منذ إطلاق مشروع فوياجر عام 1977، حلّق مسبارا الفضاء “فوياجر 1″ و”فوياجر 2” في الأفق البعيد متجاوزين جميع التوقعات والحسابات الرياضية، ومتوغلين في الفضاء العميق حيث لم يصل أي جسم صنعه الإنسان.
ومع استمرار رحلتهما عبر ما يُعرف بنطاق “فضاء البين نجمي”، يعمل مهندسو المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة “ناسا” على تنفيذ تدابير مهمة للحفاظ على الطاقة بتعطيل عمل بعض الأدوات العلمية، بهدف إطالة العمر التشغيلي للمسبارين إلى أقصى حد ممكن.
وقد أعلنت مؤخرا ناسا، في بيان صحفي، عزمها على إيقاف تشغيل أداة علمية أخرى، في خطوة احترازية تهدف إلى إبقاء كلتا الرحلتين مستمرتين لأطول فترة ممكنة.
وتوضح مديرة مشروع فوياجر، سوزان دود، قائلة: “إذا لم نوقف تشغيل أحد الأجهزة على متن كل من المركبتين الآن، فمن المحتمل أن تستمر الطاقة لبضعة أشهر أخرى فقط، قبل أن نضطر إلى إعلان نهاية المهمة بشكل رسمي. علما بأن المهمة مضى عليها حتى اللحظة نحو 48 سنة”.
إدارة الطاقة لإطالة التشغيل
يعتمد المسباران في الحصول على الطاقة على ما يُعرف بنظام الطاقة النظائري الإشعاعي، بحيث يفقد المسبار ما يقارب 4 واتات سنويا، واستجابة لهذا التراجع التدريجي في الطاقة، أقدم مهندسو الوكالة على إيقاف تشغيل نظام الأشعة الكونية على متن “فوياجر1” في يوم 25 فبراير/شباط الماضي.
ومن المقرر إيقاف أداة الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة على متن فوياجر 2 في 24 مارس/آذار. وتأتي هذه الإجراءات ضمن إستراتيجية أوسع لإدارة الطاقة، مع الإبقاء على تشغيل 3 أدوات علمية رئيسية على كل مسبار.
ونظام الطاقة النظائري الإشعاعي هو تقنية توليد طاقة تُستخدم في المركبات الفضائية والمهمات العلمية التي تتطلب مصدرا موثوقا للكهرباء في بيئات قاسية ونائية لا يمكن الوصول إليها بعد الشروع بالمهمة، مثل الفضاء العميق أو أسطح الكواكب والأقمار.
ويعتمد هذا النظام على الاضمحلال الإشعاعي للنظائر المشعة، بحيث تتحول الحرارة الناتجة عن تحلل مادة مشعة -عادة ما يكون البلوتونيوم 238- إلى طاقة كهربائية باستخدام مولدات كهربائية حرارية.
كما زُوّد كل من المسبارين فوياجر 1 وفوياجر 2 بعشر أدوات علمية لدى إطلاقهما، إلا أن معظم هذه الأدوات أُوقِفت عن العمل بعد انتهاء مهام التحليق قرب الكواكب العملاقة في النظام الشمسي.
وتتركز الأدوات المتبقية على دراسة الغلاف الشمسي، وهو الحيز الواسع الذي تشكّله الرياح الشمسية والحقول المغناطيسية الناتجة عن الشمس، إضافة إلى استكشاف بيئة الفضاء البين نجمي، حيث يعمل المسباران حاليا.
ورغم فقدان بعض الوظائف، لا تزال البيانات التي تجمعها الأدوات المتبقية تشكل مصدرا فريدا حول الأشعة الكونية والمجالات المغناطيسية وموجات البلازما في الفضاء العميق.
إستراتيجية التعطيل التدريجي
يُعد فوياجر1، الذي عبر حدود الغلاف الشمسي عام 2012، وفوياجر2، الذي تبعه عام 2018، المركبتين الوحيدتين اللتين تعملان حاليا خارج المجموعة الشمسية. وقد أسهمت أدواتهما العلمية في توفير بيانات أساسية حول الأشعة الكونية، وتدفق البلازما، والتفاعل بين الرياح الشمسية والمادة البينجمية.
وكان نظام “الأشعة الكونية”، الذي أُوقف تشغيله على متن فوياجر 1، قد شغل دورا محوريا في تحديد اللحظة التي خرج فيها المسبار من الغلاف الشمسي.
وفي المقابل، أدت أداة “الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة” على فوياجر 2، والمقرر إيقافها قريبا، دورا رئيسا في قياس الجسيمات المتأينة القادمة من داخل نظامنا الشمسي وخارجه.
ورغم تقليص العمليات العلمية، يظل المهندسون متفائلين بإمكانية استمرار عمل المسبارين مع تشغيل أداة علمية واحدة على الأقل حتى ثلاثينيات هذا القرن. وتهدف عمليات الإيقاف الإستراتيجية إلى إطالة عمر المهمة إلى أقصى حد ممكن، وضمان استمرار إرسال البيانات القيّمة طالما أن الطاقة تسمح بذلك.
ومع ذلك، يدرك العلماء أن الظروف القاسية للفضاء العميق قد تؤدي إلى أعطال غير متوقعة قد تُسرّع من نهاية المهمة. ويُذكر أن فوياجر2 سبق وقد علّق عمل أداة علمية في العام الماضي، وهي أداة “مطياف البلازما”.
أبعد الأجسام التي صنعها الإنسان
يوجد فوياجر 1 حاليا على بعد أكثر من 25 مليار كيلومتر من الأرض، بينما يبعد فوياجر 2 أكثر من 21 مليار كيلومتر.
وبسبب هذه المسافات الهائلة، تستغرق الإشارة الراديوية أكثر من 23 ساعة للوصول إلى فوياجر1، وحوالي 19.5 ساعة للوصول إلى فوياجر2، مما يجعل كل قرار تتخذه فرق التشغيل بالغ الأهمية، حيث يجب إدارة الطاقة ونقل البيانات وصحة الأنظمة بدقة متناهية مع كل أمر يُرسل.
ورغم التحديات المتزايدة، لا يزال مشروع فوياجر يمثل أكثر البعثات الفضائية بُعدا وأطولها عمرا في تاريخ البشرية. وكما أشارت العالمة ليندا سبيلكر من مختبر الدفع النفاث: “في كل دقيقة من كل يوم، يستكشف المسباران منطقة جديدة لم تصل إليها أي مركبة فضائية من قبل”، وهو ما يُعد إرثا علميا بالغ الأهمية.