5 กันยายน ปี พ.ศ. 2520 วอยเอจเจอร์ 1 ยานสำรวจที่อยู่ไกลจากโลกที่สุดถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ

วอยเอจเจอร์ 1 (Voyager 1) เป็นยานสำรวจอวกาศ (Space Probe) แบบไร้คนขับซึ่งองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐหรือองค์การนาซา (NASA) ได้ทำการปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 กันยายน ปี พ.ศ. 2520 ซึ่งเป็นเวลา 16 วันหลังการปล่อยยานวอยเอจเจอร์ 2 (Voyager 2) ยานแฝดทั้งสองลำอยู่ภายใต้โครงการวอยเอจเจอร์ (Voyager Program) เป้าหมายเพื่อทำการศึกษาบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ (Solar System) และห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (Interstellar Space) ส่วนที่ไกลออกไปจากอาณาเขตเฮลิโอสเฟียร์ (Sun's heliosphere) ปัจจุบันยานยังคงสื่อสารกับพื้นโลกผ่านทางเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (DSN) เพื่อรับคำสั่งประจำและส่งข้อมูลกลับมายังโลก โดยข้อมูลระยะทางและความเร็วของยานตามเวลาจริงสามารถดูได้จากเว็บไซต์ของนาซาและห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น ปัจจุบันด้วยระยะทางของยานสำรวจที่อยู่ไกลจากโลกราว 156.61 AU ( 1 AU เท่ากับระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์) หรือ 23.429 พันล้าน กิโลเมตร (ข้อมูลเมื่อ 31 กรกฎาคม ปี พ.ศ. 2565) ส่งผลให้ยานวอยเอจเจอร์ 1 เป็นวัตถุที่สร้างโดยมนุษย์ที่อยู่ไกลจากโลกมากที่สุด

ยานวอยเอจเจอร์ / ภาพจาก NASA/JPL

เอจเจอร์ 1 ได้ทำการสำรวจสภาพอากาศ สภาพสนามแม่เหล็ก และวงแหวนของทั้งดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ นอกจากนี้ยังเป็นยานสำรวจลำแรกที่ได้ถ่ายภาพเผยให้เห็นรายละเอียดของกลุ่มดาวบริวารของดาวเคราะห์เหล่านี้อีกด้วย

ภายหลังเสร็จสิ้นภารกิจหลักในโครงการวอยเอจเจอร์ ยานคู่แฝดได้รับภารกิจเพิ่มเติมให้ทำการระบุและศึกษาอาณาเขตอวกาศส่วนนอกของพื้นที่ยังได้รับอิทธิพลจากลมสุริยะหรือเฮลิโอสเฟียร์ และเริ่มการสำรวจมวลสารระหว่างดาวฤกษ์ โดยยานสำรวจ วอยเอจเจอร์ 1 ได้สร้างประวัติศาสตร์ในการเป็นยานสำรวจลำแรกที่เดินทางผ่านชั้นเฮลิโอพอสไปยังพื้นที่มวลสารระหว่างดาวฤกษ์เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม ปี พ.ศ. 2555 สองปีต่อมายาน วอยเอจเจอร์ 1 ได้เผชิญกับคลื่นยักษ์ (Tsunami Wave) จากการปลดปล่อยมวลจากชั้นโคโรนาของดวงอาทิตย์ (Coronal Mass Ejection) เรื่อยมาจนสิ้นสุดเมื่อวันที่ 15 ธันวาคม ปี พ.ศ. 2557 ซึ่งเป็นการยืนยันแล้วว่ายานได้ในอยู่ในมวลสารระหว่างดาวฤกษ์แล้ว

