المسبار الصغير القادر على ذلك: لماذا تعتبر فوييجر 1 مهمة، ولماذا قامت ناسا بإيقاف تشغيل جزء منه للتو؟

منذ ما يقرب من نصف قرن، انطلقت مركبة فضائية في حجم سيارة صغيرة تقريبًا من ساحل فلوريدا على متن صاروخ لتبدأ ما كان من المفترض أن تكون رحلة مدتها خمس سنوات. أعلنت وكالة ناسا هذا الأسبوع أنها أغلقت إحدى الأدوات العلمية المتبقية لتلك المركبة الفضائية، ليس بسبب فشل المهمة، ولكن لإبقائها على قيد الحياة لفترة أطول قليلاً.

فوييجر 1، أبعد جسم صنعه الإنسان على الإطلاق، نفدت طاقته. والمهندسون الذين يهتمون بهذا الأمر، من مكاتب مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في جنوب كاليفورنيا، يبذلون كل ما في وسعهم لتأخير ما لا مفر منه.

مركبة فضائية بنيت لمدة خمس سنوات واستمرت ما يقرب من خمسين

فوييجر 1 هو مسبار فضائي آلي، تم إطلاقه في 5 سبتمبر 1977 من كيب كانافيرال على متن صاروخ تيتان سنتور. يزن حوالي 1797 رطلاً – تقريبًا كتلة سيارة سيدان متوسطة الحجم – ويحمل هوائيًا بعرض 12 قدمًا يبقيه موجهًا نحو الأرض حتى يتمكن من إرسال واستقبال الإشارات. تم بناؤه في مختبر الدفع النفاث (JPL)، وهو مركز أبحاث ممول فدراليًا ويديره معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. وهي تعمل منذ ذلك الحين، دون انقطاع تقريبًا، منذ ما يقرب من 49 عامًا.

تكمن أصول مهمتها في مصادفة فلكية: ففي أواخر الستينيات، أدرك المهندسون والعلماء أن الكواكب الخارجية – المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون – كانت تنجرف إلى محاذاة نادرة لن تتكرر لمدة 175 عامًا تقريبًا. هذا التكوين جعل من الممكن للمركبة الفضائية استخدام جاذبية كل كوكب كنوع من المقلاع، واكتساب السرعة وإعادة توجيه المسار دون حرق وقود إضافي، في تقنية تعرف باسم مساعدة الجاذبية.

تصورت ناسا في الأصل استكشافًا طموحًا لجميع الكواكب الخارجية المعروفة باسم “الجولة الكبرى”، على الرغم من أن قيود الميزانية قلصت ذلك في النهاية. تم تمويل برنامج فوييجر الذي أعيدت تسميته في النهاية من أجل تحليق مكثف ومبسط حول كوكب المشتري وزحل فقط، مع تصميم المركبتين الفضائيتين لتستمرا لمدة خمس سنوات. لقد استمروا الآن ما يقرب من عشرة أضعاف ذلك.

تجاوزت فوييجر 1 كوكب المشتري في مارس 1979، وكشفت عن براكين نشطة على القمر آيو، وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة نشاط بركاني في أي مكان خارج الأرض. ثم وصلت إلى زحل في نوفمبر 1980، حيث قدمت دراسات قريبة عن حلقات الكوكب وقمره العملاق تيتان، بتفاصيل غير مسبوقة. أدى هذا اللقاء الوثيق مع تيتان إلى ميل مسار فوييجر 1 إلى الأعلى، خارج مستوى النظام الشمسي، مما أنهى جولتها الكوكبية ولكنه أرسلها في طريق نحو النجوم.

في عام 1990، قامت ناسا بتوسيع جهود المركبة الفضائية تحت راية مهمة فوييجر بين النجوم، بهدف جديد: الوصول إلى حافة تأثير الشمس والفضاء خلفها ودراستها. في 25 أغسطس 2012، عبرت فوييجر 1 حافة الغلاف الشمسي – وهي الحدود التي تفسح فيها رياح الشمس المشحونة بالجسيمات المجال للفضاء بين النجوم – لتصبح أول جسم من صنع الإنسان يدخل الفضاء بين النجوم. وتبعها توأمها، فوييجر 2، في عام 2018.

عمال بالقرب من قمة مبنى تجميع المركبات الذي يبلغ ارتفاعه 526 قدمًا في مركز كينيدي للفضاء، يقومون بتجميل شعار ناسا واقفًا على سقالات في كيب كانافيرال، فلوريدا، الأربعاء، 20 مايو 2020.

جون راوكس / ا ف ب

إخفاء التسمية التوضيحية

تبديل التسمية التوضيحية

جون راوكس / ا ف ب

على بعد أكثر من 15 مليار ميل، على الطاقة المقترضة

اعتبارًا من هذا الربيع، ستكون فوييجر 1 على بعد أكثر من 15 مليار ميل من الأرض. عند تلك المسافة، تستغرق إشارة الراديو التي تنتقل بسرعة الضوء أكثر من 23 ساعة للوصول إلى المسبار في اتجاه واحد. كل مهندس أوامر يرسله، وكل جزء من البيانات التي يتلقاها، يعبر تلك الهوة الشاسعة.

تعمل المركبة الفضائية على مولد كهربائي حراري للنظائر المشعة، وهو جهاز يحول الحرارة من البلوتونيوم المتحلل إلى كهرباء. ولا تحمل ألواحًا شمسية، ولا بطاريات قابلة لإعادة الشحن. مجرد الإطلاق البطيء والمطرد للدفء النووي، والذي يتناقص بحوالي 4 واط كل عام. وبعد ما يقرب من خمسة عقود، أصبح هذا الانخفاض حرجًا.

أثناء مناورة روتينية في أواخر فبراير، انخفضت مستويات الطاقة في فوييجر 1 بشكل غير متوقع، مما جعل المسبار يقترب بشكل خطير من إيقاف التشغيل التلقائي للحماية من الأخطاء، وهي استجابة للحفاظ على الذات من شأنها أن تجبر المهندسين على عملية استرداد طويلة ومحفوفة بالمخاطر. كان على الفريق أن يتصرف أولاً.

إطفاء جزء من التاريخ للحفاظ على الكل

في 17 أبريل، أرسل مهندسو المهمة سلسلة من الأوامر لإلغاء تنشيط تجربة الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة، والمعروفة باسم LECP، وهي إحدى الأدوات العلمية المتبقية لفوياجر 1. قام LECP بقياس الأيونات والإلكترونات والأشعة الكونية الصادرة من نظامنا الشمسي والمجرة الواقعة خارجه، مما يساعد العلماء على رسم خريطة لبنية الفضاء بين النجوم بطريقة لا تستطيع أي أداة أخرى القيام بها. تم إيقاف تشغيل نظيرتها في Voyager 2 في مارس 2025.

منذ سنوات مضت، اتفقت فرق العلوم والهندسة في فوييجر بشكل مشترك على الترتيب الذي سيتم به إيقاف تشغيل الأجهزة، للحفاظ على الطاقة مع الحفاظ على القدرات الأكثر قيمة من الناحية العلمية. كان LECP هو التالي في تلك القائمة. قال كريم بدر الدين، مدير مهمة فوييجر في مختبر الدفع النفاث، في مدونة نشرتها ناسا يوم الجمعة: “على الرغم من أن إيقاف تشغيل أداة علمية ليس من تفضيلات أي شخص، إلا أنه أفضل خيار متاح”.

تحمل فوييجر 1 الآن أداتين علميتين تشغيليتين: واحدة تستمع إلى موجات البلازما، والأخرى تقيس المجالات المغناطيسية. ويعتقد المهندسون أن الإغلاق الأخير قد يوفر للمهمة ما يقرب من عام آخر من الراحة.

يقوم الفريق أيضًا بتطوير خطة أكثر شمولاً للحفاظ على الطاقة يطلقون عليها بشكل غير رسمي اسم “الانفجار الكبير” – وهي مبادلة منسقة للعديد من المكونات التي تعمل بالطاقة في وقت واحد، واستبدال الأنظمة القديمة ببدائل منخفضة الطاقة. إذا سار الاختبار على فوييجر 2، المقرر إجراؤه في مايو ويونيو 2026، بشكل جيد، فستتم محاولة نفس الإجراء على فوييجر 1 في موعد لا يتجاوز يوليو. إذا نجح الأمر، فهناك فرصة ضئيلة أن يستمر LECP في العمل مرة أخرى.

يقول المهندسون إنهم يأملون في الحفاظ على أداة واحدة على الأقل تعمل في كل مركبة فضائية حتى ثلاثينيات القرن الحالي. سيؤدي ذلك إلى استمرار كلاهما في الإبلاغ من أماكن لم تذهب إليها أي آلة من قبل.