خروج وویجر از منظومه شمسی به همراه پیام دوستی بشر

برنامه وویجر (دریانورد) قسمتی از یك برنامه فضایی متوقف شده به نام «تور مجلل» بود كه قرار بود در دهه ۱۹۶۰ برای شناخت هر چه دقیق تر اجسام مختلف موجود در منظومه شمسی بپردازد. اما این برنامه به دلیل كمبود بودجه در آن سال ها متوقف شد. پس از آن در دهه ۱۹۷۰ برنامه ریزان ناسا با كمی تغییر در این برنامه وویجر را جایگزین كردند. وظیفه برنامه وویجر شناخت سیارات گازی و اقمار آنها بود، سیارات منظومه شمسی به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول كه سیارات داخلی نامیده می شوند، جنسشان از عناصر سنگین است. به همین دلیل به آنها سیارات خاكی یا سنگی هم می گویند. تیر، ناهید، زمین و بهرام از اینگونه اند. اما دسته دیگر سیارات خارجی هستند كه با یك كمربند سنگی از سیارات داخلی جدا شده اند. جنس سیارات خارجی گازی است. به همین دلیل به آنها سیارات گازی هم می گویند. مشتری، كیوان، اورانوس، نپتون و پلوتون از این نوع هستند.
برنامه تحقیقاتی وویجر توسط یك تیم مشترك از سازمان هوانوردی و فضانوردی آمریكا و موسسه فناوری كالیفرنیا (كلتك _ Caltech) برنامه ریزی و هدایت می شود. این برنامه از یك جفت ماهواره تشكیل شده بود كه در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شدند. وظیفه وویجر۱ مطالعه و عكسبرداری از مشتری و كیوان بود و وظیفه وویجر۲ مطالعه و عكسبرداری از نپتون و اورانوس بود. البته وویجر۲ در راه عكس هایی هم از راه دور از مشتری و كیوان گرفت و به زمین ارسال كرد. كشفیات برنامه وویجر در منظومه شمسی به حدی بود كه قابل قیاس با كشفیات كیهانی تلسكوپ های هابل و كك است.
• برنامه مارینر
دوقلوهای وویجر در سال ۱۹۷۷ توسط موشك هایی به فضا پرتاب شدند كه پیش از این در برنامه مارینر (ملوان _ Mariner) شركت داشتند. برنامه با پرتاب مارینر۱ آغاز شد. این برنامه نخستین گام بشر برای خارج شدن از مرزهای زمین بود و هدف این برنامه سیارات داخلی بودند. مارینر۱ در ابتدا با مشكل مواجه شد و شكست خورد. اما مارینر۲ در ۲۷ آگوست ۱۰۶۲ به فضا پرتاب شد و پس از سه ماه و نیم مسافرت فضایی این ماهواره ۲۰۳ كیلویی بر روی مدار خود در ناهید قرار گرفت و به این ترتیب بشر نخستین گام را به یك سیاره دیگر نهاد. وظیفه مارینر۲ شناخت وضعیت آب و هوایی و میزان تشعشعات و غبارهای خورشیدی روی سیاره ناهید و میدان های مغناطیسی و ویژگی های جوی این سیاره بود.
مارینر ۳ و ۴ در سال ۱۹۶۵ به سوی بهرام (مریخ) پرتاب شدند. مارینر۴ با موفقیت تمام در مدار قرار گرفت. اما مارینر۳ با مشكلات ارتباطی در هنگام فرود مواجه شد. وزن این دو ماهواره ۲۶۱ كیلوگرم بود و وظایفی مشابه مارینر۲ روی بهرام داشتند. به علاوه آنها مجهز به یك دوربین دیجیتال (در دهه ۱۹۶۰) بودند كه قادر به ثبت ۲۰ تصویر بود.
در ۱۹۶۷ مارینر۵ مجدداً به سمت ناهید پرواز كرد كه وظیفه او تكمیل كردن كشفیات مارینر۲ بود. مارینر۵ به یك دوربین فرابنفش نیز مجهز بود.
