ماموریت فضاپیما‌های وویجر ؛ طولانی مدت ترین ماموریت ناسا

وویجر (Voyager) نام دو کاوشگر ناسا است که در سال ۱۹۷۷ با هدف کاوش در سیارات خارجی منظومه شمسی پرتاب شدند. وویجر ۱ در ۲۰ آگوست ۱۹۷۷ و وویجر ۲، حدود دو هفته پس از آن و در ۵ سپتامبر، پرتاب شد.

پس از آن، این دو فضاپیما در مسیر‌های پروازی مختلف و سرعت‌های مختلف به سفر خود ادامه دادند. وویجر ۱ در سال ۲۰۱۲ از مرز فضای میان ستاره‌ای گذر کرد، در حالی که وویجر ۲ در بخش‌های خارجی منظومه شمسی به سر می‌برد.

آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در پاسادانا کالیفرنیا، پیشبرد ماموریت این دو فضاپیما را در دست دارد. وویجر ۱ و ۲، هر دو به واسطه شبکه فضایی عمیق ناسا (Deep Space Network) به ارسال اطلاعات علمی در مورد محیط پیرامون خود ادامه می‌دهند. شبکه فضایی عمیق ناسا، مجموعه‌ای از آنتن‌های طرحی شده است که کار جمع‌آوری داده‌های فضاپیما‌های عمیق فضایی را بر عهده دارد. در سال ۲۰۱۷ هر دو این فضاپیماها از یک نقطه عطف گذر کردند: ۴۰ سال فعالیت در فضا.

ماموریت وویجر؛ پیش به سوی ماوراء منظومه شمسی

ناسا در سال ۱۹۷۷ و در راستای استفاده از یک همترازی نادر میان چهار سیاره خارجی منظومه شمسی (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) فضاپیما وویجر را پرتاب کرد. این همترازی برای ۱۷۵ سال آینده رخ نمی‌داد.

در راستای صرفه‌جویی در مصرف سوخت فضاپیمایی که درصدد است هر یک از این سیارات را ملاقات کند، چاره‌اندیشی مهم آن است که از میدان گرانشی اطراف این سیارات برای پرواز به سوی سیاره بعدی استفاده کنیم. برنامه اصلی این بود که یک جفت فضاپیما پرتاب شود، تا یکی به سوی مشتری، زحل و پلوتو برود و دیگری به مشتری، اورانوس و نپتون نگاهی بیاندازد.

این برنامه به دلیل محدودیت‌های بودجه به ارسال دو فضاپیما مستقل تقلیل پیدا کرد: وویجر ۱ و وویجر ۲.

پنج سال نخست ماموریت وویجرها، اکتشافات مربوط به سیارات مشتری و زحل، حلقه‌های زحل و اقمار این دو سیاره را در بر می‌گرفت.  پس از یک سری اکتشافات پیاپی، این ماموریت گسترش یافت. وویجر ۱ در سال ۱۹۸۰ به سیاره زحل رسید، گرانش این سیاره منجر شد فضاپیما با زاویه بسیار زیادی نسبت به صفحه منظومه شمسی تغییر مسیر دهد. البته این اتفاق مطابق برنامه‌ریزی ماموریت بود. اما مسیر حرکت وویجر ۲ طوری طراحی شده بود که به سوی اورانوس و نپتون رهسپار شود.

جان کاسینی وویجر
این تصویر به سال ۱۹۷۷ برمی‌گردد، چیزی قریب به ۴۱ سال پیش. فرد حاضر در این تصویر جان کاسینی، مدیر پروژه وویجر، است. او در حال قرار دادن پرچمی از جنس داکرون درون صفحه طلایی است. این پرچم تا می‌شود و درون یک پتوی گرمایی و در نهایت به درون فضاپیما وویجر، که در پشت کاسینی دیده می‌شود، جای خواهد گرفت. وویجر ۲ در آگوست سال ۱۹۷۷ پرتاب شد. (اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت)

بودجه اولیه وویجر ۲ به قدری پایین بود که انتظار نمی‌رفت بتواند از این دو سیاره تصویری به زمین مخابره کند، اما در این حال به مسیر خود ادامه داد و موفق شد در سال ۱۹۸۶ فلای‌بای اورانوس و در ۱۹۸۹ فلای‌بای نپتون را با موفقیت به انجام برساند.

تا بدین جای سفر، این دو فضاپیما تمامی غول‌های بخش خارجی منظومه شمسی را کاوش کرده‌اند. مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و حدود ۴۹ قمر در فهرست اکتشافات آنها قرار دارند. همچنین سیستم‌ حلقه‌ها و میدان‌های مغناطیسی آنها از قلم نیافتاد.