ในช่วงปลายของปี พ.ศ. 2560 ทีมงานของวอยเอจเจอร์ประสบความสำเร็จในการทดลองจุดชุดเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้ในการควบคุมแนวโคจร (Trajectory Correction Maneuver ; TCM) ซึ่งไม่ได้ใช้งานมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2523 ส่งผลให้สามารถขยายเวลาทำภารกิจของยานไปได้อีกสองถึงสามปี โดยคาดว่ายาน วอยเอจเจอร์ 1 จะสามารถทำภารกิจได้ต่อไปจนถึงปี พ.ศ. 2568 ซึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยความร้อนจากไอโซโทปรังสี (Radioisotope Thermoelectric Generators; RTGs) จะผลิตพลังงานไฟฟ้าไม่เพียงพอเพื่อหล่อเลี้ยงเครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์ภายในยาน และหลังจากนั้นยานจะลอยเคว้งคว้างเป็นวัตถุเร่ร่อนในอวกาศ

เบื้องหลังภารกิจโครงการวอยเอจเจอร์

ในปี พ.ศ. 2503 นาซาได้เสนอแนวคิดโครงการแกรนด์ทัวร์ซึ่งมีเป้าหมายในการส่งยานสำรวจเพื่อทำการศึกษาดาวเคราะห์ภายนอกระบบสุริยะ และเริ่มดำเนินงานโครงการในตอนต้นปี พ.ศ. 2513 โดยข้อมูลที่ได้รับจากยานสำรวจไพโอเนียร์ 10 ช่วยให้ทีมวิศวกรของโครงการวอยเอจเจอร์สามารถออกแบบยานสำรวจเพื่อรับมือกับระดับกัมมันตรังสีที่รุนแรงของดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ยังได้มีการเสริมชั้นป้องกันรังสีเพิ่มเติมด้วยแผ่นเปลวอะลูมิเนียมแบบที่ใช้ตามครัวเรือนในช่วงไม่กี่นาทีก่อนปล่อยยานอีกด้วย

เดิมทีวอยเอจเจอร์ 1 ก็คือยานสำรวจ “มาริเนอร์ 11” (Mariner 11) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการมาริเนอร์ (Mariner Program) มาก่อน ภายหลังงบประมาณของโครงการถูกจำกัดลง เป้าหมายของภารกิจจึงเน้นไปที่การสำรวจดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เป็นหลัก ยานถูกเปลี่ยนชื่อเป็น มาริเนอร์ จูปิเตอร์-แซทเทิร์น (Mariner Jupiter-Saturn) ภายหลังการดำเนินโครงการได้ระยะหนึ่งจึงมีการเปลี่ยนชื่อยานสำรวจอีกครั้งเป็น วอยเอจเจอร์ 1 เนื่องด้วยตัวยานได้ถูกออกแบบมาเพื่อทำภารกิจที่ยิ่งใหญ่กว่าโครงการมาริเนอร์

ส่วนประกอบของยาน

วอยเอจเจอร์ 1 ถูกสร้างขึ้นโดยศูนย์ปฏิบัติการเครื่องยนต์ไอพ่นหรือ เจพีแอล (Jet Propulsion Laboratory ; JPL) ตัวยานขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไฮดราซีน (Hydrazine Thrusters) 16 ตัว มีไจโรสโค (Gyroscopes) ปรักษาตำแหน่งแบบ 3 แกน และระบบควบคุมยานที่คอยรักษาทิศทางของเสาวิทยุบนยานให้ชี้มายังโลก อุปกรณ์เหล่านี้เรียกรวมว่าเป็นระบบควบคุมตำแหน่งและแนวโคจร (Attitude and Articulation Control Subsystem; AACS) มาพร้อมกับระบบควบคุมสำรอง และเครื่องยนต์ไอพ่นสำรองอีก 8 ตัว นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดทางวิทยาศาสตร์รวมกว่า 11 ชิ้น เพื่อใช้ทำการศึกษาเหล่าดาวเคราะห์ที่ยานโคจรเข้าไปใกล้

