5 września 1977 roku, krótko przed godziną 9:00 czasu wschodniego w USA, z przylądka Canaveral wystartowała rakieta Titan 3E, wynosząc w kosmos sondę Voyager 1. Operacja przebiegła bez opóźnień, a sonda, która początkowo miała zbadać Jowisza i Saturna, z czasem stała się najdalej wysuniętym obiektem stworzonym przez człowieka i ambasadorem ludzkości we wszechświecie. Voyager 1 i jej bliźniacza sonda Voyager 2 były identycznej konstrukcji. Voyager 2 skoncentrował się na badaniu Urana i Neptuna, natomiast głównym celem Voyagera 1 były dwa gazowe olbrzymy: Jowisz i Saturn.
W latach 70. XX wieku korzystny układ planet pozwolił na wykorzystanie asysty grawitacyjnej, co zapewniło sondom lepsze przyspieszenie i ułatwiło kierowanie ich w konkretne miejsca Układu Słonecznego. Idea programu Voyager narodziła się w latach 60. XX wieku.
Po uzyskaniu finansowania projekt rozpoczęto w 1972 roku. Pierwszym kierownikiem projektu był Harris M. Schurmeier, a później funkcję tę sprawowali między innymi John Casani i Robert Parks. Głównym naukowcem projektu został profesor Edward Stone, a od 2010 roku kierowniczką misji jest Susan Dodd.
Za powodzenie programu odpowiadali naukowcy z NASA oraz Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL). Słynny fizyk Carl Sagan pisał o konstrukcji Voyagerów, że każdy z nich ważył ponad tonę i był wielkości niedużego domu. Pobierał moc około 400 watów, znacznie mniej niż przeciętny amerykański dom, z generatora przekształcającego radioaktywny pluton w elektryczność. Magnetometr zamontowano na końcu długiego wysięgnika, jak najdalej od zakłócających prądów, przez co Voyager wyglądał jak jeżozwierz.
Kamery, spektrometr i fotopolarymetr umieszczono na platformie skanującej sterowanej rozkazami z Ziemi. Twórcy sond uznali, że zagrożenia w kosmosie są nieprzewidywalne, dlatego dla większości aparatury zainstalowano urządzenia zastępcze. Inżynierowie z JPL pozostawili na Ziemi trzeciego, bliźniaczego Voyagera, aby móc na nim testować usterki. Sondy zaprogramowano tak, by w razie problemów mogły drogą radiową zwracać się o pomoc do NASA.
Jak pisał Carl Sagan, Voyager to istota inteligentna, automat, który ma nieco inteligencji człowieka i przenosi nasze zmysły ku odległym światom. Voyager 1 opuścił Ziemię 5 września 1977 roku. Już po kilku miesiącach zaczęły się pierwsze problemy, gdy awarii uległ odbiornik radiowy. Inżynierom udało się jednak usterkę naprawić.
W marcu 1979 roku sonda znalazła się w odległości około 280 tysięcy kilometrów od szczytów atmosfery Jowisza. Po drodze musiała zmierzyć się z nawałnicą cząstek naładowanych o natężeniu tysiąckrotnie przewyższającym dawkę śmiertelną dla człowieka, ale konstrukcja pozwoliła jej przetrwać to zagrożenie. Dotarcie do Jowisza rozpoczęło pierwszą najważniejszą część misji. Voyager ujawnił nowe informacje o magnetosferze planety, zaobserwował zorzę polarną oraz ogromne wyładowania atmosferyczne.
Przesłał na Ziemię pierwsze tak szczegółowe fotografie chmur Jowisza, a także udowodnił występowanie pierścieni wokół tej planety. Sonda minęła pięć księżyców Jowisza – Amalteę, Io, Europę, Ganimedesa i Kallisto – oraz odkryła dwa nowe, nieznane wcześniej: Tebe i Metis. Szczególnie dokładnie zbadała księżyc Io, gdzie udowodniła występowanie erupcji wulkanicznych. To pierwszy w historii przypadek odkrycia wulkanów poza Ziemią.
13 kwietnia zakończyła się ta część operacji. Sonda, korzystając z asysty grawitacyjnej Jowisza, skierowała się w stronę Saturna. W listopadzie 1980 roku Voyager 1 zbliżył się do planety na odległość około 124 tysięcy kilometrów od atmosfery. Fotografie Saturna i jego pierścieni wzbudziły ogromny entuzjazm.
