Mänsklighetens längsta och längsta livade rymdskepp, Voyager 1 och 2, uppnå 40 år av drift och utforskning i augusti och september. Trots deras stora avstånd, de fortsätter att kommunicera med NASA dagligen, undersöker fortfarande den sista gränsen.

Deras berättelse har inte bara påverkat generationer av nuvarande och framtida vetenskapsmän och ingenjörer, men också jordens kultur, inklusive film, konst och musik. Varje rymdfarkost bär ett gyllene rekord av jordljud, bilder och meddelanden. Eftersom rymdfarkosten kunde hålla i miljarder år, dessa cirkulära tidskapslar kan en dag vara de enda spåren av mänsklig civilisation.

"Jag tror att få uppdrag någonsin kan matcha prestationerna av rymdfarkosten Voyager under deras fyra decennier av utforskning, sa Thomas Zurbuchen, biträdande administratör för NASA:s Science Mission Directorate (SMD) vid NASA:s högkvarter. "De har utbildat oss till universums okända underverk och verkligen inspirerat mänskligheten att fortsätta utforska vårt solsystem och bortom."

The Voyagers har satt många rekord i sina oöverträffade resor. Under 2012, Voyager 1, som lanserades den 5 september, 1977, blev den enda rymdfarkost som har kommit in i det interstellära rymden. Voyager 2, lanserades den 20 augusti, 1977, är den enda rymdfarkost som har flugit av alla fyra yttre planeterna – Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Deras många planetariska möten inkluderar upptäckten av de första aktiva vulkanerna bortom jorden, på Jupiters måne Io; antydningar om ett hav under ytan på Jupiters måne Europa; den mest jordliknande atmosfären i solsystemet, på Saturnus måne Titan; den förvirrade, isiga månen Miranda vid Uranus; och iskalla gejsrar på Neptunus måne Triton.

Även om rymdfarkosten har lämnat planeterna långt bakom sig - och ingen kommer fjärran nära en annan stjärna i 40, 000 år – de två sonderna skickar fortfarande tillbaka observationer om förhållanden där vår sols inflytande minskar och det interstellära rymden börjar.

Voyager 1, nu nästan 13 miljarder miles från jorden, färdas genom det interstellära rymden norrut från planeternas plan. Sonden har informerat forskare om att kosmiska strålar, atomkärnor accelererade till nästan ljusets hastighet, finns så mycket som fyra gånger fler i det interstellära rymden än i närheten av jorden. Detta betyder heliosfären, den bubbelliknande volymen som innehåller vårt solsystems planeter och solvind, fungerar effektivt som en strålningssköld för planeterna. Voyager 1 antydde också att magnetfältet för det lokala interstellära mediet är lindat runt heliosfären.

Voyager 2, nu nästan 11 miljarder miles från jorden, reser söderut och förväntas komma in i det interstellära rymden under de närmaste åren. De olika platserna för de två Voyagers gör det möjligt för forskare att just nu jämföra två regioner i rymden där heliosfären interagerar med det omgivande interstellära mediet med hjälp av instrument som mäter laddade partiklar, magnetiska fält, lågfrekventa radiovågor och solvindsplasma. När Voyager 2 passerar in i det interstellära mediet, de kommer också att kunna ta prov på mediet från två olika platser samtidigt.

"Ingen av oss visste, när vi lanserade för 40 år sedan, att allt fortfarande skulle fungera, och fortsätter på denna banbrytande resa, sa Ed Stone, Voyager-projektforskare baserad på Caltech i Pasadena, Kalifornien. "Det mest spännande de hittar under de kommande fem åren kommer sannolikt att vara något som vi inte visste fanns där ute för att upptäckas."

Twin Voyagers har varit kosmiska överpresterare, tack vare förutseende av uppdragsdesigners. Genom att förbereda sig för strålningsmiljön vid Jupiter, den hårdaste av alla planeter i vårt solsystem, rymdfarkosten var väl utrustade för deras efterföljande resor. Båda Voyagers bär redundanta system som gör att rymdfarkosten kan byta till backupsystem autonomt när det behövs, samt långvariga strömförsörjningar. Varje Voyager har tre termoelektriska radioisotopgeneratorer, enheter som använder värmeenergin som genereras från sönderfallet av plutonium-238 — bara hälften av den kommer att vara borta efter 88 år.

Utrymmet är nästan tomt, så Voyagers är inte på en betydande nivå av risk för bombardement av stora föremål. Dock, Voyager 1:s interstellära rymdmiljö är inte ett fullständigt tomrum. Den är fylld med moln av utspätt material som finns kvar från stjärnor som exploderade som supernovor för miljoner år sedan. Detta material utgör ingen fara för rymdfarkosten, men är en viktig del av den miljö som Voyager-uppdraget hjälper forskare att studera och karakterisera.

Eftersom Voyagers effekt minskar med fyra watt per år, ingenjörer lär sig hur man använder rymdfarkosten under allt hårdare kraftbegränsningar. Och för att maximera Voyagers livslängd, de måste också konsultera dokument skrivna decenniets tidigare som beskriver kommandon och programvara, utöver expertis från tidigare Voyager-ingenjörer.

"Tekniken är många generationer gammal, och det krävs någon med 1970 års designerfarenhet för att förstå hur rymdfarkosten fungerar och vilka uppdateringar som kan göras för att de ska kunna fortsätta fungera idag och i framtiden, sa Suzanne Dodd, Voyager projektledare baserad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena.