ส่วนประกอบของยานวอยเอจเจอร์ / ภาพจาก NASA/JPL

ระบบสื่อสาร

วอยเอจเจอร์ 1 ใช้ระบบการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุย่านความถี่สูงซึ่งออกแบบให้สามารถสื่อสารได้ไกลถึงนอกระบบสุริยะ ตัวยานประกอบไปด้วยจานสายอากาศทรงพาราโบลาแบบแคสซิเกรน (Cassegrain) ซึ่งมีเกณฑ์ขยายสูง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.7 เมตร (12 ฟุต) ส่งสัญญาณและรับสัญญาณคลื่นวิทยุผ่านเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (Deep Space Network หรือ DSN) ที่มีสถานีฐานกระจายอยู่ทั่วพื้นโลก โดยปกติแล้วยานจะทำการส่งสัญญาณผ่านทางช่องสัญญาณ 18 โดยใช้ย่านความถี่ 2.3 จิกะเฮิรตซ์ หรือ 8.4 จิกะเฮิรตซ์ ขณะที่การส่งสัญญาณจากโลกไปยังตัวยานจะทำการส่งผ่านย่านความถี่ 2.1 จิกะเฮิรตซ์

ในช่วงที่วอยเอจเจอร์ 1 ไม่สามารถส่งข้อมูลมายังโลกโดยตรงได้ ข้อมูลทั้งหมดจะถูกบันทึกลงเทปบันทึกระบบดิจิตอล (Digital Tape Recorder ; DTR) ซึ่งสามารถบันทึกข้อมูลได้สูงสุด 67 เมกะไบต์ เพื่อรอการส่งกลับมายังโลกในครั้งถัดไป โดยใช้เวลาประมาณ 21 ชั่วโมงในการส่งสัญญาณจากวอยเอจเจอร์ 1 กลับมายังโลก

แหล่งพลังงาน

วอยเอจเจอร์ 1 ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยความร้อนจากไอโซโทปรังสี หรืออาร์ทีจี (Radioisotope Thermoelectric Generator; RTGs) รวม 3 เครื่อง ติดตั้งในลักษณะเป็นส่วนแขนยื่นออกจากตัวยาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่องประกอบไปด้วยลูกบอลอัดเชื้อเพลิงพลูโตเนียม-238 (238Pu) ในรูปของพลูโตเนียมออกไซด์ (PuO2) ทั้งหมด 24 ลูกกำลังไฟฟ้าวัดได้รวม 470 วัตต์ ณ วันที่ทำการปล่อยยาน โดยพลังงานไฟฟ้าที่ได้จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป อันเป็นผลจากการสลายตัวของพลูโตเนียม-238 ที่มีค่าครึ่งชีวิตอยู่ที่ 87.7 ปี รวมถึงการเสื่อมสภาพของชุดเทอร์โมคัปเปิล (Thermocouples) อย่างไรก็ตามเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาร์ทีจีจะยังคงจ่ายพลังงานให้กับตัวยานได้อย่างเพียงพอต่อไปจนถึงปี พ.ศ. 2568

เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม ปี พ.ศ. 2565 ปริมาณพลูโตเนียม-238 ในวอยเอจเจอร์ 1 คงเหลือ 70.09% เทียบกับวันที่ปล่อยยาน และจะลดลงจนเหลือเพียง 56.5% ในปี พ.ศ. 2593 ซึ่งน้อยมากเพื่อให้ยานยังสามารถทำงานต่อไปได้ ปริมาณยังจะลดลงต่อไปอีกจนเหลือ 47.21% ในปี พ.ศ. 2621, คงเหลือ 28.92% ในปี พ.ศ. 2649, คงเหลือ 28.92% ในปี พ.ศ. 2677 และคงเหลือ 15.13% ในวันที่ 1 มกราคม ปี พ.ศ. 2708 ซึ่งพลูโตเนียม-238 ทั้งหมดจะสลายตัวกลายเป็นธาตุชนิดอื่น

