ยานวอยเอจเจอร์-1

ยานวอยเอจเจอร์ 1 ยานวอยเอจเจอร์ 1 เป็นยานสารวจอวกาศ (space probe) แบบไร้คนขับซึ่งองค์การ บริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐหรือองค์การนาซาได้ทาการปล่อยข้ึนสู่อวกาศเม่ือวันที่ 5 กันยายน ค.ศ. 1977 ภายใต้โครงการวอยเอจเจอร์ ปัจจุบันยานปฏิบัติภารกิจในอวกาศเป็นเวลา 43 ปี 3 เดือน 28 วัน (ณ วันที่ 2 มกราคม 2021) และยังคงสื่อสารกับพื้นโลกผ่านทางเครือข่ายอวกาศ ห้วงลึก (DSN) เพื่อรับคาส่ังประจาและส่งข้อมูลกลับมายังโลก โดยข้อมูลระยะทางและความเร็วของ ยานตามเวลาจริงสามารถดูได้จากเว็บไซต์ของนาซาและห้องปฏิบัติการแรงขับเคล่ือนไอพ่น และด้วย ระยะทางของยานสารวจท่ีอยู่ไกลจากโลกราว 148.61 หน่วยดาราศาสตร์ (22.2 พันล้านกิโลเมตร, 13.8 พันล้านไมล์) ณ วันที่ 12 มีนาคม ค.ศ. 2020 ส่งผลให้ยาน วอยเอจเจอร์ 1 เป็นวัตถุที่สร้างโดย มนุษย์ท่ีอยู่ไกลจากโลกมากท่ีสุด ภารกิจของยานสารวจคือการบินโฉบดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และ ดวงจันทร์ไททัน (ดาวบริวารที่ใหญ่ท่ีสุดของดาวเสาร์) ซ่ึงต่างจากแผนการบินเดิมคือการบินโฉบดาว พลโู ตโดยการไม่ผ่านดวงจันทร์ไททัน แต่ภายหลังได้มีการปรับเปลี่ยนแผนการบินเป็นการบินโฉบดวง จันทร์ไททัน ซึ่งมีความสาคัญมากกว่า โดยพุ่งเป้าไปท่ีช้ันบรรยากาศ วอยเอจเจอร์ 1 ได้ทาการสารวจ สภาพอากาศ สภาพสนามแม่เหล็ก และวงแหวนของท้ังดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ นอกจากนี้ยังเป็น ยานสารวจลาแรกท่ีได้ถ่ายภาพเผยให้เห็นรายละเอียดของกลุ่มดาวบริวารของดาวเคราะห์เหล่าน้ีอีก ดว้ ย ภายหลังเสร็จส้ินภารกิจหลักในการบินโฉบดาวเสาร์เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน ค.ศ. 1980 ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ได้สร้างประวัติศาสตร์ โดยเป็นวัตถุที่สร้างโดยมนุษย์ช้ินที่ 3 (จากทั้งหมด 5 ช้ิน) ท่โี คจรดว้ ยความเรว็ มากพอจนถึงระดบั ความเร็วหลุดพ้นเพ่อื ออกจากระบบสรุ ยิ ะ นอกจากนี้ใน วันที่ 25 สิงหาคม ค.ศ. 2012 ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ยังเป็นยานอวกาศลาแรกท่ีได้ข้ามผ่าน อวกาศชั้นเฮลิโอพอสและเข้าสู่อวกาศช้ันมวลสารระหว่างดาว ในปี ค.ศ. 2017 ทีมงานของวอยเอจ เจอร์ประสบความสาเร็จในการทดลองจุดชุดเคร่ืองยนต์ไอพ่นท่ีใช้ในการควบคุมแนวโคจร (TCM) ซ่ึง ไม่มีการใช้งานมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980 ส่งผลให้สามารถขยายเวลาทาภารกิจของยานไปได้อีกสองถึง สามปี คาดการณ์ว่ายานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 จะยังสามารถทาภารกิจต่อไปได้จนถึงปี ค.ศ. 2025

