ยานอวกาศที่อยู่ห่างจากโลก 23,000 ล้านกิโลเมตรกำลังทำอะไรอยู่?

เทคโนโลยี

นิตยสารมินิ

วันอาทิตย์ที่ 30 เมษายน 2023 21:04 น. (GMT+7)
21:04 30/04/2023

ยานอวกาศแฝดโวเอเจอร์ 1 และโวเอเจอร์ 2 ยังคง สำรวจ จักรวาลต่อไป 45 ปีหลังจากการปล่อยตัวจากโลกและห่างจากดาวเคราะห์ไป 22 ชั่วโมงแสง

ยานโวเอเจอร์ 2 ถูกปล่อยจากฐานปล่อยอวกาศเคปคานาเวอรัล (สหรัฐอเมริกา) เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2520 และยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งเป็นยานฝาแฝดของยานก็ถูกปล่อยออกไปประมาณ 2 สัปดาห์ต่อมา ในขณะที่ยานโวเอเจอร์ 1 มุ่งเน้นไปที่ดาวพฤหัสและดาวเสาร์ ยานโวเอเจอร์ 2 ได้เยี่ยมชมทั้งสองดาวเคราะห์ รวมถึงดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนด้วย ยานโวเอเจอร์ 2 ยังเป็นอุปกรณ์ของมนุษย์เพียงชิ้นเดียวที่สำรวจดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ในศตวรรษที่ 20

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2561 NASA ได้ประกาศว่ายานอวกาศได้เดินทางข้ามขอบด้านนอกของระบบสุริยะ ซึ่งเป็นขอบเขตที่ยานโวเอเจอร์ 1 เคยเดินทางข้ามมาในปี พ.ศ. 2555

ทั้งยานโวเอเจอร์ 1 และ 2 กำลังสำรวจ "อวกาศระหว่างดวงดาว" ซึ่งก็คืออวกาศระหว่างระบบดวงดาวที่แตกต่างกัน จากแอป NASA Eyes on the Solar System ผู้ชมสามารถติดตามวงโคจรของยานอวกาศ โดยจะอัปเดตทุกๆ ห้านาที ระยะทางและความเร็วได้รับการอัพเดตแบบเรียลไทม์

เครื่องมือที่ยังใช้งานได้หลังจากผ่านไป 45 ปี

ขณะนี้ยานโวเอเจอร์ 1 และโวเอเจอร์ 2 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 23,000 ล้านกิโลเมตร เนื่องจากเดิมทียานโวเอเจอร์ 2 ตั้งใจให้เป็นยานสำรองของยานโวเอเจอร์ 1 ยานอวกาศทั้งสองลำจึงมีการออกแบบที่เหมือนกันและบรรทุกเครื่องมือ ทางวิทยาศาสตร์ 10 ชิ้น จนถึงปัจจุบันเรือแต่ละลำยังคงใช้เครื่องยนต์ดังกล่าวจำนวนสี่เครื่องอยู่

แบบจำลองการทดสอบ ซึ่งจัดแสดงในห้องจำลองอวกาศที่ห้องปฏิบัติการของ NASA เมื่อปีพ.ศ. 2519 นี่คือแบบจำลองของยานสำรวจอวกาศโวเอเจอร์สองลำที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปีพ.ศ. 2520 ภาพ: NASA/JPL-Caltech

ประการแรกคือระบบย่อยรังสีคอสมิก (CRS) ซึ่งค้นหาอนุภาคพลังงานสูง ซึ่งมักพบในสนามรังสีเข้มข้นที่ล้อมรอบดาวเคราะห์บางดวง เช่น ดาวพฤหัสบดี อนุภาคเหล่านี้จะผ่าน CRS และทิ้งรอยไว้ว่าเคยอยู่ที่นั่น

เครื่องมือนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณพลังงาน แหล่งกำเนิด ความเร่ง และพลวัตของรังสีคอสมิกในกาแล็กซี และช่วยให้ทำความเข้าใจการสังเคราะห์นิวคลีโอของธาตุในแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิก CRS คือเครื่องมือที่ช่วยให้ยานโวเอเจอร์วัดประจุของอนุภาคในแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน

อนุภาคที่มีประจุพลังงานต่ำ (LECP) เป็นเครื่องมือที่สามารถมองเห็นได้เป็นชิ้นไม้ และอนุภาคที่บันทึกไว้ก็เหมือนกระสุนปืน ยิ่งกระสุนเดินทางเร็วเท่าไหร่ ก็ยิ่งสามารถเจาะลึกเข้าไปในเนื้อไม้ได้มากขึ้น และ LECP จะเผยให้เห็นความเร็วของอนุภาค จำนวน "รูกระสุน" ในแต่ละช่วงเวลาบ่งบอกว่ามีอนุภาคจำนวนเท่าใดที่มาจากลมสุริยะและจากดาวเคราะห์ ในขณะที่ทิศทางของกระสุนที่ประทับลงบนไม้บ่งบอกทิศทางที่อนุภาคเดินทาง

การจำลองยานโวเอเจอร์ 2 ผ่านแอปติดตามแบบเรียลไทม์ของ NASA ภาพโดย: NASA .

เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก (MAG) ซึ่งมีภารกิจหลักในการวัดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ตามระยะทางและเวลา เพื่อตรวจสอบว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงมีสนามแม่เหล็กหรือไม่ และดวงจันทร์ของดาวเคราะห์เหล่านี้โต้ตอบกับสนามแม่เหล็กเหล่านั้นอย่างไร

สุดท้ายคือเครื่องมือสื่อสารบนโลก ซึ่งก็คือระบบดาราศาสตร์วิทยุ (PRA) และระบบคลื่นพลาสม่า (PWS) โดยมีเสาอากาศที่มีลักษณะคล้ายตัว V PWS ครอบคลุมช่วงความถี่ตั้งแต่ 10 Hz ถึง 56 kHz ในขณะที่ตัวรับ PRA มีช่วงความถี่สองช่วงคือตั้งแต่ 20.4 kHz ถึง 1300 kHz และตั้งแต่ 2.3 MHz ถึง 40.5 MHz

ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ลำ ได้ทำอะไรไปบ้าง?

ครั้งหนึ่ง NASA คาดว่าภารกิจโวเอเจอร์ทั้งสองครั้งจะใช้เวลา 5 ปี แต่ปัจจุบันภารกิจทั้งสองนี้ได้ดำเนินการมาเป็นเวลา 45 ปีแล้ว และยังคงรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่มีค่าจากอวกาศอันไกลโพ้นที่สุดที่มนุษย์เคยไปถึง

ยานอวกาศทั้งสองลำได้แสดงให้เห็นว่าอวกาศระหว่างดวงดาวโต้ตอบกับลมสุริยะซึ่งเป็นกระแสอนุภาคมีประจุที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์อย่างไร ยานโวเอเจอร์ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับเฮลิโอสเฟียร์ ซึ่งเป็นฟองอากาศป้องกันที่อยู่รอบระบบสุริยะอีกด้วย

เฮลิโอสเฟียร์ถูกสร้างขึ้นจากลมสุริยะและถูกกำหนดรูปร่างโดยสภาวะในอวกาศระหว่างดวงดาว ขอบเขตของระบบสุริยะ – ซึ่งเป็นจุดที่ลมสุริยะสิ้นสุดและเป็นจุดที่อวกาศระหว่างดวงดาวเริ่มต้น – เรียกว่า เฮลิโอพอส

ยานโวเอเจอร์แต่ละลำของ NASA ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสี (RTG) จำนวน 3 เครื่อง ดังที่แสดงในภาพถ่าย RTG ขับเคลื่อนยานอวกาศโดยแปลงความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของพลูโตเนียม-238 ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ภาพถ่าย: NASA/JPL-Caltech

NASA กล่าวว่ายานอวกาศโวเอเจอร์ได้ให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับอวกาศระหว่างดวงดาวแก่บรรดานักวิจัย ตัวอย่างเช่น พวกเขาพบว่ารังสีคอสมิกมีพลังงานมากกว่ารังสีที่อยู่ลึกภายในเฮลิโอสเฟียร์ประมาณสามเท่า

นักวิทยาศาสตร์ได้รวมการสังเกตการณ์ของยานโวเอเจอร์เข้ากับข้อมูลจากภารกิจใหม่ๆ "เพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของดวงอาทิตย์และการที่เฮลิโอสเฟียร์โต้ตอบกับอวกาศระหว่างดวงดาวอย่างไร" NASA กล่าว

นิโคล่า ฟ็อกซ์ ยานโวเอเจอร์ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับอิทธิพลของดวงอาทิตย์ทั่วทั้งระบบดวงดาวของเรา กล่าวโดยผู้อำนวยการฝ่ายฟิสิกส์สุริยะที่สำนักงานใหญ่ของ NASA ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.

ยานอวกาศโวเอเจอร์แต่ละลำใช้พลังงานจากระบบเทอร์โมอิเล็กทริกที่ประกอบด้วยพลูโตเนียม เมื่อพลูโตเนียมสลายตัว ความร้อนที่ถูกปล่อยออกมาก็จะลดลง และเรือก็จะสูญเสียพลังงาน เพื่อชดเชยปรากฏการณ์นี้ NASA กล่าวว่าได้ปิดระบบที่ไม่จำเป็นทั้งหมด รวมถึงเครื่องทำความร้อนที่ปกป้องอุปกรณ์จากความหนาวเย็นที่รุนแรงของสภาพแวดล้อมในอวกาศ

แต่หน่วยงานอวกาศรายงานว่าแม้จะปิดเครื่องทำความร้อนตั้งแต่ปี 2019 แต่เครื่องมือบางส่วนยังคงใช้งานได้ นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ยังคงไม่ชัดเจนว่าเหตุใดยานโวเอเจอร์จึงยังคงปฏิบัติการในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่การออกแบบเดิมจะทนได้มาก

“หลังจากการสำรวจอวกาศอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 45 ปี ยานโวเอเจอร์ 1 และ 2 ยังคงให้ข้อมูลการสำรวจดินแดนที่ยังไม่ถูกสำรวจแก่มวลมนุษย์” ลินดา สปิลเกอร์ นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA กล่าว

คำถามใหญ่ - จักรวาล

หนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงประเด็นพื้นฐานในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในรูปแบบของการอภิปรายคำถาม 20 ข้อเกี่ยวกับดาราศาสตร์และจักรวาล เช่น จักรวาลคืออะไร? จักรวาลมีขนาดใหญ่ขนาดไหน? ทำไมดาวเคราะห์ถึงโคจรรอบตลอดเวลา?...

ฮวง นัม

ยานอวกาศ ดวงอาทิตย์ โลก อวกาศ