ระบบคอมพิวเตอร์

แทบทุกส่วนของตัวยานทำงานโดยอัตโนมัติผ่านการควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ยกเว้นระบบถ่ายภาพแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเป็นเพียงระบบเดียวที่ไม่ได้ทำงานแบบอัตโนมัติ แต่จะถูกควบคุมโดยชุดค่าพารามิเตอร์ในคอมพิวเตอร์ระบบย่อยข้อมูลการบิน (Flight Data Subsystem: FDS) ต่างจากกล้องถ่ายภาพในยานสำรวจยุคหลังจากปี ค.ศ. 1990 ที่เปลี่ยนมาใช้ระบบควบคุมแบบอัตโนมัติทั้งหมดแล้ว

ระบบย่อยคอมพิวเตอร์สั่งการ (Computer Command Subsystem: CCS) ประกอบไปด้วยชุดคำสั่งแบบสำเร็จ เช่น ชุดคำสั่งถอดรหัส ชุดคำสั่งตรวจสอบและแก้ไขข้อบกพร่อง ชุดคำสั่งควบคุมทิศทางของเสาอากาศ และชุดคำสั่งควบคุมตำแหน่งยาน คอมพิวเตอร์ส่วนนี้เป็นส่วนที่พัฒนามาจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในยานโครงการไวกิ้ง (Viking Program) ช่วงปี พ.ศ. 2516 ฮาร์ดแวร์แบบปรับแต่งเอง (Custom-Built) ที่ใช้สำหรับระบบย่อยคอมพิวเตอร์สั่งการของยานสำรวจทั้งสองลำในโครงการวอยเอจเจอร์จะเหมือนทุกประการ มีเพียงการปรับแต่งโปรแกรมเล็กน้อยเพราะมีระบบย่อยทางวิทยาศาสตร์ที่ยานอีกลำไม่มี

ระบบย่อยควบคุมตำแหน่งและแนวโคจร (Attitude and Articulation Control Subsystem: AACS) เป็นระบบที่ใช้ในการควบคุมตำแหน่งและทิศทางของตัวยาน คอยควบคุมองศาของเสาอากาศยานให้ชี้มายังโลก ควบคุมการเปลี่ยนตำแหน่ง และบังคับทิศทางของยานเพื่อทำการถ่ายภาพวัตถุและพื้นผิว ระบบย่อยนี้สำหรับยานสำรวจในโครงการวอยเอจเจอร์จะเหมือนทุกประการ

การปล่อยยาน

ยานสำรวจ วอยเอจเจอร์ 1 ถูกส่งขึ้นไปในอวกาศเมื่อวันที่ 5 กันยายน ค.ศ. 1977 ณ แท่นปล่อยจรวด 41 ฐานทัพอากาศแหลมคะแนเวอรัล (Cape Canaveral Air Force Station) ด้วยจรวดนำส่ง Titan IIIE ประมาณ 2 สัปดาห์หลังจากยานสำรวจ วอยเอจเจอร์ 2 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศไปก่อนเมื่อวันที่ 20 สิงหาคมปีเดียวกัน อย่างไรก็ตาม แม้จะถูกส่งขึ้นอวกาศช้ากว่ายาน วอยเอจเจอร์ 2 แต่ยาน วอยเอจเจอร์ 1 ก็เดินทางถึงดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ได้ก่อน ด้วยแนวโคจรที่สั้นกว่า

แนวโคจรบินเฉียดดาวพฤหัสบดี

วอยเอจเจอร์ 1 เริ่มทำการถ่ายภาพดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2522 โดยบินเฉียดใกล้มากที่สุดที่ระยะห่างประมาณ 349,000 กิโลเมตร จากจุดศูนย์กลางดาวเมื่อวันที่ 5 มีนาคม ปี พ.ศ. 2522 และด้วยตำแน่งของยานที่อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดี ทำให้ได้ภาพถ่ายที่มีรายละเอียดที่มากขึ้น ส่งผลให้ภารกิจการสังเกตการณ์ระบบของดาวพฤหัสบดีซึ่งได้แก่ เหล่าดาวบริวาร วงแหวน สนามแม่เหล็ก และสภาพแวดล้อมของแถบรังสีแวนแอลเลน (Van Allen Belts) เสร็จสิ้นภายใน 48 ชั่วโมงเท่านั้น ภารกิจการถ่ายภาพระบบดาวพฤหัสบดีเสร็จสิ้นลงในเดือนเมษายน ปี พ.ศ. 2522

