چنین روزی در فضا؛ ۴۷ سال پیش به‌لطف پایونیر ۱۱ برای نخستین‌بار زحل را از نزدیک دیدیم

یکم سپتامبر ۱۹۷۹، کاوشگر رباتیک پایونیر ۱۱ ناسا به نخستین فضاپیمایی تبدیل شد که از کنار سیاره زحل گذشت و تصاویر نمای نزدیک بی‌سابقه از ارباب حلقه‌های منظومه شمسی را نشانمان داد.

پایونیر ۱۱ در سال ۱۹۷۳ با هدف کاوش کمربند سیارکی، مشتری و زحل به فضا پرتاب شد. این فضاپیما ابتدا به‌طور مستقیم به سمت مشتری حرکت کرد و سپس با استفاده از گرانش این سیاره، در مانوری موسوم به قلاب گرانشی، مسیر خود را تغییر داد و به سوی زحل رهسپار شد. کاوشگر ۶ سال و ۹ ماه بعد، سرانجام به زحل رسید.

پایونیر ۱۱ در کم‌ترین فاصله از زحل، از فاصله‌ی حدود ۲۱هزار کیلومتری، برفراز ابرهای این سیاره پرواز کرد. در آن زمان، دوقلوهای وویجر ناسا نیز در مسیر زحل بودند؛ بنابراین ناسا پایونیر ۱۱ را از مسیری مستقیم از میان حلقه‌های زحل عبور داد تا مشخص شود آیا گذر از این منطقه برای وویجرها نیز ایمن خواهد بود یا نه. به این ترتیب، پایونیر ۱۱ راه را برای عبور از بخش‌های بیرونی حلقه‌های زحل باز کرد؛ جایی که پیش از آن هیچ فضاپیمایی نرفته بود. البته در طول این مسیر، کاوشگر نزدیک بود با یکی از قمرهای کوچک زحل برخورد کند.

پایونیر ۱۱ در جریان مأموریت بی‌سابقه خود چندین قمر جدید و همچنین یک حلقه ناشناخته را کشف کرد و نخستین شواهد از وجود میدان مغناطیسی زحل را نیز به دست آورد.

پایونیر ۱۱ شاید به‌عنوان نخستین فضاپیمایی که از زحل بازدید کرد در تاریخ ماندگار شده باشد؛ اما مأموریت اولیه آن در واقع به سیاره‌ای کاملاً متفاوت مربوط می‌شد.

پایونیر ۱۱ در حقیقت همتای کاوشگر پایونیر ۱۰ ناسا بود که در مارس ۱۹۷۲ به سوی مشتری پرتاب شد. هدف مأموریت پایونیر ۱۰ این بود که نشان دهد یک فضاپیما می‌تواند با موفقیت از کمربند سیارکی بگذرد و در برابر محیط پرتوزای خشن اطراف مشتری دوام بیاورد. ناسا می‌خواست مطمئن شود که انجام چنین سفری ایمن است؛ زیرا برای دو مأموریت بعدی خود، یعنی وویجر ۱ و وویجر ۲، برنامه‌ای بلندپروازانه داشت: پرتاب دو کاوشگر برای بازدید از سیاره‌های بیرونی منظومه شمسی، یعنی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون؛ فرصتی که به دلیل هم‌راستایی کم‌سابقه سیاره‌ها، تقریباً هر ۱۷۵ سال یک‌بار فراهم می‌شد.

پایونیر ۱۱ در آوریل ۱۹۷۳، یک سال پس از پایونیر ۱۰، پرتاب شد. در آن زمان، پایونیر ۱۰ با موفقیت از کمربند سیارکی عبور کرده و در مسیر مشتری بود. این کاوشگر در دسامبر ۱۹۷۳ از کنار مشتری گذشت.

موفقیت پایونیر ۱۰ باعث شد مدیران مأموریت در ناسا تصمیم بگیرند پایونیر ۱۱ را با استفاده از مانور کمک گرانشی به دور مشتری بچرخانند تا این کاوشگر به اعماق بیشتری از فضا فرستاده شود و بتواند از کنار زحل نیز بگذرد. پایونیر ۱۱ در آوریل ۱۹۷۴ از کمربند سیارکی گذشت و سپس در ۲ دسامبر همان سال از کنار مشتری عبور کرد. این فضاپیما در آن زمان بهترین تصاویر ثبت‌شده تا آن روز از لکه سرخ بزرگ مشتری را تهیه کرد و پس از آن مسیرش را به سوی زحل ادامه داد.

پایونیر ۱۱ همچنین زمینه را برای عبور وویجر ۲ از کنار زحل فراهم کرد. این کاوشگر با آزمایش مسیر پروازی، به مشخص‌شدن مسیری کمک کرد که وویجر ۲ چند سال بعد هنگام عبور از کنار زحل و ادامه‌ی سفر به سوی اورانوس و نپتون از آن استفاده کرد.

پایونیر ۱۱ زحل را مثل مشتری با استفاده از ۱۲ ابزار علمی خود بررسی کرد و در جریان این ملاقات ۴۴۰ تصویر از زحل به ثبت رساند. این پایونیر ۱۱ بود که به دانشمندان در کشف دو قمر جدید زحل و همچنین یک حلقه ناشناخته کمک کرد. این پرواز نزدیک همچنین نشان داد که جو زحل عمدتاً از هیدروژن تشکیل شده و این سیاره دارای میدان مغناطیسی است.

پایونیر ۱۱ همچنین از تیتان، قمر پوشیده از ابر زحل، تصویربرداری کرد و آن را به شکل گویی نارنجی‌رنگ نشان داد؛ قمری یخی که میانگین دمای سطحی‌اش حدود ۱۹۲ درجه سانتی‌گراد زیر صفر است.

پایونیر ۱۱ با سرعتی خیره‌کننده، حدود ۱۱۴هزار کیلومتر بر ساعت از کنار زحل گذشت؛ اما حتی پس از دورشدن از سیاره نیز به بررسی آن ادامه داد و آخرین مشاهدات خود را در اکتبر ۱۹۷۹ انجام داد.

ناسا در ابتدا انتظار داشت پایونیر ۱۱ تنها حدود ۲۱ ماه دوام بیاورد، اما این فضاپیما در اعماق فضا ۲۲ سال به فعالیت خود ادامه داد. سرانجام در ۱۱ فوریه ۱۹۹۰ از مدار نپتون، دورترین سیاره منظومه شمسی گذشت و سفر خود را به سوی فضای میان‌ستاره‌ای آغاز کرد.

پایونیر ۱۱ همچنین حامل یک لوح فلزی بود که توسط کارل سیگن، فرانک دریک و لیندا سالزمن سیگن طراحی شده بود. هدف از ساخت لوح آن بود که اگر روزی تمدنی فرازمینی آن را پیدا کرد، بتواند اطلاعاتی درباره انسان‌ها و جایگاه زمین در کیهان به دست آورد؛ ایده‌ای که بعدها به نوعی پیش‌درآمد صفحه طلایی وویجر شد که روی کاوشگرهای وویجر ۱ و ۲ قرار گرفت.