جهاز إرسال إذاعي لم يُستخدم منذ عام 1981 يساعد مركبة فويجر 1 في إرسال الرسائل إلى الأرض

عادت المركبة الفضائية "فوياجر 1" البالغة من العمر 47 عامًا إلى الاتصال بوكالة ناسا - ولكن ليس خارج نطاق الخدمة - بعد أن تسببت مشكلة فنية في انقطاع الاتصالات مع البعثة التاريخية التي تبعد مليارات الأميال في الفضاء بين النجوم.

تستخدم فوياجر 1 الآن جهاز إرسال لاسلكي لم تعتمد عليه منذ عام 1981 للبقاء على اتصال مع فريقها على الأرض بينما يعمل المهندسون على فهم الخطأ الذي حدث.

ومع تقدم المركبة الفضائية، التي أُطلقت في سبتمبر 1977، في العمر، أوقف الفريق تشغيل المكونات ببطء للحفاظ على الطاقة، مما يسمح لفوياجر 1 بإرسال بيانات علمية فريدة من 15 مليار ميل (24 مليار كيلومتر).

والمسبار هو أبعد مركبة فضائية عن الأرض، حيث يعمل خارج الغلاف الشمسي - فقاعة الشمس من المجالات المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما وراء مدار بلوتو - حيث تقوم أجهزته بأخذ عينات مباشرة من الفضاء بين النجوم.

هذه المشكلة الجديدة هي واحدة من عدة مشاكل واجهتها المركبة المتقادمة في الأشهر الأخيرة، لكن فريق فوياجر يواصل إيجاد حلول مبتكرة حتى يتمكن المستكشف الشهير من الانطلاق في رحلته الكونية عبر منطقة مجهولة.

خلل في الراديو على بعد مليارات الأميال

قال بروس واغونر، مدير ضمان مهمة فوياجر 1، إن المهندسين يرسلون بين الحين والآخر أوامر إلى فوياجر 1 لتشغيل بعض السخانات وتدفئة المكونات التي تعرضت لأضرار إشعاعية على مدار عقود. وقال إن الحرارة يمكن أن تساعد في عكس الضرر الإشعاعي، الذي يؤدي إلى تدهور أداء مكونات المركبة الفضائية.

يتم نقل الرسائل إلى فوياجر من مركز التحكم في المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، من خلال شبكة الفضاء السحيق التابعة للوكالة. ويساعد نظام الهوائيات اللاسلكية على الأرض الوكالة على التواصل مع فوياجر 1 ومسبارها التوأم فوياجر 2، بالإضافة إلى المركبات الفضائية الأخرى التي تستكشف نظامنا الشمسي.

ثم يرسل فوياجر 1 بعد ذلك بيانات هندسية لإظهار كيفية استجابته للأوامر. تستغرق الرسالة حوالي 23 ساعة لقطع مسافة في اتجاه واحد.

ولكن عندما أُرسل أمر إلى السخان في 16 أكتوبر، أدى شيء ما إلى تشغيل نظام الحماية من الأعطال الذاتي للمركبة الفضائية. إذا استهلكت المركبة الفضائية طاقة أكثر مما ينبغي، يقوم نظام الحماية من الأعطال تلقائياً بإيقاف تشغيل الأنظمة غير الضرورية للحفاظ على الطاقة.

اكتشف الفريق المشكلة الأخيرة عندما لم يتمكن من اكتشاف إشارة استجابة المركبة الفضائية عبر شبكة الفضاء السحيق في 18 أكتوبر/تشرين الأول.

وتستخدم فوياجر 1 أحد جهازي الإرسال اللاسلكي الخاصين بها، والذي يُطلق عليه اسم النطاق إكس بناءً على التردد الذي يستخدمه، منذ عقود. وفي الوقت نفسه، لم يتم استخدام جهاز الإرسال الآخر، الذي يسمى S-band، والذي يستخدم تردداً مختلفاً، منذ عام 1981 لأن إشارته أخفت بكثير من إشارة X-band.

ويشتبه المهندسون في أن نظام الحماية من الأعطال قلل من معدل إرسال البيانات من جهاز الإرسال، مما أدى إلى تغيير طبيعة الإشارة التي تشاركها فوياجر 1 مع شاشات شبكة الفضاء السحيق. حدد فريق فوياجر 1 في نهاية المطاف استجابة المسبار في وقت لاحق في 18 أكتوبر من خلال غربلة الإشارات التي كانت شبكة الفضاء السحيق تستقبلها.

ولكن في 19 أكتوبر، بدا أن الاتصال مع فوياجر 1 توقف تماماً.

وقالت ناسا إن الفريق يعتقد أن نظام الحماية من الأعطال تم تشغيله بالإضافة إلى ذلك مرتين أخريين، مما قد يكون قد أوقف تشغيل جهاز الإرسال على النطاق إكس وحول المركبة الفضائية إلى جهاز الإرسال على النطاق إس الذي يستخدم طاقة أقل.

العمل على حل

في حين أن فريق فوياجر 1 لم يكن متأكداً من أن إشارة النطاق S الخافتة يمكن اكتشافها بسبب بُعد المركبة الفضائية عن الأرض، إلا أن مهندسي شبكة الفضاء السحيق حددوا موقعها.

لن يقوم الفريق بإرسال الأوامر إلى فوياجر 1 لتشغيل جهاز الإرسال على النطاق إكس مرة أخرى حتى يستنتجوا سبب تشغيل نظام الحماية من الأعطال، وهو ما قد يستغرق أسابيع. ويتوخى المهندسون الحذر لأنهم يريدون تحديد ما إذا كانت هناك أي مخاطر محتملة لتشغيل النطاق إكس.

وقال واغونر إنه إذا تمكن الفريق من تشغيل جهاز الإرسال على النطاق إكس مرة أخرى، فقد يتمكن الجهاز من نقل البيانات التي يمكن أن تكشف ما حدث.

في هذه الأثناء، أرسل المهندسون رسالة إلى فوياجر 1 في 22 أكتوبر/تشرين الأول للتحقق من أن جهاز الإرسال على النطاق S يعمل وتلقوا تأكيداً في 24 أكتوبر/تشرين الأول. لكنه ليس إصلاحاً يريد الفريق الاعتماد عليه لفترة طويلة.

قال واغونر: "إشارة النطاق S ضعيفة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها على المدى الطويل". "حتى الآن، لم يتمكن الفريق من استخدامها للحصول على القياس عن بعد (معلومات عن صحة وحالة المركبة الفضائية)، ناهيك عن البيانات العلمية. ولكنه يسمح لنا على الأقل بإرسال الأوامر والتأكد من أن المركبة الفضائية لا تزال موجهة نحو الأرض."

إن مفتاح جهاز الإرسال هذا هو مجرد واحد من عدة اختراقات مبتكرة استخدمتها ناسا للتغلب على تحديات الاتصال في المهمة التي استمرت لفترة طويلة هذا العام، بما في ذلك تشغيل أجهزة الدفع القديمة لإبقاء هوائي فوياجر 1 موجهاً نحو الأرض والتوصل إلى حل لخلل في الكمبيوتر أدى إلى إسكات تدفق البيانات العلمية للمسبار إلى الأرض لعدة أشهر.