در ۱۳ آگوست ۲۰۱۱، وویجر ۲ به طولانی مدت‌ترین ماموریت ناسا بدل گشت. عنوانی که تا پیش از آن به کاوشگر پیشگام ۶ (Pioneer 6) اختصاص داشت؛ پایونیر۶، که رکورد ۱۲ هزار و ۷۵۸ روز ماموریت را ثبت کرده بود، در ۱۶ دسامبر ۱۹۶۵ پرتاب شده بود و در ۸ دسامبر سال ۲۰۰۰ آخرین سیگنال‌های خود را به خانه ارسال کرد.


بیشتر بخوانید : عجیب ترین رکوردهای فضایی ؛ از مسن‌ترین فضانورد تا بیشترین زمان حضور در فضا


این دو فضاپیما کماکان به پرواز خود در آنسوی منظومه شمسی ادامه می دهند، لازم است تا در ادامه به برخی از دستاورد‌های برنامه وویجر اشاره کنیم:

  • بررسی اتمسفر سیاره مشتری ؛ از جمله طوفان‌های آن.
  • پیدا کردن آتشفشان‌های فعال و حلقه‌هایی از جنس گوگرد و اکسیژن بر روی آیو (Io)، یک از اقمار مشتری.
  • مشاهده شواهدی از اقیانوسی در زیر سطح اروپا، قمر یخی سیاره مشتری.
  • مشاهده جزئیاتی از حلقه‌های زحل ؛ شامل ساختار ، امواج و نیز مشاهده اقمار چوپان که تاثیر زیادی در شکل حلقه اف دارند.
  • مشاهده شواهدی از وجود اتمسفر اطراف تیتان، قمر زحل که دانشمندان به درستی وجود مقادیر زیادی از متان را در ساختار آن شناسایی کرده بودند.
  • کشف یک لکه سیاه بزرگ روی نپتون، که مربوط به یک طوفان بزرگ بود.
  • مشاهده آبفشان‌های فعال بر روی تریتون، قمر یخی سیاره نپتون

ماموریت وویجر، هم‌اکنون در راستای رسیدن به فضای میان‌ستاره‌ای دنبال می‌شود. در حال حاضر برای  کاوش لبه بیرونی منظومه شمسی، خروج از محدوده تاثیر خورشید و ورود به فضای میان‌ستاره‌ای (متشکل از اشکال یونی، ملکولی و اتمی گاز‌ها، غبار و پرتوهای کیهانی) برنامه ریزی شده است.

آنطور که اد استون (Ed Stone)، دانشمند پروژه وویجر میگوید، پس از آنکه وویجر ۱، در سال ۲۰۱۲، از مرز منظومه شمسی و فضای میا‌ن‌ستاره‌ای عبور کرد، در حال اندازه گیری شدت تشعشعات کیهانی است. همچنین چگونگی میان‌کنش بین ذرات باردار خورشید و ذرات ستاره‌های دیگر را بررسی می‌کند. وویجر ۲ هم‌اکنون درون منظومه شمسی به ادامه سفر خود مشغول است، اما انتظارات بر این است طی چند سال آینده از مرز منظومه شمسی عبور کند.

کنفرانس خبری مامرویت وویجر
در این تصویر که از بخش زنده تلویزیون ناسا گرفته شده است، اد استون در حالی که ماکتی از فضاپیما وویجر را در دست دارد،در جریان کنفرانس مطبوعاتی ناسا در ۱۲ سپتامبر ۲۰۱۳، قابل مشاهده است. او در این کنفرانس، که در شهر واشنگتن برگزار شد، به ایراد توضیحاتی در خصوص ماموریت وویجر ناسا پرداخت. (اعتبار : تلویزیون ناسا)

میراث ماموریت وویجر

بر روی هر دو فضاپیما وویجر فونوگراف‌هایی از جنس طلا حامل پیام‌هایی از جانب زمین، موسوم به “صفحه طلایی”، سوار شده است. این فونوگراف‌های ۱۲ اینچی دیسک‌هایی مسی با روکش طلا هستند. یک کمیته به ریاست کارل ساگان (Carl Sagan)، فیزیکدان معروف آمریکایی، وظیفه انتخاب محتوای این پیام‌ها را برای ناسا بر عهده داشت.

