كيف تستمر مسابر Voyager بعد عقود من إطلاقها

قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

عندما انفصل مسبار فوييجر عن بعضهما لأسابيع في عام 1977 ، لم يتوقع أحد أن المركبة الفضائية المزدوجة ستمتد من أربع سنوات إلى 45 عامًا وما زالت مستمرة.

الآن ، يبتكر فريق المهمة في إستراتيجياته لإمداد الطاقة والأدوات على كل من فوييجر 1 و 2 لتمكين كلا المجسين من الاستمرار في جمع البيانات القيمة أثناء استكشافهما منطقة بين النجوم مجهولة.

تعد فوييجر 1 حاليًا أبعد مركبة فضائية عن الأرض تقريبًا على بعد 15 مليار ميل (24 مليار كيلومتر) ، بينما قطعت فوييجر 2 أكثر من 12 مليار ميل (20 مليار كيلومتر) من الأرض. كلاهما موجود في الفضاء بين النجوم والمركبة الفضائية الوحيدة التي تعمل خارج الغلاف الشمسي ، وهي فقاعة الشمس من الحقول المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما بعد مدار بلوتو.

بصفتهما الامتدادات الوحيدة للبشرية خارج الفقاعة الواقية للغلاف الشمسي ، يكون المسباران بمفردهما حتى في رحلاتهما الكونية أثناء سفرهما في اتجاهات مختلفة.

فكر في كواكب المجموعة الشمسية على أنها موجودة في مستوى واحد. قالت سوزان دود ، مديرة مشروع فوييجر في طائرة الدفع النفاث التابعة لناسا ، إن مسار فوييجر 1 أخذها إلى أعلى وخرج من مستوى الكواكب بعد أن تجاوز زحل ، بينما مرت فوييجر 2 فوق قمة نبتون وتحركت إلى أسفل وخروج من مستوى الكواكب. مختبر في باسادينا ، كاليفورنيا.

تساعد المعلومات التي تم جمعها بواسطة هذه المجسات طويلة العمر العلماء في التعرف على الشكل الشبيه بالمذنب للغلاف الشمسي وكيف يحمي الأرض من الجسيمات النشطة والإشعاع في الفضاء بين النجوم.

يتم التقاط بيانات Voyager 2 التي لا تقدر بثمن وإعادتها إلى الأرض من خلال أدواتها العلمية الخمسة ، بينما لا يزال لدى Voyager 1 أربع أدوات تشغيلية بعد فشل أحدها في المهمة في وقت سابق.

READ  هل يمكن تحقيق الصفر المطلق؟ وجد العلماء صيغة كمية للقانون الثالث للديناميكا الحرارية

لكن دود قال إن الأمر تطلب الكثير من العناية والمراقبة للحفاظ على عمل “كبار السن”.

قال دود لشبكة سي إن إن: “أنا أصفهم نوعًا ما على أنهما أختان توأمان”. “أحدهم فقد سمعه ويحتاج إلى بعض المعينات السمعية ، وآخر فقد بعض حاسة اللمس. لذا ، فقد فشلوا بشكل مختلف مع مرور الوقت. لكن بشكل عام ، فهم يتمتعون بصحة جيدة بالنسبة لعمرهم “.

قال دود إن الأجهزة المصممة للنظر إلى الكواكب أثناء قيام مسبار فوييجر بجولة في النظام الشمسي في الثمانينيات تم إيقاف تشغيلها لإعادة استخدام الذاكرة للمهمة بين النجوم التي بدأت في عام 1990. وصلت فوييجر 1 إلى حدود الغلاف الجوي في عام 2012 ، بينما عبرت فوييجر 2 الأبطأ الحدود في عام 2018.

يعتمد كلا مجسي فوييجر على مولدات كهروحرارية للنظائر المشعة. يفقد مزود الطاقة النووية 4 واط سنويًا لأن البلوتونيوم الذي يعتمد عليه يتحلل ببطء وتتحول حرارته إلى كهرباء. بمرور الوقت ، أمر فريق Voyager المجسات بإيقاف تشغيل سخانات الأجهزة والأنظمة غير الأساسية الأخرى.

ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية

يحتوي كل مسبار فوييجر على ثلاثة مولدات كهروحرارية للنظائر المشعة.

