کاوشگر هایی که از مرگ سرپیچی کردند؛ سرنوشت فضاپیما ها در دورترین نقاط منظومه شمسی! - وبلاگ دانشگاه

به گزارش وبلاگ دانشگاه، بیشتر این کاوشگر ها از مرگ مورد انتظار خود سرپیچی نموده اند و هنوز مدت هاست که فراتر از برنامه های ماموریت اصلی عمل می نمایند. این فضاپیما ها در ابتدا برای کشف سیارات همسایه ما برنامه ریزی شده بودند، اما اکنون در حال آنالیز نقاط منحصربه فردی بیرون از منظومه شمسی هستند که در سال 2022 به مقدار زیادی رسیده اند.

فضاپیما هایی که به اعماق فضا سفر می نمایند، نقش مهمی را در درک منظومه شمسی و دنیا فراتر از آن بر عهده دارند. در این گزارش به آنالیز فضاپیما هایی می پردازیم که به دورترین نقاط منظومه شمسی فرستاده شدند.

به گزارش اسپیس، انسان ها از زمان پرتاب فضاپیمای پایونیر10 (Pioneer 10) در سال 1972، 50 سال است که فضاپیما هایی را به اعماق فضا پرتاب می نمایند. ما اکنون پنج فضاپیما داریم که یا به لبه های منظومه شمسی رسیده اند یا به سرعت به آن نزدیک می شوند. این فضاپیماها، پایونیر10، پایونیر11، وویجر1 (Voyager 1)، وویجر2 و نیوهورایزنز (New Horizons) هستند.

بیشتر این کاوشگر ها از مرگ مورد انتظار خود سرپیچی نموده اند و هنوز مدت هاست که فراتر از برنامه های ماموریت اصلی عمل می نمایند. این فضاپیما ها در ابتدا برای کشف سیارات همسایه ما برنامه ریزی شده بودند، اما اکنون در حال آنالیز نقاط منحصربه فردی بیرون از منظومه شمسی هستند که در سال 2022 به میزان زیادی رسیده اند.

وویجر 1 و 2

امسال ماموریت های وویجر سالگرد بسیار ویژه ای را جشن گرفتند. این جشن سالگرد 45 سال عملیات بود. این دو فضاپیما به درک ستاره شناسان از منظومه شمسی یاری زیادی نموده اند؛ از پرواز های نزدیک به سیارات بیرونی گرفته تا آنالیز دورترین نقاط دسترسی انسان در فضا.

پروژه اصلی آن ها در حال حاضر کاوش در جایی است که تأثیر خورشید به سرانجام می رسد و تأثیرات سایر ستارگان شروع می گردد. وویجر1 در سال 2012 و وویجر2 در سال 2018 از هلیوپوز (Heliopause) عبور کرد. هلیوپوز، مرزی است که در آن تاثیر مهم جریان ذرات خورشید متوقف می گردد.

لیندا اسپیلکر (Linda Spilker)، دانشمند پروژه وویجر و دانشمند سیاره شناسی در آزمایشگاه پیش رانش جت (JPL) ناسا، در مصاحبه با اسپیس گفت: وویجر1 اکنون به مدت یک دهه در فضای میان ستاره ای بوده است. ماموریت آن هنوز هم ادامه دارد و همچنان قوی است.

گروه ماموریت امسال با یک مشکل بزرگ روبه رو شدند و آن زمانی بود که فضاپیما ارسال اطلاعات مبهم را در خصوص مکان خود شروع کرد. مهندسان علت را پیدا کردند و دریافتند که فضاپیما از سخت افزار رایانه ای بدی استفاده نموده است. بدین ترتیب، آن ها عملیات را بازیابی کردند.

