إحياء محركات فوياجر 1 يفتح آفاق جديدة في الفضاء

إحياء محركات فوياجر 1 قبل انقطاع الاتصالات

يقول مهندسون في وكالة ناسا إنهم نجحوا في إحياء محركات الدفع على متن فوياجر 1، أبعد مركبة فضائية عن كوكبنا، في الوقت المناسب قبل انقطاع الاتصالات المخطط له.

وكان من الآثار الجانبية للتحديثات التي أُجريت على هوائي أرضي يرسل الأوامر إلى فوياجر 1 وتوأمها فوياجر 2، وكان من الممكن أن يحدث انقطاع الاتصالات عندما واجه المسبار مشكلة حرجة تعطل محركات الدفع مما ترك وكالة الفضاء دون وسيلة لإنقاذ المهمة التاريخية. يمكن أن يساعد الإصلاح الجديد لدافعات الدفع الأصلية للمركبة، المتوقفة عن العمل منذ عام 2004، في إبقاء المركبة الفضائية المخضرمة تعمل حتى تتمكن من الاتصال بالوطن مرة أخرى العام المقبل.

أهمية أجهزة الدفع الأساسية للمركبة

تستخدم المركبة فوياجر 1، التي أُطلقت في سبتمبر 1977، أكثر من مجموعة واحدة من أجهزة الدفع لتعمل بشكل صحيح. توجه الدافعات الأساسية المركبة الفضائية بعناية حتى تتمكن من إبقاء هوائيها موجهاً نحو الأرض. وهذا يضمن أن يتمكن المسبار من إرسال البيانات التي يجمعها من منظوره الفريد على بعد 15.5 مليار ميل (25 مليار كيلومتر) في الفضاء بين النجوم، وكذلك استقبال الأوامر التي يرسلها فريق فوياجر.

وضمن المجموعة الأساسية توجد أجهزة دفع إضافية تتحكم في دوران المركبة الفضائية، مما يمكّن فوياجر 1 من البقاء موجهاً نحو نجم مرشد حتى يتمكن من البقاء في الفضاء.

إذا لم تتمكن فوياجر من التحكم في حركة دورانها، فقد تتعرض المهمة للخطر.

التحديات في تشغيل أجهزة الدفع الاحتياطية

ولكن مع إطلاق صواريخ الدفع، تراكمت كميات ضئيلة من بقايا الوقود الدافع مع مرور الوقت. وقد تمكن المهندسون حتى الآن من تجنب الانسداد عن طريق توجيه أوامر لفوياجر 1 بالتناوب بين أجهزة الدفع الأصلية والاحتياطية للتوجيه، بالإضافة إلى مجموعة من أجهزة الدفع التي كانت تُستخدم لتغيير مسار المركبة الفضائية أثناء التحليق فوق الكواكب في الثمانينيات. ومع ذلك، فإن أجهزة دفع المسار لا تساهم في دوران المركبة الفضائية.

توقفت أجهزة الدفع الأصلية لـ Voyager 1 عن العمل منذ أكثر من عقدين من الزمن بعد فقدان الطاقة في سخانين داخليين، مما يعني أن المركبة الفضائية تعتمد على أجهزة الدفع الاحتياطية للدوران لتبقى موجهة نحو نجم مرشد منذ ذلك الحين.

وقال كريم بدار الدين، مدير مهمة فوياجر في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، في بيان: "أعتقد أنه في ذلك الوقت، كان الفريق موافقاً على قبول عدم عمل الدافعات الأساسية لأن لديهم نسخة احتياطية جيدة تماماً". "وبصراحة، لم يعتقدوا على الأرجح أن مركبات فوياجر ستستمر في العمل لمدة 20 سنة أخرى."

والآن، يشعر مهندسو فوياجر 1 بالقلق من أن الانسداد الناتج عن البقايا قد يتسبب في توقف أجهزة الدفع الاحتياطية للمركبة الفضائية عن العمل في أقرب وقت هذا الخريف وكان عليهم أن يكونوا مبدعين، بالإضافة إلى المخاطرة لإحياء أجهزة الدفع الأساسية المعطلة منذ فترة طويلة.

إصلاح المعدات المعطلة في الفضاء

عندما تعطلت السخانات الموجودة على أجهزة الدفع الدوارة الأولية في عام 2004، اعتقد المهندسون أنه لا يمكن إصلاحها. ولكن مع اقتراب خطر الانسداد، عاد الفريق إلى لوحة الرسم لمعرفة الخطأ الذي حدث.

