بیگ بنگ: داستان فضاپیماهای ویجر باید داستان جالبی باشد، داستانی که 43 سال ادامه داشته و حداقل 5 سال دیگر ادامه دارد. اما داستان آنها ابدی خواهد شد. آیا براستی سازندگان ویجر فکر می کردند که این فضاپیماها بتوانند این زمان طولانی را در فضا طی کنند و اطلاعاتی را از نقاط ناشناخته منظومه شمسی و فضای بین ستاره‌ای برای ما مخابره کنند.

شروع داستان:

در واقع این داستان در دهه 1970 با پرتاب بلند پروازانه ترین فضاپیماهای همه عصرها به اعماق فضا ، فضاپیماهای ویجر 1 و ویجر 2 آغاز شد. ویجر ها در اصل برای ارسال تصاویری از سیارات زحل و مشتری طراحی شده بودند، اما محاسبات دانشمندان ناسا نشان می داد كه این فضاپیما در پایان وارد ناحیه ناشناخته آن سوی منظومه شمسی خواهند شد. حالا امروز که این دو سفینه خواهر اساسأ از دنیای ما جدا شده، در واقع کم کم وارد مرحلۀ سفر به فضای میان ستاره‌ای خواهند شد که از سوی ناسا رسمأ تایید شده است.

اطلاعات کلی در مورد کاوشگرها:

کاوشگر ویجر 1 در 5 دسامبر سال 1977 میلادی توسط ایالات متحده برای کاوش و بررسی دقیق سیارات گازی مشتری ، زحل و فضای ژرف فراتر از آنها به فضا پرتاب شد. این کاوشگر در تاریخ 5 مارس 1979 به نزدیک ترین فاصله خود نسبت به مشتری رسید و پس از بررسی و ارسال داده‌هایی بسیار ارزشمند و بنیادین از این سیاره به زمین، بسوی 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. این فضاپیما در سال 2012 از منظومه شمسی خارج شد.

کاوشگر ویجر 2 در تاریخ 25 آگوست1977(این بار برای کاوش و بررسی دقیق تر تمامی سیارات گازی منظومه شمسی، مشتری ،زحل ، اورانوس و نپتون) به فضا پرتاب شد و پس از گذر از سیاره مشتری و زحل به ترتیب در تاریخ 9 ژوئیه 1979 و 25 آگوست 1981 خود را به سیاره اورانوس در 24 ژانویه 1986 رساند و پس از عبور از سیاره نپتون در 25 آگوست سال 1989 همانند ویجر1 سفر خود را بسوی ژرفای فضا در پیش گرفت. ویجر 2 نیز در سال 2018 از منظومه شمسی خارج شد.

داده‌های بسیار ارزشمندی که این دو کاوشگر در مأموریت موفقشان، در اختیار دانشمندان قرار دادند، پایه گذار بخش نوینی از دیتاها و کاوش‌های ما پیرامون سیارات گازی منظومه شمسی بوده است، بطوری که می‌توان این دو کاوشگر را پیشگام این عرصه نوین دانست.

اجزای ویجرها:

1- آنتن فراگیر
2- آشکارساز پرتوهای کیهانی
3- آشکارساز پلاسما
4- دستگاه عکسبرداری (با دوربین زاویه بسته)
5- دستگاه عکسبرداری (با دوربین زاویه باز)
6- طیف سنج فرا بنفش
7-پرتوسنج و طیف سنج فروسرخ
8-فتوپلاریمتر
9- آشکارساز ذرات باردار کم انرژی
10-آنتهای موج پلاسما و رادیو آسترونومی سیارات
11-ژنراتورهای ترمو الکتریکی رادیوایزتوپ
12-مغناطیس‌سنج

سوخت ویجرها:

سوخت ویجرها از پلوتونیوم 238 بدست می آید. پلوتونیم 238 بعنوان منبع حرارتی و قدرت، با طول عمر بالا در کاوشگرهای فضایی مورد استفاده قرار می گیرد(حرارت خروجی ذاتی آن در حدود 0.5 وات بر گرم است). پایونیر و فضاپیمای ویجر 1 و 2 از باطری های پلوتونیم 238 به عنوان تأمین کننده ی انرژی استفاده کرده اند. فضاپیمای ویجر ژنراتورهای ترمو الکتریکی رادیوایزتوپ دارد که انرژی لازم برای حرکتش را از طریق واپاشی هسته ای پلوتونیم ۲۳۸ بدست می آورد. البته آمریکا تعطیلی سایت های تولید پلوتونیوم خودش را آغاز کرده و از سال ۱۹۹۲ هیچ راهی برای تولید پلوتونیم ۲۳۸جدید وجود ندارد. کاوشگر کنجکاوی هم که اکنون در مریخ مشغول انجام ماموریت است، آخرین بخش از پلوتونیوم آمریکایی باقی مانده را با خود به سیاره سرخ برده است.

