قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والإنجازات العلمية والمزيد.
سي إن إن
—
نجح مهندسو ناسا في إطلاق مجموعة من أجهزة الدفع التي لم تستخدمها فوييجر 1 منذ عقود لحل مشكلة يمكن أن تمنع المركبة الفضائية البالغة من العمر 47 عامًا من التواصل مع الأرض على بعد مليارات الأميال.
عندما ذهبت المركبة الفضائية فوييجر 1 إلى الفضاء في 5 سبتمبر 1977، لم يتوقع أحد أن المسبار سيظل يعمل حتى اليوم.
نتيجة لمهمتها الطويلة بشكل استثنائي، واجهت فوييجر 1 مشاكل مع تقادم مكوناتها في الخارج البارد خارج نظامنا الشمسي. عندما تتطور مشكلة ما، يتعين على المهندسين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، أن يكونوا مبدعين مع توخي الحذر بشأن كيفية تفاعل المركبة الفضائية مع أي تغييرات.
فوييجر 1، حاليا أبعد مركبة فضائية عن الأرض، تبعد حوالي 15 مليار ميل (24 مليار كيلومتر). يعمل المسبار خارج الغلاف الشمسي – فقاعة المجالات المغناطيسية للشمس والجسيمات التي تمتد إلى ما بعد مدار بلوتو – وتقوم أدواته بأخذ عينات مباشرة من الفضاء بين النجوم.
في وقت سابق من هذا العام، اكتشف المهندسون مشكلة عند انسداد خط الوقود داخل أحد محركات فوييجر. إذا كانت أجهزة الدفع مسدودة، فلن تتمكن من توليد القوة الكافية للحفاظ على استقرار المركبة الفضائية. تُبقي محركات فوييجر المركبة الفضائية على اتصال بالأرض.
لن تتمكن فوييجر 1 من “سماع” الأوامر أو إرسال البيانات من مركز التحكم في المهمة ما لم يتم وضع هوائيها بحيث يشير نحو الأرض، كما يقول جالا كوفيلد، متخصص العلاقات الإعلامية في JBL.
وقال: “إذا تعطلت أجهزة الدفع التي تبقي الهوائي موجهاً نحو الأرض، فهذه نهاية المهمة”.
أدرك الفريق أنه سيتعين عليهم إرسال أوامر إلى المركبة الفضائية للتبديل إلى مجموعة أخرى من أجهزة الدفع، لكن الإصلاح لن يكون بسيطًا.
ليست هذه هي المرة الأولى التي تتحول فيها Voyager 1 إلى مجموعة أخرى من الوقود الدافع في العقود الأخيرة. لحسن الحظ، تحتوي المركبة الفضائية على ثلاث مجموعات من أجهزة الدفع: مجموعتان من أجهزة الدفع الموقفية ومجموعة واحدة مخصصة لمناورات تصحيح المسار.
استخدمت فوييجر 1 أجهزة الدفع لأغراض مختلفة عندما حلقت بالقرب من كوكب المشتري وزحل في عامي 1979 و1980 على التوالي.
في الوقت الحالي، تسير المركبة الفضائية على مسار ثابت بعيدًا عن نظامنا الشمسي، لذا فهي تحتاج إلى مجموعة من أجهزة الدفع لتوجيه هوائيها نحو الأرض. لتزويد أجهزة الدفع بالوقود، يتم تحويل الهيدرازين السائل إلى غاز ويتم إطلاقه في حوالي 40 نفخة قصيرة يوميًا لدفع فوييجر 1 بشكل صحيح.
مع مرور الوقت، اكتشف المهندسون أن خط الوقود الموجود داخل أجهزة الدفع يمكن أن يصبح مسدودًا بثاني أكسيد السيليكون، وهو نتيجة ثانوية لشيخوخة الحجاب الحاجز المطاطي لخزان الوقود. نظرًا لانسداد أجهزة الدفع، فإنها تولد طاقة أقل.
في عام 2002، أمر الفريق فوييجر 1 بالتبديل إلى مجموعتها الثانية من محركات الدفع الموقفية. عاد المهندسون مرة أخرى إلى نظام الدفع لتصحيح المسار الذي تم تعيينه في عام 2018، عندما تم انسداد المجموعة الثانية أيضًا.
ولكن عندما قام الفريق مؤخرًا بفحص حالة محركات تصحيح المسار الخاصة بمركبة Voyager، كانت أكثر انسدادًا من مجموعتي الدفعات السابقتين.
عندما قام الفريق في البداية بتحويل فوييجر إلى أدوات دفع تصحيح المسار قبل ست سنوات، كان عرض فتحة الأنبوب 0.01 بوصة (0.25 ملم). ولكن الآن، خفضت العلبة ذلك إلى 0.0015 بوصة (0.035 ملم) – أي حوالي نصف عرض شعرة الإنسان، وفقًا لوكالة ناسا.
حان الوقت للانتقال إلى مجموعة أخرى من الدوافع التحفيزية السلوكية.
مع تقدم فوييجر 1 ومسبارها التوأم، فوييجر 2، في العمر، يقوم فريق المهمة بإيقاف تشغيل الأنظمة الزائدة ببطء على كلتا المركبتين الفضائيتين للحفاظ على الطاقة، بما في ذلك السخانات. ونتيجة لذلك، أصبحت المكونات الموجودة على Voyager 1 الآن باردة، وعلم الفريق أنه لا يمكنهم إرسال أمر إلى Voyager 1 للتبديل فورًا إلى أحد دافعات الدفع في الوضع دون القيام بأي شيء لتدفئتها.
لكن قال الفريق إن فوييجر 1 ليس لديه ما يكفي من الطاقة لإعادة تشغيل أي سخانات دون إيقاف تشغيل أي شيء آخر، كما أن أدواته العلمية ذات قيمة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن إيقافها إذا لم تعد تعمل مرة أخرى.
بعد العودة إلى لوحة الرسم، أدرك الفريق أنه يمكن إيقاف تشغيل إحدى السخانات الرئيسية للمركبة الفضائية لمدة ساعة تقريبًا، مما سيمكن المهندسين من تشغيل وإيقاف السخانات الدافعة بأمان.
نجحت الخطة، وبحلول 27 أغسطس، كانت فوييجر 1 تعتمد على إحدى مجموعات الدفع الأصلية الخاصة بها للبقاء على اتصال بالأرض.
وقال تود باربر، مهندس الدفع في فوييجر، إن الفريق اتخذ خطوات لاستخدام عدد أقل من أجهزة الدفع ويتوقع أن يستغرق عامين أو ثلاثة أعوام إضافية من المجموعة الأصلية.
بمجرد استنفاد المركبة الفضائية هذه المجموعة من الدفاعات، فإن الخيار المتبقي لـ Voyager 1 هو دفعات الاقتراب، والتي تكون مسدودة بالفعل.
وقالت سوزان تود، مديرة مشروع فوييجر، في بيان: “جميع القرارات التي تمضي قدماً ستتطلب المزيد من التحليل والحذر مما كانت عليه من قبل”.
وقال باربر إن فوييجر 2 خضعت لاستبدال أجهزة الدفع في عامي 1999 و2019، و”الوضع هناك سيئ للغاية”. سافرت فوييجر 2 أكثر من 12 مليار ميل (20 مليار كيلومتر) من الأرض.
تساعد المعلومات التي تم جمعها من خلال هذه الدراسات طويلة المدى العلماء على التعرف على شكل النظام الشمسي الذي يشبه المذنب وكيف يحمي الأرض من الجسيمات النشطة والإشعاع بين النجوم.