ماذا تفعل مركبة فضائية على بعد 23 مليار كيلومتر من الأرض؟

[إعلان 1]

تكنولوجيا

مجلة صغيرة

الأحد 30 أبريل 2023 الساعة 21:04 (بتوقيت جرينتش+7)
21:04 30/04/2023

تستمر المركبتان الفضائيتان التوأم فوييجر 1 وفوييجر 2 في استكشاف الكون بعد 45 عامًا من إطلاقهما من الأرض وعلى بعد 22 ساعة ضوئية من الكوكب.

أُطلقت مركبة فوييجر ٢ من مجمع كيب كانافيرال الفضائي (الولايات المتحدة الأمريكية) في ٢٠ أغسطس ١٩٧٧، وأُطلقت مركبة فوييجر ١، شقيقتها التوأم، بعد حوالي أسبوعين. بينما ركزت فوييجر ١ على كوكبي المشتري وزحل، زارت فوييجر ٢ الكوكبين، بالإضافة إلى أورانوس ونبتون. وتُعدّ فوييجر ٢ أيضًا المركبة البشرية الوحيدة التي استكشفت هذين الكوكبين في القرن العشرين.

في نوفمبر 2018، أعلنت وكالة ناسا أن المركبة الفضائية عبرت الحافة الخارجية للنظام الشمسي، وهي الحدود التي عبرتها فوييجر 1 في عام 2012.

يستكشف كلٌّ من فوييجر ١ و٢ "الفضاء بين النجوم"، أي الفضاء بين الأنظمة النجمية المختلفة. يمكن للمشاهدين تتبع مدارات المركبة الفضائية، التي تُحدَّث كل خمس دقائق، باستخدام تطبيق "عيون على النظام الشمسي" التابع لناسا. تُحدَّث المسافة والسرعة آنيًا.

أدوات لا تزال تعمل بعد 45 عامًا

تبعد مركبتا فوييجر 1 وفوييجر 2 حاليًا حوالي 23 مليار كيلومتر عن الأرض. ولأن فوييجر 2 صُممت لتكون مركبة احتياطية لفوييجر 1، فإن المركبتين الفضائيتين لهما نفس التصميم وعشرة أجهزة علمية . وحتى الآن، لا تزال كل مركبة فضائية تحمل أربعة من هذه الأجهزة قيد التشغيل.

نموذج اختبار، معروض في غرفة محاكاة الفضاء في مختبر ناسا عام 1976. هذا نموذج طبق الأصل من مسباري الفضاء فوييجر اللذين تم إطلاقهما عام 1977. الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

الأول هو نظام الأشعة الكونية الفرعي (CRS)، الذي يبحث عن جسيمات عالية الطاقة، غالبًا ما توجد في حقول الإشعاع المكثفة المحيطة ببعض الكواكب مثل المشتري. تمر هذه الجسيمات عبر نظام الأشعة الكونية الفرعي وتترك علامة دالة على وجودها هناك.

يوفر هذا الجهاز معلومات عن محتوى الطاقة، ومصدرها، وتسارعها، وديناميكياتها في المجرة، ويساعد على فهم عملية التخليق النووي للعناصر في مصادر الأشعة الكونية. جهاز CRS هو الجهاز الذي ساعد مركبات فوييجر على قياس شحنات الجسيمات في الأغلفة المغناطيسية للمشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون.

جهاز الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة (LECP) هو أداة يمكن تمثيلها كقطعة خشب، وتشبه الجسيمات التي تسجلها الرصاصات. كلما زادت سرعة الرصاصة، زاد عمق اختراقها للخشب، ويكشف جهاز LECP عن سرعة الجسيمات. يكشف عدد "ثقوب الرصاص" بمرور الوقت عن عدد الجسيمات القادمة من الرياح الشمسية والكواكب، بينما يكشف اتجاه خروج الرصاصات من الخشب عن اتجاه حركة الجسيمات.

محاكاة فوييجر ٢ عبر تطبيق ناسا للتتبع المباشر في الوقت الفعلي. الصورة: ناسا .

جهاز قياس المغناطيسية (MAG)، مهمته الأساسية هي قياس التغيرات في المجال المغناطيسي للشمس على مدى المسافة والوقت، لتحديد ما إذا كان كل كوكب لديه مجال مغناطيسي وكيف تتفاعل أقماره مع تلك المجالات.

