up
Search      menu
ستاره شناسی :: مقاله وويجر PDF
QR code - وويجر

وويجر

خروج وويجر از منظومه شمسي

پس از مدتها مجادله مبني بر مکانيابي دقيق ماهواره وويجر۱ دانشمندان تيم هدايتگر وويجر به اين نتيجه رسيدند که وويجر ۱ در ناحيه «شوک نهايي» در آخرين نقطه سامانه خورشيدي قرار دارد که حدود ۱۴ ميليارد کيلومتر از خورشيد فاصله دارد و به زودي از مرزهاي سامانه خورشيدي خارج ميشود. در اين مقاله به ويژگيها و دستاوردهاي برنامه فضايي وويجر ميپردازيم.
برنامه وويجر (دريانورد) قسمتي از يک برنامه فضايي متوقف شده به نام «تور مجلل» بود که قرار بود در دهه ۱۹۶۰ براي شناخت هر چه دقيق تر اجسام مختلف موجود در منظومه شمسي بپردازد. اما اين برنامه به دليل کمبود بودجه در آن سالها متوقف شد. پس از آن در دهه ۱۹۷۰ برنامه ريزان ناسا با کمي تغيير در اين برنامه وويجر را جايگزين کردند. وظيفه برنامه وويجر شناخت سيارات گازي و اقمار آنها بود، سيارات منظومه شمسي به دو دسته تقسيم ميشوند. دسته اول که سيارات داخلي ناميده ميشوند، جنسشان از عناصر سنگين است. به همين دليل به آنها سيارات خاکي يا سنگي هم ميگويند. تير، ناهيد، زمين و بهرام از اينگونهاند. اما دسته ديگر سيارات خارجي هستند که با يک کمربند سنگي از سيارات داخلي جدا شدهاند. جنس سيارات خارجي گازي است. به همين دليل به آنها سيارات گازي هم ميگويند. مشتري، کيوان، اورانوس، نپتون و پلوتون از اين نوع هستند.
برنامه تحقيقاتي وويجر توسط يک تيم مشترک از سازمان هوانوردي و فضانوردي آمريکا و موسسه فناوري کاليفرنيا (کلتک _ Caltech) برنامه ريزي و هدايت ميشود. اين برنامه از يک جفت ماهواره تشکيل شده بود که در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شدند. وظيفه وويجر۱ مطالعه و عکسبرداري از مشتري و کيوان بود و وظيفه وويجر۲ مطالعه و عکسبرداري از نپتون و اورانوس بود. البته وويجر۲ در راه عکس هايي هم از راه دور از مشتري و کيوان گرفت و به زمين ارسال کرد. کشفيات برنامه وويجر در منظومه شمسي به حدي بود که قابل قياس با کشفيات کيهاني تلسکوپهاي هابل و کک است.
● برنامه مارينر
دوقلوهاي وويجر در سال ۱۹۷۷ توسط موشکهايي به فضا پرتاب شدند که پيش از اين در برنامه مارينر (ملوان _ Mariner) شرکت داشتند. برنامه با پرتاب مارينر۱ آغاز شد. اين برنامه نخستين گام بشر براي خارج شدن از مرزهاي زمين بود و هدف اين برنامه سيارات داخلي بودند. مارينر۱ در ابتدا با مشکل مواجه شد و شکست خورد. اما مارينر۲ در ۲۷ آگوست ۱۰۶۲ به فضا پرتاب شد و پس از سه ماه و نيم مسافرت فضايي اين ماهواره ۲۰۳ کيلويي بر روي مدار خود در ناهيد قرار گرفت و به اين ترتيب بشر نخستين گام را به يک سياره ديگر نهاد. وظيفه مارينر۲ شناخت وضعيت آب و هوايي و ميزان تشعشعات و غبارهاي خورشيدي روي سياره ناهيد و ميدانهاي مغناطيسي و ويژگيهاي جوي اين سياره بود.
مارينر ۳ و ۴ در سال ۱۹۶۵ به سوي بهرام (مريخ) پرتاب شدند. مارينر۴ با موفقيت تمام در مدار قرار گرفت. اما مارينر۳ با مشکلات ارتباطي در هنگام فرود مواجه شد. وزن اين دو ماهواره ۲۶۱ کيلوگرم بود و وظايفي مشابه مارينر۲ روي بهرام داشتند. به علاوه آنها مجهز به يک دوربين ديجيتال (در دهه ۱۹۶۰) بودند که قادر به ثبت ۲۰ تصوير بود.
