אחרי 40 שנה, מעל 17 מיליארד (!) קילומטרים, ובמהירות של מעל 50 אלף קמ"ש, שתי חלליות של נאס"א, הנעות במסלול החוצה ממערכת השמש, עדיין עובדות ומדברות עם מרכז הבקרה שלהן.

החלליות "וויאג'ר" (Voyager) הן צמד חלליות זהות ששוגרו ב-1977 אל עבר מערכת השמש החיצונית (זאת אומרת, מעבר למסלול של מאדים). הן ביקרו בצדק, שבתאי, נפטון ואורנוס  ושלחו משם תמונות ונתונים נוספים, ולאחר מכן המשיכו להתרחק מהשמש ובסופו של דבר השתחררו משדה הכבידה שלה, מה שאיפשר להן לצאת ממערכת השמש. באיזור שנת 2010 הן הגיעו לתווך הבין-כוכבי: האיזור בין מערכת השמש שלנו לכוכבים אחרים בגלקסיה. כיום חלליות אלו הן העצמים הרחוקים ביותר מכדור הארץ שהאנושות שיגרה לחלל. זוהי גם משימת החלל הארוכה ביותר עד כה.

ניתן לראות את המיקום, המהירות, ועוד נתונים בזמן אמיתי באתר המיועד לכך [1].

הן אינן החלליות הראשונות לעבור את המהירות הדרושה על מנת להשתחרר משדה הכבידה של השמש - צמד החלליות פיוניר הקדימו אותן בכמה שנים. אך בעוד החלליות פיוניר הפסיקו לפעול ולשלוח מידע (אחת ב-1995 והשניה ב-2002), החלליות וויאג'ר עדיין עובדות ונמצאות בקשר עם מרכז הבקרה שלהן בכדור הארץ. כשתכננו את המשימה של וואיג'ר התחזית היתה שכבר לא ניתן יהיה לדבר איתן בשלב זה, מאחר ועוצמת האות המגיעה מהאנטנות שלהן תהיה חלשה מכדי להקלט על כדור הארץ (אפילו שציידו אותן באנטנות צלחת מרשימות ברדיוס של 3.4 מטרים). הסיבה שאנחנו עדיין יכולים לקבל מהן מדידות, ויכולים עדיין לשלוט בהן בעזרת פקודות רדיו, היא שמאז שהן שוגרו התרחשה התקדמות עצומה במערכות רדיו קרקעיות וביכולת שלהן לקלוט אותות רחוקים או חלשים, ולחלץ מהם את המידע. מערכת התקשורת הבין פלנטרית של של נאס״א (הקרויה בשם Deep Space Network) מורכבת מאנטנות צלחת המפוזרות על כדור הארץ, והן מתקשרות (בין השאר) עם החלליות וויאג'ר. לאות הנשלח לוקח יותר מ-20 שעות להגיע לוויאג'ר 1 ו-16 שעות לוויאג'ר 2, וזאת בגלל מרחקן הרב. למידע מהחלליות לוקח את אותו הזמן להגיע אלינו.

מלבד הפלא ההנדסי, החשיבות המדעית שלהן ייחודית. הן החלליות היחידות הנמצאות בתווך הבין כוכבי - האיזור בין מערכות שמש שונות בתוך הגלקסיה ואשר לא נתון להשפעה של כוכב ספציפי. בתווך הזה קיימים רק גז נייטרלי ואבק בינכוכבי. לעומת זאת, מערכת השמש שלנו מלאה כולה ברוח השמש - גז מיונן שמקורו בפני השמש ואשר זורם החוצה בכל הכיוונים (כפי שהסברנו בפוסט קודם [2]). רוח השמש מתפשטת במהירות של 400 קילומטר בשניה ולכן היא דוחפת החוצה את הגז והאבק הבין-כוכביים. אך בגלל שצפיפותה של רוח השמש יורדת עם המרחק, בסופו של דבר אין לה תנע מספיק לאזן את זרימת הגז, והגז בולם אותה. אז נוצר גל הלם ברוח השמש (termination shock) ולאחריו נוצר גבול בין שתי הסביבות, במקום בו לחץ הגז מבחוץ ומבפנים מאזנים זה את זה. גבול זה נקרא ההליופאוזה (מלשון "הליו" - שמש ביוונית, ו"פאוזה" - הפסקה). מדענים שיערו את קיומה של ההליופאוזה הרבה לפני שצמד החלליות הגיע אליה באיזור 2018.  מאז שנת 2004 בקירוב, החלו להגיע עדויות לכך שוויאג'ר 1 חצתה את גל ההלם לראשונה, אך הנתונים לא היו החלטיים מאחר וזהו סוג סביבה שמעולם לא נחקרה על ידי חלליות ורק נחזתה תיאורטית. עובדה זו עוררה דיונים רבים על "האם יצאנו כבר ממערכת השמש" עד לרמה כמעט קומית, כפי שמעיד הקומיקס של XKCD  [3].

הקומיקס שבתמונה: "מס' הפעמים שהחללית וויאג'ר עזבה את מערכת השמש." מתוך xkcd.com

כיום יש קונצנזוס כי שתי החלליות הן בתווך הבין כוכבי, והמידע המגיע מהן משמש לחקירת הסביבה שלנו בגלקסיה בצורת דגימה ישירה של הסביבה שם באופן חסר תקדים.

צמד החלליות מצויידות בגנרטור תרמו-חשמלי, המייצר חשמל מחום המיוצר מדעיכה גרעינית. זהו מקור הספק ארוך טווח ויציב, אך בחלוף 40 שנה כמות החומר שיכול להפעיל את  הגנרטור הגיעה לרמות נמוכות שלא מאפשרות להפעיל את כל המכשירים על גבי החלליות. כדי להאריך במידת האפשר את המשימה ולהמשיך ולאסוף נתונים מדעיים מעבר לגבול מערכת השמש, נאס"א פיתחה לאחרונה תוכנית אשר תאפשר לחסוך בחשמל, על ידי כיבוי של חלק מהמחממים שעל גבי החללית [4]. לכל החלטה על כיבוי של מכשיר מדעי או המחמם שלו יש השלכות לגבי המשך המשימה, ואין פה החלטות קלות. החלליות וויאג'ר כבר שברו המון שיאים, והן החלליות שנשארו פעילות לזמן ארוך יותר מכל חללית אחרת. בעזרת מומחיותו הרבה של צוות ההנדסה, נראה כי החלליות ימשיכו לפעול ולשלוח אלינו אותות בשנים הקרובות.

למקורות ולקריאה נוספת

[1] אתר משימת וויאג'ר המראה את המיקום, המהירות ועובודת נוספות בזמן אמיתי

[2] פוסט קודם על רוח השמש ומזג אויר חללי

[2] קומיקס של xkcd המשקף את כמות הדיונים המדעיים סביב חציית הגבול

[3] ידיעה מאת נאסא על התוכנית החדשה להארכת משך חיי המשימה