در هر حال، وقوع چنین حوادثی در خصوص یک فضاپیمای کهنه قابل انتظار است. این گروه، منبع تغذیه فضاپیما را نیز مدیریت می نمایند که هر سال با افزایش ناکارآمدی ژنراتور های رادیواکتیو کاوشگر ها کاهش می یابد. امسال، پرسنل مأموریت سیستم های گرمایشی را خاموش کردند و تعدادی از تجهیزات علمی را در محیط سرد و خشن فضا گرم نگه داشتند. آن ها در کمال تعجب دریافتند که این تجهیزات هنوز هم به خوبی کار می نمایند.

دوربین ها ممکن است دهه ها پیش خاموش شده باشند، اما سایر تجهیزات این فضاپیما ها در حال جمع آوری داده های مربوط به پلاسما و میدان های مغناطیسی خورشید در فاصله ای بسیار دور از خود آن هستند. از آنجا که پیمودن این مسیر طولانی برای ذرات باد خورشیدی زمان می برد، مشاهدات از راه دور به دانشمندان امکان می دهند تا ببینند که تغییرات خورشید چگونه در سراسر کیهان منتشر می شوند.

لبه های منظومه شمسی نیز همواره پر از شگفتی بوده اند. منطقی است که با دور شدن از مرکز منظومه شمسی، پلاسمای خورشید بیشتر پراکنده و پخش گردد، اما در واقع، وویجر ها پس از عبور از هلیوپوز، با پلاسمای بسیار متراکم تری روبه رو شده اند. ستاره شناسان هنوز در خصوص این موضوع گیج هستند. اسپیلکر گفت: بسیار شگفت انگیز است که حتی پس از گذشت این همه زمان، ما همچنان شاهد تأثیر خورشید در فضای میان ستاره ای هستیم. من مشتاقانه منتظر ادامه فعالیت وویجر هستم که شاید به پنجاهمین سالگرد خود برسد.

پایونیر 10و 11

فضاپیمای پایونیر به علت نقشی که به عنوان یک فضاپیمای پیشگام دارد، از جایگاه ویژه ای در تاریخ فضا برخوردار است. با وجود این، فضاپیما های 50 ساله پایونیر غیرعملکردی هستند، زیرا پایونیر10 ارتباطات خود را در سال 2003 از دست داد و پایونیر11 نیز از آخرین تماس خود در سال 1995 تا به امروز سکوت نموده است.

در هر حال، هر دوی این فضاپیما ها نشانه هایی از حضور بشریت در منظومه شمسی به شمار می روند و حتی اگر ما دیگر دستوری برای آن ها ارسال نکنیم، همچنان به سفر خود ادامه می دهند. هنگامی که یک فضاپیما در مسیری بیرون از منظومه شمسی قرار می گیرد، متوقف نمی گردد؛ مگر اینکه چیزی مسیر آن را تغییر دهد.

نیوهورایزنز

نیوهورایزنز، کوچکترین عضو این ماموریت های پیشگامانه به شمار می رود که در سال 2006 به فضا پرتاب شده است. این کاوشگر پس از انجام دادن پرواز معروف خود از نزدیک سیاره پلوتو در سال 2015، با سرعتی بی سابقه از منظومه شمسی فاصله گرفته و قرار است در حدود سال 2040 به هلیوپوز برسد.

نیوهورایزنز نه تنها ماموریت اصلی خود را به سرانجام رسانده است، بلکه در سال 2019 به عنوان نخستین توسعه مأموریت خود، پرواز از نزدیک یک جرم کوچک تر موسوم به آلتیما ثولی (Arrokoth) را در کمربند کویپر (Kuiper Belt) با موفقیت به سرانجام رساند. در اوایل امسال، این فضاپیما در حالت خواب زمستانی نهاده شد، زیرا ماموریت طولانی آن هنوز تایید نشده بود، اما اکنون گروه پژوهشی با هیجان در حال حرکت کردن به سمت دومین ماموریت پیشرفته کمربند کویپر (KEM 2) نیوهورایزنز هستند. اگرچه فضاپیما تا اول مارس 2023 به خواب زمستانی خواهد رفت، اما ماموریت KEM 2 از اول اکتبر شروع شد.