در ۱۹۶۷ مارينر۵ مجدداً به سمت ناهيد پرواز کرد که وظيفه او تکميل کردن کشفيات مارينر۲ بود. مارينر۵ به يک دوربين فرابنفش نيز مجهز بود.
مارينر ۶ و ۷ با ۴۱۳ کيلوگرم وزن در فوريه ۱۹۶۹ به سمت مريخ پرواز کردند که علاوه بر تجهيزات مارينر ۳ و ۴ به يک دوربين زاويه باز با قابليت چرخش لنز مجهز بودند.
مارينر ۸ در برنامه اکتشافي خود به سوي مريخ دچار اشکال شد اما مارينر۹ با موفقيت در ماه مه ۱۹۷۱ در مدار قرار گرفت. مارينر۹ حدود يک تن وزن داشت و وظيفه اصلي آن آناليز کردن جو بهرام بود.
مارينر۱۰ نخستين نوع از اين دست برنامه هاي فضايي بود که به سمت تير پرواز کرد. مارينر۱۰ همچنين نخستين فضاپيمايي بود که از نيروي گرانش براي حرکت استفاده مي کرد. مارينر۱۰ پس از گذشتن از کنار ناهيد و شتاب گرفتن در اثر نيروي گرانش اين سياره به سمت تير رفت. البته از سطح ناهيد نيز عکس هايي به زمين مخابره کرد. اين فضاپيماي ۴۳۳ کيلوگرمي به دو دوربين ديجيتال و طيف سنج هاي زير قرمز و فرابنفش و راديويي مجهز بود و وظيفه آن شناخت مشخصات دقيق سياره کوچک تير در جوار خورشيد بود.
● برنامه وويجر
پس از موفقيت برنامه مارينر محققان درصدد برآمدند که اين برنامه را به خارج از کمربند سيارک هاتز منتقل کنند. برنامه وويجر از اينجا شکل گرفت. دو فضاپيماي بدون سرنشين وويجر۱ و ۲ را به همين دليل گاهي مارينر ۱۱ و ۱۲ نيز ناميده اند. ابتدا اسم اين پروژه مارينر مشتري _ کيوان بود.دوقلو هاي وويجر کشفيات عظيمي در جو و سطح سيارات گازي و اقمار مهم آنها مثل اقمار گاليله اي مشتري و قمر معروف کيوان (تايتان) انجام دادند.در اين دو فضاپيما يک منبع راديواکتيو براي تامين انرژي الکتريکي لازم خود دارند که هنوز هم در حال فعاليت است. عکسهايي که وويجر۱ در اواخر سال ۲۰۰۳ از فضاي اطراف خود ارسال کرده بود، باعث شک دانشمندان در مورد مکان دقيق اين فضاپيما شده بود. به دليل کمبود بودجه اين برنامه بالاخره پس از کشفيات و دستاوردهاي عظيم خود در اکتبر ۲۰۰۵ و پس از اينکه دوقلوهاي وويجر از منظومه شمسي خارج شدند، متوقف ميشود.
▪ ويژگي هاي وويجر
هر دو فضاپيما کاملاً شبيه هم طراحي شدهاند. وويجر از ۳ محور اصلي ساخته شده که روي يکي از آنها و ژيروسکوپ ها و راکت ها براي حفظ تعادل و جهت يابي وويجر نصب شده است. يکي از محورها هم نقش آنتن راديويي را بازي مي کند که همواره به سمت زمين جهت گيري شده است. روي محور سوم هم يازده وسيله آزمايشي نصب شده که اطلاعات را جمع آوري مي کنند. البته از اين وسايل هم اکنون تنها پنج تاي آنها به فعاليت مشغولند و بقيه خاموشاند. اين تجهيزات توسط يک کامپيوتر مرکزي به نام FDS هدايت ميشوند.
يک جفت دوربين ديجيتال با هشت نوع فيلتر نيز بر روي وويجر نصب شده است که يکي از آنها با کيفيت کمتر براي عکسبرداري هاي زاويه باز و ديگري با کيفيت بالا و لنز قوي براي فوکوس کردن روي اشياي کوچک طراحي شده اند.ژنراتور راديو ايزوتوپ حدود ۳۱۵ وات توان لازم براي فضاپيما را تهيه ميکند. که البته روز به روز از قدرت آن کاسته ميشود. طيف سنج فرابنفش وويجر تا سال ۲۰۰۳ فعال بود و بعد از آن به دليل صرفه جويي در مصرف برق از کار انداخته شد.