استراتيجيات المهندسين لإصلاح السخانات

نظر المهندسون في إمكانية حدوث اضطراب في الدوائر التي تتحكم في إمدادات الطاقة إلى السخانات التي قلبت مفتاحاً إلى الوضع الخاطئ وقد يؤدي قلبه إلى الوضع الأصلي إلى إعادة تشغيل السخانات، وبالتالي إعادة تشغيل الدافعات الدوارة الأولية.

لكنه لم يكن حلاً مباشراً لمسبار يعمل بعيداً جداً. تقع المركبة الفضائية حالياً خارج الغلاف الشمسي، وهي فقاعة الشمس من المجالات المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما وراء مدار بلوتو.

واضطر فريق المهمة إلى المخاطرة بتحويل فوياجر 1 إلى أجهزة الدفع الأساسية وتشغيلها قبل محاولة إصلاح السخانات وإعادة تشغيلها. لا يمكن للسخانات أن تعمل إلا إذا تم تشغيل الدافعات أيضاً.

إذا انجرفت فوياجر 1 بعيداً جداً عن نجمها الموجّه، فإن برمجة المركبة الفضائية كانت ستؤدي إلى تشغيل دافعات التدحرج ولكن إذا لم تكن السخانات قد تم تشغيلها في تلك اللحظة، كان من الممكن أن يؤدي التسلسل التلقائي إلى حدوث انفجار صغير.

المخاطر المرتبطة بتشغيل المحركات

بالإضافة إلى المخاطر، كان الفريق، الذي بدأ عمله في وقت سابق من هذا العام، يواجه قيداً زمنياً. فقد توقف الهوائي العملاق الموجود على الأرض في كانبيرا بأستراليا عن العمل في 4 مايو/أيار لإجراء تحديثات ستستمر حتى فبراير/شباط 2026. تمكّن شبكة ناسا للفضاء السحيق الوكالة من التواصل مع جميع مركباتها الفضائية لكن هوائي كانبيرا هو الوحيد الذي يتمتع بقوة إشارة كافية لإرسال الأوامر إلى مسابير فوياجر.

اختبار قضم الأظافر لنجاح المهمة

وقالت سوزان دود، مديرة مشروع فوياجر ومديرة شبكة ما بين الكواكب في مختبر الدفع النفاث، الذي يدير شبكة الفضاء السحيق لصالح ناسا، في بيان لها: "إن ترقيات الهوائي هذه مهمة لعمليات الهبوط المستقبلية على سطح القمر، كما أنها تزيد من قدرة الاتصالات لمهماتنا العلمية في الفضاء السحيق، والتي يعتمد بعضها على الاكتشافات التي حققتها فوياجر". "لقد مررنا بفترات تعطل كهذه من قبل، لذلك نحن نستعد بقدر ما نستطيع."

أهمية تحديثات الهوائي في كانبيرا

وفي حين أن الهوائي سيعمل لفترة وجيزة في أغسطس/آب وديسمبر/كانون الأول، أراد أعضاء فريق البعثة أن يأمروا فوياجر 1 باختبار محركات الدفع الخاملة منذ فترة طويلة قبل أن يتعذر عليهم التواصل مع المركبة الفضائية. وبهذه الطريقة، إذا احتاجوا إلى تشغيل أجهزة الدفع في أغسطس، سيعرف الفريق ما إذا كان ذلك خياراً قابلاً للتطبيق.

في 20 مارس/آذار، انتظر الفريق رؤية النتائج التي ستعود من فوياجر 1 بعد إرسال أمر إلى المسبار في اليوم السابق لتفعيل أجهزة الدفع والسخانات. يستغرق الأمر أكثر من 23 ساعة لتعود البيانات من فوياجر 1 إلى الأرض بسبب المسافة الشاسعة بين الاثنين.

لو فشل الاختبار، لربما كانت فوياجر 1 في خطر بالفعل. لكن الفريق شاهد تدفق البيانات، التي تظهر ارتفاع درجة حرارة سخانات الدفع بشكل كبير، وأدركوا أن التجربة نجحت.

نتائج اختبار المحركات والتحديات المستقبلية

"لقد كانت لحظة رائعة. كانت الروح المعنوية للفريق عالية جداً في ذلك اليوم"، قال تود باربر، قائد الدفع في المهمة في مختبر الدفع النفاث، في بيان. "اعتُبرت هذه الدافعات ميتة. وكان ذلك استنتاجاً مشروعاً. كل ما في الأمر أن أحد مهندسينا كانت لديه هذه البصيرة التي تقول أنه ربما كان هناك سبب آخر محتمل ويمكن إصلاحه. لقد كانت معجزة أخرى لإنقاذ فوياجر."