اقدام شگفت‌انگیز ناسا؛ پیشران‌های وویجر ۱ پس از ۲۰ سال در فضا فعال شدند

مهندسان ناسا موفق شده‌اند به روشی خارق‌العاده پیشران‌های اصلی کاوشگر میان‌ستاره‌ای وویجر ۱ را که از سال ۲۰۰۴ از کار افتاده بودند، دوباره فعال کنند.

به گزارش اسپیس، این مأموریت زمانی ضرورت پیدا کرد که پیشران‌های فعلی فضاپیمای وویجر ۱ که وظیفه کنترل جهت‌گیری آن را بر عهده دارند (و از نوع پیشران‌های پشتیبان هستند)، به‌دلیل جمع‌ شدن ذرات و رسوب دچار افت عملکرد و تخریب شدند.

اگر سیستم پیشران‌های فضاپیما کامل از کار بیفتند، وویجر ۱ دیگر نمی‌تواند جهت آنتن خود را به‌سوی زمین تنظیم کند و ممکن است پس از حدود ۵۰ سال فعالیت، ارتباط آن را با زمین قطع شود!

وضعیت زمانی بحرانی‌تر شد که تیم ناسا با محدودیت بزرگی مواجه شد. براساس برنامه‌ریزی‌ها، آنتن زمینی که فرمان‌ها را به وویجر ۱ و فضاپیمای همتای آن، وویجر ۲، ارسال می‌کند، از ۱۴ اردیبهشت به‌دلیل عملیات ارتقا چند ماه از دسترس خارج می‌شوند؛ در نتیجه، تیم مأموریت برای حفظ ارتباط باید در کوتاه‌ترین زمان ممکن راه‌حلی پیدا می‌کرد. اگر فوری دست به کار نمی‌شد، امکان ارسال دستورهای اصلاحی از دست می‌رفت.

درحال‌حاضر، پیشران‌های پشتیبان نقش حیاتی در «مانورهای چرخشی دقیق» دارند. این مانورها جهت‌گیری وویجر ۱ را اصلاح می‌کنند تا آنتن آن همواره رو به زمین باشد و ارتباط پایدار با زمین حفظ شود.

سال ۲۰۰۴، پیشران‌های پشتیبان جایگزین پیشران‌های اصلی شدند

سال 2004، پس از آنکه ۲ گرم‌کننده‌ داخلی کوچک که برای عملکرد صحیح پیشران‌ها ضروری بودند، انرژی خود را از دست دادند و خاموش شدند، پیشران‌های چرخشی اصلی این فضاپیما نیز از کار افتادند.

این پیشران‌ها تا مدت‌ها عملکرد خوبی داشتند و به فضاپیما کمک می‌کردند «ردیاب ستاره‌ای» را در مسیر درست نگه دارد. ردیاب ستاره‌ای ابزاری کلیدی است که موقعیت فضاپیما را نسبت به ستارگان مشخص می‌کند و نقش حیاتی در حفظ تعادل آن دارد.

بررسی‌ها نشان داد امکان تعمیر این گرم‌کننده‌ها از راه دور وجود ندارد؛ درنتیجه، مهندسان آن زمان تصمیم گرفتند کامل به پیشران‌های چرخشی پشتیبان تکیه کنند تا جهت‌گیری ردیاب ستاره‌ای حفظ شود.

«کریم بدرالدین»، مدیر مأموریت وویجر در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL)، در بیانیه‌ای گفت:

«فکر می‌کنم آن زمان، تیم مشکلی با این موضوع نداشت که پیشران‌های اصلی چرخشی از کار افتاده‌اند؛ چون مجموعه پشتیبان کاملاً سالم در اختیار داشتند و صادقانه بگویم، احتمالاً فکر نمی‌کردند وویجرها قرار است ۲۰ سال دیگر هم به کارشان ادامه دهند.»

احیای پیشران‌های اصلی کاوشگر

براساس گزارش لایو ساینس، با تجمع رسوبات در پیشران‌های پشتیبان و احتمال قطع ارتباط آنتن، مهندسان ناسا تصمیم گرفتند دست به اقداماتی جسورانه بزنند. آنها حدس زدند شاید ۲ گرم‌کننده که از کار افتاده بودند، بر اثر اختلال و به‌دلیل فعال شدن اشتباهی یکی از کلیدها از کار افتاده باشند؛ بنابراین، احتمال داشت با بازگرداندن آن کلید به وضعیت صحیح، دوباره گرم‌کننده‌ها را به کار می‌انداخت.

هرچند زدن یک کلید ساده به نظر می‌رسد، انجام آن از راه دور روی فضاپیمایی که با سرعت حدود ۵۶ هزار کیلومتربرساعت در فضای میان‌ستاره‌ای حرکت می‌کند، به‌مراتب دشوارتر است.

