A csillagászok nagyon sokat tudnak Naprendszerünk bolygóiról.Részletes térképeik vannak a Merkurról,Vénuszról Marsról és a külső blygók több tucatnyi holdjáról.Mozgófilmeken tanulmányozhatják a Jupiter időjárását és a Szaturnusz gyűrűjének forgását.Még olyan fotók is rendelkezésre állnak,amelyek a Vénusz és a Mars felszínén készültek.Mindezeket az értékes adatokat legénység élküli,Földről irányított űrszondák gyüjtötték össze.

A szondák vezérlése sok tekintetben hasonló a robotok távirányításához.Az űrön keresztül csak rádiójeleket lehet küldeni,ám ilyen hatalmas távolságokon a jelek elveszítik erejüket.Az űrszondáknak szóló utasítások hatékony továbbításához ezért óriási tányérantennákat állítottak fel a világ különböző pontjain.Közülük hármat a NASA,az amerikai űrhajózási hivatal épített.Ezek az egyenként 65m átmérőjü parabolatányérok alkotják a DSN-t (Deep Space Network),a Kozmosz távoli Régiit Kutató Hálózatot.A Kaliforniában,Spanyolországban és Ausztráliában elhelyezett antennaóriások közül legalább egy mindíg kapcsolatot tart fenn az űrszondákkal.

Az amerikai űrszondák vezérlőterme a kaliforniai Pasadenaban székelő Sugárhajtási Laboratóriumban található.Az irányítók rádiójelek útján innen továbbitják utasításaikat a megfelelő DSN-antennának,onnan aztán egy nagy teljesítményű adóállomás küldi tovább az üzenetet a szondának,amely azt saját antennájával fogja fel.

A szonda tányérantennájának igen nagy méretűnek kell lennie,hogy tisztán vehesse a Földről érkező jeleket.Ezért némelyik szondát tulajdonképp a tányér hátuljára szerelik.A Pioneer paraboláinak átmérője 2.7,a Voyageré 3.7m.

A tányérantenna a jeleket az űreszköz fedélzeti számítógépbe küldi,amely dekódolja őket.A számítógép ezután utasítja a szonda megfelelő egységét a parancs végrehajására.Utasíthatja például az egyik gyorsítórakétát,hogy pályamódosítás végett lépjen működésbe,vagy az egyik fényképezőgépet,hogy készítsen egy képsort.

A szonda természetesen a Földre is küld vissza jeleket.Ezek némelyike "bennfenteseknek" szóló üzenet,vagyis csak arról tájékoztatja az irányítókat,hogy minden fedélzeti rendszer kifogástalanul működik.A többi jel tudományos adatokat,például egy bolygó felszínéről készített fényképet juttat vissza.Az űrszonda jelküldésre fordítható energiatartaléka azonban véges.Ha útja során elhalad a Nap mellett,napelemekkel szerelik fel,melyek a napfényt elektromos árammá alakítják.A Naptól távol repülő szondáknak viszont kis nukleáris generátorokra kell hagyatkozniuk.Ahogy az űreszköz egyre messzebb kerül a Földtől,úgy gyengülnek a rádiójelek.Az 1977-ben felbocsátott Voyager-1 az 1990-es évek elején már a Plútón túl járt,mintegy 4800millió km-re bolygónktól.Bármilyen hatalmasak is a DSN-antennák,az ilyen távolságból érkező,álaluk felfogott Voyager-jelek maximális erősége már mindössze egy kvarcórát működtetö elem néhány billiomod része.Megfelelő erősítéssel azonban a jeleket egészen tisztán foghatják a Sugárhajtási Laboratóriumban.A távoli űrszondákkal való kapcsolattartás máeik nagy nehétsége a rádiójelek továbbításához szükséges idő.Amikor a Voyager-2 1986 januárjában elhaladt az Uránusz mellett,körülbelül 4800 millió km-re járt bolygónktól.Még a szonda fénysebességgel haladó televíziós jeleinek is 2,5 órába telt,amíg elérték a Földet,s ugyanennyibe,amíg innen visszajutottak.

Ez az ötórás csúszás azt jelentette,hogy valamennyi utasítást hónapokkal a bolygórandevú előtt ki kell dolgozni és előre elküldeni a szondára,hogy ott a két fedélzeti számítógép tárolja.Az Uránusz-randevú idején aztán a földi irányítók mást nem tehettek,mint drukkolva és fohászkodva várták afejleményeket.Szerencse minden a tervnek megfelelően zajlott,s a Voyager 700 részletes fényképet továbbított a Földre az Uránuszról és holdjairól.

Az űrszondák nukleáris generátorai

Mindkét Voyagr-szonda kicsiny generátorokból kapja az elektromos áramot.E kis gépek három,430 mm hosszú és 330 mm széles,végüknél egymáshoz csatlakozó fémhengerekből állnak.A hengerekradióaktív plutónium-dioxiddal töltik meg.

A hengerek magja körül több száz termoelem sorakozik.Ezek parányi elektromos áramkörök,bennük némi sziliciummal és germániummal.A hőelemek egyik végét a bomló plutónium fűti,a másikat meg a hideg kozmosz hűti.

A termoelemek két vége ugyanis a hőmérséklet-különbség elektromos áramot gerjeszt.Amikor a hő a sziliciumban lévő elektronokatgerjeszti,a szabaddá váló elektronok germániumhoz kezdenek vándorolni,s ezzel áramot indukálnak.

1977-ben,amikor a két Voyager-szondát fellőték,a három henger együttesen 475W-nyi elektromos áramot termelt.Ez a teljesítmény azonban a plutónium fokozatos elbomlása miatt évente 7W-tal csökken.