Okazało się, że pierścienie są znacznie bardziej złożone, niż przypuszczali astrofizycy – pełne fal gęstości, drobnych przerw i misternych struktur. Sonda zbadała także księżyce Saturna. Naukowcy musieli ukierunkować drogę sondy tak, by nie rozbiła się o powierzchnię Tytana, największego satelity Saturna. Dzięki badaniom odkryto, że atmosfera Tytana jest gęstsza od ziemskiej, choć z powodu chmur i gęstej mgły nie udało się wykonać fotografii jego powierzchni.
Sonda przesłała za to zdjęcia innych księżyców: Tetydy, Dione, Rei i Mimasa. Przelot obok Saturna na tyle zmienił trajektorię sondy, że zaczęła kierować się poza Układ Słoneczny, w przestrzeń międzygwiezdną. Podczas gdy Voyager 2 udał się w kierunku Urana i Neptuna, Voyager 1 rozpoczął samotną wędrówkę po wszechświecie. Naukowcy zdawali sobie sprawę, że tak się stanie, dlatego zawczasu przymocowali do każdej z sond złotą płytę.
Voyager Golden Records to w praktyce normalna płyta gramofonowa, wykonana z miedzi pokrytej złotem, aby przetrwała miliardy lat w kosmosie. Została zamontowana w aluminiowym futerale chroniącym przed mikrometeorytami i promieniowaniem kosmicznym. Złota płyta to kronika naszej cywilizacji – kapsuła, która ma trafić w odległej przyszłości w ręce obcej cywilizacji i powiedzieć jej, kim jesteśmy i skąd pochodzimy. Pomysłodawcami i kierownikami projektu Voyager Golden Records byli Frank Drake oraz Carl Sagan.
Na złotej płycie zapisano 116 fotografii. Ponieważ w latach 70. nie istniał zapis cyfrowy, naukowcy z NASA wykorzystali analogowy sposób rejestrowania obrazów – zamiast cyfrowych pikseli obrazy zapisano jako fale dźwiękowe. Przyszli odbiorcy musieliby zorientować się, że w niektórych dźwiękach ukryte są informacje o jasnych i ciemnych miejscach fotografii.
Na zdjęciach znalazły się ujęcia ludzi różnych kultur w różnych sytuacjach – od życia codziennego po dzieła ludzkich rąk. Są też fotografie zwierząt i krajobrazów oraz diagramy dotyczące ludzkiego DNA, położenia Ziemi w Układzie Słonecznym, ludzkiej anatomii i dane naukowe. Do nagrania dołączono dźwięki takie jak odgłosy burzy czy fal oceanu. Najciekawszy z nich to godzinny zapis bicia ludzkiego serca oraz fal mózgowych.
Za tym nagraniem kryje się intrygująca historia. Zapis należał do Ann Druyan, amerykańskiej aktorki i producentki filmów dokumentalno-naukowych. Wspominała, że przed zarejestrowaniem jej bicia serca i fal mózgowych zapytała Carla Sagana, czy kosmici za miliard lat potrafiliby zinterpretować fale mózgowe osoby myślącej. Sagan odpowiedział: „Kto wie, miliard lat to bardzo, bardzo długo.
Skoro istnieje szansa, że to możliwe, czemu nie spróbować? ”. Dwa dni później Ann Druyan podłączono w szpitalu do komputera przetwarzającego dane z mózgu i serca w dźwięk. Przygotowała godzinną mentalną ścieżkę informacji, zaczynając od refleksji o historii Ziemi, ideach i organizacji społecznej, a kończąc na osobistym stwierdzeniu, jak to jest się zakochać.
Z powodu ograniczonej ilości miejsca godzinny zapis skompresowano do jednej minuty. Na płycie nie mogło zabraknąć muzyki. Znalazły się na niej 23 utwory z różnych zakątków świata – od dzieł Bacha, Mozarta i Beethovena po rock and rolla, bluesa, śpiewy aborygeńskie oraz tradycyjną muzykę japońską i peruwiańską. Szczególną uwagę opinii publicznej zwróciły pozdrowienia w 55 językach.
Miały to być serdeczne, przyjazne zwroty przekazane dla obcej cywilizacji. Zamieszczono pozdrowienia w językach europejskich, czterech językach chińskich, dwunastu językach południowoazjatyckich oraz pięciu językach starożytnych. Ostatnie słowa w języku angielskim wypowiedział sześcioletni wówczas Nick Sagan, syn Carla Sagana. Wśród pozdrowień znalazło się też to w języku polskim: „Witajcie istoty z zaświatów”.
Głos podłożyła Maria Nowakowska-Stykos, późniejsza profesor Uniwersytetu Cornell, a wówczas początkująca doktorantka i znajoma Carla Sagana. Dobór słów nie wszystkim przypadł do gustu. Nawet po latach Nowakowska-Stykos dobrze pamiętała pracę przy złotej płycie. W jednym z wywiadów wspominała: „Projekt był tak niezwykły, że o misji Voyagerów mogła myśleć tylko w sposób poetycki.
