آخرین شانس بقا برای کاوشگران دوقلو؛ وویجر ۲ از آزمون خطرناک «بیگبنگ» سربلند بیرون آمد
«بیگ بنگ» یا انفجار بزرگ عبارتی نیست که ناسا معمولاً برای توصیف مأموریتهای فضایی خود به کار ببرد؛ چه رسد به کاوشگرهای دوقلوی محبوب و میانستارهای وویجر. بااینحال، مهندسان ناسا بهتازگی عملیاتی حساس را دقیقاً با همین نام، روی وویجر ۲ با موفقیت به پایان بردهاند؛ فرایندی که به باور آنها میتواند فعالیت این فضاپیما را دو سال دیگر تمدید کند.
کریم بدرالدین، مدیر مأموریت وویجر و مهندس سامانهها در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیا، میگوید: «این مهمترین کاری است که درطول چند دهه گذشته روی فضاپیماهای وویجر انجام دادهایم.»
مانور جسورانه بیگبنگ برای حل معضل همیشگی وویجرها طراحی شده است: چگونه میتوان کاوشگرها را با جریان روزبهروز ضعیفتر انرژی همچنان فعال نگه داشت؟ این فضاپیماها هردو به منبع انرژی هستهای مبتنی بر پلوتونیوم مجهز هستند که از طریق واپاشی رادیواکتیو، برق و گرما تولید میکند. اما با ادامه واپاشی پلوتونیوم، انرژی تولیدی نیز کاهش مییابد؛ بهطوری که توان تولید برق هر فضاپیما سالانه حدود ۴ وات کمتر میشود.
این کاهش توان درطول سالها ناسا را مجبور کرده است بهتدریج برخی ابزارهای علمی را خاموش کند. بااینحال، واپاشی پلوتونیوم و عملکرد سامانههایی که انرژی آنها را تأمین میکند، سطحی از گرما را نیز تولید میکنند که برای فعالماندن وویجرها ضروری است. اگر خطوط سوختی که پیشرانههای این فضاپیماها را تغذیه میکنند، یخ بزنند، کاوشگر از کار میافتد و مأموریت تاریخیاش به پایان میرسد.
چگونه میتوان کاوشگرها را با جریان روزبهروز ضعیفتر انرژی همچنان فعال نگه داشت؟
وویجرها سالهاست از چنین سرنوشت ناگواری فاصله گرفتهاند. مهندسان ناسا با دقت منابع انرژی هر فضاپیما را زیر نظر داشته و زمان خاموش کردن تکتک ابزارها را برنامهریزی کردهاند تا مأموریتها تا حد امکان ادامه پیدا کنند. اما شرایط دیگر به مرحله بحرانی رسیده بود و به راهحلی فوری نیاز داشت.
دوقلوهای وویجر مدتهاست در موقعیتی غیرمعمول قرار دارند. هر دو فضاپیما در سال ۱۹۷۷ پرتاب شدند؛ وویجر ۲ حدود سه هفته زودتر از همتای دوقلوی خود به فضا رفت، هرچند وویجر ۱ در مسیری متفاوت حرکت کرد تا در ادامه به آن برسد و از آن پیشی بگیرد. وویجر ۱ در سال ۱۹۷۹ از کنار مشتری و در سال ۱۹۸۰ از کنار زحل و تیتان، بزرگترین قمر آن گذشت. وویجر ۲ نیز پس از گذر از کنار مشتری و زحل، در اواخر دهه ۱۹۸۰ تنها پروازهای گذری تاریخ بشر از کنار اورانوس و نپتون را انجام داد.
از آن زمان، دو فضاپیما پیوسته در حال سفر به سوی ناشناختهها بودهاند و مهندسانشان نیز همراه آنها پیش رفتهاند. هیچکس واقعاً انتظار نداشت این کاوشگرهای فوقالعاده مقاوم تا این اندازه دوام بیاورند. فضاپیماها اکنون محیط میانستارهای عجیب را با ابزارهایی مطالعه میکنند که در اصل برای رصد سیارهها طراحی شده بودند.
کامپیوترهای وویجر نیز در دورانی طراحی شدهاند که کارتهای پانچ هنوز فناوری رایج برای ورود اطلاعات به کامپیوتر بودند. همچنین مدلهای شبیهسازی که مهندسان برای بررسی پیامدهای احتمالی فرمانهای مختلف در اختیار دارند، تازه ۲۵ سال پس از پرتاب وویجرها ساخته شدند. حتی اندازهگیری مستقیم برخی پارامترهای حیاتی امروزی، مانند سردترین بخشهای خطوط سوخت فضاپیماها، برای تیم مأموریت ممکن نیست؛ زیرا در مأموریت اولیه، یخزدگی هرگز نگرانی محسوب نمیشد و بنابراین در آن بخشها حسگری نصب نشده است.
