Voyager program : ภารกิจอวกาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลกของ NASA เตรียมปิดตัวลงหลังจากสี่ทศวรรษครึ่ง

กระทู้คำถาม

อวกาศ นักวิทยาศาสตร์ ภาพถ่ายขั้นสูง การออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อม หน้าต่างโลก

ภาพประกอบยานอวกาศ Voyager 1 ของ NASA ที่เคลื่อนผ่านวงแหวนของดาวเสาร์ โดยใช้กล้องและอุปกรณ์วิทยุในการวัดผลกระทบของแสงแดด

ที่ส่องผ่านระหว่างอนุภาคของวงแหวน ภาพวาดขึ้นในปี 1977 ก่อนที่ยานจะถูกส่งออกไปและเกิดเหตุการณ์ขึ้นจริงในปี 1980

(Cr.ภาพ : NASA/Hulton Archive/Getty Images)

เมื่อเร็วๆนี้ องค์การ NASA เพิ่งประกาศว่าโครงการ Voyager กำลังจะปิดตัวลงเนื่องจากยานอวกาศทั้งสองใกล้จะสิ้นสุดภารกิจ และพลังงานของพวกมันกำลังจะหมดลงอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านมาเกือบ 45 ปี นักวิทยาศาสตร์คาดว่า Voyager อาจหมดพลังงานภายในปี 2025 ซึ่งจนถึงเวลานั้นวิศวกรของ NASA จะลดตัวเลือกที่จำเป็นเพื่อเพิ่มชีวิตของพวกมัน และยังระบุว่าถ้าทุกอย่างเป็นไปด้วยดี ภารกิจอาจขยายไปได้จนถึงปี 2030 ขึ้นอยู่กับพลังของมัน

Ralph McNutt นักวิทยาศาสตร์ของ NASA กล่าวว่า ยานทั้งสองลำใช้พลังงานจากเครื่องกำเนิดความร้อนด้วยความร้อนจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (radioisotope thermoelectric generators/RTG ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานในดาวเทียม ยานสำรวจอวกาศ และสิ่งอำนวยความสะดวกระยะไกลที่ไม่มีคนควบคุม) ซึ่งใช้ความร้อนจากการสลายตัวของพลูโทเนียมทรงกลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หลังการใช้งานของเครื่อง ผลผลิตของ RTG จะลดลงประมาณ
สี่วัตต์ในแต่ละปี ดังนั้นเครื่องมือแต่ละชิ้นอาจถูกปิดทีละตัว โดยตอนนี้ Voyager 1 เหลือเครื่องมือปฏิบัติการเพียงสี่เครื่อง ขณะที่ Voyager 2 มีห้าเครื่อง

ยานอวกาศ Voyager เป็นหนึ่งในผลงานที่น่าประทับใจที่สุดของเทคโนโลยีของมนุษย์ที่ทำให้เรามีภาพโลกที่ลอยอยู่ในแสงตะวันอันโด่งดัง ไม่เพียงผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการแก้ไขที่เปรียบเทียบได้ของยุค 70 (เมื่อการแข่งขันในอวกาศเริ่มที่จะตายลง) แต่ยังกล่าวได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่สามารถรอดชีวิตในสุญญากาศที่รุนแรงของอวกาศและยังสามารถสื่อสารกับคนบนโลกตลอดเวลาอีกด้วย โดยยานสำรวจแฝดนี้เป็น 2 ยานอวกาศที่มีพันธะระหว่างดวงดาว 5 ลำ ในจำนวนนี้ 3 ลำยังคงสื่อสารกับโลกผ่านจานวิทยุ  Deep Space Network ของ NASA

โครงการ Voyager ของหน่วยงานอวกาศของสหรัฐฯ ประกอบด้วยยานสำรวจระหว่างดวงดาว 2 ลำ ได้แก่ Voyager 1 และ Voyager 2

หลังจากกว่า 45 ปีของการเดินทางไกลจากโลกมากกว่าทุกวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นมาก่อน ยานอวกาศ Voyager กำลังเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของพวกมัน

Cr.https://face-port.com/nasa-prepares-to-power-down-voyager-spacecraft-after-more-than-44-years-science-tech-news/

โครงการ Voyager นั้นเริ่มต้นจากการเป็นส่วนเสริมของโครงการนาวิกโยธิน ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 60 เพื่อสำรวจระบบสุริยะชั้นใน แต่แผนดังกล่าวเปลี่ยนไปอันเป็นผลมาจากการเรียงตัวของดาวเคราะห์ชั้นนอกโดยบังเอิญ ทำให้ทีมมีโอกาสเปิดตัวในท้ายที่สุด เพื่อไปเยี่ยมพวกมันให้เร็วกว่าปกติแบบทวีคูณ พวกเขาค้นพบว่าการเรียงตัวของดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้ง 4 จะทำให้ยานอวกาศสามารถยิงตัวเองไปรอบดาวเคราะห์ทั้งสี่ได้ ด้วยการใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวเคราะห์แต่ละดวงเพื่อไปถึงความเร็วที่เหมาะสม แทนการใช้ระบบขับเคลื่อนบนยานพาหนะ

