کاوشگر وویجر 2 تا سال ۲۰۲۱ در فضای میان ستاره ای بدون کنترل رها خواهد شد

ناسا در حال ارتقا و تعمیر  بشقاب رادیویی بزرگی در استرالیا است که از آن برای کنترل وویجر ۲ استفاده می‌کند؛ از این‌رو تا سال آینده قادر به مخابره پیام به این کاوشگر نخواهد بود.

کاوشگر وویجر ۲ ناسا تا ۱۱ ماه آینده در فضای میان‌ستاره‌ای به حال خود باقی می‌ماند. ناسا در حال بهبود بشقابی رادیویی ۷۰ متری است که از آن برای ارسال دستورات به وویجر ۲ استفاده می‌کند. کاوشگر وویجر ۲ در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد و در نوامبر ۲۰۱۸ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد. این کاوشگر ۴۳ سال در فضا به سفر خود ادامه داده است و حالا ۲۰ میلیارد کیلومتر با زمین فاصله دارد. وویجر ۲ تا زمان پایان پروژه‌ی ارتقا بشقاب رادیویی در ژانویه‌ی ۲۰۲۱ به مسیر دلخواه خود ادامه می‌دهد. البته کاوشگر هنوز هم اطلاعاتی را به زمین ارسال می‌کند؛ اما احتمال بروز نقص فنی در آن وجود خواهد داشت.

به‌عنوان مثال در پایان ماه ژانویه، نقصی فنی منجر به خاموشی موقتی وویجر ۲ شد و مدیران پروژه را به‌شدت نگران سلامت فضاپیما کرد. آن‌ها معمولا می‌دانند در چنین موقعیت‌هایی باید چه کاری انجام دهند؛ بدین‌منظور فرمان‌هایی برای بازیابی فعالیت‌های معمول فضاپیما ارسال کردند. در فاصله‌ی کنونی وویجر ۲ از زمین، تقریبا یک روز و نیم طول می‌کشد تا فرمان‌ها از زمین به آن برسد.

بشقاب رادیویی در استرالیا، بخشی از شبکه‌ی فضایی عمیق (DSN) است. ناسا می‌خواهد از این سیستم برای برقراری ارتباط با بسیاری از کاوشگرهای خود استفاده کند. DSN-ها در سه نقطه از زمین قرار دارند. یکی از آن‌ها در کالیفرنیا، یکی در اسپانیا و دیگری در استرالیا است. هر کدام از DSN-ها دارای چندین آنتن بزرگ هستند. برای مثال، مجموعه‌ی استرالیایی که در زمینی ۴۰ کیلومتری در جنوب غرب کانبرا قرار دارد، مجهز به سه بشقاب رادیویی ۳۴ متری است که می‌تواند داده‌های علمی را دریافت کند اما تنها بشقاب رادیویی ۷۰ متری امکان ارسال دستور به وویجر ۲ را دارد.

• کاوشگر جدید میان‌ستاره‌ای؛ هدف جدید ناسا پس از مأموریت‌های تاریخی وویجر
• وویجر 2 موفق به ارسال اولین داده‌ها از فضای میان ستاره‌ای شد

 ^{تصویر مفهومی هنرمند از کاوشگر وویجر ۲ در فضای میان‌ستاره‌ای}

DSN یکی از ارزشمندترین منابع اکتشافات فضایی است که به مدت ۵۷ سال بی‌وقفه به فعالیت خود ادامه داده است و بدون آن فضاپیماهایی که به اعماق منظومه‌ی شمسی سفر کرده‌اند، نمی‌توانستند با زمین ارتباط برقرار کنند. تنها ناسا از این شبکه استفاده نکرده است بلکه آژانس فضایی اروپا و برنامه‌های فضایی ژاپن، هند و به‌زودی امارات متحده‌ی عربی هم از آن استفاده خواهند کرد.

 پروژه‌ی تعمیر بشقاب رادیویی از روز دوشنبه آغاز می‌شود و تا یازده ماه آینده ادامه پیدا می‌کند. با آغاز این پروژه دیگر امکان ارسال دستور به فضاپیما وجود ندارد، گرچه وویجر ۲ می‌تواند اطلاعاتی را به زمین ارسال کند. ناسا برای تکمیل عملیات تعمیر و ارتقاء، مجبور است بخشی کلیدی از تجهیزات لازم برای ارسال پیغام به سراسر منظومه‌ی شمسی را غیرفعال کند. خاموشی بشقاب‌ها، به دلیل سیل مأموریت‌های جدید به مریخ در تابستان امسال ضروری است. از طرفی این خاموشی موقتی نشان می‌دهد، شبکه‌ی فضایی عمیق زیرساخت ناسا و دیگر سازمان‌های فضایی، به‌مرور فرسوده شده است و نیاز به تعمیرات گسترده‌ای دارد.

واضح است تعمیرات یکی از بشقاب‌ها، محدودیت‌های جدیدی را بر دیگر DSN-ها وارد می‌کند؛ اما به گفته‌ی جف برنر، سرپرست DSN: «مزیت این تعمیرات این است که آنتن کانبرا پس از بازگشت به شکلی مطمئن‌تر به فعالیت خود ادامه خواهد داد.»