گرم‌کننده‌های معیوب فقط درصورتی قابل‌تعمیر بودند که پیشران‌ها روشن می‌شدند اما اگر سیستم خودکار فضاپیما پیش از آنکه پیشران‌ها به‌قدر کافی گرم بشوند، انحرافی در مسیر تشخیص می‌داد، پیشران‌ها را فعال می‌کرد و این می‌توانست منجر به انفجار فضاپیما شود و تیم مهندسی ناچار بود پیش از هرگونه عملکرد پیشران‌ها، ردیاب ستاره‌ای را به‌دقت تنظیم کند.

ازآنجاکه فاصله وویجر از زمین به‌شدت زیاد است، تیم مأموریت مجبور بود ۲۳ ساعت طاقت‌فرسا صبر کند تا سیگنال رادیویی فضاپیما به زمین برسد. اگر این آزمایش با شکست مواجه می‌شد، وویجر ممکن بود در همان لحظات وارد مرحله‌ای بحرانی شود.

سرانجام ۳۰ اسفند ۱۴۰۳، صبر مهندسان به ثمر نشست و وویجر کامل و دقیق به فرمان‌ها پاسخ داد. فقط ۲۰ دقیقه پس از دریافت سیگنال، تیم شاهد افزایش دمای گرم‌کننده‌های پیشران بود که نشان می‌داد پیشران‌ها طبق برنامه روشن شده‌اند.

«تاد باربر»، سرپرست مأموریت در JPL، دراین‌باره گفت:

«آن لحظه واقعاً باشکوه بود. روحیه تیم آن روز بسیار بالا بود. این پیشران‌ها ازکارافتاده تلقی می‌شدند و این نتیجه‌گیری کاملاً منطقی بود اما یکی از مهندسان ما معتقد بود شاید علت دیگری داشته باشد و مشکل قابل‌حل باشد. این هم نجات معجزه‌آسای دیگری برای وویجر بود.»

وویجر ۱ و ۲ همچنان به مأموریت خود ادامه می‌دهند

فضاپیماهای دوقلوی وویجر ناسا سال ۱۹۷۷ با هدف کاوش سیارات بیرونی منظومه شمسی به فضا پرتاب شدند. پس از تحقق هدف اولیه، دانشمندان از این ۲ فضاپیما برای مطالعه فضای میان‌ستاره‌ای استفاده کردند.

وویجر ۱ آگوست ۲۰۱۲ از منظومه شمسی خارج شد و وویجر ۲ نیز نوامبر ۲۰۱۸ به آن پیوست. این ۲ فضاپیما درمجموع بیش از ۴۶ میلیارد و 700 میلیون کیلومتر سفر کرده‌اند و تاکنون، رکورد دورترین اشیای ساخت دست بشر از زمین را در اختیار دارند.

باوجود سن زیاد و فاصله‌ بسیار زیاد فضاپیماهای وویجر از زمین، فعال بودن آنها چالش‌های فنی پیچیده‌ای داشته است؛ برای مثال، مولدهای رادیوایزوتوپی که نیروی موردنیاز وویجرها را تأمین می‌کنند، هرساله ضعیف‌تر می‌شوند و ناسا مجبور است برای صرفه‌جویی در انرژی، برخی ابزارهای علمی و گرم‌کننده‌ها را غیرفعال کند تا بتواند سیستم‌های فضاپیما را فراتر از محدودیت‌های معمول، فعال نگه دارد.

وویجر ۱ نیز اخیراً به‌دلیل خرابی یک تراشه دچار نقص داده شد. البته مهندسان با استفاده از راه‌حل نرم‌افزاری هوشمندانه مشکل را برطرف کردند. باوجود تمام این چالش‌ها، فضاپیماهای وویجر همچنان به مأموریت خود ادامه می‌دهند که نشان‌دهنده طراحی مقاوم آنهامقاوم و نبوغ تیم‌هایی است که این مأموریت‌ها را مدیریت می‌کنند.

احیای پیشران‌های وویجر ۱ دستاورد مهندسی تحسین‌برانگیز دیگری به شمار می‌رود که روزنه‌ امید تازه‌ای برای فعالیت بیشتر این فضاپیمای سالخورده فراهم کرده است. این دستاورد نبوغ و مهارت‌های حل مسئله مهندسانی را نشان می‌دهد که پس از حدود 5 دهه، فضاپیمای وویجر را همچنان عملیاتی نگه داشته‌اند.

باوجود چالش‌های فنی و سن زیاد این 2 فضاپیما، وویجر ۱ و ۲ همچنان داده‌های ارزشمندی از خارج از مرزهای منظومه شمسی ارسال می‌کنند. ادامه مأموریت وویجر فرصت بی‌نظیری برای بهبود درک بشر از فضای میان‌ستاره‌ای فراهم کرده است؛ دانشی که تاکنون هیچ فضاپیمای دیگری نتوانسته ارائه دهد.