ทั้งนี้ ในบรรดาภารกิจของ NASA นั้น ไม่มีใครเคยไปเยี่ยมชมดาวเคราะห์ วงแหวน ดาวเทียม และให้ข้อมูลเชิงลึกที่สดใหม่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ชั้นนอกได้มากเท่ากับยาน Voyager สองลำที่เปิดตัวในปี 1977 ซึ่งได้เริ่มภารกิจที่กำหนดความรู้ของเราเกี่ยวกับระบบสุริยะใหม่ ไปจนถึงกลายเป็นทูตของเราในการเดินทางไปยังที่ที่ไม่รู้จัก โดยในช่วง 40 กว่าปีที่ผ่านมา ยานอวกาศ Voyager 2 ลำได้สำรวจดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส เนปจูน และได้ส่งมุมมองแบบละเอียดของโลกที่แปลกประหลาดเหล่านี้กลับมา

ยานแฝดยังช่วยศึกษาดวงจันทร์ 48 ดวงรวมทั้งระบบดาวเคราะห์ของวงแหวนและสนามแม่เหล็ก นอกจากจะเผยให้เห็นดวงจันทร์ที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งภูเขาไฟและอาบด้วยหมอกพิษแล้ว ภารกิจยังได้เปลี่ยนมุมมองของเราที่มีต่อ Earth ด้วย นอกจากนี้ ยังได้นำวัฒนธรรมของมนุษย์ไปสู่ดวงดาวด้วยแผ่น เสียงสีทองที่ติดอยู่ด้านข้าง ซึ่งเป็นข้อความจากมนุษยชาติถึงจักรวาลที่มีการทักทายใน 55 ภาษา รูปภาพผู้คนและสัตว์ สถานที่บนโลก และดนตรีโดยศิลปินเช่น Beethoven Mozart ไปจนถึง Chuck Berry แต่ที่น่าประหลาดใจคือขณะที่ยานอวกาศ Voyager ทั้งสองยังคงทำงานอยู่ เมื่อใดก็ตามที่ Voyager 1 ส่งสัญญาณกลับมา สิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นนี้จะเดินทางจากโลกเป็นระยะทางที่ไกลที่สุดเสมอ

ในขั้นต้น ยานอวกาศถือเป็นส่วนหนึ่งของโครงการยานสำรวจอวกาศ Mariner Jupiter-Saturn เมื่อภารกิจเปลี่ยนไป

เพื่อไปศึกษาดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ชื่อของพวกมันจึงถูกเปลี่ยนเป็น Voyager หรือ "นักเดินทาง"

Cr.https://voyager.jpl.nasa.gov/frequently-asked-questions/fact-sheet/

ยาน Voyager ทั้งสองถูกปล่อยจากแหลม Canaveral ในปี 1977 แต่คนละเดือน โดยยาน Voyager1 เป็นยานอวกาศลำแรกที่ใช้เวลา 36 ปีเดินทางข้าม Heliosphere ซึ่งกำหนดโดย NASA ว่าเป็น "เขตแดนที่อิทธิพลนอกระบบสุริยะแข็งแกร่งกว่าดวงอาทิตย์ของเรา" เพื่อออกจากระบบสุริยะในปี 2013 และ ข้อมูลที่ได้รับกลับมาตั้งแต่นั้น ได้เปิดเผยแง่มุมที่น่าสนใจบางประการเกี่ยวกับความสำคัญของสนามแม่เหล็กในจักรวาล ยานสำรวจยังพบวงแหวนบางๆ รอบดาวพฤหัสบดี และดวงจันทร์บริวารสองดวงได้แก่ Thebe และ Metis ขณะเดียวกันก็ได้ค้นพบดวงจันทร์ใหม่ 5 ดวงและวงแหวนใหม่ที่เรียกว่า G-ring ที่ดาวเสาร์

ที่พิเศษคือในวันที่ 14 ก.พ.1990 กล้องของยาน Voyager 1 ได้จับภาพ "portrait" แรกของระบบสุริยะของเราเมื่อมองจากภายนอก ภาพที่ถ่ายได้นี้กลายเป็นภาพที่มีชื่อเสียงที่รู้จักในชื่อ "Pale Blue Dot" จากการจัดเรียงไฟล์โดย Pro.Carl Sagan จากมหาวิทยาลัย Cornell ผู้ล่วงลับและทีมวิทยาศาสตร์ Voyager จากนั้นยาน Voyager 2 ก็เข้าสู่ห้วงอวกาศในปี 2018 โดยเข้าร่วมยานโวเอเจอร์ 1 ในฐานะสองวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อเข้าสู่ช่องว่างระหว่างดวงดาว 41 ปีหลังจากการปล่อยยาน พวกมันได้ทะลุขีดจำกัดด้านนอกของ Heliosphere ที่ซึ่งลมสุริยะร้อนปะทะกับตัวกลางในอวกาศที่เย็นยะเยือกที่เรียกว่า "มวลสารระหว่างดาวฤกษ์" (interstellar medium)

