ناسا تا سال ۲۰۳۰ یک فضاپیمای میان‌ستاره‌ای جدید توسعه می‌دهد
ناسا مشغول بررسی طرحی برای ساخت یک فضاپیمای میان‌ستاره‌ای جدید و پرسرعت است تا از فراسوی منظومه‌ی شمسی، اطلاعات بیشتری درباره‌ی شکل و شیوه‌ی تکامل آن کسب کند.
زمانی که کاوشگرهای چهل ساله‌ی «وویجر ۱» (Voyager 1) و «وویجر ۲» (Voyager 2) به ترتیب در سال‌های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۸ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شدند، دانشمندان این لحظات تاریخی را جشن گرفتند. این فضاپیماها پیش از این ۱۲۰ برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید را طی کرده بودند و به مرز «هلیوسفر» (Heliosphere) رسیدند، حباب محافظ منظومه‌ی شمسی که تحت تأثیر باد خورشیدی قرار دارد.
فضاپیماهای وویجر توانستند مرز این حباب را کشف کنند اما برای دانشمندان پرسش‌های زیادی درباره‌ی چگونگی برهم‌کنش خورشید با محیط میان‌ستاره‌ای ایجاد کرد. کاوشگرهای دوقلوی وویجر داده‌های محدودی ارائه می‌دهند که این موضوع در درک ما از این منطقه شکاف‌های مهمی ایجاد می‌کند.
اکنون ناسا و شرکای آن در حال برنامه‌ریزی برای نسل بعدی فضاپیماها هستند که سفر به عمق بیشتری از فضای میان‌ستاره‌ای یعنی حدود ۱۰۰۰ واحد نجومی (AU) را هدف گرفته است. این فضاپیما که در حال حاضر «کاوشگر میان‌ستاره‌ای» (Interstellar Probe) نامیده می‌شود، قصد دارد اطلاعات بیشتری درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری هلیوسفر (هورسپهر) منظومه‌ی شمسی و تکامل آن کشف کند.
«النا پروورنیکوا» (Elena Provornikova) سرپرست هلیوفیزیک این کاوشگر میان‌ستاره‌ای از آزمایشگاه فیزیک کاربردی (APL) جان هاپکینز (Johns Hopkins) گفت: «این کاوشگر به فضای ناشناخته‌ی میان‌ستاره‌ای خواهد رفت، جایی که بشریت پیش از این هرگز به آن نرسیده است. برای نخستین بار خارج از هلیوسفر گسترده‌ی خود عکس می‌گیریم تا ببینیم که از این فاصله خانه‌ی ما یعنی منظومه‌ی شمسی چگونه است.»
قرار است در مجمع عمومی سال ۲۰۲۱ اتحادیه‌ی علوم اروپا (EGU) درباره‌ی فرصت‌های علوم هلیوفیزیک برای این مأموریت بحث شود. تیم تحت سرپرستی آزمایشگاه فیزیک کاربردی که حدود ۵۰۰ دانشمند، مهندس و علاقه‌مند رسمی و غیررسمی از سراسر جهان را شامل می‌شود، در حال بررسی انواع تحقیقاتی است که این مأموریت باید برای آن‌ها برنامه‌ریزی کند. پروورنیکوا گفت: «فرصت‌های علمی واقعا برجسته‌ای برای این مأموریت وجود دارد که شامل علوم سیاره‌ای، هلیوفیزیک و اخترفیزیک است.»
اینفوگرافیک فاصله‌های مهم در منظومه‌ی شمسی
هدف کاوشگر میان‌ستاره‌ای رسیدن به ۱۰۰۰ واحد نجومی یعنی جایی در میانه‌ی این تصویر است.
Credit: Johns Hopkins APL
نحوه‌ی ارتباط پلاسمای خورشید با گاز میان‌ستاره‌ای و ایجاد هلیوسفر، آنچه فراسوی هلوسفر است و حتی شکل دقیق‌تر هلیوسفر، از جمله پرسش‌هایی که این تیم امیدوار است با مأموریت کاوشگر میان‌ستاره‌ای به آن‌ها پاسخ دهد. پروورنیکوا گفت: «این مأموریت قصد دارد با استفاده از اتم‌های خنثی پرانرژی تصاویری از هلیوسفر بگیرد و حتی ممکن استنور پس‌زمینه‌ای فراکهکشانی را از اوایل شکل‌گیری کهکشان ما مشاهده کند. چیزی که از زمین دیده نمی‌شود.»
دانشمندان همچنین امیدوارند که درباره‌ی چگونگی برهم‌کنش خورشید ما با کهکشان محلی اطلاعات بیشتری کسب کنند که در این صورت حتی ممکن است سرنخی از تحوه‌ی تکامل سایر ستاره‌های کهکشان با همسایگی میان‌ستاره‌ای آن‌ها ارائه دهد.
هورسپهر از این نظر هم که منظومه‌ی خورشیدی ما را در برابر پرتو کیهانی پرانرژی کهکشان محافظت می‌کند، مهم است. پروورنیکوا گفت: «خورشید در کهکشان ما در حال سفر است و مناطق گوناگونی را در فضای میان‌ستاره‌ای می‌پیماید. ستاره‌ی ما هم‌اکنون در جایی است که ابر میان‌ستاره‌ای محلی (Local Interstellar Cloud) نامیده می‌شود اما تحقیقات جدید نشان می‌دهد که خورشید ممکن است به سمت یک لبه‌ی ابر در حال حرکت باشد و پس از آن وارد منطقه‌ی بعدی فضای میان‌ستاره‌ای شود که ما درباره‌ی آن چیزی نمی‌دانیم.»
به گفته‌ی او چنین تغییری می‌تواند باعث بزرگتر یا کوچکتر شدن هلیوسفر شود یا میزان پرتو کیهانی پرانرژی دریافتی را که در سطح تابش پس‌زمینه‌ای اندازه‌گیری شده در زمین اثر می‌گذارد، تغییر دهد.
اکنون آخرین سال از مطالعه‌ی عملی چهار ساله‌ی این تیم است که پیرامون اهداف این مأموریت تحقیق کرده‌اند. در پایان سال، این تیم گزارشی را به ناسا ارائه می‌دهد که روند علوم مرتبط در این زمینه را مانند طراحی فضاپیما و مسیرهای حرکت مأموریت تعیین می‌کند. به گفته‌ی پروورنیکوا رویکرد این است که فهرستی از آنچه می‌توان در این مأموریت فضایی انجام داد بیان شود.
مأموریت فضاپیمای میان‌ستاره‌ای ناسا می‌تواند در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ میلادی آغاز شود و رسیدن ۱۵ سال طول می‌کشد تا به مرز هلیوسفر برسد. مدت زمانی که در مقایسه با دو فضاپیمای وویجر که ۳۵ سال طول کشید بسیار سریع است. این مأموریت برای ۵۰ سال فعالیت یا بیشتر برنامه‌ریزی شده است.
عکس کاور: دانشمندان امیدوارند فضاپیمای میان‌ستاره‌ای جدید بتواند دانش ما را درباره‌ی جایگاهمان در کهکشان بیشتر کند.
Credit: Johns Hopkins APL
منبع: SciTechDaily