การค้นพบภูเขาไฟที่หลายแห่งที่กำลังคุกรุ่นอยู่บนดวงจันทร์ไอโอ (IO) ถือว่าเป็นการค้นพบนี้ได้เปลี่ยนแปลงความเชื่อของนักวิทยาศาสตร์ที่เคยเชื่อว่าดวงจันทร์ไอโอมีอายุเก่าแก่ และมีหลุมอุกกาบาตคล้ายบนดวงจันทร์ของโลก นับเป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบภูเขาไฟมีพลังบนดาวดวงอื่นในระบบสุริยะนอกเหนือจากบนโลก อีกทั้งภูเขาไฟที่ครุกรุ่นเหล่านี้ยังส่งอิทธิพลไปยังดาวพฤหัสบดีด้วย ดวงจันทร์ไอโอถือเป็นแหล่งของสสารหลักที่แผ่ไปทั่วชั้นแม็กนีโตสเฟียร์ (บริเวณโดยรอบของดาวฤกษ์ที่ได้รับอิทธิพลอย่างรุนแรงจากสนามแม่เหล็ก) ของดาวพฤหัสบดี โดยมีการค้นพบร่องรอยของซัลเฟอร์ ออกซิเจน และโซเดียมที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟบนดวงจันทร์ไอโอปะปนอยู่ในขอบนอกของชั้นแม็กนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี วอยเอเจอร์ 1 ยังเผยให้เห็นสภาพทางธรณีของดวงจันทร์ แกนิมิด (Ganymede) คัลลิสโต (Callisto) และ ยูโรปา (Europa) พื้นผิวของแกนิมิดขรุขระเป็นหลุมบ่อ คัลลิสโตมีหลุมอุกกาบาตเก่าแก่ และยูโรปามีสันเนินเตี้ยๆ ที่ตัดกันยุ่งเหยิงไปหมด นอกจากนั้นยังค้นพบดวงจันทร์ดวงใหม่ 3 ดวงของดาวพฤหัสอีกด้วย คือ Metis, Adrastea และ Thebe

ภาพดาวบริวารและดาวเคราะห์บางดวงโดยการเปรียบเทียบขนาด ซึ่งแกนิมิดดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ รองลงมาคือไททันดาวบริวารของดาวเสาร์ ขณะที่ดวงจันทร์ดาวบริวารของโลกใหญ่เป็นอันดับ 4 ต่อจากไอโอดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี ยานสำรวจวอยเอจเจอร์ทั้งสองลำได้เผยการค้นพบที่สำคัญของดาวพฤหัสบดีเป็นจำนวนมาก เช่น เหล่าดาวบริวาร แถบกัมมันตรังสี และวงแหวนของดาวพฤหัสบดีที่ไม่เคยค้นพบมาก่อน

แนวโคจรบินเฉียดดาวเสาร์

ยานสำรวจวอยเอจเจอร์ทั้งสองลำประสบความสำเร็จในการโคจรโดยอาศัยแรงโน้มถ่วง (Gravitational Assist Trajectory) ไปยังดาวเสาร์ อีกทั้งได้ทำการสำรวจดาวเสาร์ รวมถึงวงแหวน และเหล่าดาวบริวารของดาวเสาร์เป็นที่เรียบร้อยแล้ว ยานสำรวจ วอยเอจเจอร์ 1 เดินทางมาถึงดาวเสาร์ในเดือนพฤศจิกายน ปี พ.ศ. 2523 และเดินทางเข้าใกล้มากที่สุด โดยห่างจากขอบบนของกลุ่มเมฆ (Clound-Tops) บนดาวที่ระยะ 124,000 กิโลเมตร ในวันที่ 12 พฤศจิกายน ปี พ.ศ. 2523 ซึ่งกล้องบนยานได้ตรวจพบโครงสร้างอันสลับซับซ้อนบนวงแหวนของดาวเสาร์และใช้เซ็นเซอร์ระยะไกลทำการศึกษาชั้นบรรยากาศของทั้งดาวเสาร์และดวงจันทร์ไททัน ดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุด

จากการสำรวจพบว่าชั้นบรรยากาศส่วนบนของดาวเสาร์ประกอบไปด้วยฮีเลียมอยู่ประมาณร้อยละ 7 (คิดเป็นร้อยละ 11 ของชั้นบรรยากาศบนดาวพฤหัสบดี) ขณะที่องค์ประกอบที่เหลือคือไฮโดรเจน เนื่องจากมีการคาดการณ์ว่าฮีเลียมปริมาณมหาศาลจะกระจุกตัวอยู่บริเวณชั้นในของดาวเสาร์เช่นเดียวกับที่พบบนดาวพฤหัสบดีและดวงอาทิตย์ ส่วนฮีเลียมปริมาณเบาบางที่พบในชั้นบรรยากาศส่วนบนอาจแทรกลงมาด้านล่างอย่างช้าๆ ผ่านไฮโดรเจนซึ่งมีมวลน้อยกว่า ซึ่งนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าความร้อนส่วนเกินบนดาวเสาร์ที่แผ่ออกมานั้นได้รับมาจากดวงอาทิตย์นั่นเอง นอกจากยังพบว่ามีกระแสลมแรงพัดอยู่บนพื้นผิวดาวเสาร์ ความเร็วลมใกล้เส้นศูนย์สูตรสูงถึง 500 เมตรต่อวินาที โดยกระแสลมส่วนใหญ่จะพัดไปทางทิศตะวันออก

มีการตรวจพบปรากฏการณ์คล้ายออโรราซึ่งเกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่ปลดปล่อยออกมาจากไฮโดรเจนบริเวณเขตละติจูดกลาง (Mid-Latitudes) ของชั้นบรรยากาศ และพบออโรราบริเวณละติจูดแถบขั้วโลก (มากกว่า 65 องศา) การเกิดออโรราบนชั้นบรรยากาศที่สูงเช่นนี้อาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนรูปเป็นโมเลกุลเชิงซ้อนของไฮโดรคาร์บอนซึ่งจะเคลื่อนที่ไปรวมกันอยู่ที่แถบเส้นศูนย์สูตร ส่วนสาเหตุของการเกิดออโรราบริเวณเขตละติจูดกลางที่พบได้เฉพาะบริเวณที่มีแสงแดดส่องถึงนั้นยังคงเป็นปริศนา แต่คาดการณ์ว่าอาจเกิดจากการระเบิดของอิเล็กตรอนและไอออนซึ่งเป็นสาเหตุเดียวกับการเกิดออโรราที่พบบนโลก ยานวอยเอจเจอร์ทั้งสองลำได้ทำการวัดคาบการหมุนรอบตัวเอง (เวลาในหนึ่งวัน) ของดาวเสาร์พบว่าใช้เวลา 10 ชั่วโมง 39 นาที 24 วินาที

