Jak to się dzieje, że sondy kosmiczne nie błądzą?

W kosmicznej próżni sonda nie odczuwa oporu powietrza, a zatem sondy nie muszą mieć opływowych, aerodynamicznych kształtów znanych z fantastyki naukowej: są to na ogół niezgrabne konstrukcje, obładowane wyposażeniem naukowym. Podstawą sondy jest zazwyczaj platforma lub kratownica z lekkiego metalu, z którego sterczą na wszystkie strony anteny, kamery, detektory promieniowania, czujniki pola magnetycznego i inne instrumenty naukowe. Czasami instrumenty te są montowane na wysięgnikach długości kilku metrów. Jeśli sonda leci do planety blisko Słońca, jest wyposażona w ogniwa słoneczne zasilające urządzenia pokładowe. Jeśli sonda leci do zewnętrznych regionów Układu Słonecznego, gdzie promieniowanie Słońca jest zbyt słabe, by mogło dostarczyć dostatecznie dużo energii elektrycznej, wykorzystuje się ciepło pochodzące z rozpadów promieniotwórczych niewielkiej ilości paliwa jądrowego, co wystarcza na wiele lat pracy aparatury.

Sonda nie może zabłądzić w kosmicznej przestrzeni, dlatego śledzi swoje położenie względem Słońca i jeszcze jednego punktu odniesienia – najczęściej względem Janopusa, bardzo jasnej gwiazdy na południowej półkuli niebieskiej. Na podstawie pomiaru położenia tych dwóch punktów sonda może wyznaczyć kierunek „do góry”, w przestrzeni kosmicznej, wykorzystując od 50 lat tę samą niezwykle prostą metodę: za pomocą kilku butli ze sprężonym azotem, wyposażonych w odpowiednio skierowane dysze.

Sygnał „WoW”

To dość częsta scena w filmach science fiction: introwertyczny naukowiec pracujący na nocnej zmianie przy programie SETI nagle podskakuje z podniecenia na fotelu. Na panelu sterowania miga czerwona dioda. „Mamy sygnał!” - krzyczy do słuchawki w momencie, gdy igły rejestratorów tańczą na papierze, rysując wykresy.

Znajomość położenia Ziemi jest konieczna, gdyż inaczej sonda nie przekazałaby wiadomości na Ziemię. Pod koniec lat pięćdziesiątych NASA rozpoczęła budowę systemu radioteleskopów Deep Space Network. Ogromne czasze radioteleskopów znajdują się w Kalifornii, Australii i Hiszpanii; gdy Ziemia się obraca, jeden z radioteleskopów może odebrać sygnał wysłany z sondy. Radioteleskopy muszą być czułe, ponieważ sygnał radiowy z kosmosu jest bardzo słaby. Gdy sonda Voyager 2 przelatywała w pobliżu Neptuna, sygnał z jej anteny miał moc jednej stumiliardowej wata: zebranie dostatecznej ilości energii, by zasilać zwykłą żarówkę przez sekundę, wymagałoby 10 bilionów sekund, czyli około 300 tysięcy lat.