كاوشگر جديد بين ستاره‌اي؛ هدف جديد ناسا پس از مأموريت‌هاي تاريخي وويجر
به عقيده‌ي دانشمندان در يكي از كنفرانس‌هاي اخير، انسان براي مطالعه فضاي اطراف خود از زاويه‌اي ديگر بايد به ساخت كاوشگري بين ستاره‌اي فكر كند. فضاپيماهاي وويجر ۱ و ۲، تنها ماشين‌هايي هستند كه انسان به آن‌سوي منظومه‌ي شمسي فرستاده است؛ اين دو فضاپيماي ۴۲ ساله هنوز به ارسال اطلاعات از فضاي بين ستاره‌اي ادامه مي‌دهند. به نقل از استاماتيوس كريمگيس، پژوهشگر ارشد آزمايش ذرات باردار كم انرژي، كاوشگرهاي وويجر تاكنون به دستاوردهاي شگفت‌انگيزي رسيده‌اند. كريميگس در كنگره‌ي بين‌المللي فضانوردها گفت: «مدل‌هاي فضاي بين ستاره‌اي تا قبل از وويجر اشتباه بودند.»
يك نمونه‌ي بارز از خطاها هليوسفر يا منطقه‌اي از فضا است كه در آن جريان ذرات باردار خورشيد، پوششي را دورتادور منظومه‌ي شمسي مي‌سازند. دانشمندان تا دهه‌ي ۲۰۱۰ تصور مي‌كردند شكل هليوسفر مانند پنكه است، دو كاوشگر وويجر به ترتيب در سال‌هاي ۲۰۱۲ و ۲۰۱۸ وارد فضاي بين ستاره‌اي شدند و ثابت كردند ساختار هليوسفر به حباب شبيه است.
شگفتي ديگر، نقطه‌ي افزايش سرعت پرتوهاي كيهاني بود (پرتوهايي در آن سوي منظومه‌ي شمسي). قبل از رسيدن دو كاوشگر وويجر به فضاي بين ستاره‌اي، تصور مي‌رفت ذرات در منطقه‌ي شوك پاياني سرعت مي‌گيرند؛ در اين منطقه، معمولاً سرعت ذرات خورشيد به زير سرعت صورت كاهش مي‌يابد. دو كاوشگر وويجر نشان دادند افزايش سرعت دقيقاً در نقطه‌ي هليوشيت يعني در آن سوي شوك پاياني رخ مي‌دهد.
كاوش‌هاي وويجر
مأموريت اصلي كاوشگرهاي وويجر، مطالعه غول‌هاي گازي منظومه‌ي شمسي بود اما هر دو كاوشگر با خوش‌اقبالي موفق به فتح هليوسفر و ورود به فضاي بين ستاره‌اي شدند. از سوي ديگر، ساخت كاوشگر سفارشي مخصوص مأموريت‌هاي بين ستاره‌اي با چالش‌هاي تخصصي متعددي همراه است. يكي از اشكالات، زمان است. مدت مأموريت كاوشگرهاي وويجر به قدري طولاني شد كه دانشمندان و مهندسان چند نسل را به خود مشغول كرده است؛ از طرفي، اين افراد بايد با سخت‌افزارها و نرم‌افزارهاي كهنه‌ي دهه‌ي ۱۹۷۰ دست‌وپنجه نرم كنند.
هيچ ضمانتي براي هدايت فضاپيما به مدت چند دهه وجود ندارد. مهندسان معمولاً فضاپيماها را به‌گونه‌اي مي‌سازند كه براي رسيدن به اهداف اوليه‌ي مأموريت به اندازه‌ي حداقل دو تا سه سال دوام بياورد. البته بسياري از تيم‌ها هم با هدف طول عمر بالا دست به طراحي مي‌زنند. هميشه احتمال خرابي، خاموشي يا از بين رفتن توانايي‌هاي علمي كاوشگرها وجود دارد. همچنين در صورت آغاز پروژه‌هاي علمي جديد در ناسا يا سازمان‌هاي ديگر، احتمال قطع سرمايه‌گذاري پروژه‌هاي قبلي وجود دارد.
