کاوشگر‌هایی که از مرگ سرپیچی کردند؛ سرنوشت فضاپیما‌ها در دورترین نقاط منظومه شمسی!

فضاپیما‌هایی که به اعماق فضا سفر می‌کنند، نقش مهمی را در درک منظومه شمسی و جهان فراتر از آن بر عهده دارند. در این گزارش به بررسی فضاپیما‌هایی می‌پردازیم که به دورترین نقاط منظومه شمسی فرستاده شدند.

به گزارش اسپیس، انسان‌ها از زمان پرتاب فضاپیمای «پایونیر۱۰» (Pioneer ۱۰) در سال ۱۹۷۲، ۵۰ سال است که فضاپیما‌هایی را به اعماق فضا پرتاب می‌کنند. ما اکنون پنج فضاپیما داریم که یا به لبه‌های منظومه شمسی رسیده‌اند یا به سرعت به آن نزدیک می‌شوند. این فضاپیماها، پایونیر۱۰، «پایونیر۱۱»، «وویجر۱» (Voyager ۱)، «وویجر۲» و «نیوهورایزنز» (New Horizons) هستند.

بیشتر این کاوشگر‌ها از مرگ مورد انتظار خود سرپیچی کرده‌اند و هنوز مدت‌هاست که فراتر از برنامه‌های ماموریت اصلی عمل می‌کنند. این فضاپیما‌ها در ابتدا برای کشف سیارات همسایه ما برنامه‌ریزی شده بودند، اما اکنون در حال بررسی نقاط منحصربه‌فردی بیرون از منظومه شمسی هستند که در سال ۲۰۲۲ به میزان زیادی رسیده‌اند.

وویجر ۱ و ۲

امسال ماموریت‌های وویجر سالگرد بسیار ویژه‌ای را جشن گرفتند. این جشن سالگرد ۴۵ سال عملیات بود. این دو فضاپیما به درک ستاره‌شناسان از منظومه شمسی کمک زیادی کرده‌اند؛ از پرواز‌های نزدیک به سیارات بیرونی گرفته تا بررسی دورترین نقاط دسترسی انسان در فضا.

پروژه اصلی آن‌ها در حال حاضر کاوش در جایی است که تأثیر خورشید به پایان می‌رسد و تأثیرات سایر ستارگان آغاز می‌شود. وویجر۱ در سال ۲۰۱۲ و وویجر۲ در سال ۲۰۱۸ از «هلیوپوز» (Heliopause) عبور کرد. هلیوپوز، مرزی است که در آن تاثیر مهم جریان ذرات خورشید متوقف می‌شود.

«لیندا اسپیلکر» (Linda Spilker)، دانشمند پروژه وویجر و دانشمند سیاره‌شناسی در «آزمایشگاه پیش‌رانش جت» (JPL) ناسا، در مصاحبه با اسپیس گفت: وویجر۱ اکنون به مدت یک دهه در فضای میان‌ستاره‌ای بوده است. ماموریت آن هنوز هم ادامه دارد و همچنان قوی است.

گروه ماموریت امسال با یک مشکل بزرگ روبه‌رو شدند و آن زمانی بود که فضاپیما ارسال اطلاعات مبهم را در مورد مکان خود آغاز کرد. مهندسان علت را پیدا کردند و دریافتند که فضاپیما از سخت‌افزار رایانه‌ای بدی استفاده کرده است. بدین ترتیب، آن‌ها عملیات را بازیابی کردند.

در هر حال، وقوع چنین حوادثی در مورد یک فضاپیمای کهنه قابل انتظار است. این گروه، منبع تغذیه فضاپیما را نیز مدیریت می‌کنند که هر سال با افزایش ناکارآمدی ژنراتور‌های رادیواکتیو کاوشگر‌ها کاهش می‌یابد. امسال، پرسنل مأموریت سیستم‌های گرمایشی را خاموش کردند و تعدادی از تجهیزات علمی را در محیط سرد و خشن فضا گرم نگه داشتند. آن‌ها در کمال تعجب دریافتند که این تجهیزات هنوز هم به خوبی کار می‌کنند.