ژيروسکوپ هاي وويجر ها آنها را قادر مي سازند که هر سال شش بار به دور خود بچرخند. البته در اثر اصطکاک اين عمل در سال ۲۰۱۰ براي وويجر۲ و در سال ۲۰۱۱ براي وويجر۱ متوقف مي شود و به اين ترتيب قسمت هاي مغناطيس سنج وويجر هم از کار مي افتند اما دوربين ها تا پايان يافتن انرژي ژنراتور به فعاليت ادامه ميدهند. در اين ژنراتور از ايروتوپ پلوتونيوم ۲۳۸ براي توليد انرژي الکتريکي استفاده ميشود که نيم عمر آن ۸۵ سال است. اين ژنراتور در ابتدا ۴۷۰ وات برق DC با اختلاف پتانسيل ۳۰ ولت توليد مي کرد که با توجه به نيم عمر پلوتونيوم پس از ۲۳ سال قادر به توليد ۳۱۵ وات برق خواهد بود که حداقل توان لازم براي وويجرها است. در اوايل سال ۲۰۰۱ توان ژنراتور وويجر۱ به ۳۱۵ و وويجر۲ به ۳۱۹ وات رسيد و تعداد زيادي از تجهيزات اين فضا پيماها توسط کامپيوتر مرکزي آنها از کار افتادند تا دوربين ها بتوانند همچنان به کار بپردازند.
وويجر ۱
فضا پيماي وويجر۱ با ۸۱۵ کيلوگرم وزن در روز ۵ سپتامبر ۱۹۷۷ از پايگاه فضايي کندي در کيپ کارناوال فلوريدا به فضا پرتاب شد. گروهي از محققان دانشگاه کلتک و ناسا مسئوليت برنامهريزي هر دو فضاپيماي وويجر را از آزمايشگاه نيروي پشتوانه موشکي ناسا (JPL) بر عهده دارند. وظيفه وويجر۱ عکسبرداري و مطالعه مشتري، کيوان، اقمار آنها و حلقه هاي آنها بود. همچنين اين فضا پيما وظيفه سنجش ميزان ذرات خورشيدي و بار هاي خورشيدي را در فضاي بين سيارات بر عهده داشت.
عکسبرداري از مشتري از ژانويه ۱۹۷۹ آغاز شد. وويجر در ماه مه همان سال به کمترين فاصله از مشتري يعني ۳۵۰ هزار کيلومتري سطح آن رسيد. عکسبرداري از مشتري و اقمار آن تا آوريل سال بعد ادامه داشت اما وويجر توانست در کمتر از ۴۸ ساعت تمام ويژگي هاي فيزيکي مشتري را که از او خواسته بودند، مثل ميدان مغناطيسي، ويژگي هاي جوي و خواص الکتريکي سطح و حلقهها را کشف و مخابره کند. از مهم ترين کشفيات وويجر۱ يافتن آتشفشان هاي گوگرد روي سطح قمر «يو» (از اقمار مشتري که توسط گاليله کشف شده بود.) بود که پيش از آن در فعاليتهاي اکتشافي فضا پيماهاي «پايونير» ۱۰ و ۱۱ کشف نشده بود. وويجر۱ با کمک گرفتن از ميدان گرانشي مشتري به سمت کيوان رفت و در نوامبر ۱۹۸۰ به آن سياره رسيد. کمترين فاصله وويجر۱ با کيوان تنها ۷۷ هزار کيلومتر بود. ساختار هاي پيچيده حلقه هاي زحل و اتمسفر تايتان (قمر کيوان که بسيار شبيه زمين خودمان است!) از کشفيات قابل توجه وويجر۱ بود. عکسبرداري از تايتان آخرين ماموريت سياره اي وويجر۱ بود و بعد از آن به سمت فضاي خارج از سيارات رفت.در دهه ۱۹۹۰ وويجر با سبقت گرفتن از پايونير ۱۰ تبديل به دورترين ساخته دست بشر از زمين شد. پيش از پايونير ۱۰ که در ماه مارس ۱۹۷۲ براي مطالعه روي کمربند خرده سيارکي به فضا پرتاب شده بود، اين نقش را بر عهده داشت.پايونير ۱۰ در سوم دسامبر ۱۹۷۳ نخستين تصوير close-up از سطح مشتري را به زمين ارسال کرده است.وويجر۱ هم اکنون در حدود ۲ ۱۴ ميليارد کيلومتر (حدود ۱۳ ساعت نوري) با زمين فاصله دارد و در ناحيه اي قرار دارد که «شوک نهايي» ناميده شده و آخرين نقطه سامانه خورشيدي است. پس از آن از منظومه خورشيدي خارج شده و وارد فضايي ميشود که «هليوسهت» نام دارد.
