سازمان فضایی ناسا موفق شد با اجرای یک عملیات پیچیده بازپیکربندی در سیستمهای انرژی و حرارتی فضاپیمای سالخورده «وویجر ۲» (Voyager ۲)، عمر علمی این کاوشگر دوردست را دستکم برای یک سال دیگر تمدید کند. این فضاپیما که در فاصله بیش از ۲۰ میلیارد کیلومتری از زمین قرار دارد، با کاهش مداوم انرژی مواجه است و هیچ امکانی برای تعمیر فیزیکی آن وجود ندارد. مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در ماه ژوئیه این عملیات هماهنگ را که به «بیگ بنگ» معروف شده است، با موفقیت به سرانجام رساندند و توانستند حدود ۱۰ وات انرژی گرانبها را آزاد کنند تا مانع از خاموش شدن ابزارهای علمی باقیمانده آن شوند.
کاهش سالانه انرژی و چالش بقا
وویجر ۲ در ۲۰ اوت ۱۹۷۷ پرتاب شد. این فضاپیما نیروی خود را از سه ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ (RTG) تأمین میکند. این ژنراتورها راکتور هستهای نیستند؛ بلکه گرمای حاصل از واپاشی طبیعی پلوتونیوم-۲۳۸ را به الکتریسیته تبدیل میسازند. با این حال، ناسا خاطرنشان میکند که این منبع تولید انرژی به مرور زمان ضعیف میشود و هر ساله حدود ۴ وات از توان الکتریکی موجود در وویجر کاهش مییابد.
این کاهش مداوم سبب شده است که تیم کنترل ماموریت در سالهای اخیر ناچار به خاموش کردن برخی تجهیزات غیرضروری مانند دوربینها و گرمکنها شود. پیش از این، برنامه مدیریت نیروی آزمایشگاه پیشرانش جت در سال ۲۰۲۵ خاموش کردن ابزار دیگری را در هر دو کاوشگر توصیه کرده بود تا عمر آنها افزایش یابد. در غیر این صورت، انتظار میرفت که وویجر ۲ تا پایان سال ۲۰۲۶ یکی از سه ابزار علمی فعال خود را برای همیشه از دست بدهد.
مهندسی حرارت و انرژی در عملیات «بیگ بنگ»
عملیات بیگ بنگ خروجی ژنراتورها را افزایش نداد، بلکه نحوه توزیع و مصرف انرژی را تغییر داد. طبق بهروزرسانی مأموریت ناسا در ۴ اوت، مهندسان برخی تجهیزات پرمصرف را خاموش و به طور همزمان جایگزینهای کممصرفتری را فعال کردند. چالش اصلی در این کار، حل یک معمای حرارتی بود؛ چرا که خاموش کردن هر قطعه الکتریکی به معنای کاهش گرمای تولیدی در آن بخش و احتمال یخزدگی لولههای سوخت هیدرازین پیشرانهها است. ناسا پیش از این نیز تجربه مدیریت این تعادل حرارتی را داشته است، مانند تعویض پیشرانههای وویجر ۱ در سال ۲۰۲۴ که در آن برای گرم کردن لولههای پیشران از گرمکن اصلی انرژی قرض گرفته شد.
بر اساس گزارش تفصیلی نشریه ساینتیفیک امریکن، مهندسان یک ضبطصوت دیجیتال قدیمی و دو گرمکن را خاموش کردند. در مقابل، دو گرمکن دیگر و یک ابزار پیشرانش را به طور همزمان روشن نمودند. در واقع، برنامه علمی وویجر از مدتها پیش بازنشستگی نهایی این ضبطصوت را به عنوان یکی از مراحل ذخیره انرژی پیشبینی کرده بود؛ زیرا دادههای علمی اکنون با نرخهای پایینتر و به صورت مستقیم به شبکه فضای دوردست فرستاده میشوند.
ریسکهای بالا و تاخیر طولانی در ارتباطات
انجام این تغییرات با ریسک بالایی همراه بود. وویجر ۲ اکنون در فاصله حدود ۱۴۳ واحد نجومی از زمین قرار دارد و ارسال هر فرمان رادیویی به آن ۱۹ ساعت طول میکشد و دریافت پاسخ نیز به همین میزان زمان نیاز دارد. علاوه بر این، به دلیل عدم وجود حسگرهای حرارتی در تمام نقاط حساس لولههای سوخت، مهندسان باید به مستندات قدیمی و مدلهای شبیهسازی حرارتی تکیه میکردند. آزمایشهای مقدماتی این عملیات در ماههای مه و ژوئن ۲۰۲۶ انجام شد و پیکربندی نهایی در اواسط ژوئیه با موفقیت به پایان رسید.
با موفقیتآمیز بودن این عملیات، هر سه ابزار علمی باقیمانده وویجر ۲ (مگنتومتر، ابزار موج پلاسما و سیستم پرتوهای کیهانی) به کار خود ادامه خواهند داد. وویجر ۲ در سال ۲۰۱۸ از مرز هلیوپاز عبور کرد و دادههای ارزشمندی را از فضای بیرونی منظومه شمسی مخابره میکند که هیچ رصدخانه دیگری نزدیکی زمین قادر به ثبت آنها نیست. ناسا قصد دارد عملیات مشابهی را در ماههای آینده روی وویجر ۱ نیز اجرا کند.
خلاصه و چشمانداز آینده
نجات ۱۰ وات انرژی به معنای به تعویق انداختن خاموش شدن ابزارهای علمی وویجر ۲ برای دستکم یک سال و شاید تا دو سال دیگر است. اگرچه این اقدام باتری هستهای فضاپیما را شارژ مجدد نکرده، اما راهکار خلاقانهای برای مدیریت حرارت و انرژی در این کاوشگر سالخورده فراهم ساخته است. در صورت حفظ سلامت عمومی فضاپیما، ناسا امیدوار است که کاوشگرهای وویجر بتوانند تا دهه ۲۰۳۰ میلادی به ارسال اطلاعات علمی از اعماق فضا ادامه دهند.
