Voyager 2 (englisch voyager ‚Reisender‘) ist eine Raumsonde der NASA zur Erforschung des äußeren Planetensystems im Rahmen des Voyager-Programms. Sie wurde am 20. August 1977 vom Launch Complex 41 auf Cape Canaveral mit einer Titan-IIIE-Centaur-Rakete gestartet. Die identisch aufgebaute Sonde Voyager 1 startete 16 Tage später auf einer anderen Flugbahn.
Die Mission von Voyager 2 gilt als einer der größten Erfolge der NASA und der Raumfahrt allgemein, da die Sonde ihre geplante Lebenserwartung weit übertroffen hat und noch regelmäßig Daten zur Erde sendet.
Am 16. September 2026 ist Voyager 2 seit 17.924 Tagen im All und ca. 143,93 Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt, das sind etwa 21,53 Milliarden Kilometer.
Seit dem 18. Juni 2023 ist sie nach ihrer Schwestersonde das am zweitweitesten von der Erde entfernte von Menschen gebaute Objekt; zuvor hatte Pioneer 10 diesen Status inne.
Die Wurzeln des Voyager-Programms reichen bis in die Mitte der 1960er-Jahre zurück. Es gab Berechnungen für Flugbahnen für Sonden, die die günstigen Stellungen der äußeren Planeten Ende der 1970er-Jahre ausnutzen könnten. Anfang der 1970er-Jahre wurde der Bau der Voyager 1 und 2 beschlossen. Da sie erst als Erweiterung der Mariner-Serie geplant waren, wurden sie zunächst als „Mariner 11“ und „12“ bezeichnet. Diese Bezeichnung wurde später aufgrund der großen strukturellen Unterschiede der Sonden fallengelassen. Bis zum März 1975 war die Konzeptphase abgeschlossen und der Bau der Sonden begann.
Die Voyager-Sonden hatten keinen besonderen Forschungsschwerpunkt, da es im Vorfeld erst wenige Erkenntnisse über die äußeren Planeten gab, die hätten ausgebaut werden können. Daher sind die Missionsziele relativ weit gefasst:
Untersuchung der Atmosphären von Jupiter und Saturn im Hinblick auf Zirkulation, Struktur und Zusammensetzung
Analyse der Geomorphologie, Geologie und Zusammensetzung der Monde
Genauere Bestimmung der Masse, Größe und Form aller Planeten, Monde und Ringe
Untersuchung diverser Magnetfelder im Hinblick auf ihre Feldstruktur
Analyse der Zusammensetzung und Verteilung von geladenen Teilchen und Plasma
Schwerpunktmäßige Untersuchungen der Monde Io und Titan
Voyager 2 wurde am 20. August 1977 vom Startkomplex 41 der Cape Canaveral AFS mit einer Titan-IIIE-Centaur-Rakete gestartet. 16 Tage später startete auch ihre Schwestersonde Voyager 1, aber mit einer leicht unterschiedlichen Flugbahn. Da Voyager 1 eine etwas höhere Startgeschwindigkeit aufwies (15,0 km/s gegenüber 14,5 km/s), wurde Voyager 2 am 15. Dezember 1977 in einer Entfernung von 1,75 AE von ihrer Schwestersonde überholt.
Die Flugzeit bis zum Jupiter betrug etwa 20 Monate.