صفحه طلایی وویجر، کپسول‌های زمان و نمادی از یک اندیشه برای برقراری ارتباط با تمدن‌های بیگانه به شمار می‌آیند. این کپسول‌ها بر روی وویجر‌ها سوار شدند تا به منظومه‌های ستاره‌ای دیگر ارسال شوند. از جمله محتویات صفحه طلایی می‌توان به تصاویر، صدا‌هایی از طبیعت (آب، پرندگان، حیوانات، باد و رعد و برق)، قطعات مختلف موسیقی از فرهنگ‌ها و دوره‌های زمانی گوناگون (موسیقی‌هایی از موزارت، باخ، بتهوون و استراوینسکی و .. )، بیان “سلام و احوال‌ پرسی” به ۵۴ سلام مختلف (از جمله عبارت‌ “درود بر ساکنین ماورای آسمان‌ها” به زبان فارسی) و پیام‌هایی از جیمی کارتر (رئیس جمهور وقت ایالات متحده) و رئیس وقت سازمان ملل، اشاره کرد.

صفحه طلایی وویجر
فضاپیما‌های دوقلو وویجر در آگوست و سپتامبر ۱۹۹۷ پرتاب شدند. بر روی هر یک از این دو یک صفحه طلایی سوار بود که مجموعه‌ای از انگاره‌ها، آواها و گفتار‌های مختلفی از واژه سلام را شامل می‌شدند. به بیان جزئی‌تر، ۱۱۷ تصویر و و بیان واژه سلام به ۵۴ زبان. همچنین از جمله‌ آواهایی که در صفحات طلایی ذخیره شد می‌توان به صدای طوفان‌ها، آتش‌فشان‌ها، حیوانات و پرتاب موشک‌ها و هواپیما‌ها اشاره کرد. بر صفحه‌های طلایی که در واقع روکشی از طلا دارند، همانطور که در تصویر قابل مشاهده است، راهنمایی از چگونگی استفاده از آنها به ساده‌ترین زبان انسانی (نقاشی) رسم شده است. (اعتبار : ناسا)

مشاهدات وویجر‌ها از مشتری، زحل، اورانوس و نپتون سنگ محک ارزشمندی برای مشاهدات کنونی ما از این سیارات به شمار می‌روند. پس از وویجرها ناسا کاوشگر‌های دیگری را نیز به سوی این سیارات رهسپار کرد. فضاپیمای گالیله (۱۹۸۹-۲۰۰۳) به سوی مشتری و فضاپیما کاسینی (۱۹۹۷-۲۰۱۷) به سوی زحل فرستاده شدند تا این دو سیاره غول‌‌آسا از نمایی نزدیک‌تر و به مدت چندین سال مورد بازبینی قرار دهند.


بیشتر بخوانید : روزی که زمین گریست: پایانی پرماجرا و عاشقانه برای اکتشافات هیجان‌انگیز فضاپیمای کاسینی [تماشا کنید]


مسلما انگاره‌های اولیه وویجر‌ها از مشتری و زحل در برنامه‌ریزی برای این دو کاوشگر نقش مهمی داشته است. کاسینی و گالیله، در کنار سایر اموری که بر عهده داشتند، هر دو داده‌های ارزشمندی از ساختار و ترکیبات مشتری و زحل و نیز اقمار آنها به زمین مخابره کردند.

ماموریت فضاپیمای جونو، در حال حاضر در سطح گردش به دور سیاره مشتری در حال جریان است. ناسا و سازمان فضایی اروپا این ماموریت را برای بررسی اقمار یخی مشتری پی ریزی کردند. سازمان فضایی اروپا ماموریت دیگری نیز با همین هدف‌گذاری ترتیب داده است که فضاپیمای آن “کاوشگر اقمار یخی مشتری” یا جوس (JUICE یا JUpiter ICy moons Explorer) لقب گرفته است.


بیشتر بخوانید : ماموریت فضاپیمای جونو ؛ مشتری زیر ذره‌بین سریع‌ترین فضاپیمای تاریخ


انتظارات بر آن است تا جوس سال ۲۰۲۲ پرتاب شود و در سال ۲۰۲۹ به مقصد خود برسد. فضاپیما اروپا کلیپر (Europa Clipper) ناسا نیز که اخیرا تامین بودجه آن تایید شد، زودتر از سال ۲۰۲۲ پرتاب نخواهد شد؛ هرچند که ممکن است این امر بیش از این‌ها هم طول بکشد.