Podczas nagrań ktoś zauważył, że nasze głosy przetrwają dłużej niż egipskie piramidy. Szczerze mówiąc, nie brałam pod uwagę, że moje powitanie usłyszy ktoś poza Ziemią. Jednak sam udział w poszukiwaniu życia pozaziemskiego był podniecający”. Na płycie zamieszczono też odezwę sekretarza generalnego ONZ Kurta Waldheima oraz prezydenta Stanów Zjednoczonych Jimmy’ego Cartera.
Wygrawerowano również schematy i instrukcje – matematyczno-graficzny list dla przyszłych odbiorców. Górna część to instrukcja odtworzenia płyty, poniżej znajduje się położenie Układu Słonecznego względem 14 pulsarów, a ostatnim elementem są symbole atomu wodoru. Kiedy atom wodoru przeskakuje z jednego stanu w drugi, emituje falę radiową o bardzo konkretnej długości i czasie trwania. To uniwersalny puls – kosmiczny metronom, który bije w tym samym rytmie we wszechświecie.
Dzięki temu kosmici nie muszą znać naszego języka ani technologii – wystarczy, że znają prawa fizyki. Choć o misjach Voyager mówiono najczęściej w samych superlatywach, nie brakowało krytyki. Już w latach 70. inżynierowie narzekali na zbyt duże cięcia budżetowe.
Z powodu ograniczeń finansowych pierwotny plan zakładający wysłanie czterech sond okrojono do dwóch. Nowy koszt misji wynosił około 250 milionów dolarów, co stanowiło zaledwie jedną trzecią pierwotnie zakładanego budżetu. Mimo to dla wielu była to kwota skandaliczna. Ostry sprzeciw wobec kosztownych misji kosmicznych wyrażał polityk Partii Demokratycznej William Proxmire, który podkreślał, że NASA marnuje pieniądze podatników.
Wtórował mu kongresmen Joseph Kart. Lata 70. to czas wojny w Wietnamie i kryzysów gospodarczych, dlatego pytano, komu potrzebne są kosmiczne misje badawcze. Krytykowano naukowy charakter misji, sugerując, że lepiej zainwestować w satelity komunikacyjne i meteorologiczne.
Pojawiały się cyniczne stwierdzenia o „zabawkach dla naukowców”. Nie wierzono też, że sondy będą w stanie tak daleko dolecieć i nadal wysyłać informacje na Ziemię. Oberwało się również złotej płycie. Część ludzi obawiała się, że płyta niepotrzebnie nakieruje wzrok obcej cywilizacji na Ziemię i doprowadzi do inwazji.
Większość naukowców miała jednak inne zastrzeżenia. Astronomowie podkreślali, że idea złotej płyty, choć inspirująca, nie ma podstaw naukowych i zbyt mocno skupia się na sztuce zamiast na realnym powodzeniu misji. Obliczono, że sama podróż do okolicy najbliższej gwiazdy zajmie Voyagerowi około 40 tysięcy lat. Profesor Michio Kaku twierdził, że pomysł złotej płyty jest romantyczny, ale z naukowego punktu widzenia to tylko kosztowna ciekawostka.
Neil deGrasse Tyson powiedział w programie „Kosmos”, że złota płyta to piękny gest, ale szanse na to, że ktoś ją znajdzie i zrozumie, są astronomicznie małe. Naukowcy zwracali uwagę, że jedyną cywilizacją, która kiedyś odbierze złotą płytę, będą ludzie, którzy rozwiną technologię na tyle, by przechwycić ten obiekt w przyszłości. Carla Sagana te argumenty nie przekonywały. Uważał, że idea złotej płyty ma sens.
Krytyka dotyczyła też subiektywnego wyboru treści. Twórcy celowo nie umieścili na płycie fotografii wojen ani cierpienia w najuboższych krajach. Obrazy przedstawiały zbyt optymistyczny obraz cywilizacji, niezgodny z rzeczywistością. Z czasem krytyka spadła też na polską wersję pozdrowienia.
Chodziło głównie o termin „zaświaty”, który – jak argumentowano – nie pasuje do przekazu dla obcej cywilizacji i kojarzy się raczej z wierzeniami religijnymi. Obrońcy polskiej wersji przekonywali, że nie wiadomo, czy Nowakowska-Stykos mówi „zza światów” z wyraźną pauzą, czy używa słowa „zaświaty”. Z tego powodu słowo stało się obiektem kpin. W 2012 roku Voyager 1 przekroczył granicę heliosfery i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną.