گروه ماموریت برای مشاهدات نو و هیجان انگیز آماده می شوند. آن ها آماده هستند تا با یاری تجهیزاتی بسیار پیشرفته تر از آنچه وویجر ها در دهه 1970 حمل می کردند، از نیوهورایزنز به عنوان یک رصدخانه در منظومه شمسی دوردست استفاده نمایند و دیدگاهی را ارائه دهند که ما نمی توانیم آن را روی زمین به دست آوریم.

بانی بوراتی (Bonnie Burrati)، دانشمند سیاره شناسی در آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا و از اعضای گروه نیوهورایزنز، مشتاقانه منتظر تماشا منظره ها نوی از اجرام کمربند کویپر و تکه های یخ و سنگ فراتر از نپتون است.

بوراتی گفت: موقعیت منحصربه فرد نیوهورایزنز در بیرون از منظومه شمسی، زوایای نوی را برای نگاه کردن به اجرام کمربند کویپر فراهم می نماید. دیدگاه های گوناگون می توانند به ستاره شناسان درباره ناهمواری سطوح اجرام براساس نحوه پراکندگی نور و ایجاد سایه روی آن ها شرح دهند.

لزلی یانگ (Leslie Young)، دانشمند سیاره شناسی موسسه تحقیقاتی جنوب غربی (SwRI) در کلرادو می خواهد از این فضاپیما برای داشتن یک نگاه نو به چیزی نزدیک تر به خانه استفاده کند. هدف او، غول های یخی اورانوس و نپتون هستند. دیدگاه منحصربه فرد نیوهورایزنز، اطلاعاتی را در خصوص چگونگی پراکنده شدن نور در جو سیارات در اختیار دانشمندان قرار می دهد. این اطلاعات را نمی توانیم از روی زمین به دست آوریم، زیرا نمی توانیم اورانوس و نپتون را از آن زاویه ببینیم.

دانشمندان سیاره شناسی، مشتاق کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این سیارات هستند؛ به ویژه که ناسا برنامه ریزی یک ماموریت نو را برای بازدید از اورانوس شروع نموده است.

وقتی فضاپیما از خواب زمستانی بیدار می گردد، از صخره کویپر (Kuiper cliff) می گذرد؛ جایی که دانشمندان در حال حاضر باور دارند گروه بزرگ تری از اجرام کمربند کویپر را در خود جای داده است. برایان هولر (Bryan Holler)، ستاره شناس موسسه علوم تلسکوپ فضایی (Stsci) در مصاحبه با اسپیس گفت: وقتی به منظومه های ستاره ای دیگر نگاه می کنیم، قرص های به جای مانده را می بینیم که تا فواصل بسیار بزرگ تری از ستارگان میزبان خود توسعه می یابند.

ماموریت گسترده بعدی حتی فراتر از حوزه اصلی علوم سیاره ای نیوهورایزنز خواهد رفت. این فضاپیما اکنون میزان گیری های بهتری را در خصوص پیش زمینه نور و پرتو های کیهانی در فضا ارائه می دهد، توزیع غبار را در سراسر منظومه شمسی ما ردیابی می نماید و به عنوان مکمل فضاپیما های وویجر، اطلاعات مهمی را در خصوص تأثیر خورشید به دست می آورد. از آنجا که سه فضاپیمای دوردست در جهت های جداگانه ای در حال حرکت هستند، به ستاره شناسان امکان می دهند که بی نظمی های موجود در ساختار منظومه شمسی را ترسیم نمایند.

در خصوص نیوهورایزنز، نشانه ها حاکی از این هستند که این فضاپیما قدرت کافی را برای دوام آوردن در دهه 2040 و احتمالا پس از آن خواهد داشت و هر سال، 480 میلیون کیلومتر دورتر در این قلمروی ناشناخته حرکت خواهد نمود.