Seit dem Start im Jahr 1977 legen die beiden Voyager-Raumsonden eine beeindruckende Reise zurück. Ursprünglich für eine Missionsdauer von gerade einmal fünf Jahren konzipiert, bewegen sich Voyager 1 und Voyager 2 mittlerweile seit über 45 Jahren im All und haben dabei Distanzen von 24,84 beziehungsweise 20,77 Milliarden Kilometer zur Sonne zurückgelegt. Damit haben die technisch gesehen stark veralteten Sonden, deren Daten noch immer auf Magnetbändern mit nur 536 Megabit Speicherkapazität gespeichert und mit äußerst bescheidenen Datenraten übertragen werden, geschafft, bis in den interstellaren Raum vorzudringen – ein Meilenstein in der Geschichte der Raumfahrt.
Erkenntnisse aus einer unbekannten Region
Bei ihrem Übertritt aus der Heliosphäre, also der Magnetblase um unser Sonnensystem herum, in den interstellaren Raum lieferten die beiden Voyager-Sonden überraschende Ergebnisse über die Form und Beschaffenheit dieser Grenzregion. So waren Wissenschaftler ursprünglich davon ausgegangen, die Heliosphäre habe eine asymmetrische, weit nach hinten ausgezogene Form. Tatsächlich zeigten die Daten aber, dass die Heliosphäre fast symmetrisch rund erscheint. Unterschiede hingegen offenbarten sich im Hinblick auf die Struktur der äußeren Grenzregion, der sogenannten Heliopause. Während Voyager 1 hier eine instabile und überraschend dicke, turbulente Zone vorfand, traf Voyager 2 nur wenig später auf eine vergleichsweise dünne, klar abgegrenzte und stabile Grenzschicht. Experten führen dies auf unterschiedliche Phasen im Aktivitätszyklus der Sonne zurück, der die Dynamik an der Grenze unseres Sonnensystems direkt zu beeinflussen scheint.
Ein besonders bemerkenswerter Befund war die Beobachtung einer sogenannten Magnetwand, einer bereits theoretisch vermuteten Struktur innerhalb der Heliosphäre. Diese fungiert als zusätzlicher Schutzschild gegen kosmische Strahlung und offenbart sich als dynamisches, von magnetischen Strömen gespeistes Feld, dessen Polung sich regelmäßig umkehrt und somit ein komplexes Zusammenspiel zwischen solarer Aktivität und interstellarer Strömung darstellt.
Rätsel um den stärksten Gammastrahlenausbruch aller Zeiten
Im Oktober 2022 wurde Voyager 1 Zeuge eines außergewöhnlichen Ereignisses: eines gigantischen Gammastrahlenausbruchs, der später von Wissenschaftlern als stärkster jemals beobachteter Gamma-Blitz eingestuft wurde (mit der offiziellen Bezeichnung GRB221009A). Die Energiemenge betrug dabei unglaubliche 18 Teraelektronenvolt, was alle zuvor registrierten Gammaausbrüche deutlich übertraf. Neben der unerwartet hohen Energie überraschte vor allem die Struktur des zugehörigen Jets – des gebündelten Materiestroms –, der Merkmale aufwies, die gängigen theoretischen Modellen widersprechen. Vor allem eine neue, unerklärliche Radiokomponente sowie eine überraschend enge Fokussierung sorgten für weitere Verwirrung.
Nach eingehender Untersuchung mithilfe modernster Beobachtungstechnologien, darunter dem hochauflösenden Nahinfrarot-Spektrometer des James-Webb-Weltraumteleskops, gelangten die Wissenschaftler zu einer weiteren unerwarteten Schlussfolgerung: Die enorme Strahlung stammte offenbar nicht aus einer exotischen, außergewöhnlichen Explosionsart, sondern von einer verhältnismäßig gewöhnlichen Supernova. Diese Problematik bleibt ungelöst, da ein solch extrem energetisches Ereignis nur etwa einmal alle zehntausend Jahre auftritt und die gängigen Vorstellungen sprengt. Es wird vermutet, dass die Ausprägung des Strahlenausbruchs auf die besonders enge Fokussierung der Jets zurückzuführen ist, welche bei sehr schnell rotierenden massereichen Sternen entstehen und einen entsprechend energetischen Gammastrahlenkegel erzeugen könnten.
Der lange Abschied der Voyager-Missionen
Auch wenn beide Voyager-Sonden nach wie vor wichtige Daten liefern, zeichnen sich langsam die Grenzen ihrer Lebensdauer ab. Seit geraumer Zeit verfolgt die NASA ein striktes Energiesparprogramm, das den Betrieb zunehmend einschränkt, indem nicht dringend benötigte Instrumente abgeschaltet werden. Neben diesen vorsorglichen Maßnahmen häuften sich in jüngster Zeit zudem unerklärliche Kontaktabbrüche zu den alten Sonden. Dennoch bleibt die Hoffnung, dass die einzigartigen Instrumente der betagten Raumfahrzeuge noch einige Jahre lang weiterhin neue Einsichten in eine Region gewähren, die der Menschheit bislang weitgehend verborgen blieb.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Voyager-Missionen mit den heutigen Maßstäben betrachtet technologisch zwar völlig überholt erscheinen mögen – ihre wissenschaftliche Leistung dagegen bleibt epochal. Sie haben erstmals Einblicke in unbekannte Bereiche des Sonnensystems und des interstellaren Raums ermöglicht und dabei zugleich neue wissenschaftliche Fragestellungen aufgeworfen, deren endgültige Beantwortung möglicherweise erst zukünftigen Missionen vorbehalten sein wird.
