Voyager 1 (česky Cestovatel) je vesmírná sonda z amerického vědeckovýzkumného programu Mariner (sonda nese alternativní označení Mariner 11) určená pro výzkum vnější části Sluneční soustavy. Váží 822 kg, byla vypuštěna 5. září 1977 a je stále funkční.
Hlavním cílem Voyageru 1 byly planety Jupiter, Saturn, jejich měsíce a prstence. V současnosti sonda studuje helioplášť, měří sluneční vítr a výplň mezihvězdného prostoru.
Současně s ní byla vyvíjena i obdobná sonda Voyager 2 (vypuštěna 20. 8. 1977). Pro oba Voyagery jsou zdroji energie tři radioizotopové termoelektrické generátory, které sice již překonaly původně plánovanou životnost, ale dnes se předpokládá, že budou schopny generovat dostatek energie pro komunikaci se Zemí i po roce 2020.
V červnu roku 2011 se sonda nacházela již 16,5 světelných hodin daleko od Země, od které se vzdaluje rychlostí přibližně 1 500 000 kilometrů za den. Mise byla úspěšná, na Zem bylo doručeno 34 000 snímků.
V září 2013 NASA potvrdila vzdálenost 19 miliard kilometrů od Země a sonda tak opustila i sluneční soustavu.
Konstrukce sondy vycházela ze zkušeností s konstrukcí předchozích sond v programu Mariner, ale i přesto si vyžádala přes pět let práce. Jedná se o sondu, jejíž tělo je tvořeno desetibokým hranolem o výšce 0,47 m a průměru 1,78 m a která je stabilizována ve třech osách. Na vrcholku tohoto hranolu se nachází parabolická směrová anténa s průměrem 3,66 m, která je určena pro udržování radiového spojení s pozemními teleskopy a k přenosu informací a příkazů. K tělu sondy jsou připevněny tři výklopné tyče, na kterých se nachází vybavení a energetická jednotka sondy. Na první výklopné tyči o délce přibližně 2,5 m je na otočné plošině umístěno vědecké vybavení společně s kamerami a spektrometrem. Na další tyči o délce 13 m orientované na opačné straně jsou připevněna čidla magnetometru.
Na poslední tyči jsou umístěny energetické zdroje sondy v podobě 3 radioizotopových termoelektrických generátorů (RTG), který palubní přístroje sondy zásobil 3×160 W elektrické energie. Přísun elektrické energie postupně s roky klesal a v roce 1997 dosahoval již jenom 335 W. Energetický zdroj je tvořen jednotkou o hmotnosti 39 kg, průměru 0,4 m a délce 0,5 m, jenž využívá jako zdroj energie 238PuO2.
Celkový provoz sondy je řízen zdvojeným palubním počítačem CCS (Computer Command Subsystem). Zpracování vědeckých a telemetrických dat a řízení vědeckých experimentů zajišťuje systém zpracování dat FDS (Flight Data Subsystem) vybavený ztrojeným počítačem. Data mohou být zaznamenána na magnetopáskové paměti DSS (Data Storage Subsystem) s kapacitou 536 Mbit. Komunikační systém pracuje v pásmu X (8,4 GHz, rychlost přenosu 8 bit/s až 115,2 kbit/s, výkon 23 W) a S (2,3 GHz, rychlost přenosu min. 40 bit/s). Stabilizační digitální systém AACS (Attitude and Articulation Control Subsystem) využívající detektorů Slunce, sledovačů hvězd a 3 úhloměrných gyroskopů zajišťuje orientaci a stabilizaci sondy v prostoru a natáčení plošiny s optickými přístroji na zkoumané cíle. Celkem 16 trysek na jednosložkové kapalné pohonné látky (hydrazin, celková zásoba 105 kg) o tahu 16×0,9 N slouží jako výkonné prvky pro korekce dráhy (4 motory) a pro orientaci a stabilizaci sondy (8 motorů).
Předpokládaná životnost sondy je 40 roků. Řízení sondy probíhá z pozemního řídicího střediska umístěného v Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně, Kalifornie.
Vědecké vybavení na palubě
- kamerový systém ISS (Imaging Science System)
- komplex pro rádiová měření RSS (Radio Science System)
- ultrafialový spektrometr UVS (Ultraviolet Spectrometer)
- trojosý cívkový magnetometr MAG (Magnetometer)
- detektor nízkoenergetických iontů LECP (Low-Energy Charged Particles)
- systém detektorů kosmického záření CRS (Cosmic Ray System)
- detektor rádiových vln PRA (Planetary Radio Astronomy)
- fotopolarimetr PPS (Photopolarimeter System)
- přístroj pro studium vln v plazmatu PWS (Plasma Wave System)
- infračervený interferometr a spektrometr IRIS (Infrared Interferometer Spectrometer)
- spektrometr plazmových částic PLS (Plasma Spectrometer)
Voyager 1, podobně jako jeho sesterská sonda Voyager 2, na své palubě nese měděnou pozlacenou gramofonovou desku, která obsahuje poselství případným inteligentním nálezcům sondy. Jedná se o disk o průměru 305 mm se záznamem 115 obrázků v analogovém formátu, 55 pozdravů v různých jazycích světa a 35 různých přírodních i umělých zvuků a 27 záznamů hudby zaznamenaný při rychlosti 16⅔ otáček za minutu. Disk je uložen uvnitř hliníkového pouzdra, na jehož povrchu je vygravírováno schéma, znázorňující původ sondy a návod k použití disku. Součástí pouzdra je i vzorek radioaktivního 238U (počáteční aktivita 9,6 Bq), umožňující případnému nálezci určení stáří sondy. Zbytek nahrávky je tvořen zvukovým záznamem.