مارینر ۶ و ۷ با ۴۱۳ كیلوگرم وزن در فوریه ۱۹۶۹ به سمت مریخ پرواز كردند كه علاوه بر تجهیزات مارینر ۳ و ۴ به یك دوربین زاویه باز با قابلیت چرخش لنز مجهز بودند.
مارینر ۸ در برنامه اكتشافی خود به سوی مریخ دچار اشكال شد اما مارینر۹ با موفقیت در ماه مه ۱۹۷۱ در مدار قرار گرفت. مارینر۹ حدود یك تن وزن داشت و وظیفه اصلی آن آنالیز كردن جو بهرام بود.
مارینر۱۰ نخستین نوع از این دست برنامه های فضایی بود كه به سمت تیر پرواز كرد. مارینر۱۰ همچنین نخستین فضاپیمایی بود كه از نیروی گرانش برای حركت استفاده می كرد. مارینر۱۰ پس از گذشتن از كنار ناهید و شتاب گرفتن در اثر نیروی گرانش این سیاره به سمت تیر رفت. البته از سطح ناهید نیز عكس هایی به زمین مخابره كرد. این فضاپیمای ۴۳۳ كیلوگرمی به دو دوربین دیجیتال و طیف سنج های زیر قرمز و فرابنفش و رادیویی مجهز بود و وظیفه آن شناخت مشخصات دقیق سیاره كوچك تیر در جوار خورشید بود.
•برنامه وویجر
پس از موفقیت برنامه مارینر محققان درصدد برآمدند كه این برنامه را به خارج از كمربند سیارك هاتز منتقل كنند. برنامه وویجر از اینجا شكل گرفت. دو فضاپیمای بدون سرنشین وویجر۱ و ۲ را به همین دلیل گاهی مارینر ۱۱ و ۱۲ نیز نامیده اند. ابتدا اسم این پروژه مارینر مشتری _ كیوان بود.دوقلو های وویجر كشفیات عظیمی در جو و سطح سیارات گازی و اقمار مهم آنها مثل اقمار گالیله ای مشتری و قمر معروف كیوان (تایتان) انجام دادند.در این دو فضاپیما یك منبع رادیواكتیو برای تامین انرژی الكتریكی لازم خود دارند كه هنوز هم در حال فعالیت است. عكس هایی كه وویجر۱ در اواخر سال ۲۰۰۳ از فضای اطراف خود ارسال كرده بود، باعث شك دانشمندان در مورد مكان دقیق این فضاپیما شده بود. به دلیل كمبود بودجه این برنامه بالاخره پس از كشفیات و دستاورد های عظیم خود در اكتبر ۲۰۰۵ و پس از اینكه دوقلو های وویجر از منظومه شمسی خارج شدند، متوقف می شود.
•ویژگی های وویجر
هر دو فضاپیما كاملاً شبیه هم طراحی شده اند. وویجر از ۳ محور اصلی ساخته شده كه روی یكی از آنها و ژیروسكوپ ها و راكت ها برای حفظ تعادل و جهت یابی وویجر نصب شده است. یكی از محور ها هم نقش آنتن رادیویی را بازی می كند كه همواره به سمت زمین جهت گیری شده است. روی محور سوم هم یازده وسیله آزمایشی نصب شده كه اطلاعات را جمع آوری می كنند. البته از این وسایل هم اكنون تنها پنج تای آنها به فعالیت مشغولند و بقیه خاموش اند. این تجهیزات توسط یك كامپیوتر مركزی به نام FDS هدایت می شوند.
یك جفت دوربین دیجیتال با هشت نوع فیلتر نیز بر روی وویجر نصب شده است كه یكی از آنها با كیفیت كمتر برای عكسبرداری های زاویه باز و دیگری با كیفیت بالا و لنز قوی برای فوكوس كردن روی اشیای كوچك طراحی شده اند.ژنراتور رادیو ایزوتوپ حدود ۳۱۵ وات توان لازم برای فضاپیما را تهیه می كند. كه البته روز به روز از قدرت آن كاسته می شود. طیف سنج فرابنفش وویجر تا سال ۲۰۰۳ فعال بود و بعد از آن به دلیل صرفه جویی در مصرف برق از كار انداخته شد.