دوربین‌ها ممکن است دهه‌ها پیش خاموش شده باشند، اما سایر تجهیزات این فضاپیما‌ها در حال جمع‌آوری داده‌های مربوط به پلاسما و میدان‌های مغناطیسی خورشید در فاصله‌ای بسیار دور از خود آن هستند. از آنجا که پیمودن این مسیر طولانی برای ذرات باد خورشیدی زمان می‌برد، مشاهدات از راه دور به دانشمندان امکان می‌دهند تا ببینند که تغییرات خورشید چگونه در سراسر کیهان منتشر می‌شوند.

لبه‌های منظومه شمسی نیز همیشه پر از شگفتی بوده‌اند. منطقی است که با دور شدن از مرکز منظومه شمسی، پلاسمای خورشید بیشتر پراکنده و پخش شود، اما در واقع، وویجر‌ها پس از عبور از هلیوپوز، با پلاسمای بسیار متراکم‌تری روبه‌رو شده‌اند. ستاره‌شناسان هنوز در مورد این موضوع گیج هستند. اسپیلکر گفت: بسیار شگفت‌انگیز است که حتی پس از گذشت این همه زمان، ما همچنان شاهد تأثیر خورشید در فضای میان‌ستاره‌ای هستیم. من مشتاقانه منتظر ادامه فعالیت وویجر هستم که شاید به پنجاهمین سالگرد خود برسد.

پایونیر ۱۰و ۱۱

فضاپیمای پایونیر به دلیل نقشی که به عنوان یک فضاپیمای پیشگام دارد، از جایگاه ویژه‌ای در تاریخ فضا برخوردار است. با وجود این، فضاپیما‌های ۵۰ ساله پایونیر غیرعملکردی هستند، زیرا پایونیر۱۰ ارتباطات خود را در سال ۲۰۰۳ از دست داد و پایونیر۱۱ نیز از آخرین تماس خود در سال ۱۹۹۵ تاکنون سکوت کرده است.

در هر حال، هر دوی این فضاپیما‌ها نشانه‌هایی از حضور بشریت در منظومه شمسی به شمار می‌روند و حتی اگر ما دیگر دستوری برای آن‌ها ارسال نکنیم، همچنان به سفر خود ادامه می‌دهند. هنگامی که یک فضاپیما در مسیری بیرون از منظومه شمسی قرار می‌گیرد، متوقف نمی‌شود؛ مگر اینکه چیزی مسیر آن را تغییر دهد.

نیوهورایزنز

نیوهورایزنز، کوچکترین عضو این ماموریت‌های پیشگامانه به شمار می‌رود که در سال ۲۰۰۶ به فضا پرتاب شده است. این کاوشگر پس از انجام دادن پرواز معروف خود از نزدیک سیاره پلوتو در سال ۲۰۱۵، با سرعتی بی‌سابقه از منظومه شمسی فاصله گرفته و قرار است در حدود سال ۲۰۴۰ به هلیوپوز برسد.

نیوهورایزنز نه تنها ماموریت اصلی خود را به پایان رسانده است، بلکه در سال ۲۰۱۹ به عنوان نخستین گسترش مأموریت خود، پرواز از نزدیک یک جرم کوچک‌تر موسوم به «آلتیما ثولی» (Arrokoth) را در «کمربند کویپر» (Kuiper Belt) با موفقیت به پایان رساند. در اوایل سال جاری، این فضاپیما در حالت خواب زمستانی قرار گرفت، زیرا ماموریت طولانی آن هنوز تایید نشده بود، اما اکنون گروه پژوهشی با هیجان در حال حرکت کردن به سمت «دومین ماموریت توسعه‌یافته کمربند کویپر» (KEM ۲) نیوهورایزنز هستند. اگرچه فضاپیما تا اول مارس ۲۰۲۳ به خواب زمستانی خواهد رفت، اما ماموریت KEM ۲ از اول اکتبر آغاز شد.