^{DSS43، بشقاب رادیویی ۷۰ متری در تأسیسات شبکه‌ی فضای عمیق در کانبرای استرالیا، تنها آنتنی است که می‌تواند دستورات را به فضاپیمای وویجر ۲ ارسال کند}

تعمیرات بشقاب‌های DNS، نه تنها ارتباط با وویجر ۲ بلکه برقراری ارتباط با بسیاری از دیگر فضاپیماهای ناسا را بهبود خواهد داد. برای مثال، این پروژه می‌تواند به سود مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ (Perseverance) باشد که قرار است تابستان امسال پرتاب شود. بشقاب‌های DNS همچنین به سود پروژه‌ی سرنشین‌دار آرتمیس است که قرار است تا سال ۲۰۲۴ دو فضانورد را در نزدیکی قطب جنوب ماه فرود بیاورد. به گفته‌ی سوزان دود، سرپرست واحد بین‌سیاره‌ای JPL ناسا:

این تعمیرات برای پشتیبانی از مأموریت‌های در حال توسعه و آینده‌ی ناسا و همچنین مأموریت‌های فعال فعلی ضروری هستند.

چهار مأموریت به مریخ برای تابستان امسال برنامه‌ریزی شده‌اند. با رسیدن فضاپیماها به سیاره‌ی سرخ در سال آینده، سه عدد از آن‌ها برای مخابره‌ی داده‌ها با زمین نیاز به پهنای باند بیشتری دارند (چین از بشقاب‌های خود برای مأموریت‌های مریخی استفاده می‌کند). وویجر ۲ به دلیل مسیر خود نسبت به زمین، تنها می‌تواند با یک آنتن درون شبکه‌ی DSN ارتباط برقرار کند: بشقاب ۷۰ متری کانبرا یا DSS 43؛ و این بشقاب باید برای مأموریت‌های جدید مریخ بهبود پیدا کند.

^{مهندسان در حال کار روی فضاپیمای وویجر در نوامبر ۱۹۷۶}

از آنجا که وویجر ۲، فضاپیمایی قدیمی است، از دست دادن تماس با آن برای مدتی طولانی، ریسک بالایی دارد؛ و توانایی زمین برای ارتباط با این کاوشگر در یازده ماه آینده محدود خواهد بود. به گفته‌ی گلن ناگل:

در این کار هم مانند بسیاری از پروژه‌های دیگر، ریسک وجود دارد. این پروژه تغییری بزرگ است که طولانی‌ترین زمان خاموشی را برای یک بشقاب در طول هجده‌ سال سابقه‌ی من، به دنبال خواهد داشت.»

یکی از بزرگ‌ترین ریسک‌ها در حفظ ارتباط با وویجر ۲، حفظ جهت آنتن این کاوشگر به سمت زمین است. به این منظور، کاوشگر باید پیشرانه‌های خود را چندین بار در روز فعال کند. مدیران مأموریت باید به عملیات خودکار کاوشگر برای حفظ جهت آن به مدت یک سال امیدوار باشند.

نگرانی بعدی، حفظ گرمای کاوشگر است. تیم وویجر به‌مرور چند ابزار آن را خاموش کرده‌اند تا از گرمکن‌های آن‌ها برای حفظ دمای لوله‌های سوخت در صفر درجه‌ی سانتی‌گراد استفاده کنند. هرچند تیم مهندسان در یک سال پیش‌رو نمی‌توانند دستوری را به وویجر ۲ ارسال کنند، هنوز می‌توانند به صدای این فضاپیما گوش دهند. آن‌ها با استفاده از دیگر آنتن‌های موجود در کانبرا، می‌توانند به جمع‌آوری داده‌های علمی خود بپردازند.

وویجر ۱ و وویجر ۲ تنها در فاصله‌ی چند هفته از یکدیگر برای اجرای مأموریت بزرگ و بی‌سابقه‌ی بازدید از غول‌های گازی منظومه‌ی شمسی (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) سفر خود را آغاز کردند. آن‌ها در طول بیش از چهل سال فعالیت، از تمام غول‌های گازی بازدید کردند و با خروج از منظومه‌ی شمسی وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده‌اند.

وویجر ۱ در اوت ۲۰۱۲ اولین جسم انسان‌ساخت بود که موفق شد هلیوسفر را ترک کند و وارد فضای میان‌ستاره‌ای شود. هلیوسفر حباب بزرگی از میدان‌های مغناطیسی و ذرات باردار خورشید است. وویجر ۲ هم شش سال بعد وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد. این دو فضاپیما در حال حاضر سوخت کمی دارند و اعضای مأموریت برای حداکثر استفاده از توان باقی‌مانده، برخی از ابزارهای علمی آن‌ها را خاموش کرده‌اند. احتمالا هر دو فضاپیما تا سال ۲۰۲۴ به فعالیت خود ادامه خواهند داد.