يمكن أن تصبح فوييجر 1، مسبار الفضاء السحيق التابع لناسا، قريبًا أول مركبة فضائية تصل إلى معلم تاريخي. وفي نوفمبر 2026، سيكون المسبار على بعد يوم ضوئي واحد من الأرض.
تم إطلاق فوييجر 1 في عام 1977، وهي أبعد مركبة فضائية عن كوكبنا، وتقوم حاليًا باستكشاف الفضاء بين النجوم على بعد 15.8 مليار ميل.
وقالت سوزي دود، مديرة مشروع فوييجر في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، إن مصطلح “اليوم الضوئي” يشير إلى المسافة التي ستستغرقها 24 ساعة لإشارة أو أمر ينتقل بسرعة الضوء للوصول إلى المركبة الفضائية من الأرض. فاليوم الضوئي الواحد يعادل 16 مليار ميل (26 مليار كيلومتر).
لذا، إذا طلب فريق فوييجر من المركبة الفضائية القيام بشيء ما بمجرد وصولها إلى هذه النقطة، فسوف يستغرق الأمر يومًا آخر حتى تستجيب فوييجر.
قال دود: “إذا أرسلت أمرًا وقلت: “صباح الخير، Voyager 1،” في الساعة 8 صباحًا من صباح يوم الاثنين، فسأحصل على رد Voyager 1 لي في صباح الأربعاء في الساعة 8 صباحًا تقريبًا”.
فوييجر 1 وتوأمها، فوييجر 2، هما المركبة الفضائية الوحيدة التي تعمل خارج الغلاف الشمسي، وهي فقاعة الشمس المكونة من المجالات المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما هو أبعد من مدار بلوتو. بعد عقود من البقاء في الفضاء، اضطر كلاهما إلى إيقاف تشغيل العديد من الأدوات، لكنهما يستخدمان أدواتهما المتبقية لدراسة هذه المنطقة المجهولة وتوفير البيانات التي يمكن أن تفيد البعثات المستقبلية.
هناك العديد من التحديات التي تأتي مع البقاء على اتصال مع مثل هذه التحقيقات بعيدة المدى، لكن دود وفريقها يتخذون الخطوات اللازمة لضمان وصول “كبار السن” إلى سن الخمسين.ذ الذكرى السنوية في عام 2027.
البقاء على اتصال عبر المسافات الكونية
انطلقت فوييجر 1 في رحلة لاستكشاف كوكب المشتري وزحل، وهي تسافر بعيدًا عن الأرض على نفس المسار وبنفس السرعة – 38000 ميل في الساعة – منذ تحليقها بالقرب من زحل في نوفمبر 1980.
ومن خلال فهم موقع الأرض بالنسبة إلى فوييجر 1، وسرعة المركبة الفضائية ومسارها، يستطيع المهندسون حساب المدة التي تستغرقها الإشارة للوصول إلى المسبار.
تم إطلاق فوييجر 1 من مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا في 5 سبتمبر 1977. – NASA/JPL-Caltech/KSC
على سبيل المثال، مسار فوييجر 1 بعد التحليق بالقرب من زحل أخذها للأعلى والخروج من مستوى الكواكب بعد مرورها بزحل، بينما مرت فوييجر 2 فوق قمة نبتون بعد تحليقها عام 1989 حول العملاق الجليدي وتحركت للأسفل والخروج من مستوى الكواكب. ولم يقم أي من المسبارين بتعديل مساره منذ آخر تحليق لهما حول الكواكب، مما يعني أن كلاهما كانا في رحلات بحرية متواصلة استمرت لعقود من الزمن.
من غير المتوقع أن تصل فوييجر 2 إلى مسافة يوم ضوئي واحد من الأرض حتى نوفمبر 2035، وحتى أكثر التقديرات طموحًا تشير إلى أن المركبة الفضائية لن تعمل في ذلك الوقت. لكن كلا التحقيقين يواصلان مفاجأة الفريق.
في كل يوم، وباعتبارها أقدم مركبة فضائية عاملة، تسجل مسابر فوييجر رقمًا قياسيًا بمجرد استمرارها في العمل.
لكنها لم تكن عملية سهلة.
وقال دود إن المجسات ترسل البيانات بمعدل منخفض للغاية يبلغ 160 بت في الثانية، أو بمعدل بيانات مماثل للاتصال بالإنترنت عبر الطلب الهاتفي.
وقال دود: “إن المسافة التي نبعدها عن الأرض تستغرق وقتًا أطول بكثير للحصول على إشارة هناك، وتتبدد قوة الإشارة”. “يتطلب الأمر مصفوفات هوائيات متعددة لجمع تلك الإشارة مرة أخرى.”
