وویجر؛ فضاپیمایی که نگاه ما به منظومه شمسی را دگرگون کرد

در ماه نوامبر امسال، فضاپیمای «وویجر ۱»، یکی از دو کاوشگر دوقلوی ناسا که در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شدند، به فاصله یک «روز نوری» از زمین خواهد رسید. این فاصله‌ای است که نور در طول یک روز طی می‌کند و نزدیک به ۲۶ میلیارد کیلومتر است.

وویجر ۱ تاکنون دورتر از هر ساخته دست بشر دیگری پیش رفته است. اما شگفت‌انگیزتر از مسافتی که پیموده، این است که ناسا همچنان از خود این کاوشگر خبر دریافت می‌کند.

این دو فضاپیما که برای پنج سال فعالیت طراحی شده بودند، پس از نزدیک به نیم قرن حضور در فضا هنوز هم فعال‌اند و اطلاعاتی ارزشمند درباره جهان در اختیار اخترشناسان قرار می‌دهند، آن هم با تکیه بر فناوری‌هایی که در مقایسه با استانداردهای امروزی بسیار ابتدایی به نظر می‌رسد.

دکتر لیندا اسپیلکر، دانشمند ارشد کنونی این پروژه، به بی‌بی‌سی گفت: «حافظه کامپیوترهای وویجر بیشتر از ریموت کنترل خودروی شما نیست، اما این پروژه در زمان خود دستاوردی واقعا خیره‌کننده بود.»

سفر بزرگ

وویجرها در ادامه روندی به فضا فرستاده شدند که به تدریج دامنه اکتشافات انسانی در منظومه شمسی را گسترش می‌داد.

پانزده سال پیش از پرتاب آن‌ها، ناسا با پرواز «مارینر ۲» از کنار زهره در سال ۱۹۶۲، نخستین ماموریت موفقیت‌آمیز به سیاره‌ای دیگر را به سرانجام رسانده بود.

سه سال بعد، «مارینر ۴» از کنار مریخ گذشت و نخستین تصاویر نزدیک از سیاره‌ای دیگر را ثبت کرد.

طرح‌های مربوط به سفر به چهار غول منظومه شمسی - مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون - زمانی شکل گرفت که گری فلاندرو، مهندس هوافضای آمریکایی، پیش‌بینی کرد که در اواخر دهه ۱۹۷۰ چهار سیاره بزرگ بیرونی منظومه شمسی در موقعیتی کم‌سابقه نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند که یک فضاپیما می‌تواند در جریان یک ماموریت از کنار همه آن‌ها عبور کند.

در آن زمان، آگاهی ما از این بخش منظومه شمسی بسیار محدود بود.

ایمی شیرا تایتل، مورخ و نویسنده حوزه فضا، می‌گوید: «یونانیان باستان مشتری و کیوان (زحل) را می‌شناختند، اما این سیارات برای آن‌ها تنها نقاطی نورانی در آسمان بودند.»

اما به گفته او با ماموریت وویجر «ناگهان از تصویری مبهم از سیاره‌ها به جایی رسیدیم که تصاویر آشنای آن‌ها در کلاس‌های درس در همه جای دنیا دیده می‌شد».

نخستین ماموریت ناسا به سوی سیاره‌های بیرونی (مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون)، کاوشگر «پایونیر ۱۰» بود که در سال ۱۹۷۳ از کنار مشتری عبور کرد. این کاوشگر نشان داد که می‌توان با موفقیت از کمربند سیارکی میان مریخ و مشتری گذشت و از فاصله میلیون‌ها کیلومتری با زمین ارتباط برقرار کرد. فضاپیمای همتای آن، پایونیر ۱۱، شش سال بعد از کنار کیوان عبور کرد.

با این حال، هر دو کاوشگر در مقایسه با وویجرها بسیار ابتدایی بودند.

پس از آنکه آمریکا در سال ۱۹۶۹ با فرود آوردن انسان بر ماه از اتحاد جماهیر شوروی پیشی گرفت، حمایت سیاسی و بودجه ناسا برای ماموریت‌های آینده به تدریج کاهش یافت.

در نتیجه، برنامه اولیه «سفر بزرگ» وویجر کنار گذاشته شد و جای خود را به طرحی محدودتر داد که تنها شامل بازدید از دو سیاره بیرونی بود.