در حال حاضر یک برنامۀ ناسا با عنوان سیستم ها و فناوری هسته ای پرومتئوس وجود دارد که امیدوار است که منابع انرژی هسته‌ای را ایجاد کند. ( در اساطیر یونان، پرومتئوس آتش را به بشر هدیه داد. ) توجه این مسئله بر دو کاربرد متمرکز است: تولید توان الکتریکی از ایزوتوپ های پرتوزا، و راکتورهای شکافت هسته‌ای.

ماده پرتوزا قبلا در کاوشگرهای فضایی بکار رفته است. ولی مقدار آن نسبتا کم بوده، و به اندازۀ کافی برای پیش راندن سفینه قدرتمند نبوده است، ماده ی پرتوزا فقط انرژی بکار انداختن دستگاههای کاوشگر را فراهم می کرد. دستگاهی، گرمای حاصل از واپاشی پلوتونیم ۲۳۸ را در کاوشگر به برق تبدیل می کند، که جریان برای بکار انداختن همه ی تجهیزات برقی است. پلوتونیم به آهستگی، با طی زمان زیادی، واپاشیده می شود، و کم وزن است. دستگاه تعبیه شده در فضاپیما با تبدیل گرمای حاصل از واپاشی پرتوزای دی اکسید پلوتونیوم ۲۳۸ برق تولید می کند.

خدمات ویجرها به ستاره‌شناسی:

کاوشگرهای «ویجر» 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 ۲۴ ماه برای سیارات گازی بود.علاوه بر این دانشمندان به یاری داده‌های ارسالی این دو کاوشگر، به شواهدی دال بر وجود فعالیت‌های آتشفشانی (شبیه ساختارهای زمینی) در یکی از ماه‌های مشتری به نام «آیو»(Io)، و همچنین آب فشان‌های یخی در بزرگترین ماه نپتون یعنی تریتون (Triton) پی‌بردند.
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 ویجرها توانستند جرم و چگالی بیش از ۱۷ ماه (قمر) را محاسبه نمایند و همچنین ساختارهای بنیادی اجزای تشکیل دهنده جوّ رقیق و اسرارآمیز یکی از ماه‌های زحل به نام تیتان را تعیین نمایند. این داده‌ها سه دهه بعد در ماموریت فضایی کاسینی-هویگنس تکمیل شد.

این دو کاوشگر همراه خود ابزارهای بسیار دقیق پژوهشی حمل می‌کردند. از جمله این ابزار آلات می‌توان به ابزاری برای اندازه گیری 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.

صدا و تصویر نوع بشر برای موجودات فضایی:

علاوه بر ابزارهای پژوهشی و اندازه‌گیری، هر دو کاوشگر با خود لوحی از جنس طلا حمل می‌کنند. در این صفحات مدور فلزی دیجیتالی، مطالب زیر ثبت شده‌است:

• فرازهایی از تمدن انسان به زبان ریاضی
• تصویری از دو انسان (زن و مرد) با دستان افراشته به نشانه دوستی
• نشانی جایگاه زمین در منظومه شمسی و کهکشان راه شیری

ایده قرار دادن صفحات:

اندیشه قرار دادن پیام‌هایی برای موجودات هوشمند فرازمینی نخستین بار توسط «اریک بورگس» مطرح شد. سپس کارل سیگن، ستاره‌شناس و اخترشیمیدان مشهور آمریکایی و از پیشگامان روش‌های برقراری ارتباط با موجودات هوشمند فرازمینی، از این ایده به شدت استقبال کرد.
سرانجام ناسا با این طرح موافقت کرد و سه هفته به وی فرصت داد تا پلاکی را طراحی کند. ساگان با همکاری فرانک دریک پلاک را طراحی کردند؛ البته طراحی هنری این پلاک را همسر کارل سیگن – لیندا سالزمن- انجام داد!

محتوای صفحات:

در صفحه‌ای ۱۲ اینچی مسی با روکش طلا چکیده‌ای از فرهنگ و آثاری از زندگی گونه‌های مختلف در زمین قرار داده شده‌است:
• ۱۱۵ قطعه عکس آنالوگ
• اصواتی از زمین
• صدای رعد و برق
• صدای گریه یک شیرخوار
• صدای یک نهنگ وال
• صدای برخورد امواج به ساحل
• صدای قلب و گام برداشتن انسان
• و چند صدای دیگر
• موسیقی‌های منتخب از فرهنگ‌ها و نواحی مختلف (۹۰ دقیقه): قطعات مختلفی از باخ و بتهوون تا لویی آرمسترانگ و چاک بری در دیسک گنجانده شده‌اند. موسیقی‌ها متعلق به فرهنگ‌ها و کشورهای مختلف هستند: چین، ژاپن، آذربایجان، اندونزی، مکزیک، پرو، بلغارستان، سنگال
• سلام و خوشامدگویی به ۵۵ زبان: این خوشامدگویی‌ها با زبان اکدی که در میان‌رودان ۶ هزار سال پیش صحبت می‌شد آغاز می‌شود و با یکی از زبان‌های محلی چینی به نام وو پایان می‌یاید.

