographs of new moons
  158. orbiting Jupiter and Saturn, rings around Jupiter, active
  159. volcanoes on the Jovian moon Io, and spokes and braids in
  160. Saturn's complex and brilliant rings. At Uranus, Voyager 2
  161. found two new rings, ten new moons and a set of dust bands. It
  162. also discovered a magnetic field with an axis tilted a
  163. remarkable 59 degrees from the planet's axis of rotation.
  164.  
  165.     Now the spacecraft has seen its last planet and J.P.L.
  166. staffers, many of whom have spent their entire careers on the
  167. Voyager missions, are calling the Neptune encounter "the last
  168. picture show." "Between Uranus and Neptune, I went to graduate
  169. school," says Candy Hansen, who has designed many of Voyager's
  170. picture-taking programs. "I bought my house between Jupiter and
  171. Saturn. That's how I measure my life."
  172.  
  173.     While Hansen and most of the other members of the Voyager
  174. team will soon turn their attention to other space projects,
  175. some will stay on, as Voyager 2's mission is not yet completed.
  176. Like Voyager 1, the spacecraft is heading out of the solar
  177. system. Its cameras will soon have little to record, but its
  178. other instruments, powered by heat from radioactive plutonium in
  179. its thermal generators, will continue such tasks as ultraviolet
  180. astronomy of the stars and seeking out the edge of the solar
  181. system, the boundary marking the farthest reaches of the solar
  182. wind and the beginning of interstellar space.
  183.  
  184.     Finally, in 25 years or so, declining power levels and
  185. increasing distance will end any communication between Voyager
  186. and earth, and the little spacecraft will speed silently toward
  187. the stars. With it will go a recording on a twelve-inch copper
  188. disk installed aboard Voyager on the remote chance that an alien
  189. traveler will someday come upon it. The record, called Sounds
  190. of Earth, carries greetings in 60 languages and a message from
  191. then President Jimmy Carter that ends, "This record represents
  192. our hope and our determination, and our goodwill in a vast and
  193. lonely universe."
  194.  
  195.  
  196. -- Edwin M. Reingold/Pasadena
  197.  
  198.  
  199.