گروه ماموریت برای مشاهدات جدید و هیجان‌انگیز آماده می‌شوند. آن‌ها آماده هستند تا با کمک تجهیزاتی بسیار پیشرفته‌تر از آنچه وویجر‌ها در دهه ۱۹۷۰ حمل می‌کردند، از نیوهورایزنز به عنوان یک رصدخانه در منظومه شمسی دوردست استفاده کنند و دیدگاهی را ارائه دهند که ما نمی‌توانیم آن را روی زمین به دست آوریم.

«بانی بوراتی» (Bonnie Burrati)، دانشمند سیاره‌شناسی در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا و از اعضای گروه نیوهورایزنز، مشتاقانه منتظر دیدن مناظر جدیدی از اجرام کمربند کویپر و تکه‌های یخ و سنگ فراتر از نپتون است.

بوراتی گفت: موقعیت منحصربه‌فرد نیوهورایزنز در بیرون از منظومه شمسی، زوایای جدیدی را برای نگاه کردن به اجرام کمربند کویپر فراهم می‌کند. دیدگاه‌های گوناگون می‌توانند به ستاره‌شناسان درباره ناهمواری سطوح اجرام براساس نحوه پراکندگی نور و ایجاد سایه روی آن‌ها توضیح دهند.

«لزلی یانگ» (Leslie Young)، دانشمند سیاره‌شناسی «موسسه تحقیقاتی جنوب غربی» (SwRI) در کلرادو می‌خواهد از این فضاپیما برای داشتن یک نگاه جدید به چیزی نزدیک‌تر به خانه استفاده کند. هدف او، غول‌های یخی اورانوس و نپتون هستند. دیدگاه منحصربه‌فرد نیوهورایزنز، اطلاعاتی را در مورد چگونگی پراکنده شدن نور در جو سیارات در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد. این اطلاعات را نمی‌توانیم از روی زمین به دست آوریم، زیرا نمی‌توانیم اورانوس و نپتون را از آن زاویه ببینیم.

دانشمندان سیاره‌شناسی، مشتاق کسب اطلاعات بیشتر در مورد این سیارات هستند؛ به ویژه که ناسا برنامه‌ریزی یک ماموریت جدید را برای بازدید از اورانوس آغاز کرده است.

وقتی فضاپیما از خواب زمستانی بیدار می‌شود، از «صخره کویپر» (Kuiper cliff) می‌گذرد؛ جایی که دانشمندان در حال حاضر باور دارند گروه بزرگ‌تری از اجرام کمربند کویپر را در خود جای داده است. «برایان هولر» (Bryan Holler)، ستاره‌شناس «موسسه علوم تلسکوپ فضایی» (Stsci) در مصاحبه با اسپیس گفت: وقتی به منظومه‌های ستاره‌ای دیگر نگاه می‌کنیم، قرص‌های باقی‌مانده را می‌بینیم که تا فواصل بسیار بزرگ‌تری از ستارگان میزبان خود گسترش می‌یابند.

ماموریت گسترده بعدی حتی فراتر از حوزه اصلی علوم سیاره‌ای نیوهورایزنز خواهد رفت. این فضاپیما اکنون اندازه‌گیری‌های بهتری را در مورد پیش‌زمینه نور و پرتو‌های کیهانی در فضا ارائه می‌دهد، توزیع غبار را در سراسر منظومه شمسی ما ردیابی می‌کند و به عنوان مکمل فضاپیما‌های وویجر، اطلاعات مهمی را در مورد تأثیر خورشید به دست می‌آورد. از آنجا که سه فضاپیمای دوردست در جهت‌های جداگانه‌ای در حال حرکت هستند، به ستاره‌شناسان امکان می‌دهند که بی‌نظمی‌های موجود در ساختار منظومه شمسی را ترسیم کنند.

در مورد نیوهورایزنز، نشانه‌ها حاکی از این هستند که این فضاپیما قدرت کافی را برای دوام آوردن در دهه ۲۰۴۰ و احتمالا پس از آن خواهد داشت و هر سال، ۴۸۰ میلیون کیلومتر دورتر در این قلمروی ناشناخته حرکت خواهد کرد.