۴۰ سال با دورترین ساخته‌های دست بشر در فضا

به گزارش ایسنا و به نقل از یونیورس‌تودی، امسال "سازمان فضایی آمریکا"(ناسا) چهلمین سالگرد پرتاب فضاپیماهای "وویجر 1و 2"(Voyager1 & 2) را جشن می‌گیرد.

این دو فضاپیما دورترین ساخته‌های دست بشر در فضا نسبت به زمین هستند که به ترتیب در تاریخ‌های 20 اوت و 5 سپتامبر 1977 به فضا پرتاب شدند.

این دو کاوشگر در اصل برای مطالعه سیارات زحل و مشتری طراحی شده بودند اما بعد از انجام ماموریت به سوی فضای بیرونی سامانه خورشیدی حرکت کردند. در سال 2010 دانشمندان اعلام کردند که وویجر-1 در مرز سامانه خورشیدی قرار گرفته و در آستانه خروج از این سامانه قرار دارد.

این دو کاوشگر اکنون دورترین اجرامی هستند که از زمین به فضا پرتاب شده‌اند. وویجر-1 حدود 20 میلیارد کیلومتر و وویجر 2 حدود 15 میلیارد کیلومتر با خورشید فاصله دارند.

 این دو فضاپیما با سوخت هسته‌ای کار می‌کنند، به اندازه یک اتومبیل کوچک هستند و برای ادامه حرکت و فعالیت تا سال 2020 سوخت دارند.

دو کاوشگر وویجر 1 و وویجر 2 پیشگام اکتشاف سیارات دوردست سامانه خورشیدی و اولین ابزار ساخت بشر هستند که از محدوده منظومه شمسی خارج شده و به فضای ژرف ورای آن سفر کرده‌اند.

داده‌های بسیار ارزشمندی که این دو کاوشگر در طول ماموریت‌های موفق‌شان در اختیار دانشمندان قرار دادند، باعث گسترش زیاد دانش و اطلاعات بشر از ساختار سیارات بزرگ گازی منظومه خورشیدی شده‌ است.

کاوشگر وویجر 1 با وزن 722 کیلوگرم در 5 سپتامبر سال 1977 میلادی توسط ناسا برای مطالعه سیاره‌های مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، و فضای ژرف‌تر آنها پرتاب شد که این ماموریت در سال 1989 کامل شد و فضاپیما به مسیر خود ادامه داد. این کاوشگر حاوی صفحه‌ای طلایی با اطلاعاتی از تمدن زمینی است.

صفحه طلایی وویجر، صفحه فونوگرافی است که در فضاپیماهای وویجر که در سال 1977 پرتاب گشت قرار داده شده‌ است. این صفحه شامل نگاره‌ها و آواهایی هستند که برای نشان دادن گوناگونی زندگی و فرهنگ‌های زمینی به موجودات هوشمند فضایی یا انسان‌های آینده ساخته شده‌اند. فضاپیمای وویجر به سمت ستاره مشخصی در حرکت نیستند، اما وویجر 1 به سمت ستاره‌ای در حرکت است که در 1/6 سال نوری زمین قرار دارد؛ وویجر 1 در حدود 40،000 سال دیگر به منظومه این ستاره می‌رسد.

صفحه از مس طلاکاری شده ساخته شده‌ است. پوشش آن از آلومینیوم است که آن را با اورانیوم-238 آبکاری الکتریکی کرده‌اند.

 نیمه عمر اورانیوم-238، 4،468 میلیون سال است و بدین ترتیب تمدن‌های هوشمند می‌توانند پس از یافتن این صفحات، عمر آنها را محاسبه کنند.

همچنین نوشته‌ای با دست حکاکی شده با متن «به سازندگان موسیقی - تمام دنیاها، در همه زمان‌ها» در سطح بین پوشش و صفحه خواندنی نوشته‌ شده‌ است.

با توجه به اندازه، بسیار کوچک این کاوشگرها و وسعت فضای بین ستاره‌ای، امکان برخورد تمدنی فرازمینی با آنها بسیار اندک است. البته پخش تشعشعات الکترومغناطیسی این کاوشگرها نیز در آینده‌ای نه چندان دور متوقف خواهد شد.

"کارل سیگن"( Carl Sagan)محقق ناسا یادآور شده که: "این صفحات تنها هنگامی نمایش داده خواهند شد که تمدنی پیشرفته و میان‌ستاره‌ای آنها را پیدا کند. اما درهرحال، پرتاب این بطری در میان اقیانوس فضایی حرف‌های امیدوارکننده‌ای برای زندگی در این سیاره دارد. بنابراین بهتر است به این صفحات به عنوان کپسول زمان یا نماد یک اندیشه نگاه شود تا تلاشی جدی برای ارتباط با زندگی فرازمینی.