- آخرین تلاشها برای زنده نگهداشتن وویجر ۱؛ ناسا یک ابزار دیگر فضاپیما را خاموش کرد02 اردیبهشت 05مطالعه '3
- بازگشت غیرممکن: مهندسان ناسا پیشرانههای اصلی وویجر ۱ را پس از ۲۱ سال احیا کردند26 اردیبهشت 04مطالعه '3
- ناسا یکی از مهمترین ابزارهای علمی وویجر ۲ را خاموش کرد14 مهر 03مطالعه '3
- ناسا پس از یک هفته، ارتباط خود با وویجر ۲ را از سرگرفت12 مرداد 02مطالعه '2
همین چالشها باعث شده است برنامه وویجر نتواند مانند دیگر پروژههای ناسا یا حتی مانند سالهای اخیر، عملیاتش را مدیریت کند. بدرالدین میگوید: «ما نمیتوانیم کارها را همانطور که همیشه انجام میشد انجام دهیم. باید تکتک فرایندها، فرمانها و همهچیز را ارزیابی کنیم و از خودمان بپرسیم: "آیا این کار به نفع ماست؟ آیا در شرایط کنونی بهترین کار برای مأموریت است؟"»
همین رویکرد بود که ایده «بیگ بنگ» را شکل داد؛ اقدامی که مهندسان تصور میکردند میتواند هم مشکل توان و هم مشکل گرمای هر دو فضاپیما را برطرف کند. در این مانور، سه دستگاه بهطور همزمان خاموش میشوند (یک ضبطکننده نوار قدیمی و دو گرمکن) و سه دستگاه دیگر، شامل دو گرمکن متفاوت و یک ابزار پیشران، روشن میشوند. این جابهجایی دقیق و هماهنگ باعث میشود مصرف توان سالانه نزدیک به ۱۰ وات کاهش پیدا کند، بدون آنکه هیچیک از اجزای حیاتی بیش از حد سرد شوند.
مهندسان در اواخر سال ۲۰۲۵ و اوایل ۲۰۲۶، ماهها درباره این راهکار فکر و بررسی کردند؛ زمانی که تنها آنتنی که امکان برقراری ارتباط با وویجر ۲ را داشت، بهدلیل تعمیرات از مدار خارج بود. حتی وقتی کارشناسان مأموریت بهتدریج به این راهبرد امیدوار شدند، میدانستند که اجرای آن خطرناک است. بدرالدین میگوید: «نمیتوانستیم اشتباه کنیم.»
بنابراین، آنها یک آزمون توان و یک آزمون حرارتی طراحی کردند که وویجر ۲ در ماههای مه و ژوئن با موفقیت پشت سر گذاشت. خود «بیگ بنگ» در ماه ژوئیه انجام شد و کل فرایند تا اواسط همان ماه به پایان رسید. اکنون مهندسان در حال انجام همین فرایند برای وویجر ۱ هستند و انتظار دارند درطول هفتههای آینده آن را به پایان برسانند. بدرالدین میگوید همین هفته گذشته «آزمون توان را انجام دادیم و نتیجه فوقالعاده خوب بود.»
«نمیخواهم با گفتنش چشمش بزنم، اما آزمون «بیگبنگ» بهطرز چشمگیری روان و بدون مشکل پیش رفته است.»
بدرالدین افزود: «نمیخواهم با گفتنش چشمش بزنم، اما آزمون «بیگبنگ» بهطرز چشمگیری روان و بدون مشکل پیش رفته است. کار ما با وویجر ۲ تمام است و همهچیز دقیقاً طبق برنامه پیش رفت. وضعیت درمورد وویجر ۱ نیز تا اینجا خوب پیش رفته است.»
بدرالدین و همکارانش امیدوارند مانور بیگبنگ بتواند برای هر یک از فضاپیماها حدود دو سال فعالیت بیشتر به ارمغان بیاورد؛ آن هم در حالی که وویجرها در آستانه ثبت رکوردهایی هستند که زمانی باورنکردنی به نظر میرسیدند.
انتظار میرود وویجر ۱ در ماه نوامبر به فاصلهای معادل یک «روز نوری» از زمین برسد و تیم مأموریت امیدوار است هر دو کاوشگر را سال آینده، پیش از آنکه سرانجام با آنها وداع و در تاریکی بیپایان فضای میانستارهای رها کند، به پنجاهمین سالگرد حضورشان در فضا برساند.
بدرالدین میگوید: «این افراد عاشق وویجرها هستند و برای موفقیت آنها هر کاری از دستشان بربیاید انجام خواهند داد.»