“لكن (Voyager) أيضًا تصبح باردة جدًا ونحتاج إلى إبقاء خطوط الوقود دافئة بدرجة كافية ، حوالي درجتين مئويتين (35.6 درجة فهرنهايت). إذا تجمدوا ، فقد نفقد قدرتنا على الإشارة إلى الأرض. لذلك فهو توازن بين الطاقة والحرارة وكيفية تشغيلنا للمركبة الفضائية ، “قال دود.

تفاجأ الفريق بسرور من إعادة معايرة الأجهزة لتصبح أكثر حساسية قليلاً في جمع البيانات لأن بعض كواشف فوييجر تعمل بشكل أفضل عندما تكون أكثر برودة.

قالت ليندا سبيلكر ، عالمة مشروع فوييجر في مختبر الدفع النفاث: “ربما تكون إحدى طرق النظر إلى فوييجر بمثابة كبائن على قمة جبل ، والطقس بارد جدًا هناك.” أطفئ الأنوار بالداخل للحفاظ على طاقتك. ويتعين عليك أيضًا خفض منظم الحرارة ، ومع ذلك ما زلت تعمل بشكل جيد “.

READ  استثمر في الصحافة الشجاعة التقدمية

بدأت فوييجر 2 في استخدام احتياطي طاقة احتياطي صغير كان جزءًا من آلية أمان ، والتي ستمكن المركبة الفضائية من إيقاف تشغيل أداة علمية أخرى حتى عام 2026 ، بدلاً من هذا العام. تحتوي آلية الأمان ، التي تحمي الأدوات في حالة تغير تدفق الكهرباء بشكل كبير على المركبة الفضائية ، على كمية صغيرة من الطاقة التي تعمل كدائرة احتياطية.

الآن ، يمكن استخدام هذه القوة للحفاظ على تشغيل أدوات Voyager 2.

لا تزال الأنظمة الكهربائية للمركبة الفضائية مستقرة إلى حد كبير ، لذلك قرر الفريق أنها تشكل مخاطرة صغيرة بالنسبة للمكافأة الأكبر المتمثلة في القدرة على جمع البيانات العلمية. سيستمر الفريق في مراقبة جهد Voyager 2 والتصرف وفقًا لذلك إذا كانت هناك تقلبات.

ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية

يحتوي نموذج اختبار Voyager ، الذي يظهر هنا في عام 1976 ، على منصة تعرض العديد من الأدوات العلمية.

إذا كانت هذه الإستراتيجية تعمل مع Voyager 2 ، فقد يتم تنفيذها أيضًا على Voyager 1 ، حيث سيتعين على الفريق التفكير في إغلاق أداة علمية أخرى على المركبة الفضائية في عام 2024.

قال دود: “بدلاً من إيقاف تشغيل أداة علمية ، ربما نرغب في القيام بشيء مبدع للغاية ، من الناحية الهندسية ، من أجل الحصول على عام آخر من البيانات العلمية”. “إنها تشغل المركبة الفضائية بطريقة لم يتم تصميمها مطلقًا لتشغيلها”.

لا تزال أداة علوم البلازما في فوييجر 2 تعمل ، لذا يمكنها أخذ قياسات مباشرة لكثافة البلازما في الفضاء بين النجوم. تتكون بلازما الفضاء من جزيئات مشحونة ، يتم التحكم في حركتها بواسطة قوى كهربائية ومغناطيسية ناسا.

قال سبيلكر: “تخيلها كمحيط من الفضاء به أمواج واضطراب ونشاط مستمر ، ويمكن لأجهزة فوييجر قياس ما يحدث”. “قبل أن تذهب إلى مكان جديد ، تقوم بالتنبؤ بما تعتقد أنه قد تجده عندما تصل إلى هناك. مع Voyager ، تعلمنا أن نتفاجأ “.

READ  تلسكوب ويب يتجسس الغيوم تحت ضباب قمر زحل تيتان

توقع العلماء أن تنخفض كثافة البلازما كلما ابتعدت فوييجر عن الشمس ، لكنها زادت بدلاً من ذلك. وقال سبيلكر إن المجسات يمكنها قياس ورؤية الصدمات أثناء انتشارها من الشمس.

طالما بقيت كل من فوييجر 1 و 2 بصحة جيدة ، فمن المحتمل أن تستمر مجسات الشيخوخة في مهماتها لتحطيم الأرقام القياسية لسنوات قادمة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *