home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1990 / 1990 Time Magazine Compact Almanac, The (1991)(Time).iso / time / 090489 / 09048900.060 < prev    next >
Text File  |  1990-09-22  |  10KB  |  188 lines

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