با این تفاسیر، تا به اینجا وویجر ۲ تنها فضاپیمایی بوده که سیارات اورانوس و نپتون را ملاقات کرده است. اما اطلاعات ما از این اجرام صرفا در وویجر ۲ خلاصه نمی‌شود. ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ‌ها، به ویژه تلسکوپ‌ فضایی کک (Keck) و تلسکوپ فضایی هابل، آنها را زیر نظر داشته‌اند. وضوح تصاویر این تلسکوپ‌ها آنقدر کافی است که بتوان با استفاده از آنها تشکیل، تکامل و از بین رفتن طوفان‌های این سیارات را همانند تغییرات اتمسفر آنها (در مقیاس بزرگ) مورد بررسی قرار داد.


بیشتر بخوانید :  تلسکوپ فضایی هابل ، اولین تلسکوپ فضایی جهان ؛ تاریخچه و حقایق (بخش اول)


از اواسط سال ۲۰۱۷، ناسا توسعه کاوشگر‌های منظومه شمسی را در دستور کار خود قرار داده است. یکی از اهداف این سازمان فضایی از این کار، ارسال کاوشگر‌هایی دیگر به سوی اورانوس و نپتون است.

مطابق اطلاعات ناسا، تا فوریه ۲۰۱۸، فضاپیما وویجر ۱ حدودا ۱۴۱ واحد نجومی از زمین فاصله گرفته است. هر واحد نجومی معادل فاصله میان زمین تا خورشید (حدودا ۱۵۰ میلیون کیلومتر) است. به عبارت دیگر این مسافت ۲۱.۲ میلیارد کیلومتر برآورد می‌شود.

فضاپیما وویجر ۲ نیز حدود ۱۱۷ واحد نجومی از زمین فاصله گرفته که چیزی معادل ۱۷.۵ میلیارد کیلومتر است. در وب‌سایت ناسا این امکان وجود دارد که فاصله این فضاپیما‌ها را در هر لحظه مشاهده کنید. (لینک اطلاعات ماموریت وویجر)

مشتری
وویجر ۱ در طول سفر خود با گذر از کنار سیاره مشتری موفق به ثبت تصاویر زیادی از این سیاره و دو تا از اقمار آن، آیو (Io) و اروپا شد. مطالعات جدید می‌گوید که قمرهایی که در اطراف مشتری در حال گردش هستند، ۸ برابر توده سیاره را اشغال می‌کنند و می‌توانند در شناسایی این غول گازی به ستاره شناسان کمک کنند. (اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت)

مطابق انتظارات، فضاپیما وویجر می‌تواند اطلاعات خود را تا سال ۲۰۲۵ به سوی زمین مخابره کند. در اواخر سال ۲۰۱۷، ناسا اعلام کرد که قادر است کنترل موتور‌های پشتیبان فضاپیما وویجر ۱ را در دست بگیرد تا بدین وسیله ارتباط آن با زمین برای مدت ۲ تا ۳ سال بیشتر برقرار باشد. (این موتور‌ها پس از فلای‌بای سیاره زحل در سال ۱۹۸۰ به کار خود پایان دادند و تا استفاده مجدد ناسا از آن‌ها حدود ۳۷ سال خاموش بودند). ناسا آن زمان اعلام کرد که این امر موجب می‌شود، اطلاعات بیشتری از سوی این کاوشگر به کنترل‌گرها مخابره شود.

اما حتی خاموش شدن وویجر ۱ و ۲، به معنای پایان کار آنها نخواهد بود و این فضاپیما‌های دوقلو به حرکت خود در فضای میان‌ستاره‌ای ادامه خواهند داد. مطابق اندازه‌گیری‌های ناسا این دو پس از حدود ۴۰ هزار سال به منظومه ستاره‌ای دیگری می‌رسند.

وویجر ۱ با AC+79 3888، ستاره‌ای در صورت فلکی زرافه (Camelopardalis)، فاصله‌ای معادل ۱.۶ سال نوری دارد. وویجر ۲ نیر با ستاره رز ۲۴۸ در بخش شمالی صورت فلکی آندرومدا ۱.۷ سال نوری فاصله دارد. این فضاپیما ۲۹۶ هزار سال دیگر، در آستانه ملاقات با ستاره مشهور شباهنگ (Sirius) در صورت فلکی سگ بزرگ، قرار خواهد گرفت. شباهنگ بزرگترین ستاره آسمان شب زمین است و ۳.۴ سال نوری با ما فاصله دارد.

شگفت‌آورترین تصاویر وویجر‌ها

مرگ ستارگانی که میلیون‌ها سال نوری از ما فاصله دارند منجر به تولید گاز‌های یونیزه شده می‌شود. پلاسمای کیهانی که فضای میان‌ستاره‌ای را پر کرده است، از این گاز‌های یونیزه تشکیل شده است. وویجر ۱ که در سال ۲۰۱۲ از مرز منظومه شمسی عبور کرد، هم اکنون در چنین فضایی به سر می‌برد. همچنین باید اشاره کرد که فضای میان‌ستاره‌ای اطراف منظومه شمسی، پلاسمای تولید شده توسط خورشید را نیز در خود جای داده است، چیزی که از آن تحت عنوان “باد خورشیدی” یاد می‌کنیم.