وأخيرًا، جهاز الاتصال الأرضي، وهو نظام علم الفلك الراديوي (PRA) ونظام موجات البلازما (PWS) بهوائيات تشكل شكل حرف V. يغطي نظام PWS نطاق التردد من 10 هرتز إلى 56 كيلوهرتز، بينما يحتوي جهاز الاستقبال PRA على نطاقين للتردد، من 20.4 كيلوهرتز إلى 1300 كيلوهرتز ومن 2.3 ميجاهرتز إلى 40.5 ميجاهرتز.

ماذا فعلت مركبتي الفضاء فوييجر 2؟

كانت وكالة ناسا تتوقع في السابق أن تستمر مهمتا فوييجر لمدة خمس سنوات، والآن تعملان منذ 45 عامًا وتستمران في جمع البيانات العلمية القيمة من أبعد مناطق الفضاء التي وصل إليها البشر على الإطلاق.

أظهرت المركبتان الفضائيتان كيفية تفاعل الفضاء بين النجوم مع الرياح الشمسية، وهي تيار من الجسيمات المشحونة تُطلقه الشمس. كما وفّرت فوييجر بيانات عن الغلاف الشمسي، وهو نوع من الفقاعات الواقية حول النظام الشمسي.

يتشكل الغلاف الشمسي بفعل الرياح الشمسية، ويتشكل بفعل ظروف الفضاء بين النجوم. ويُطلق على حدود النظام الشمسي - حيث تنتهي الرياح الشمسية ويبدأ الفضاء بين النجوم - اسم الغلاف الشمسي.

كلٌّ من مسباري فوييجر التابعين لناسا مُجهّز بثلاثة مُولّدات حرارية كهربائية تعمل بالنظائر المشعة (RTGs)، كما هو موضح في الصورة. تُزوّد هذه المولدات المركبة الفضائية بالطاقة عن طريق تحويل الحرارة الناتجة عن تحلل البلوتونيوم-238 إلى كهرباء. الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث - معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا .

تقول ناسا إن مركبة فوييجر الفضائية زودت الباحثين بمعلومات جديدة حول الفضاء بين النجوم. على سبيل المثال، اكتشفوا أن الأشعة الكونية خارج الغلاف الشمسي أقوى بثلاث مرات تقريبًا منها في أعماقه.

وقالت ناسا إن العلماء جمعوا ملاحظات فوييجر مع بيانات من بعثات أحدث "للحصول على صورة أكثر اكتمالاً للشمس وكيفية تفاعل الغلاف الشمسي مع الفضاء بين النجوم".

وقالت نيكولا فوكس، مديرة قسم الفيزياء الشمسية في مقر وكالة ناسا في واشنطن العاصمة، إن مركبة فوييجر قدمت معلومات حول تأثير الشمس على نظامنا الشمسي بأكمله.

تعمل كل مركبة فضائية من مركبات فوييجر بنظام كهروحراري يحتوي على البلوتونيوم. مع تحلل البلوتونيوم، ينخفض إنتاج الحرارة وتفقد المركبة طاقتها. وللتعويض عن ذلك، أعلنت ناسا أنها أوقفت جميع الأنظمة غير الضرورية، بما في ذلك أجهزة التدفئة التي تحمي الأجهزة من برد الفضاء القارس.

لكن وكالة الفضاء أفادت بأنه على الرغم من إطفاء أجهزة التدفئة عام ٢٠١٩، لا تزال بعض أجهزتها تعمل. ولا يزال علماء ناسا غير متأكدين من سبب استمرار فوييجر في العمل عند درجات حرارة أقل بكثير مما صُممت لتحمله في الأصل.

بعد 45 عامًا من الاستكشاف المستمر للفضاء، تواصل مركبتا فوييجر 1 و2 تزويد البشرية بملاحظات عن مناطق غير مستكشفة، كما قالت ليندا سبيلكر، وهي عالمة في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا.

أسئلة كبيرة - الكون

يتناول الكتاب قضايا جوهرية في العلوم الطبيعية، من خلال مناقشة عشرين سؤالاً حول علم الفلك والكون، مثل: ما هو الكون؟ ما حجم الكون؟ لماذا تدور الكواكب دائماً؟...

هوانغ نام

سفينة الفضاء الشمس الأرض الفضاء