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.

تم إطلاق فوييجر 2 من مجمع إطلاق الفضاء كيب كانافيرال (الولايات المتحدة الأمريكية) في 20 أغسطس 1977، وتم إطلاق شقيقه التوأم، فوييجر 1، بعد حوالي أسبوعين. في حين ركزت فوييجر 1 على كوكبي المشتري وزحل، زارت فوييجر 2 كلا الكوكبين، بالإضافة إلى أورانوس ونبتون. كما أن فوييجر 2 هي الأداة البشرية الوحيدة لاستكشاف 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.

يقوم كل من فوييجر 1 وفوييجر 2 باستكشاف "الفضاء بين النجوم"، وهو الفضاء بين أنظمة النجوم المختلفة. من خلال تطبيق NASA Eyes on the Solar System، يستطيع المشاهدون تتبع مدارات المركبة الفضائية، والتي يتم تحديثها كل خمس دقائق. يتم تحديث المسافة والسرعة في الوقت الحقيقي.

أدوات لا تزال تعمل بعد 45 عامًا

تقع مركبتا فوييجر 1 وفوييجر 2 حاليًا على بعد حوالي 23 مليار كيلومتر من الأرض. وبما أن فوييجر 2 كان من المفترض في الأصل أن تكون نسخة احتياطية لمركبة فوييجر 1، فإن المركبتين الفضائيتين لهما تصميمات متطابقة وتحملان 10 أدوات علمية . حتى الآن، لا تزال كل سفينة تمتلك أربعة من هذه المحركات 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 (CRS)، الذي يبحث عن الجسيمات عالية الطاقة، والتي توجد عادة في حقول الإشعاع المكثفة المحيطة ببعض الكواكب مثل كوكب المشتري. تمر هذه الجسيمات عبر CRS وتترك علامة تشير إلى وجودها هناك.

توفر هذه الأداة معلومات عن محتوى الطاقة وأصلها وتسارعها وديناميكياتها في المجرة، وتساعد على فهم عملية التخليق النووي للعناصر في مصادر الأشعة الكونية. CRS هو الجهاز الذي ساعد المركبة فوييجر في قياس شحنات الجسيمات في الغلاف المغناطيسي للمشتري وزحل وأورانوس ونبتون.

الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة (LECP) هي أداة يمكن تصورها كقطعة من الخشب، والجسيمات التي تسجلها تشبه الرصاص. كلما كانت سرعة الرصاصة أكبر، كلما توغلت بشكل أعمق في الخشب، ويكشف LECP عن سرعة الجسيمات. يشير عدد "ثقوب الرصاص" على مدار الوقت إلى عدد الجسيمات القادمة من الرياح الشمسية والكواكب، في حين يشير اتجاه الرصاص المطبوع على الخشب إلى الاتجاه الذي سافرت إليه الجسيمات.

محاكاة فوييجر 2 عبر تطبيق التتبع المباشر في الوقت الفعلي التابع لوكالة ناسا. 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.

وأخيرا، أداة الاتصال بالأرض، ونظام علم الفلك الراديوي (PRA) ونظام الموجات البلازمية (PWS) مع هوائيات تشكل شكل حرف V. يغطي PWS نطاق التردد من 10 هرتز إلى 56 كيلو هرتز، بينما يحتوي جهاز الاستقبال PRA على نطاقين للتردد، من 20.4 كيلو هرتز إلى 1300 كيلو هرتز ومن 2.3 ميجا هرتز إلى 40.5 ميجا هرتز.

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.

وأظهرت المركبتان الفضائيتان كيف يتفاعل الفضاء بين النجوم مع الرياح الشمسية، وهي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة التي تطلقها الشمس. كما قدمت مركبة فوييجر بيانات حول الغلاف الشمسي، وهو نوع من الفقاعات الواقية حول النظام الشمسي.

يتم إنشاء الغلاف الشمسي بواسطة الرياح الشمسية ويتم تشكيله بواسطة ظروف الفضاء بين النجوم. حدود النظام الشمسي - حيث تنتهي الرياح الشمسية ويبدأ الفضاء بين النجوم - تسمى الغلاف الشمسي.

تم تجهيز كل مسبار فوييجر التابع لوكالة ناسا بثلاثة مولدات حرارية كهربائية تعمل بالنظائر المشعة (RTGs) كما هو موضح في الصورة. تعمل مولدات الطاقة الحرارية الراديوية على تزويد المركبات الفضائية بالطاقة عن طريق تحويل الحرارة الناتجة عن تحلل البلوتونيوم 238 إلى كهرباء. الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا .

تقول وكالة ناسا إن مركبة الفضاء فوييجر زودت الباحثين بمعلومات جديدة حول الفضاء بين النجوم. على سبيل المثال، وجدوا أن الأشعة الكونية أقوى بثلاث مرات خارج الغلاف الشمسي مقارنة بداخله.

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".

نيكولا فوكس. قال مدير قسم الفيزياء الشمسية في مقر وكالة ناسا في واشنطن العاصمة إن مركبة الفضاء فوييجر قدمت معلومات عن تأثير الشمس على كامل نظامنا النجمي.

يتم تشغيل كل مركبة فضائية فوييجر بواسطة نظام حراري كهربائي يحتوي على البلوتونيوم. ومع تحلل البلوتونيوم، تنخفض الحرارة المنبعثة وتفقد السفن قوتها. ولتعويض هذه الظاهرة، قالت وكالة ناسا إنها أوقفت تشغيل جميع الأنظمة غير الضرورية، بما في ذلك أجهزة التدفئة التي تحمي المعدات من البرد القارس لبيئة الفضاء.

لكن وكالة الفضاء أفادت أنه على الرغم من إيقاف تشغيل أجهزة التدفئة منذ عام 2019، فإن بعض الأجهزة لا تزال تعمل. لا يزال علماء ناسا غير متأكدين من سبب استمرار فوييجر في العمل في درجات حرارة أقل بكثير مما يمكن لتصميمها الأصلي أن يتحمله.

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 أساسية في العلوم الطبيعية، وذلك من خلال مناقشة عشرين سؤالاً حول علم الفلك والكون مثل: ما هو الكون؟ ما هو حجم الكون؟ لماذا تدور الكواكب دائما حول بعضها؟

هوانغ نام

سفينة الفضاء الشمس الأرض الفضاء