Teammedlemmar uppskattar att de kommer att behöva stänga av det sista vetenskapliga instrumentet till 2030. även efter att rymdfarkosten tystnat, de kommer att fortsätta på sina banor med sin nuvarande hastighet på mer än 30, 000 mph (48, 280 kilometer i timmen), fullborda en omloppsbana inom Vintergatan vart 225 miljoner år.

Först och längst:How the Voyagers Blazed Trails

Få uppdrag kan matcha prestationerna av NASA:s banbrytande rymdfarkoster Voyager 1 och 2 under deras 40 år av utforskning. Här är en kort lista över deras viktigaste prestationer hittills.

Planetary Firsts

Lanserades 1977, Voyagers levererade många överraskningar och upptäckter från sina möten med gasjättarna i det yttre solsystemet:Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Mellan 1977 och 1990, uppdraget uppnådde dessa utmärkelser:

• Första rymdfarkost som flyger förbi alla fyra planeterna i det yttre solsystemet (Voyager 2)
• Första uppdraget att upptäcka flera månar på de fyra yttre planeterna (båda rymdfarkoster):tre nymånar vid Jupiter, fyra nymånar vid Saturnus, 11 nymånar vid Uranus, sex nymånar vid Neptunus
• Första rymdfarkosten som flyger med fyra olika målplaneter (Voyager 2)
• Första rymdskepp som besökte Uranus och Neptunus (Voyager 2)
• Första rymdfarkost som avbildar Jupiters ringar, Uranus och Neptunus (Voyager 2)
• Första rymdfarkost som upptäckt aktiva vulkaner bortom jorden (på Jupiters måne Io—Voyager 1)
• Första rymdskepp som upptäcker blixtar på en annan planet än jorden (vid Jupiter—Voyager 1)
• Första rymdskepp som hittade förslag på ett hav bortom jorden (vid Jupiters måne Europa - båda rymdfarkosterna)
• Första rymdfarkost som upptäcker en kväverik atmosfär som finns bortom vår hemplanet (vid Saturnus måne Titan—Voyager 1)

Heliofysik först

Efter att Voyager 1 avgick från Saturnus i november 1980, det började en resa dit inget mänskligt skapat föremål någonsin hade gått förut:utrymmet mellan stjärnorna. Den 25 augusti, 2012, den gick över till det interstellära rymden, lämnar bakom heliosfären - den enorma magnetbubblan som omger vår sol, planeter och solvind. Voyager 2 satte kursen för interstellärt rymd efter avgång från Neptunus i augusti 1989, och förväntas komma in i det interstellära rymden under de närmaste åren. Tillsammans har Voyagers lärt oss en hel del om omfattningen av vår sols inflytande och själva naturen hos det utrymme som ligger bortom våra planeter.

• Första rymdfarkost som lämnar heliosfären och går in i det interstellära rymden (Voyager 1)
• Första rymdfarkost som mäter full intensitet av kosmiska strålar - atomer accelererade till nästan ljusets hastighet - i det interstellära rymden (Voyager 1)
• Första rymdfarkost som mäter magnetfält i interstellärt rymd (Voyager 1)
• Första rymdfarkost som mäter densiteten av interstellärt medium - material som kastas ut av forntida supernovor (Voyager 1)
• Första rymdfarkosten som mäter solvindens avslutningschock - gränsen där solvindens laddade partiklar saktar under ljudets hastighet när de börjar pressa in i det interstellära mediet (Voyager 2)

Engineering and Computing Firsts and Records

The Voyagers, som lanserades med nästan identiska konfigurationer och instrument, var utformade för att klara den hårda strålningsmiljön i Jupiter - den största fysiska utmaningen de någonsin skulle stöta på. Förberedelserna för faran vid Jupiter säkerställde att Voyagers skulle vara väl rustade för resten av sina resor, för. Framsteg inom teknik och datoranvändning som Voyagers debuterade satte scenen för framtida uppdrag.

• Första rymdfarkost omfattande skyddad mot strålning, som också satte standarden för strålningsdesignmarginal som fortfarande används för rymduppdrag idag
• Första rymdfarkost skyddad mot externa elektrostatiska urladdningar
• Första rymdfarkost med programmerbar datorstyrd attityd och artikulation (vilket betyder att rymdfarkosten pekar)
• Första rymdfarkosten med autonomt felskydd, kunna upptäcka sina egna problem och vidta korrigerande åtgärder
• Första användningen av Reed-Solomon-kod för rymdfarkostsdata – en algoritm för att minska fel vid dataöverföring och lagring, som används flitigt idag
• Första gången ingenjörer länkade samman markkommunikationsantenner i en array för att kunna ta emot mer data (för Voyager 2:s Uranus-möte)

Bortom det, rymdfarkosten Voyager fortsätter att sätta uthållighets- och avståndsrekord:

• Längsta kontinuerligt fungerande rymdfarkost (Voyager 2, som passerade Pioneer 6:s rekord den 13 augusti, 2012)
• Rymdskepp längst bort från solen (Voyager 1, som passerade Pioneer 10:s distans den 17 februari, 1998 och är för närvarande cirka 13 miljarder miles, eller 21 miljarder kilometer, bort)