Obecnie sonda znajduje się około 25 miliardów kilometrów od Ziemi i jest najdalej wysuniętym obiektem stworzonym przez człowieka. Edward Stone, główny naukowiec projektu z 1977 roku, mówił w wywiadzie: „To niesamowite, że dwie sondy wciąż działają po 40 latach. Kiedy je wystrzeliliśmy, sama era kosmiczna miała zaledwie 20 lat, więc jest to niezrównana podróż”. Z czasem zaczęto wyłączać kolejne instrumenty naukowe na pokładzie sondy.
Część wyłączono krótko po badaniach Jowisza i Saturna, kolejne w 1998 roku, gdy generatory zaczęły produkować coraz mniej energii. Susan Dodd, kierowniczka projektów JPL, mówiła w marcu 2025 roku: „Voyagery są gwiazdami rocka w kosmosie od momentu ich wystrzelenia i chcemy, aby tak pozostało jak najdłużej. Jednak energia elektryczna sond jest na wyczerpaniu. Jeśli nie wyłączymy teraz żadnego instrumentu, prawdopodobnie będą miały jeszcze tylko kilka miesięcy zasilania”.
Dla współczesnych inżynierów praca nad sondą w razie awarii to ogromne wyzwanie. Aby rozwiązać problem, muszą zapoznać się z dokumentacją sprzed prawie 50 lat. Pracująca przy misji w 1977 roku fizyk Linda Spilker mówiła: „Voyagery eksplorują region, w który nie dotarł żaden statek kosmiczny. To oznacza, że każdy dzień może być naszym ostatnim, ale ten dzień może również przynieść kolejne międzygwiezdne objawienie”.
W 2024 roku miała miejsce najpoważniejsza awaria Voyagera 1 od momentu startu. 19 października sonda przestała odpowiadać na polecenia z Ziemi. Automatycznie wyłączyła główny nadajnik radiowy pasma X i przełączyła się na starszy awaryjny nadajnik pasma S, który nie był używany od 40 lat. Przez tydzień nie było kontaktu z sondą.
Mimo to 24 października udało się nawiązać kontakt, choć sygnał był słabszy. Obecnie sonda jest tak daleko, że potrzeba 23 godzin, aby wydać jej polecenie, i kolejnych 23 godzin, by odebrać informacje. W lutym 2025 roku wyłączono detektor promieniowania kosmicznego, ale miesiąc później inżynierowie przeprowadzili udaną próbę reaktywacji zapasowych silniczków sterujących, nieaktywnych od 2004 roku, co przedłużyło misję. W 1990 roku, dokładnie 10 lat po ostatniej ważnej misji sondy na Saturnie, Carl Sagan wpadł na pomysł, aby obrócić Voyagera w stronę Ziemi i wykonać historyczną fotografię naszej planety z odległości prawie 6,5 miliarda kilometrów.
NASA uznała to za zbyt ryzykowne – sonda miała ograniczoną energię, a obrót i sesja zdjęciowa zużywały dużo mocy. Kamery trzeba było ustawić w kierunku słońca, co groziło ich uszkodzeniem. Inżynierowie przekonywali, że zdjęcie nie ma żadnego uzasadnienia naukowego, ale Sagan upierał się, argumentując, że fotografia będzie świadectwem naszej kruchości i wyjątkowości oraz symbolem samotności we wszechświecie. W końcu pracownicy NASA dali się przekonać.
Uznali, że kamery i tak były już na końcowym etapie działania. 14 lutego 1990 roku Voyager obrócił się w stronę Ziemi i wykonał zdjęcie. Nasza planeta wygląda na nim jak mała kropka – symbol samotności ludzkości, niewielka drobinka wszechświata. Fotografię nazwano „Pale Blue Dot” – Błękitna Kropka.
Carl Sagan, opisując to zdjęcie, stworzył jeden z najsłynniejszych cytatów XX wieku: „Przyjrzyjmy się jeszcze raz tej kropeczce. To nasze miejsce, to nasz dom. Wszyscy, których kochamy, wszyscy, o których kiedykolwiek słyszeliśmy, wszyscy, którzy kiedykolwiek istnieli, żyli właśnie na niej. Ziemia to mikroskopijna część ogromnej areny kosmosu.
Nasza planeta to tylko samotna plamka w bezmiarze otaczających ją kosmicznych ciemności. Ta znikomość w obliczu bezkresnej przestrzeni nie pozostawia żadnej nadziei, że kiedyś nadejdzie skądś pomoc, by obronić nas przed nami samymi”.