طرح مفهومی زیر از ناسا که در ۱۲ سپتامبر ۲۰۱۳ منتشر شد، فضاپیمای وویجر ۱ را در فضای میان‌ستاره‌ای خارج از حباب منظومه شمسی نشان می‌دهد. در تصاویری که تلسکوپ‌ فضایی هابل از فضاپیمای وویجر و سحابی اوریون به ثبت رسانده، پلاسمای میان‌ستاره‌ای به رنگ نارنجی دیده می‌شود.

فضاپیما وویجر
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت / کالتک)

“لکه آبی کمرنگ”. عنوان تصویر مشهور زیر است که در سال ۱۹۹۰ توسط فضاپیما وویجر ۱ به ثبت رسید. لکه آبی کمرنگِ این تصویر، همین سیاره زمین خودمان است، اگر حدود ۱۳ سال همراه با وویجر ۱ از زمین فاصله می‌گرفتیم. در سال ۲۰۱۳، رصدخانه “آرایه خط پایه بسیار بزرگ” (VLBA)، نمایی از زاویه معکوس این تصویر ثبت کرد. این تصویر که بواسطه یک تلسکوپ رادیویی این رصدخانه گرفته شده بود، سیگنال‌های فضاپیما را در نقطه‌ای مشابه نشان می‌داد.

نقطه آبی کمرنگ وویجر ۱
(اعتبار : رصدخانه ملی رادیویی آمریکا، NRAO)

زمین و ماه در نمایی از فضاپیما وویجر. این تصویر سیاره خاکی ما و تنها قمرش، نخستین تصویری در ژانر خودش است که توسط یک فضاپیما به ثبت رسیده است. ۱۸ سپتامبر ۱۹۷۷ بود که وویجر ۱ وقتی ۷.۲۵ میلیون مایل از زمین فاصله داشت موفق به برداشت چنن نمایی شد. همانطور که ملاحظه می‌کنید ماه در بالای این تصویر و در کنار زمین به چشم می‌خورد.

زمین و ماه از نگاه وویجر
(اعتبار : ناسا)

این نخستین پرتره‌ای است که از منظومه شمسی ثبت شده است. در زاویه کوچکی از نمایی که وویجر گرفته ، سیاره زمین به صورت نقطه‌ای کوچک قابل مشاهد است. این یک تصویر موزاییکی است که از ۶۰ فرم تشکیل شده است و وویجر آن را در فاصله ۴ میلیون مایلی و در ۱۴ فوریه ۱۹۹۰ گرفت.

پرتره‌ای از منظومه شمسی
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت)

در طول فلای‌بای سال آگوست ۱۹۸۹ وویجر ۲ بر فراز سیاره نپتون، مجموعه‌ای از تصاویر به دست آمد که بوسیله آنها از سطح قمر تریترون نقشه‌ برداری توپوگرافیک انجام شد. این تصویر نمایی از یک دشت آتشفشانی را دراین قمر سیاره نپتون نشان می‌دهد.

قمر تریترون
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت / موسسه علوم سیاره‌ای و ماه)

طرح شماتیک زیر ساختار منظومه شمسی را نشان می‌دهد. محل‌های نمایش داده شده برای کاوشگر‌های وویجر با محل کنونی آنها مطابقت ندارد.

ساختار منظومه شمسی
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا)

این یکی از درخشان‌ترین تصاویری است که فضاپما وویجر به ثبت رسانده است. سیاره زحل و سه تا از اقمار آن با نام‌های تتیس (Tethys)، ریا (Rhea) و دیون (Dione)، نقش اصلی را در این سکانس ثبت شده در ۴ آگوست ۱۹۸۲ ایفا می‌کنند. وویجر در این هنگام ۱۳ میلیون مایل از زمین فاصله داشت.

زحل و قمر هایش
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا)

نمای زیر که به هلال اورانوس معروف است در تاریخ ۲۵ ژانویه ۱۹۸۹، از فاصله ۶۰۰ هزار مایلی و توسط کاوشگر وویجر ۲ به ثبت رسید.

هلال اورانوس
(اعتبار : ناسا / آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا / کالتک)

بیشتر بخوانید :

منبع : Space



ارسال نظر