يعني معدل البيانات المنخفض أن دود وفريقها يتلقون معلومات متفرقة حول حالة كل مركبة فضائية، وإذا كانت هناك مشكلة، فلن يتمكنوا من الاستجابة بسرعة.
ومع ذلك، تم تصميم كلتا المركبتين لتكونا مكتفيتين ذاتيًا مع قدر كبير من الاستقلالية على متنهما حتى يتمكنوا من إنقاذ أنفسهم إذا سارت الأمور بشكل جانبي على بعد مليارات الأميال من الأرض.
وقال دود: “إذا حدث خطأ ما، فيمكنهم وضع أنفسهم في حالة آمنة حتى يتمكنوا من الانتظار حتى نتمكن من التحدث إلى المركبة الفضائية ومعرفة ماهية المشكلة وحل هذه المشكلة”.
لماذا تستمر مجسات فوييجر؟
وقال دود إن الفريق اتخذ على مدى سنوات قرارات صعبة لضمان عمل المسبار لأطول فترة ممكنة. وهذا يعني إيقاف تشغيل الأنظمة والأدوات الهندسية للحفاظ على الطاقة وضمان بقاء المركبة الفضائية دافئة بدرجة كافية لتعمل.
لكي تستمر مجسات فوييجر في التواصل مع الأرض، يجب أيضًا توجيه هوائياتها نحو كوكبنا.
وقال دود إنه إذا تجمدت خطوط الدفع على أي من المسبارين، مما تسبب في توجيه الهوائيات إلى مكان آخر، “فسوف نخسر المهمة لأننا لم يعد بإمكاننا الحصول على إشارة إلى المركبة الفضائية”.
ولا يقتصر الأمر على استمرار مسباري فوييجر في الطيران فحسب، بل يجب أن يعملا باستخدام أدوات علمية.
قبل الذكرى الخمسين لهما في عام 2027، من المحتمل أن تحتاج كلتا المركبتين الفضائيتين إلى إيقاف تشغيل أدوات وأنظمة إضافية. يأمل الفريق في الحفاظ على تشغيل نظام الأشعة الكونية الفرعي على فوييجر 2، بالإضافة إلى مقياس المغناطيسية والأنظمة الفرعية لموجات البلازما على كلتا المركبتين الفضائيتين. وقال دود إن الأدوات ستمكن كلا المسبارين من العمل بشكل أساسي مثل أقمار الطقس الصناعية في الفضاء بين النجوم، واستشعار البيئة التي يسافرون عبرها.
يهتم العلماء بفهم كيفية تغير المجال المغناطيسي للشمس وتفاعله عند منطقة الغلاف الشمسي، وهي حدود الغلاف الشمسي حيث تلتقي الرياح الشمسية الساخنة المتدفقة من الشمس بالفضاء بين النجوم البارد.
قال دود: “فكر في الغلاف الشمسي مثل الخط الساحلي للمحيط”. يكشف الخوض في الماء عن تموجات وأمواج وعوامل متغيرة أخرى كلما ابتعدت عن الشاطئ، وفي مرحلة ما، تصبح الأمور أكثر استقرارًا. تقوم مجسات فوييجر بقياس التموجات، أو التفاعلات بين الغلاف الشمسي وشمسنا والفضاء بين النجوم، كلما ابتعدت المركبة الفضائية عن الشمس.
وقال دود: “المهم هو العمل بهذه الأدوات العلمية لأطول فترة ممكنة لتكوين خريطة لما يتغير مع الابتعاد عن الشمس”.
يشعر دود بالثقة في أن مركبة فضائية واحدة على الأقل يمكنها الاستمرار لمدة تتراوح بين عامين وخمسة أعوام أخرى. وقالت إن عملية تمكين المهام غير المسبوقة من الاستمرار تصبح أكثر صعوبة كل عام.
لكن لدى فوييجر فريق رائع يقف وراءها، بما في ذلك متقاعدون من وكالة ناسا في الثمانينات من العمر الذين يقدمون المشورة بشأن أنظمة فرعية محددة وأعضاء الفريق صغار جدًا لدرجة أن آباءهم لم يولدوا عندما انطلقت المجسات.
قال دود: “إن هذا النوع من الجهد المبذول بين الأجيال في رحلة فوييجر هو أمر يستحق المشاهدة حقًا”. “أنا أحب هذه المركبات الفضائية. فهي سفراء لنا هنا على الأرض.”
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com