محتویات این صفحات توسط کمیته‌ای به ریاست کارل سیگن از دانشگاه کرنل برای ناسا انتخاب شدند.

سیگن و تیمش، 116 نگاره و آواهای طبیعی شامل موج آب، آذرخش و حیوانات (شامل صدای پرندگان و نهنگ‌ها) را گردآوری کردند.

 قطعات موسیقی از فرهنگ‌ها و زمان‌های گوناگون شامل قطعاتی از باخ، بتهوون، استراوینسکی، موزارت و موسیقی محلی ترکی آذربایجانی، سلام به 56 زبان گوناگون (55 زبان باستانی و جدید به همراه زبان اسپرانتو) و پیام چاپ شده از رییس‌جمهور جیمی کارتر و نیز دبیرکل سازمان ملل متحد در آن‌زمان، کورت والدهایم، در این صفحات جای‌گذاری شده‌اند.

یکی از زبان‌هایی که پیام خوشامدگویی آن در صفحه قرار داده شده‌ است زبان فارسی است؛ متن پیام فارسی چنین است:

درود بر ساکنین ماورای آسمان‌ها، بنی‌آدم اعضای یک پیکرند که در آفرینش ز یک گوهرند. چون عضوی به ‌درد آورد روزگار، دگر عضوها را نماند قرار.

روش خواندن محتویات صفحات طلایی وویجر بر روی پوشش این صفحات با اشکال ساده‌ای بیان به نمایش درآمده‌اند. در بالا سمت چپ این پوشش، مکان درست برای خواندن صفحه از ابتدا نمایش داده شده و به دور آن نرخ سرعت خواندن صفحه به باینری درج شده‌ است؛ این میزان برابر 3/6 ثانیه است که در واحد 0/7 میلیونم ثانیه بیان شده که زمان لازم برای انتقال یک اتم هیدروژن است. این نگاره نشان می‌دهد که صفحه را باید از بیرون به سمت داخل خواند. پایین آن نیز نمای کناری صفحه به نمایش درآمده و به باینری، مدت زمان لازم برای خواندن یک طرف صفحه (حدود یک ساعت) نوشته شده است.

نگاره بالا و سمت راست نشان‌دهنده، چگونگی ساخت تصاویر از سیگنال‌های ضبط‌شده بر صفحه است؛ این تصویر سیگنالی را نشان می‌دهد که در ابتدای تصاویر ذخیره شده قرار دارد. مدت زمان هر خط تصویر (حدود 8 میلی‌ثانیه) به باینری در زیر آن نوشته شده‌است.

نگاره زیر آن نیز نشان‌دهندهٔ چگونگی قرار دادن خطوط تصویر در کنار هم برای نمایش صحیح تصاویر است. نگاره زیر آن هم بیان می‌کند که 512 خط عمودی در هر تصویر وجود دارد. مستطیلی که در آن دایره‌ای وجود دارد برای این است که نسبت خطوط عمودی به افقی به درستی نشان داده شود؛ یک تصویر از قرص خورشید نیز برای تنظیم رنگ تصاویر خوانده شده از صفحه قرار دارد.

نگاره حک‌شده در پایین سمت چپ پوشش، محل دقیق زمین را در کهکشان راه شیری با توجه به 14 تپ‌اختر مشخص کرده‌ است.

در نگاره پایین سمت راست نیز دو دایره متصل که بیانگر اتم هیدروژن است قرار داده شده‌است و عدد یک بیانگر فاصله زمانی انتقال اتم از یک حالت به حالت دیگر است که به عنوان واحدی برای خواندن محتویات صفحه در توضیحات پوشش بکار رفته‌ است.

این کاوشگر در تاریخ 5 مارس 1979 به نزدیک‌ترین فاصله خود نسبت به سیاره مشتری رسید و پس از بررسی و ارسال داده‌هایی بسیار ارزشمند و بنیادین از این سیاره به زمین، به سوی سیاره زحل پیش رفت و پس از گذر از این سیاره در 12 نوامبر 1980 به ورای منظومه شمسی و فضای بیکران بین ستاره‌ای پیش رفت تا سفر بی پایان خود را ادامه دهد.

13 سپتامبر 2013 (22 شهریور 1392) ناسا رسماً خروج وویجر 1 از منظومه شمسی را تایید کرد.

طبق اعلام ناسا در پاییز سال 2015 میلادی، وویجر1 با فاصله حدود 20 میلیارد کیلومتر، دورترین فضاپیما از زمین و تنها فضاپیمایی است که به فضای بین ستاره‌ای راه یافته‌است. 