Voyager 2 ยังเป็นยานลำเดียวที่ศึกษาดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะทั้ง 4 ดวงในระยะใกล้ และเพราะยานลำนี้ เราจึงสามารถค้นพบดวงจันทร์ดวงที่ 14
ที่ดาวพฤหัสบดี,ดวงจันทร์ใหม่ 10 ดวงและวงแหวนใหม่ 2 วงที่ดาวยูเรนัส นอกจากนี้ Voyager 2 ยังเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่บินผ่านดาวเนปจูน โดยที่เครื่องมือของมันค้นพบดวงจันทร์ 5 ดวง วงแหวน 4 ดวง และ "จุดมืดที่ยิ่งใหญ่" (Great Dark Spot) บนดาว

กราฟิกนี้แสดงตำแหน่งของยาน Voyager 1 และ Voyager 2 ที่สัมพันธ์กับ Heliosphere ฟองอากาศป้องกันที่สร้างขึ้นโดยดวงอาทิตย์

ที่ทอดยาวเกินวงโคจรของดาวพลูโต โดย Voyager 1 ได้ข้าม heliopause หรือขอบ Heliosphere ในปี 2012

ขณะที่ Voyager 2 ยังอยู่ใน heliosheath หรือส่วนนอกสุดของ Heliosphere

Cr.https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-voyager-2-could-be-nearing-interstellar-space

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันยังไม่มียานสำรวจใดที่ถือว่าอยู่นอกระบบสุริยะ และเมฆออร์ต (Oort Cloud) ซึ่งเป็นกลุ่มของวัตถุขนาดเล็กที่ยังคงอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ถูกเชื่อว่าเป็นขอบเขตของพรมแดนสุดท้ายของพื้นที่อวกาศที่กว้างใหญ่นี้ NASA กล่าวว่ายาน Voyager 2 จะใช้เวลาประมาณ 300 ปีกว่าจะไปถึงขอบด้านในของ Oort Cloud และอาจถึง 30,000 ปีกว่าจะไปไกลกว่านั้น

ปัจจุบันยาน Voyager 1 อยู่ห่างจากโลก 14.5 พันล้านไมล์ (23.3 พันล้านก.ม.) และใช้เวลาเดินทางในระยะทางนั้น 20 ช.ม.แสง 33 นาที หมายความว่าจะใช้เวลาสองวันในการส่งข้อความไปยังยานอวกาศและรับคำตอบ ส่วนยาน Voyager 2 อยู่ไม่ไกลนัก เพียง 12 พันล้านไมล์จากโลก และระยะทางแสง
18 ช.ม.จากเรา โดยยานอวกาศทั้งสองลำมีจานเสียงเคลือบทองซึ่งมีคำทักทาย เพลง และภาพถ่ายจากหลากหลายวัฒนธรรมติดไปด้วย เผื่อว่าวันหนึ่งพวกมันจะพบกับชีวิตที่ชาญฉลาด แม้ว่านักดาราศาสตร์บางคนจะเตือนว่าการติดต่อครั้งแรกอาจเป็นความผิดพลาดของมนุษยชาติ

ล่าสุดเมื่อเดือนที่แล้ว NASA กล่าวว่า วิศวกรกำลังทำงานเพื่อไขปริศนาที่ส่งผลต่อข้อมูลการวัด - ส่งข้อมูลทางไกลของยาน Voyager 1 ถึงแม้ว่าเครื่องมือบางตัวจะปิดอยู่เป็นเวลานานก็ตาม ในขณะที่ Voyager 2 ยังคงทำงานตามปกติ ซึ่งปัญหาที่กำลังตรวจสอบคือระบบ Attitude control กระบวนการในการควบคุมทิศทางของยาน (Attitude and Articulation Control System / AACS) ที่รับผิดชอบการวางแนวของยานอวกาศ รวมถึงการรักษาเสาอากาศให้ชี้ไปที่โลกอย่างแม่นยำ เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลกลับบ้านได้

โดยข้อมูลที่ส่งมาถึงบ่งบอกว่า AACS ยังคงทำงานตามที่ตั้งใจไว้ แต่ข้อมูลการวัด - ส่งข้อมูลทางไกลนั้นไม่ถูกต้อง ตามที่ NASA อธิบายดูเหมือนว่าข้อมูลอาจสร้างขึ้นแบบสุ่มหรือไม่สะท้อนถึงสถานะที่เป็นไปได้ใด ๆ ที่ AACS มีอยู่จริง ซึ่ง Suzanne Dodd ผู้จัดการโครงการสำหรับ Voyager 1 และ 2 แห่งห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้กล่าวว่า "ความลึกลับเช่นนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับช่วงเวลานี้ของภารกิจ Voyager"

ภาพถ่ายที่เรียกว่า "Pale blue dot" กับคำถามว่า เรามีตำแหน่งพิเศษในจักรวาลจริง ๆ หรือไม่? / Cr.NASA