اما دانشمندان در پشت صحنه و بی‌سروصدا وویجرها را برای سفری بسیار فراتر از اهداف رسمی مأموریت آماده می‌کردند.

دکتر آلن کامینگز، اخترفیزیکدانی که هنوز هم روی پروژه وویجر کار می‌کند، می‌گوید: «رسما قرار بود کاوشگرهایی برای یک ماموریت پنج‌ساله به مشتری و کیوان طراحی کنیم، اما بگذارید این‌طور بگویم که آن‌ها را طوری ساختیم که اگر لازم شد کمی بیشتر دوام بیاورند.»

وویجر ۲ در اوت ۱۹۷۷ و وویجر ۱ یک ماه بعد پرتاب شدند. هر دو از نظر طراحی یکسان بودند، اما در مسیرهایی متفاوت قرار گرفتند و وویجر ۱ تا پایان همان سال از همتای خود پیشی گرفت.

وویجر و دنیاهای تازه

در نهایت این خود کاوشگرها بودند که بهترین دفاع را از ماموریتشان ارائه کردند. با آغاز ارسال یافته‌هایشان، تصورات پیشین اخترشناسان درباره منظومه شمسی یکی پس از دیگری دگرگون شد و جهان را شگفت‌زده کرد.

برای نمونه، وویجر ۱ نخستین آتشفشان‌های فعال خارج از زمین را روی قمر «آیو» در مشتری کشف کرد. این فضاپیما همچنین برای نخستین بار وجود صاعقه را در سیاره مشتری شناسایی کرد.

تصاویر ارسال‌شده از سوی وویجر ۲ نیز نشان می‌داد که احتمالا زیر پوسته یخی و ترک‌خورده قمر «اروپا» در مشتری، اقیانوسی از آب مایع وجود دارد؛ کشفی که تا امروز باعث شده اخترشناسان احتمال وجود حیات در آن را مطرح کنند.

آقای کامینگز به یاد می‌آورد نخستین بار که تصویر آیو را دید، موهای پشت گردنش سیخ شد.

او می‌گوید: «در دانشگاه بودم و تصاویر به صورت زنده پخش می‌شد. آیو را در تمام شکوهش دیدم و واقعا باورم نمی‌شد. ماه خودمان بسیار خاکستری و کم‌هیجان است و اصلا تصور نمی‌کردم قمرها تا این اندازه متنوع باشند.»

چهار سال پس از آغاز ماموریت، ناسا تصمیم گرفت وویجر ۲ راه خود را ادامه دهد و به نخستین فضاپیمایی تبدیل شود که از اورانوس و نپتون نیز بازدید می‌کند. این کاوشگر در سال‌های ۱۹۸۶ و ۱۹۸۹ از کنار این دو سیاره عبور کرد و «سفر بزرگ» را به پایان رساند.

«نقطه آبی کم‌رنگ»

وویجرها با ترکیبی از نبوغ مهندسی و فناوری به اهداف خود دست یافتند.

مانورهای موسوم به قلاب‌سنگ به آن‌ها اجازه داد تا از گرانش هر سیاره برای افزایش سرعت و تغییر مسیر به سمت هدف بعدی استفاده کنند. این کار زمان سفر به نپتون را از ۳۰ سال به تنها ۱۲ سال کاهش داد.

این کاوشگرها به باتری‌های هسته‌ای مبتنی بر پلوتونیوم مجهز بودند. با این حال، هر سال حدود چهار وات از توان آن‌ها کاسته شده و بسیاری از ابزارهای علمی‌شان به تدریج خاموش شده‌اند.

در سال ۱۹۹۰، درست پیش از آنکه دوربین وویجر ۱ برای همیشه خاموش شود، زمانی که این فضاپیما از مدار نپتون نیز فراتر رفته بود، رو به عقب چرخید و از زمین عکس گرفت. در آن تصویر، سیاره ما تنها به شکل یک نقطه آبی کم‌رنگ در پهنه عظیم فضا دیده می‌شد.

این ایده متعلق به کارل سیگن، اخترشناس نامدار آمریکایی، بود.

دکتر لیندا اسپیلكر می‌گوید: «کارل سیگن می‌گفت روی این نقطه آبی کم‌رنگ، همه کسانی زندگی کرده‌اند که تاکنون به دنیا آمده‌اند و همه افرادی که شما می‌شناسید. پیام او این بود که باید از سیاره‌مان مراقبت کنیم.»