پیام به زبان فارسی:

پیامی که به زبان فارسی در ویجر قرار داده شده، شامل شعر «بنی آدم اعضای یکدیگرند» سعدی است. پیام فارسی به خاطر شعر سعدی یکی از طولانی‌ترین پیام‌های وویجر است. متن پیام فارسی از این قرار است:
درود بر ساکنین ماوراء آسمان‌ها، بنی‌آدم اعضای یک پیکرند که در آفرینش ز یک گوهرند. چون عضوی به‌درد آورد روزگار، دگر عضوها را نماند قرار.

دانشمندان امیدوارند ویجرها در طول سفر طولانیشان در فضای بیکران، با یک تمدن فرازمینی هوشمند برخورد داشته باشند. در این صورت، لوح مزبور شاید راهنمایی باشد برای همسایگان دوردست ما تا راه خانه ما «زمین» را پیدا کرده به ملاقاتمان بیایند.

البته به نظر می‌رسد این کار بیشتر یک اقدام سمبولیک باشد، چرا که با توجه به اندازه کوچک کاوشگرها در مقایسه با فضای بین ستاره‌ای، بسیار بعید است حتی در صورت وجود حیات فرازمینی، این دیسک‌ها پیدا شوند. حتی در صورتی که موجودات فرازمینی این دیسک‌ها را پیدا کنند، با توجه به گذشت زمان زیاد، آنها جنبه تاریخی خواهند داشت و به علاوه ممکن است آنها زمانی پیدا شوند که دیگر نشانی از حیات در زمین نباشد.

سرنوشت نهایی ویجرها

فضاپیماهای ویجر ۱ و ۲ که در سال ۱۹۷۷ راهی سفری فضایی برای بررسی بخش بیرونی منظومه شمسی شدند، با ۴۳ سال فعالیت پیرترین کاوشگرهای فعال و دورترین فضاپیماها از‌ زمین هستند. ویجر یک، ۲۲ میلیارد کیلومتر با زمین فاصله دارد و ویجر ۲ نیز ۱۸ میلیارد کیلومتر دور شده است. این فضاپیماها با کمک گرانش سیارات به سرعت خود افزودند و همچنین مسیر حرکت خود را مشخص کردند.
‌
اطلاعات مهم فضاپیمای ویجر ۱
‌
پنج سپتامبر ۱۹۷۷: پرتاب به فضا
پنج مارس ۱۹۷۹: پرواز از کنار مشتری
دوازده نوامبر ۱۹۸۰: پرواز از کنار زحل
یک ژانویه ۱۹۹۰:سفر میان ستاره‌ای ویجر بطور رسمی آغاز شد
هفده فوریه ۱۹۹۸: بعد از سبقت گرفتن از پایونیر ۱۰ ناسا، به دورترین کاوشگر ساخته دست بشر تبدیل شد
شانزده آگوست ۲۰۰۶: به فاصله‌ی صد واحد نجومی از زمین رسید
یک آگوست ۲۰۱۲: ویجر ۱ وارد فضای میان ستاره‌ای شد
‌‌
اطلاعات مهم فضاپیمای ویجر ۲
‌
بیست آگوست ۱۹۷۷: پرتاب به فضا
نه ژوئیه ۱۹۷۹: پرواز از کنار مشتری
بیست و شش آگوست ۱۹۸۱: پرواز از کنار زحل
بیست و چهار ژانویه ۱۹۸۶: پرواز از کنار اورانوس
بیست و پنج آگوست ۱۹۸۹: پرواز از کنار نپتون
ده دسامبر ۲۰۱۸: وارد فضای میان ستاره‌ای شد
هشت ژوئیه 2019: ویجر ۲ با موفقیت اصلاح مسیرش را انجام داد

در حال حاضر در هر دو ویجر پنج دستگاه فعال وجود دارد که اطلاعات در مورد قوت میدان مغناطیسی محلی، سرعت، حرارت و تراکم یا غلظت باد خورشید، موجودیت امواج رادیویی با فرکانس پائین و تراکم یا غلظت آیون‌ها و تشعشعات کیهانی پر انرژی را به ما مخابره می‌کنند.

در هر صورت تا زمان عبور ویجر ها از حباب خورشیدی دو یا سه دستگاه آن سالم می ماند و بخاطر کارکرد این دستگاه ها انرژی موجود بصورت تناوب استفاده می شود. این فضاپیماهای سوخت اتمی از سوخت کافی برای تامین عملکرد ابزارشان تا سال ۲۰۲۵ برخوردارند. فضاپیماهای ویجر رکورد طولانی‌ترین عملکرد کاوشگرهای ناسا را داشته و پس از خروج از منظومه شمسی به سفر خود ادامه خواهند داد.

گرچه این کاوشگرها بعد از اتمام انرژی نیز به مسیر خود ادامه خواهند داد و با سرعتی معادل ۴۸۲۸۰ کیلومتر بر ساعت و معادل یک واحد نجومی در هر ۱۲۶ روز، به اعماق فضا خواهند رفت. با این سرعت، این کاوشگر تا ۴۰ هزار سال دیگر به نزدیک­ترین ستارۀ خورشید مانند خواهد رسید و تا ۲۲۵ میلیون سال دیگر، یک دور کامل در کهکشان راه­ شیری خواهد زد.

منابع بیشتر: voyager.jpl.nasa , NASA , Voyager program