ภารกิจของยานวอยเอจเจอร์ 1 ยังรวมถึงการบินเฉียดดวงจันทร์ไททัน ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ ซึ่งมีการค้นพบการมีอยู่ของชั้นบรรยากาศจากภาพถ่ายที่ได้จากยานไพโอเนียร์ 11 ในปี พ.ศ. 2522 ระบุว่ามีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นและซับซ้อน ซึ่งทำให้เป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์ในเวลาต่อมา การบินเฉียดดวงจันทร์ไททันเกิดขึ้นเมื่อยานพยายามเดินทางเข้าสู่ระบบของดาวเสาร์โดยพยายามหลีกเลี่ยงการปะทะที่อาจส่งผลต่อการสำรวจ ในที่สุดยานก็เข้าใกล้ที่ระยะประมาณ 6,400 กิโลเมตร จากด้านหลังดวงจันทร์ไททันหากมองจากโลก เครื่องมือบนยานทำการตรวจวัดปฏิกิริยาระหว่างชั้นบรรยากาศกับแสงอาทิตย์ มีการใช้คลื่นวิทยุของยานเพื่อทำการค้นหาองค์ประกอบ ความหนาแน่น และความดันของชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ยังทำการวัดมวลของดวงจันทร์ไททันโดยอาศัยการสังเกตแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อแนวโคจรของยาน ชั้นบรรยากาศที่ปกคลุมอย่างหนาแน่นกลายเป็นอุปสรรคทำให้ไม่สามารถมองทะลุถึงพื้นผิวได้ แต่ข้อมูลต่างๆ ที่เก็บได้จากชั้นบรรยากาศทำให้สามารถคาดการณ์ได้ว่ามีทะเลสาบโฮโดรคาร์บอนเหลวอยู่บนพื้นผิวดาว

เนื่องภารกิจการสำรวจดวงจันทร์ไททันถูกจัดให้เป็นภารกิจสำคัญ ดังนั้นแนวโคจรของยานวอยเอจเจอร์ 1 จึงถูกออกแบบให้บินเฉียดดวงจันทร์ไททันให้มากที่สุด ส่งผลให้ยานเคลื่อนผ่านขั้วโลกใต้ของดาวเสาร์และหลุดออกจากระนาบสุริยวิถี ซึ่งทำให้ภารกิจการสำรวจดาวเคราะห์นั้นสิ้นสุดลงไปด้วย หากยานวอยเอจเจอร์ 1 ล้มเหลวในการเข้าใกล้เพื่อทำการสำรวจดวงจันทร์ไททัน ทางนาซ่าก็ยังสามารถปรับเปลี่ยนเส้นทางของยานวอยเอจเจอร์ 2 มาทำภารกิจนี้แทนได้ โดยไม่โคจรผ่านดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน นอกจากนี้ในแผนเดิมแนวโคจรของยานวอยเอจเจอร์ 1 จะไม่ผ่านดาวยูเรนัสหรือดาวเนปจูน แต่สามารถปรับเปลี่ยนเส้นทางภายหลังได้โดยการไม่บินเฉียดดวงจันทร์ไททัน อีกทั้งยังสามารถเดินทางจากดาวเสาร์ไปยังดาวพลูโตได้ภายในปี พ.ศ. 2529 อีกด้วย

ในช่วง 10 ปี นับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2522 –2532 ได้รับการกล่าวขานว่าเป็นยุคทองของการสำรวจอวกาศ เป็นช่วงเวลาที่เหมาะเจาะที่สุด เมื่อดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนโคจรอยู่ในแนวเดียวกัน ปรากฎการณ์นี้จะเกิดขึ้นทุกๆ 175 ปี มันจะทำให้ยานอวกาศสามารถสวิงตัวไปยังดาวเคราะห์อีกดวงโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เป็นตัวช่วย ซึ่งจะทำให้ยานใช้พลังงานและเวลาในการเดินทางน้อยลง ผลงานของวอยเอเจอร์จากการสำรวจดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน อย่างละเอียดที่ถ้วนที่สุด พร้อมกับดวงจันทร์อีก 48 ดวง และวงแหวนของดาวเสาร์ ภาพถ่ายทั้งหมดกว่า 60,000 ภาพ เผยให้เห็น ความหลากหลาย ความสลับซับซ้อน และความงดงามเกินกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยจินตนาการไว้ และยังเปลี่ยนแปลงความเชื่อของนักวิทยาศาสตร์หลายอย่าง