ژیروسكوپ های وویجر ها آنها را قادر می سازند كه هر سال شش بار به دور خود بچرخند. البته در اثر اصطكاك این عمل در سال ۲۰۱۰ برای وویجر۲ و در سال ۲۰۱۱ برای وویجر۱ متوقف می شود و به این ترتیب قسمت های مغناطیس سنج وویجر هم از كار می افتند اما دوربین ها تا پایان یافتن انرژی ژنراتور به فعالیت ادامه می دهند. در این ژنراتور از ایروتوپ پلوتونیوم ۲۳۸ برای تولید انرژی الكتریكی استفاده می شود كه نیم عمر آن ۸۵ سال است. این ژنراتور در ابتدا ۴۷۰ وات برق DC با اختلاف پتانسیل ۳۰ ولت تولید می كرد كه با توجه به نیم عمر پلوتونیوم پس از ۲۳ سال قادر به تولید ۳۱۵ وات برق خواهد بود كه حداقل توان لازم برای وویجر ها است. در اوایل سال ۲۰۰۱ توان ژنراتور وویجر۱ به ۳۱۵ و وویجر۲ به ۳۱۹ وات رسید و تعداد زیادی از تجهیزات این فضا پیماها توسط كامپیوتر مركزی آنها از كار افتادند تا دوربین ها بتوانند همچنان به كار بپردازند.•وویجر ۱
فضا پیمای وویجر۱ با ۸۱۵ كیلوگرم وزن در روز ۵ سپتامبر ۱۹۷۷ از پایگاه فضایی كندی در كیپ كارناوال فلوریدا به فضا پرتاب شد. گروهی از محققان دانشگاه كلتك و ناسا مسئولیت برنامه ریزی هر دو فضاپیمای وویجر را از آزمایشگاه نیروی پشتوانه موشكی ناسا (JPL) بر عهده دارند. وظیفه وویجر۱ عكسبرداری و مطالعه مشتری، كیوان، اقمار آنها و حلقه های آنها بود. همچنین این فضا پیما وظیفه سنجش میزان ذرات خورشیدی و بار های خورشیدی را در فضای بین سیارات بر عهده داشت.
عكسبرداری از مشتری از ژانویه ۱۹۷۹ آغاز شد. وویجر در ماه مه همان سال به كمترین فاصله از مشتری یعنی ۳۵۰ هزار كیلومتری سطح آن رسید. عكسبرداری از مشتری و اقمار آن تا آوریل سال بعد ادامه داشت اما وویجر توانست در كمتر از ۴۸ ساعت تمام ویژگی های فیزیكی مشتری را كه از او خواسته بودند، مثل میدان مغناطیسی، ویژگی های جوی و خواص الكتریكی سطح و حلقه ها را كشف و مخابره كند. از مهم ترین كشفیات وویجر۱ یافتن آتشفشان های گوگرد روی سطح قمر «یو» (از اقمار مشتری كه توسط گالیله كشف شده بود.) بود كه پیش از آن در فعالیت های اكتشافی فضا پیماهای «پایونیر» ۱۰ و ۱۱ كشف نشده بود. وویجر۱ با كمك گرفتن از میدان گرانشی مشتری به سمت كیوان رفت و در نوامبر ۱۹۸۰ به آن سیاره رسید. كمترین فاصله وویجر۱ با كیوان تنها ۷۷ هزار كیلومتر بود. ساختار های پیچیده حلقه های زحل و اتمسفر تایتان (قمر كیوان كه بسیار شبیه زمین خودمان است!) از كشفیات قابل توجه وویجر۱ بود. عكسبرداری از تایتان آخرین ماموریت سیاره ای وویجر۱ بود و بعد از آن به سمت فضای خارج از سیارات رفت.در دهه ۱۹۹۰ وویجر با سبقت گرفتن از پایونیر ۱۰ تبدیل به دورترین ساخته دست بشر از زمین شد. پیش از پایونیر ۱۰ كه در ماه مارس ۱۹۷۲ برای مطالعه روی كمربند خرده سیاركی به فضا پرتاب شده بود، این نقش را بر عهده داشت.پایونیر ۱۰ در سوم دسامبر ۱۹۷۳ نخستین تصویر close-up از سطح مشتری را به زمین ارسال كرده است.وویجر۱ هم اكنون در حدود ۲/۱۴ میلیارد كیلومتر (حدود ۱۳ ساعت نوری) با زمین فاصله دارد و در ناحیه ای قرار دارد كه «شوك نهایی» نامیده شده و آخرین نقطه سامانه خورشیدی است. پس از آن از منظومه خورشیدی خارج شده و وارد فضایی می شود كه «هلیوسهت» نام دارد.
