إلى متى يمكن أن تستمر مسبارات فوييجر في استكشاف الفضاء بين النجوم؟ ناسا تستعد لمناورة “الانفجار الكبير” لتعزيز مستويات الطاقة المتضائلة

ربما لم يتبق أمام مسباري فوييجر الرائدين سوى بضع سنوات لاستكشاف الفضاء بين النجوم، وذلك بافتراض أن المناورة المخطط لها والمحفوفة بالمخاطر في عام 2026 ستسير على ما يرام.

توأم ناسا فوييجر 1 و فوييجر 2 المركبات الفضائية، وكلاهما يعمل بالطاقة النووية، لديها الآن إمكانية الوصول إلى جزء فقط من الفضاء 470 واط من الطاقة التي ولّدوها مباشرة بعد إطلاقهم عام 1977. تم تكليفهما في الأصل باستكشاف الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي، وقد تجاوز الزوجان عمرهما المتوقع منذ فترة طويلة وما زالا ينقلان البيانات بعيدًا عن المنزل.

عبرت فوييجر 1 إلى الفضاء بين النجوم في عام 2012، وحذت حذوها فوييجر 2 بعد ست سنوات. لسنوات، ظلت ناسا تقوم بإيقاف تشغيل أدوات المسبار واحدًا تلو الآخر مع تضاؤل ​​إمدادات الطاقة الخاصة بها. وما زالوا يفقدون حوالي أربعة واط من الطاقة سنويًا. لكن وكالة ناسا مختبر الدفع النفاث (JPL) في جنوب كاليفورنيا فكرة سيتم اختبارها قريبًا لمنحهم المزيد من الوقت.

ما الذي يجري؟ ما ليس كذلك؟

تم إطلاق كلا المسبارين Voyager بنفس الأدوات التشغيلية العشرة. قامت Voyager 1 بإيقاف تشغيل نظامها الفرعي للنظر إليه الأشعة الكونية (الجسيمات عالية الطاقة) في فبراير، ثم فعلت الشيء نفسه باستخدام أداة الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة (LECP) في أبريل.

يبدو أن اثنتين فقط من أدوات Voyager 1 قيد التشغيل في الوقت الحالي، وفقًا لـ قائمة JPL: مقياس مغناطيسي للنظر في المجالات المغناطيسية، وفحص الغاز عبر أداة النظام الفرعي لموجة البلازما. تحتوي فوييجر 2 على ثلاث أدوات تعمل: النظام الفرعي للأشعة الكونية، ومقياس المغناطيسية، والنظام الفرعي لموجة البلازما.

تشير قائمة مختبر الدفع النفاث إلى أن أدوات المركبة الفضائية الأخرى معطلة، أو على الأقل متوقفة جزئيًا، بسبب متطلبات الطاقة. أصبحت أيام الأدوات النشطة معدودة، لكن متحدثًا باسم الشركة صرح لموقع Space.com أن فريق المهمة يهدف إلى إطالة عمرها التشغيلي قريبًا.

“نشاط هندسي قادم – الملقب بـ “الانفجار الكبير” وقال المتحدث في رسالة بالبريد الإلكتروني: “على متن مركبة الفضاء فوييجر التوأم التابعة لناسا، ستواصل جهود الوكالة لتعظيم الناتج العلمي للمهمة”.

وتابع المتحدث: “سيقوم مهندسو فوييجر بإيقاف تشغيل ثلاثة أجهزة على متن المركبة الفضائية تم استخدامها للحفاظ على خطوط الوقود الدافع من التجمد – وتشغيل ثلاثة أجهزة أخرى من شأنها أن تحافظ على دفء خطوط الوقود، ولكن مع استخدام إجمالي طاقة أقل بحوالي 10 واط”.

“إذا نجح هذا، فقد يؤدي ذلك إلى تأخير الحاجة إلى إيقاف تشغيل أداة علمية على متن كل مركبة فضائية لمدة عام واحد على الأقل. وسيقوم الفريق الهندسي باختبار البرنامج وتنفيذه على فوييجر 2 في مايو ويونيو. وبناءً على النتيجة، تخطط البعثة للقيام بنفس الشيء على فوييجر 1 في وقت ما هذا الصيف.”

لم يُجب مختبر الدفع النفاث (JPL) على أسئلة المتابعة حول التأثير المحتمل على الأجهزة التي تم إيقاف تشغيلها جزئيًا، ومستويات القوة الكهربائية الحالية على كلتا المركبتين الفضائيتين، والمدة التي من المتوقع أن تستمر فيها كل مركبة فوييجر في العمل، من بين الاستفسارات الأخرى المتعلقة بالطاقة.