ซ้าย: แผ่นบันทึกเสียงและภาพสีทอง (Golden Record) | ขวา: วิศวกรกำลังติดตั้ง Golden Record บนยานวอยเอเจอร์ 1 / ภาพจาก NASA/JPL

หลังจากพลังงานไฟฟ้าของวอยเอเจอร์หมดลงและสิ้นสุดภารกิจ VIM ต่อจากนั้น วอยเอเจอร์จะเดินทางออกนอกระบบสุริยะนักวิทยาศาสตร์คาดว่าอีกราว 40,000 ปีวอยเอเจอร์ทั้งสองลำจะเดินทางถึงเมฆอ๊อด (Oort Cloud) ถิ่นที่อยู่ของดาวหางนับล้านล้านดวง วอยเอเจอร์ 1 จะอยู่ไกล 1.6 ปีแสงจากกลุ่มดาวอูฐลายเสือ (Constellation Camelopardalis) และอีก 250,000 ปีหลังจากนั้น วอยเอเจอร์ 2 จะเดินทางผ่าน ดาวซีริอุส (Sirius) ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดที่ระยะทาง 4.3 ปีแสง วอยเอเจอร์จะท่องไปในแกแล็คซีทางช้างเผือกในฐานะฑูตของชาวโลกที่นำเรื่องราวของมนุษย์ชาติและมิตรไมตรีไปยังเพื่อนร่วมแกแล็คซี แผ่นบันทึกเสียงและภาพสีทอง (Golden Record) หรือ Gold –Plated Copper Disk บนวอยเอเจอร์ทั้งสองลำบันทึกเรื่องราวทั้งภาพและเสียงเกี่ยวกับโลกของเรา โดยหวังว่าสักวันหนึ่งอาจมีสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาสูงในดาวดวงอื่นมาพบและแปลงสัญญานได้และจะค้นหาแหล่งกำเนิดของมัน Golden Record มีภาพทั้งสิ้น 116 ภาพ อาทิเช่น สะพานโกลเด้น เกท กำแพงเมืองจีน มนุษย์อวกาศ สำหรับเสียงนั้น มีทั้งเสียงจากธรรมชาติและเสียงที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นมา อาทิเช่น เสียงลิงซิมแปนซี เสียงรถไฟ เสียงพายุฝน นอกจากนั้นยังมีคำทักทายจากชาวโลกอีก 55 ภาษา หนึ่งในนั้น คือ จิมมี คาร์เตอร์ (James Earl Carter Jr.)ประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกาในสมัยนั้น มีความตอนหนึ่งว่า “นี่คือการนำเสนอจากโลกเล็กๆ ที่ห่างไกล ด้วยหลักฐาน เสียง วิทยาศาสตร์ ภาพ ดนตรี ความคิด และความรู้สึก เราพยายามที่จะอยู่รอดในเวลาของเราเพื่อเราจะอยู่ในเวลาของท่าน เราหวังว่าวันหนึ่งเมื่อได้แก้ไขปัญหาที่เราเผชิญอยู่ลุล่วงแล้ว เราจะได้ร่วมในชุมชนอารยธรรมแกแล็คซี เครื่องบันทึกนี้แสดงถึงความหวังและความตั้งใจของเราและความปรารถนาดีในจักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาลและน่าเกรงขาม” บางทีอาจมีสิ่งมีชีวิตอื่นมาพบแผ่นบันทึกเสียงและภาพ หรืออาจไม่มีใครมาพบก็เป็นได้ แต่วอยเอเจอร์ก็จะยังท่องไปในจักรวาลอีกนานแสนนาน

เรียบเรียงโดย ตะวันฉาย ทีมงาน iEnergyGuru

อ้างอิง
https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_1
https://voyager.jpl.nasa.gov
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experiment/display.action?id=1977-084A-01
www.space.com/17688-voyager-1.html
www.scientificamerican.com/article/record-breaking-voyager-spacecraft-begin-to-power-down