Hudební nahrávka na pozlacené gramofonové desce je původně z roku 1958, její název je "Johnny B. Goode", kterou složil a nahrál americký kytarista a zpěvák Chuck Berry.
Primární cíle
Každá sonda měla stanovené hlavní cíle u každé planety, kterou měla navštívit. Mezi tyto úkoly patřilo:
1. prozkoumat proudění, dynamiku, strukturu a složení planetární atmosféry navštíveného tělesa
2. popsat morfologii, geologii a fyzikální charakteristiky měsíců planet
3. získat další data pro určení hmotnosti, velikosti a tvaru planety a jejich satelitů, případně prstenců
4. určit strukturu magnetického pole, složení a distribuci částic a plazmy.
Plánování mise
Voyager 1 byl plánován jako Mariner 11, součást programu Mariner. Od začátku se počítalo s využitím gravitačních manévrů. S jejich pomocí je možné navštívit více planet s minimální spotřebou paliva.
Průběh mise
Voyager 1 byl vypuštěn 5. září 1977 z mysu Canaveral na Floridě raketou Titan IIIE Centaur. Ačkoliv byl vypuštěn až 16 dní po svém dvojčeti Voyageru 2, kvůli závadě objevené až na poslední chvíli, jeho dráha byla rychlejší a dosáhl Jupiteru a Saturnu před svým dvojčetem.
K první úpravě dráhy došlo 11. září 1977. Při této korekci se projevily drobné technické problémy, jednak s nasměrováním pohyblivé plošiny s televizní anténou a také s tahem řídících trysek. Podařilo se je však vyřešit.
Dne 10. prosince 1978, tedy více než rok po startu, začala sonda ve vzdálenosti 80 milionů km pořizovat první snímky Jupiteru. A 5. března následujícího roku prolétla ve výši 278 000 km nad mraky planety. Pořídila stovky fotografií (měsíc před Voyagerem 2) s rozlišením až 6 km a to včetně rudé skvrny a prstenců kolem největší planety naší Sluneční soustavy. Další fotografie pořizovala u měsíců Io, Ganymed, Callisto a Europa. Z Io získala ve vzdálenosti 20 000 km fotografie sopek, na Callisto krátery. Oblast kolem planety přestala fotografovat v dubnu 1979.
Díky silné gravitaci Jupiteru a s pomocí malé korekce pokračovala v dráze k planetě Saturn. Tu dostihla 12. listopadu 1980, když již tři měsíce předtím začala s jeho fotografováním. Předané fotografie přinesly mnoho nových poznatků. Prstence Saturnu mají velmi složitou strukturu několika tisícovek částic, jejichž struktura a tvar jsou rozmanité. Pořídila snímky měsíců Mimas, Tethys, Dione, Enceladus, Rhea a Titan. Kolem Titanu prolétla 12. listopadu 1980 ve vzdálenosti 6500 km, tedy při cestě k Saturnu. Pořídila od něj řadu údajů o složení atmosféry a teplotě.
Sonda vyslala na Zem 34 000 snímků, z toho 18 000 z oblasti Jupiteru a 16 000 z oblasti Saturnu.
Po opuštění oblasti Saturnu pokračoval Voyager 1 v letu pryč z naší sluneční soustavy. Sonda je od Země nejvzdálenějším lidským výtvorem. Voyager 1 se v současnosti dostává na hranice Sluneční soustavy, kde se vliv Slunce střetává s mezihvězdným prostorem. Dne 15. srpna 2006 překonal vzdálenost 100 AU (15 miliard kilometrů) od Slunce a pohybuje se v helioplášti, což je oblast za rázovou (terminační) vlnou. V této vzdálenosti trvá signálům ze sondy více než 13 hodin, než dorazí k Zemi do řídícího střediska Jet Propulsion Laboratory blízko Pasadeny v Kalifornii. Voyager 1 je na hyperbolické dráze a pohybuje se únikovou rychlostí, to znamená, že se nevrátí zpátky do Sluneční soustavy.
V prosinci 2010 NASA oznámila, že se stále fungující sonda dostala na hranici Sluneční soustavy a že v daném prostoru k ní již nedosahuje sluneční vítr.
14. června 2012 bylo oznámeno, že detektory Voyageru zaznamenaly nárůst výskytu nabitých částic, což naznačuje, že se sonda dostala ze zóny vlivu Slunce a nyní vniká do mezihvězdného prostoru, v němž je vyšší úroveň záření. Tato oblast je také brána za nejzazší hranici Sluneční soustavy - 17,9 miliard kilometrů od Země.
12. září 2013 NASA oficiálně potvrdila, že sonda Voyager 1 opustila sluneční soustavu a je nyní od Země vzdálena 19 miliard kilometrů.
7. července 2014 Voyager 1 překročil heliopauzu a vstoupil mezihvězdného prostoru. Vzdálenost Voyageru od Země činí 121 AU.