لئون آلكالاي كه مديريت دفتر آزمايشگاه برنامه‌ريزي استراتژيك پيشرانش جت ناسا را برعهده دارد دو گزينه‌‌ي قابل برنامه‌ريزي را پيشنهاد مي‌دهد كه مي‌توانند مأموريت بين ستاره‌اي را شايد در فاصله‌ي زماني اندكي بيشتر از ده سال ميسر كنند.
در هر دو مأموريت، كاوشگرها براي افزايش سرعت از سياره‌هاي مختلف كمك مي‌گيرند. مأموريت كندتر از سياره‌ي مشتري به‌عنوان كمك جاذبه استفاده مي‌كند بدين‌ترتيب دانشمندان مي‌توانند به رصدهاي دقيق‌تري برسند. مأموريت سريع‌تر هم از خورشيد به‌عنوان كمك جاذبه استفاده مي‌كند كه نتيجه‌ي آن رصدهاي سريع با دقت كمتر خواهد بود.
مطالعه اجرام كمربند كويپر يكي از اهداف فضاپيماي بين ستاره اي خواهد بود
به پيشنهاد آلكالاي، فضاپيماي بين ستاره‌اي بايد به گونه‌اي طراحي شود كه قبل از رسيدن به مقصد نهايي، قادر به كاوش‌هاي متعدد باشد. هدف نهايي كاوشگر، مطالعه فضاي بين ستاره‌اي خواهد بود اما اين فضاپيما مي‌تواند در منظومه‌ي شمسي به مطالعه اجرام كمربند كويپر در آن سوي نپتون بپردازد يا براي محاسبه‌ي بهتر فاصله‌ي سياره‌هاي كوچك‌تر، اندازه‌گيري‌هاي موازي را انجام دهد. آلكالاي مي‌گويد:« كاوشگر در مسير رسيدن به فضاي بين ستاره‌اي، فعاليت‌هاي علمي زيادي را انجام خواهند داد.»
كاوش در منظومه‌ي شمسي
مأموريت جديد بين ستاره‌اي مي‌تواند چشم‌انداز جديدي از تغييرات منظومه‌ي شمسي را به‌عنوان يك موجوديت واحد ارائه دهد زيرا در اين مأموريت مي‌توان خارج از قلمروي نفوذ خورشيد، مانند موجودي فرازميني به مطالعه سياره‌ها پرداخت. به‌گفته‌ي روبرت ويار شوينگروبر رئيس مؤسسه‌ي فيزيك متخصصدي و تجربي دانشگاه كيل آلمان، در اين مأموريت مي‌توان به چگونگي واكنش خورشيد با گاز و غبار بين ستاره‌ها و چگونگي تعامل ستاره‌هاي ديگر با خورشيد پي برد. او مي‌افزايد:
روابط پيچيده‌اي بين فضاي بين ستاره‌اي و بادهاي خورشيدي وجود دارد و اطلاعات ناكافي، مانع از درك آن‌ها شده است». حتي دنياهاي نزديك‌تر به فضاي بين ستاره‌اي از جمله اجرام كمربند كويپر در ستاره‌‌شناسي كمتر شناخته‌شده‌اند و با اين مأموريت گنجينه‌اي از اكتشافات فراهم خواهد شد.
در پايان جلسه، رالف مك نات، دانشمند بخش فضايي آزمايشگاه فيزيك متخصصدي دانشگاه جان هاپكينز از افراد متولد ۱۹۹۰ به بعد، درخواست كرد بايستند. يك سوم افراد حاضر در جلسه برخاستند و مك نات چند توصيه‌ي شغلي به آن‌ها ارائه كرد. به عقيده‌ي مك‌نات، اين گروه، كنترل مأموريت‌هاي نسل گذشته را برعهده خواهند گرفت.
هم انديشي ها