مسبارا فوياجر يواصلان استكشاف الفضاء بين النجوم

استكشاف الفضاء بين النجوم بواسطة مركبات فويجر

أطفأ مسبارا فوياجر التوأم التابعان لوكالة ناسا، اللذان أطلقا قبل 47 عاماً، بعض الأجهزة العلمية في محاولة للحفاظ على الطاقة والحفاظ على استمرار مهمتهما العريقة. يستكشف كل من فوياجر 1 وفوياجر 2 منطقة مجهولة في الفضاء بين النجوم.

إيقاف تشغيل الأجهزة للحفاظ على الطاقة

أرسل المهندسون في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في باسادينا بكاليفورنيا أمراً لفوياجر 1 بإيقاف تشغيل تجربة النظام الفرعي للأشعة الكونية في 25 فبراير. وفي الوقت نفسه، سيتم إيقاف تشغيل جهاز الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة في فوياجر 2 في 24 مارس. وهذا يترك كل مسبار مع ثلاثة أجهزة علمية عاملة.

عندما تم إطلاقهما بفارق أسابيع في عام 1977، كان مسبارا فوياجر يحملان مجموعات متطابقة من 10 أجهزة علمية.

تاريخ إطلاق مركبات فويجر

لكن بمرور الوقت، تناقصت إمدادات الطاقة للمسابير تدريجياً. تعتمد مركبتا الفضاء فوياجر على الكهرباء المولدة من حرارة البلوتونيوم المتحلل، وكلاهما يفقد ما يقدر ب 4 واط من الطاقة سنوياً.

تحقيقات فوياجر في الفضاء بين النجوم

قالت سوزان دود، مديرة مشروع فوياجر في مختبر الدفع النفاث، في بيان لها: "لقد كانت مركبتا فوياجر نجمتين فضائيتين في الفضاء السحيق منذ إطلاقهما، ونريد أن نبقي الأمر على هذا النحو لأطول فترة ممكنة". "لكن الطاقة الكهربائية تنخفض. إذا لم نقم بإيقاف تشغيل أحد الأجهزة على كل مركبة من مركبات فوياجر الآن، فمن المحتمل أن يكون لديها بضعة أشهر أخرى فقط من الطاقة قبل أن نحتاج إلى إعلان نهاية المهمة."

صُممت فوياجر 1 وفوياجر 2 في الأصل للتحليق بجوار أكبر الكواكب في نظامنا الشمسي، وهما الآن أبعد الأجسام التي صنعها البشر.

يبعد فوياجر 1 أكثر من 15 مليار ميل (25 مليار كيلومتر) عن الأرض، بينما يبعد فوياجر 2 أكثر من 13 مليار ميل (21 مليار كيلومتر)، وفقًا لـ ناسا. وكلا المسبارين هما المركبتان الفضائيتان الوحيدتان اللتان تعملان خارج الغلاف الشمسي، وهي فقاعة الشمس من المجالات المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما وراء مدار بلوتو.

تم إيقاف تشغيل الأجهزة اللازمة لجمع البيانات أثناء تحليق الكواكب في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي بعد أن أكملت المسابير أهدافها الأولية. لكن فريق بعثة فوياجر ترك الأجهزة الأخرى قيد التشغيل لجمع البيانات عن الغلاف الشمسي، وكذلك الفضاء بين النجوم.

وقد عبر فوياجر 1 إلى الفضاء بين النجوم، في عام 2012، وفعل فوياجر 2 الشيء نفسه في عام 2018. اتخذ المسباران مسارين مختلفين. يسافر فوياجر 1 بعيداً عن المستوى الذي يضم جميع الكواكب التي تدور حول الشمس في نظامنا الشمسي، بينما يسافر فوياجر 2 تحت المستوى.

ومع مرور الوقت، قام فريق فوياجر بإيقاف تشغيل الأجهزة واحداً تلو الآخر لضمان استمرار المسبارين في رحلتهما التاريخية. في أكتوبر، أغلقت وكالة ناسا جهاز علم البلازما الخاص بفوياجر 2. وقد صُممت هذه الأداة لقياس عدد الذرات المشحونة كهربائياً في الفضاء، ولم تكن هذه الأداة تُرجع سوى كمية محدودة من البيانات في السنوات الأخيرة بسبب توجهها. وأُغلقت أداة فوياجر 1 المماثلة لسنوات بسبب تدهور أدائها بمرور الوقت.

{{MEDIA}}

تضمن النظام الفرعي للأشعة الكونية الذي تم إيقاف تشغيله على متن فوياجر 1 الأسبوع الماضي ثلاثة تلسكوبات تدرس وتقيس الأشعة الكونية، أو الجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون، التي تنطلق من الشمس ومجرة درب التبانة. استخدم فريق فوياجر بيانات من الجهاز لتحديد متى وأين بالضبط خرجت فوياجر 1 من الغلاف الشمسي ودخلت الفضاء بين النجوم.