•وویجر۲
چند هفته پس از وویجر،۱ وویجر۲ در ۲۰ آگوست ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد. ماموریت اصلی آن مطالعه روی اورانوس و نپتون بود. اما برای ادامه حركت نیاز به استفاده از نیروی گرانش مشتری داشت. در ۹ جولای ۱۹۷۹ وویجر۲ به كمترین فاصله از مشتری رسید و در ۲۵ آگوست ۱۹۸۱ به كمتر فاصله از كیوان رسید. توانست دمای كیوان را با حداقل ۷۰ كلوین و حداكثر ۱۴۳ كلوین و فشار حداقل ۷۰ میلی بار و حداكثر ۱۲۰۰ میلی بار اندازه گیری كند. پس از عكسبرداری از تایتان به سمت اورانوس رفت. سیاره ای كه محور چرخش وضعی آن نسبت به محور چرخش مداری ۷/۹۷ درجه تمایل دارد. وویجر۲ ، ۱۰ قمر جدید اطراف اورانوس كشف كرد و در ۲۴ ژانویه ۱۹۸۶ به كمترین فاصله از سطح اورانوس رسید.
وویجر۲ در ۲۵ آگوست ۱۹۸۹ به كمترین فاصله از نپتون رسید و كشفیات جالبی در مورد این سیاره و قمر معروف آن «تریتون» انجام داد. وویجر۲ هم اكنون ۴/۱۰ میلیارد كیلومتر از ما فاصله دارد.
•پیام های وویجر
بر روی هر دو وویجر یك قرص طلایی نصب شده كه یك طرف آن نقش صفحه گرامافون را بازی می كند. بر روی آن پیام «سلام» به ۵۳ زبان زنده دنیا و ۲ زبان كه حدود ۵ هزار سال پیش منقرض شده اند، ضبط شده است. همچنین روی این صفحه گرامافون حدود ۹۰ دقیقه آهنگ از سمفونی های معروف بتهوون و باخ گرفته تا موسیقی محلی آذربایجان، سنگال و مكزیك ضبط شده است.پیش از این بر روی فضاپیمای «پایونیر۱۰» تصاویر كامل انسان و مكان زمین بر روی منظومه شمسی درج شده بود. اما به دلیل اعتراض كلیسای آمریكا مبنی بر اینكه ناسا با پول مالیات دهندگان عكس های پورنوگرافی به فضا می فرستد [!!!] این بار حدود ۱۱۵ تصویر به صورت دیجیتال روی وویجر ضبط شده اند كه البته طریقه خواندن آنها پشت همان لوح طلایی درج شده است. از دیگر صداهای ضبط شده روی این صفحه صدای پرندگان و وال است.بر پشت هم نقشه ای از منظومه خورشیدی و مكان زمین روی آن و انرژی اولین و دومین برانگیختگی اتم هیدروژن و همین طور نحوه خواندن تصاویر و اصوات درج شده است. صداها به صورت كدهای دوتایی (صفر و یك) روی لوح ضبط شده اند كه فاصله زمانی هر كدام از آنها در هنگام چرخش حدود هفت دهم نانوثانیه است كه زمان گذار اصلی در اتم هیدروژن است.اما آن چیزی كه جالب توجه است، این است كه با توجه به سرعت وویجر۱ بیش از ۴۰ هزار سال طول می كشد كه این فضاپیما به نزدیك اولین ستاره برسد. شاید تا آن زمان دیگر هیچ اثری از بشر روی زمین نباشد. به این ترتیب این وویجرها خواهند بود كه رسالت معرفی بشر و دستاوردهای علمی او را به هر نوع حیات فرازمینی (بر فرض وجود) برعهده خواهند داشت.

مهدی صارمی