إلى متى يمكن لـ Voyager الاستمرار؟

كل فوييجر بعيد جدًا عن أرض الذي يستغرقه ما يقرب من يوم لإرسال إشارة إلى المركبة الفضائية البعيدة. تستمر الطاقة في التضاؤل ​​مع اقتراب المركبة الفضائية من الذكرى الخمسين لتواجدها في الفضاء العام المقبل، ولكن يبدو أن مديري المهمة يتوقعون أن تستمر الأمور لفترة من الوقت.

وقالت سوزان دود، مديرة مشروع فوييجر في مختبر الدفع النفاث: “لا نعرف إلى متى ستستمر المهمة، لكن يمكننا التأكد من أن المركبة الفضائية ستوفر المزيد من المفاجآت العلمية أثناء سفرها بعيدًا عن الأرض”. 2022 بيان من المختبر.

وفي نفس العام، أخبر دود موقع Space.com أنه لم يكن هناك سوى خمسة إلى ستة واط من هامش الطاقة المتاح على كل مركبة فضائية. كما أن بعض المعدات الأساسية تحتاج إلى طاقة أيضًا: “يستغرق الأمر حوالي 200 واط تقريبًا لتشغيل جهاز الإرسال على المركبة الفضائية، لتتمكن من إرسال الإشارات إلى الأرض”.

وأضافت دود أنها أعجبت بمدى جودة أداء الآلات المتبقية في برودة الفضاء بين النجوم. وقالت: “إذا حالفنا الحظ حقًا، وربما قمنا ببعض العمليات تحت بعض العتبات، فقد نتمكن من الخروج إلى الثلاثينيات من القرن الحالي”.

آلان كامينغز، محقق مشارك في فوييجر، قال للجمهور في أكتوبر 2024، من الناحية الفنية، لن تنفد طاقة المسبار أبدًا لأن الطاقة النووية لها دائمًا نصف عمر. ولكن فيما يتعلق بقدرة تشغيل المركبة الفضائية، قال إنها تتضاءل: قد يكون لدى المركبة الفضائية حوالي 230 واط فقط للاستخدام، معظمها تستهلكه معدات الإرسال.

“إنه أمر مثير للاهتمام لأن فوييجر تقترب من نهايتها بطريقة لطيفة، إلى حد ما، لأن هناك أشياء مختلفة تحاول القضاء عليها”، هكذا تأمل في حدث مسجل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، حيث يعمل أحد كبار العلماء.

وأشار إلى أن خطوط الدفع الخاصة بمركبة Voyagers تقترب من التجمد والانسداد. التلسكوبات الخاصة بهم، والتي تم بالفعل “تفجيرها” بالإشعاع عند الطيران بالقرب منها كوكب المشتريالقمر البركاني آيو في السبعينيات، استمرت في التحلل عندما تصطدم بها جزيئات الفضاء السحيق. تحتوي أجهزة الكمبيوتر على نسخ احتياطية، ولكن النسخ الاحتياطية أصبحت قديمة أيضًا.

أشاد كامينغز بفريق المهمة الأصلي لأنه سمح للمركبة Voyagers بالاستمرار لفترة طويلة: “هناك الكثير من التكرار في هذه المركبات الفضائية. إنه لأمر مدهش، وقد قاموا ببناء ذلك فيه.”

في أغسطس 2022، سُئل دود خلال بث مباشر لمختبر الدفع النفاث (JPL). إلى أي مدى اعتقدت أن المسافرين سيذهبون. وتوقعت أن تصل كل مركبة فضائية “بالتأكيد” إلى الذكرى الخمسين في عام 2027 – وهو ما لا يزال يبدو ممكنًا من منظور اليوم – لكنها أضافت أن لديها “هدفًا ممتدًا” على افتراض تحقيق ذلك.

من الناحية المثالية، قالت دود إنها ترغب في رؤية المركبة الفضائية تصل إلى 200 وحدة فلكية (AU؛ المسافة بين الأرض والشمس) من كوكبنا، وهو ما سيحدث في عام 2035 تقريبًا. (في الوقت الحالي، تبعد فوييجر 1 حوالي 169.8 وحدة فلكية عن الأرض، وتبعد فوييجر 2 حوالي 143.1 وحدة فلكية).

وقالت: “سيتطلب ذلك الكثير من الحظ السعيد والحظ الجيد والهندسة الجيدة”. “لكن لم يكن أحد يظن أن فوييجر ستستمر لمدة 45 عامًا (حتى عام 2022). فما هي الـ 15 عامًا الأخرى؟”