Im April 1978 stellte man fest, dass die Kommunikation mit der Sonde nicht funktionierte. Ursache des Problems war, dass man wegen einer Überlastung des Bodenteams lange nicht mehr mit der Sonde kommuniziert hatte. Zur gleichen Zeit wurde das Galileo-Projekt vorbereitet, wodurch viele Ressourcen aus dem Voyager-Programm abgezogen worden waren. Das Steuerungssystem der Sonde hatte das Ausbleiben der Signale als Fehlfunktion des Primärsenders interpretiert und am 5. April 1978 auf den Reservesender umgeschaltet. Bei diesem war allerdings ein Bauteil zur automatischen Anpassung der Sende- und Empfangsfrequenz defekt. Die Relativgeschwindigkeit zwischen Erde und Raumsonde schwankte, je nachdem, wo sich die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne gerade befand, was zu einem Dopplereffekt führte. Da das defekte Bauteil die Frequenzverschiebungen nicht mehr kompensierte, brach die Funkverbindung sehr häufig ab. Man sendete also am 6. April einen Befehl, der den Primärsender wieder aktivierte. Dieser war aber mittlerweile vollständig ausgefallen und so musste man den teildefekten Reservesender wieder in Betrieb nehmen. Man löste das Problem des Dopplereffektes, indem man ihn vorausberechnete und die Übertragungsfrequenz dann manuell einstellte. Da Voyagers Empfänger nur eine Bandbreite von 96 Hz aufwies, konnten geringste Abweichungen in der Frequenzerzeugung zu einem Verbindungsabbruch führen. Schon eine Erwärmung der Sonde von 0,25 K konnte eine kritische Abweichung hervorrufen, weswegen der Temperaturkontrolle noch höhere Priorität beigemessen wurde.
Als Voyager 2 am 25. April 1979 im Jupitersystem ankam, löste sie ihre Schwestersonde Voyager 1 bei der Erkundung des Planeten beinahe nahtlos ab. Die Flugbahn von Voyager 2 war so gewählt, dass sie einige Monde von jener Seite untersuchen konnte, die Voyager 1 verborgen geblieben war. Auch die neu entdeckten Ringe und die Nachtseite von Jupiter sollten genauer untersucht werden. Erkundet wurden die Monde Amalthea, Io, Europa, Kallisto und Ganymed, alle noch vor der Jupiterpassage. Dabei konnten auch Messungen mittels des PPS-Instruments durchgeführt werden, das bei Voyager 1 ausgefallen war. Während der zweitägigen Primärphase in der Nähe der Monde und beim Jupiter erhielt die Sonde durchgängig Unterstützung durch die 64-m-Antennen des Deep Space Networks, wodurch die maximale Datenrate von 115 kbit/s erreicht werden konnte. Am 9. Juli kam die Sonde Jupiter mit rund 570.000 km am nächsten. Als Voyager 2 am 5. August das Jupitersystem verließ, hatte sie 13.350 Bilder zur Erde gesendet und den Planeten in einer Distanz von 643.000 km passiert. Durch das Swing-by-Manöver wurde die Sonde auf 16 km/s beschleunigt und befand sich nun auf dem Kurs zu Saturn.
Die Erkundung des Saturns zeigte seine sehr hohen Windgeschwindigkeiten, insbesondere in Äquatornähe, wo Voyager 2 Geschwindigkeiten von bis zu 500 Metern pro Sekunde messen konnte. Diese wehen hauptsächlich in östlicher Richtung, werden mit zunehmenden Breitengraden langsamer und ab 35° Nord/Süd dreht die Richtung auf West. Voyager 2 konnte auch eine sehr starke Symmetrie der Windverhältnisse zwischen dem nördlichen und südlichen Teil Saturns feststellen, was einige Wissenschaftler als Hinweis auf Strömungen durch das Planeteninnere werteten.
Die Sonde konnte aufgrund ihrer Flugbahn auch die obere Atmosphäre des Planeten mittels des RSS-Instruments untersuchen. An der Oberfläche wurde eine minimale Temperatur von 82 K (−191 °C) bei einem Druck von 70 mbar gemessen. Bei der größtmöglich messbaren Tiefe herrschte eine Temperatur von 143 K (−130 °C) bei einem Druck von 1200 mbar. Es wurden auch Polarlicht-ähnliche Phänomene nördlich des 65. Breitengrades entdeckt und im UV-Bereich in den mittleren Breitengraden. Letzteres tritt nur bei Sonneneinstrahlung auf und gibt immer noch Rätsel auf, da die geladenen Teilchen der Sonne zumindest auf der Erde nur in den Polarregionen auftreten und nicht in mittleren Breitengraden.