به گفته ناسا در حال حاضر مدت زمان ارسال و یا دریافت سیگنال از وویجر 1 حدود 17 ساعت است.

پژوهشگران ناسا می‌گویند وویجر1 اکنون در فضای میان‌ستاره‌ای و در فاصله 19 میلیارد کیلومتری از خورشید شناور است و تا چهل هزار سال دیگر به هیچ ستاره‌ای نزدیک نخواهد شد.

وویجر در سال 1990 با نگاهی به عقب از زمین عکس گرفت، در این عکس زمین یک نقطه آبی کمرنگ بود. به گفتهٔ دانشمندان، این کاوشگر احتمالاً دیگر زمین را نمی‌بیند، اما همچنان با امواج رادیویی با زمین در تماس است. دانشمندان انتظار دارند این تماس تا سال 2023 ادامه یابد.

کاوشگر «وویجر 2» در تاریخ 25 اوت 1977 میلادی برای کاوش و بررسی دقیق‌تر تمامی سیارات گازی منظومه شمسی ازجمله مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، به فضا پرتاب شد.

پس از گذر از مشتری و زحل به ترتیب در تاریخ 9 ژوئیه 1979 و 25 اوت 1981، در روز 24 ژانویه 1986 خود را به اورانوس رساند و پس از عبور از نپتون در 15 اوت سال 1989 همانند وویجر 1 سفر خود را به سوی ژرفای فضا در پیش گرفت.

کاوشگرهای وویجر از نوعی پیل هسته‌ای تحت عنوان ترمو الکتریک با بهره‌گیری از پلوتونیم 238 (متمایز از ایزوتوپ پلوتونیم 239 مورد استفاده در سلاح‌های هسته‌ای) انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کنند. توان تولید شده اولیه برای کاوشگرها در هنگام پرتاب توسط این ژنراتور برابر با 470 وات در 30 ولت برق جریان مستقیم بود.

در 7 اکتبر 2011 توان تولید شده توسط پیل‌های هستهای وویجر1 و وویجر2 به ترتیب با کاهش تدریجی طی 34 سال به مقدار 267٫9 و 269٫2وات رسید.

کاوشگرهای «وویجر» به بررسی دقیق سیارات گازی، ماه (قمر) های آنها، میدان مغناطیسی و جاذبه آن، محاسبه دقیق گرانش و همچنین حلقه‌های زحل و اورانوس پرداختند.

از دیگر ویژگی‌های این ماموریت، کشف 24 ماه برای سیارات گازی بود.

کشف تعداد زیادی از حفره‌های بزرگ که حاصل برخورد بسیار شدید دنباله دارها و شهاب سنگ‌ها بر روی ماه‌های سیارات است، از دیگر اکتشافات این کاوشگرها بود.

دانشمندان با در نظر گرفتن داده‌های ارسالی توسط وویجرها توانستند جرم و چگالی بیش از 17 ماه (قمر) را محاسبه نمایند و همچنین ساختارهای بنیادی اجزای تشکیل دهنده جوّ رقیق و اسرارآمیز یکی از ماه‌های زحل به نام تایتان را تعیین نمایند. این داده‌ها سه دهه بعد در ماموریت فضایی کاسینی تکمیل شد.

این دو کاوشگر همراه خود ابزارهای بسیار دقیق پژوهشی حمل می‌کردند. از جمله این ابزار آلات می‌توان به ابزاری برای اندازه‌گیری دقیق میدان الکتریکی (توان یا قدرت، شکل و جهت آن در سیاره)، امواج فرابنفش، امواج مرئی، فروسرخ و امواج رادیویی (در طول موج‌های مختلف) که توسط سیارات و ماه‌ها و حلقه‌هایشان تولید می‌شود اشاره کرد.

از شگفت‌انگیزترین پدیده‌های که در طی این سفر اکتشافی اتفاق افتاد، ایجاد اختلال در ارتباط بین کاوشگرها و زمین در هنگام عبور این دو فضاپیما از پشت سیاره‌ها است، به عبارت دیگر جوّ سیارات و برخی از حلقه‌ها مانع از ارسال امواج رادیویی توسط کاوشگرها به زمین بودند.

با در نظرگرفتن اینکه فضای بین ستاره ای تقریباً عاری از هرگونه گاز هست و خلأ محسوب می‌شود بنابراین سفینه‌های وویجر 1 و 2 که با سرعت مناسب و کافی برای فرار از گرانش زمین به وسیله موشک پرتاب شده‌اند در صورتی که به دام گرانش ستاره یا سیاره یا جرم آسمانی نیفتند بدون اینکه ماده‌ای جلوی آنها مقاومت کند به مسیر خود در فضای بیکران ادامه خواهند داد.