فضای میان‌ستاره‌ای

در سال ۲۰۱۲، وویجر ۱ به نخستین ساخته دست بشر تبدیل شد که از مرزهای بیرونی باد خورشیدی - منطقه‌ای که «هلیوسفر» نامیده می‌شود - عبور کرد و وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد. شش سال بعد، وویجر ۲ نیز همین مسیر را پیمود.

هر دو فضاپیما همچنان داده‌هایی درباره میدان‌های مغناطیسی و دیگر ویژگی‌های این ناحیه ناشناخته فضا به زمین ارسال می‌کنند و بینش‌های تازه‌ای در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.

دکتر بیل کرث، از اعضای یکی از پژوهش‌های فعال وویجر، می‌گوید: «در حال حاضر وویجر تنها ابزاری است که به طور مستقیم از محیط میان‌ستاره‌ای داده جمع‌آوری می‌کند. برای شناختن یک اقیانوس، هیچ چیز بهتر از این نیست که خودتان پا به آب بگذارید.»

ناسا برآورد می‌کند که هر دو کاوشگر دست‌کم تا دهه ۲۰۳۰ بتوانند یکی از ابزارهای علمی خود را فعال نگه دارند.

خانم اسپیلكر می‌گوید: «ما هر کاری از دستمان بربیاید انجام خواهیم داد تا این ماموریت ادامه پیدا کند. دکمه خاموش را فشار نخواهیم داد. در عوض اجازه می‌دهیم خود وویجر تصمیم بگیرد چه زمانی وقت پایان کارش فرا رسیده است.»

یک «کشف شگفت‌انگیز»

بیل کرث می‌گوید: «وویجر بزرگ‌ترین دستاورد اکتشافی بشر است. این ماموریت در حقیقت ماجراجویی انسان برای درک جایگاه خود در جهان به شمار می‌رود.»

او معتقد است وویجر نشان داد که سیاره‌های بیرونی «به آن سادگی که تصور می‌کردیم نیستند» و راه را برای ماموریت‌های بعدی هموار کرد.

فضاپیمای «اروپا کلیپر» ناسا اکنون در مسیر قمر اروپا، یکی از قمرهای یخی مشتری، قرار دارد. کاوشگر «جویس» متعلق به آژانس فضایی اروپا نیز در راه مشتری است و انتظار می‌رود در سال ۲۰۳۱ به هدف خود، یعنی بررسی قمرهای یخی این سیاره، برسد.

اما ماموریت وویجرها تنها به ارسال داده‌های علمی محدود نمی‌شود.

هر یک از این دو کاوشگر صفحه‌ای طلایی به قطر ۱۲ اینچ را با خود حمل می‌کنند که روی آن پیام‌های خوشامدگویی به ۵۵ زبان مختلف، ۱۱۵ تصویر و مجموعه‌ای از صداهای زمین ثبت شده است؛ از صدای رعد و برق گرفته تا موسیقی متعلق به فرهنگ‌ها و دوره‌های مختلف.

این صفحه‌ها به عنوان نوعی معرفی‌نامه بشریت طراحی شدند تا اگر روزی موجودات هوشمند فرازمینی آن‌ها را پیدا کردند، تصویری از ساکنان زمین داشته باشند.

خانم اسپیلكر می‌گوید این می‌تواند برای هر تمدن هوشمند دیگری «کشفی شگفت‌انگیز» باشد؛ تمدنی که شاید روزی بتواند بازگردد و ببیند زمین در آن زمان چه شکلی داشته است.

او می‌افزاید: «این صفحه طلایی شاید تا یک میلیارد سال دوام بیاورد و حتی ممکن است از خود بشریت نیز عمر طولانی‌تری داشته باشد.»

و اگر موجودات فرازمینی روزی به وویجر برسند، شاید با پیام مرموز دیگری نیز روبه‌رو شوند.

در دهه ۱۹۷۰، آلن کامینگز نتوانست در برابر وسوسه حک کردن حروف اول نام خود روی یکی از ابزارهایی که در طراحی آن نقش داشت مقاومت کند.

او با خنده می‌گوید: «این کار مجاز نبود. اما حالا دیگر می‌خواهند چه کارم کنند؟»