وويجر۲
چند هفته پس از وويجر،۱ وويجر۲ در ۲۰ آگوست ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد. ماموريت اصلي آن مطالعه روي اورانوس و نپتون بود. اما براي ادامه حرکت نياز به استفاده از نيروي گرانش مشتري داشت. در ۹ جولاي ۱۹۷۹ وويجر۲ به کمترين فاصله از مشتري رسيد و در ۲۵ آگوست ۱۹۸۱ به کمتر فاصله از کيوان رسيد. توانست دماي کيوان را با حداقل ۷۰ کلوين و حداکثر ۱۴۳ کلوين و فشار حداقل ۷۰ ميلي بار و حداکثر ۱۲۰۰ ميلي بار اندازه گيري کند. پس از عکسبرداري از تايتان به سمت اورانوس رفت. سياره اي که محور چرخش وضعي آن نسبت به محور چرخش مداري ۷ ۹۷ درجه تمايل دارد. وويجر۲ ، ۱۰ قمر جديد اطراف اورانوس کشف کرد و در ۲۴ ژانويه ۱۹۸۶ به کمترين فاصله از سطح اورانوس رسيد.
وويجر۲ در ۲۵ آگوست ۱۹۸۹ به کمترين فاصله از نپتون رسيد و کشفيات جالبي در مورد اين سياره و قمر معروف آن «تريتون» انجام داد. وويجر۲ هم اکنون ۴ ۱۰ ميليارد کيلومتر از ما فاصله دارد.
▪ پيامهاي وويجر
بر روي هر دو وويجر يک قرص طلايي نصب شده که يک طرف آن نقش صفحه گرامافون را بازي ميکند. بر روي آن پيام «سلام» به ۵۳ زبان زنده دنيا و ۲ زبان که حدود ۵ هزار سال پيش منقرض شدهاند، ضبط شده است. همچنين روي اين صفحه گرامافون حدود ۹۰ دقيقه آهنگ از سمفونيهاي معروف بتهوون و باخ گرفته تا موسيقي محلي آذربايجان، سنگال و مکزيک ضبط شده است.پيش از اين بر روي فضاپيماي «پايونير۱۰» تصاوير کامل انسان و مکان زمين بر روي منظومه شمسي درج شده بود. اما به دليل اعتراض کليساي آمريکا مبني بر اينکه ناسا با پول ماليات دهندگان عکس هاي پورنوگرافي به فضا مي فرستد [!!!] اين بار حدود ۱۱۵ تصوير به صورت ديجيتال روي وويجر ضبط شده اند که البته طريقه خواندن آنها پشت همان لوح طلايي درج شده است. از ديگر صداهاي ضبط شده روي اين صفحه صداي پرندگان و وال است.بر پشت هم نقشهاي از منظومه خورشيدي و مکان زمين روي آن و انرژي اولين و دومين برانگيختگي اتم هيدروژن و همين طور نحوه خواندن تصاوير و اصوات درج شده است. صداها به صورت کدهاي دوتايي (صفر و يک) روي لوح ضبط شده اند که فاصله زماني هر کدام از آنها در هنگام چرخش حدود هفت دهم نانوثانيه است که زمان گذار اصلي در اتم هيدروژن است.اما آن چيزي که جالب توجه است، اين است که با توجه به سرعت وويجر۱ بيش از ۴۰ هزار سال طول مي کشد که اين فضاپيما به نزديک اولين ستاره برسد. شايد تا آن زمان ديگر هيچ اثري از بشر روي زمين نباشد. به اين ترتيب اين وويجرها خواهند بود که رسالت معرفي بشر و دستاوردهاي علمي او را به هر نوع حيات فرازميني (بر فرض وجود) برعهده خواهند داشت.

پس از مدت ها مجادله مبني بر مکان يابي دقيق ماهواره وويجر۱ دانشمندان تيم هدايتگر وويجر به اين نتيجه رسيدند که وويجر ۱ در ناحيه «شوک نهايي» در آخرين نقط ...

در عمر تقريبى پانزده ميليارد ساله جهان، بشر با زمان ناچيز ده هزار ساله عمر خود وقايع بى شمارى را پشت سر گذاشته است. بشر هر چه به جلوتر آمده، به حقايق ...

دانلود نسخه PDF - وويجر