تقيس أداة الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة التي ستعمل فوياجر 2 في وقت لاحق من هذا الشهر الأيونات والإلكترونات والأشعة الكونية في النظام الشمسي ومجرتنا. وتشمل الأنظمة الفرعية للأداة تلسكوباً ومحلل جسيمات الغلاف المغناطيسي الذي يتمتع برؤية 360 درجة بفضل منصة دوارة تعمل بمحرك متدرج. تم اختبار المحرك حتى 500,000 خطوة على الأرض، مما يضمن تشغيله خلال تحليق فوياجر 2 حول زحل في أغسطس 1980. وبمجرد إيقاف تشغيله، سيكون المحرك قد أكمل أكثر من 8.5 مليون خطوة.

وقالت ليندا سبيلكر، عالمة مشروع فوياجر في مختبر الدفع النفاث، إن كل مسبار سيظل يجمع بيانات فريدة، على الرغم من أن الفريق سيفقد القدرة على إجراء قياسات جسيمات متطابقة في موقعين مختلفين في الفضاء بين النجوم.

وقد سمح وجود أجهزة متطابقة على متن المسبارين للعلماء بمقارنة البيئات التي يستكشفها المسباران مع ملاحظة أوجه التشابه والاختلاف.

مستقبل مسابير فوياجر

قال باتريك كوهن، عالم برنامج فوياجر في مقر ناسا في واشنطن، في بيان: "لقد تجاوزت المركبة الفضائية فوياجر مهمتها الأصلية لدراسة الكواكب الخارجية". وأضاف: "كل جزء من البيانات الإضافية التي جمعناها منذ ذلك الحين لا يمثل فقط علمًا إضافيًا قيمًا للفيزياء الشمسية فحسب، بل هو أيضًا شهادة على الهندسة المثالية التي تم تنفيذها في مركبات فوياجر - بدءًا من حوالي 50 عامًا مضت وما زالت مستمرة حتى يومنا هذا."

مع تقدم مسابير فوياجر في العمر، أصبح مهندسو البعثة مبدعين بشكل متزايد في حل المشاكل غير المتوقعة، بما في ذلك انقطاع الاتصالات وغيرها من مواطن الخلل، عبر مسافات كونية شاسعة.

بعد إيقاف تشغيل الجهازين، يجب أن يكون كلا مسباري فوياجر قادرين على العمل لمدة عام آخر قبل أن يحتاج الفريق إلى إيقاف تشغيل جهاز إضافي لكل مركبة فضائية. ويخطط الفريق بالفعل لإيقاف تشغيل جهاز الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة في فوياجر 1 والنظام الفرعي للأشعة الكونية في فوياجر 2 في عام 2026.

وفي الوقت نفسه، ستستمر فوياجر 1 وفوياجر 2 في رحلتيهما مع تشغيل نظاميهما الفرعيين لموجات البلازما، اللذين يقيسان الموجات داخل حقول البلازما في الفضاء، ومقاييس المغناطيسية، التي تقيس التغيرات في المجالات المغناطيسية.

{{MEDIA}}

وقالت سبيلكر: "ستواصل كلتا الرحلتين جمع معلومات فريدة عن الجسيمات مثل الأشعة الكونية النشطة والبلازما بين النجوم، والمجالات المغناطيسية بين النجوم وموجات الراديو في الوسط بين النجوم، بما في ذلك أي تأثيرات من الشمس تنتشر إلى مسافات فوياجر."

يعتقد خبراء ناسا أن المسبارين سيتمكنان من الحفاظ على ما يكفي من الطاقة لمواصلة العمل بأداة علمية واحدة على الأقل لكل منهما حتى ثلاثينيات القرن العشرين، لكنهم يدركون تماماً أن أي تحديات إضافية تنشأ يمكن أن تؤدي دائماً إلى نهاية الخط بالنسبة لمركبة فوياجر الفضائية.

قالت سبيلكر: "في كل دقيقة من كل يوم، تستكشف مركبتا فوياجر منطقة لم تذهب إليها أي مركبة فضائية من قبل". "وهذا يعني أيضاً أن كل يوم قد يكون الأخير. لكن ذلك اليوم قد يجلب أيضاً كشفاً آخر بين النجوم. لذا، نحن نبذل قصارى جهدنا ونبذل كل ما في وسعنا للتأكد من أن مركبتي فوياجر 1 و 2 ستواصلان رحلتهما لأقصى وقت ممكن."