หรือจนกว่าเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าด้วยความร้อนจากไอโซโทปรังสี (RTG) จะผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ไม่ เพียงพอต่อความต้องการของอุปกรณ์ภายในยาน และหลังจากน้ันยานจะลอยเคว้งคว้างเป็นวัตถุ เร่ร่อนในอวกาศ 1.ความเปน็ มา ในปี ค.ศ. 1964 นาซาได้เสนอแนวคิดโครงการแกรนด์ทัวร์ซึ่งมีเป้าหมายในการส่งยานสารวจเพ่ือ ทาการศกึ ษาดาวเคราะหภ์ ายนอกระบบสุริยะ และเริ่มดาเนินงานโครงการในตอนต้นยุค ค.ศ. 1970 ข้อมูลที่ได้รับ จากยานสารวจ ไพโอเนยี ร์ 10 ยังช่วยใหท้ มี วิศวกรของยานสารวจ วอยเอจเจอร์ สามารถออกแบบยานสารวจเพ่ือ รับมือกบั ระดับกมั มนั ตรงั สีทีร่ นุ แรงของดาวพฤหัสบดีได้อีกดว้ ย เดิมทียานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ก็คอื ยานสารวจ \"มาริเนอร์ 11\" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการมาริเนอร์ มาก่อน ภายหลังงบประมาณของโครงการถูกจากัดลง ทาให้เป้าหมายของภารกิจจึงเน้นไปที่การสารวจดาว พฤหัสบดีและดาวเสาร์เป็นหลัก ยานถูกเปล่ียนชื่อเป็น มาริเนอร์ จูปิเตอร์-แซทเทิร์น (Mariner Jupiter-Saturn) แต่ภายหลังการดาเนินโครงการได้ระยะหนึ่ง มีการเปลี่ยนชื่อยานสารวจอีกคร้ังเป็น วอยเอจเจอร์ 1 เนื่องด้วยตัว ยานได้ถูกออกแบบมาเพ่ือทาภารกจิ ท่ยี ่ิงใหญก่ ว่าโครงการมาริเนอร์ 2. ส่วนประกอบของยานวอยเอจเจอร์ 1 รปู ท่ี 1 สว่ นประกอบของยานวอยเอจเจอร์ 1 https://en.wikipedia.org/wiki

ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ถูกสร้างข้ึนโดยศูนย์ปฏิบัติการเครื่องยนต์ไอพ่น ตัวยานขับเคลื่อนโดย เคร่อื งยนตไ์ ฮดราซนี 16 ตัว มีไจโรสโคปรกั ษาตาแหนง่ แบบ 3 แกน และระบบควบคุมยานท่ีคอยรักษาทิศทางของ เสาวิทยุบนยานให้ช้ีมายังโลก อุปกรณ์เหล่าน้ีจะเรียกรวมว่าเป็นระบบควบคุมตาแหน่งและแนวโคจร (AACS) มา พร้อมกับระบบควบคุมสารอง และเครื่องยนต์ไอพ่นสารองอีก 8 ตัว นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดทาง วทิ ยาศาสตร์รวมกวา่ 11 ช้ินเพื่อใช้ทาการศกึ ษาเหล่าดาวเคราะหท์ ี่ยานโคจรเขา้ ใกล้ 3. ระบบสื่อสาร ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ใชร้ ะบบการสือ่ สารผา่ นคลนื่ วทิ ยุย่านความถี่สูงซ่ึงออกแบบให้สามารถส่ือสาร ได้ไกลถึงนอกระบบสุริยะ ตัวยานประกอบไปด้วยจานสายอากาศทรงพาราโบลา แบบแคสซิเกรน (Cassegrain) ซ่ึงมีเกณฑ์ขยายสูง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.7 เมตร (12 ฟุต) ส่งสัญญาณและรับสัญญาณคลื่นวิทยุผ่าน เครือข่ายส่ือสารข้อมูลห้วงอวกาศ (Deep Space Network: DSN) ที่มีสถานีฐานกระจายอยู่ท่ัวพื้นโลก ปกติแล้ว ยานจะส่งสัญญาณผา่ นทางช่องสญั ญาณ์ 18 โดยใช้ยา่ นความถ่ี 2.3 จิกะเฮิรตซ์ หรอื 8.4 จกิ ะเฮิรตซ์ ในขณะท่ีการส่งสัญญาณจากโลกไปหาตัวยานจะทาผ่านย่านความถ่ี 2.1 จิกะเฮิรตซ์ ในช่วงที่ ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ไม่สามารถส่งขอ้ มลู มายังโลกโดยตรงได้ ข้อมูลทั้งหมดจะถูกบันทึกลงเทปบันทึกระบบ ดิจิตอล (DTR) ซ่ึงสามารถบันทึกข้อมูลได้สูงสุด 64 กิโลไบต์ เพื่อรอการส่งกลับมายังโลกในคร้ังถัดไป โดยใช้เวลา ประมาณ 20 ชั่วโมงในการสง่ สัญญาณจากยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 กลบั มายังโลก 4. แหลง่ พลังงาน ยานสารวจ วอยเอจเจอร์ 1 ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าด้วยความร้อนจากไอโซโทป รังสี หรืออาร์ทีจี (Radioisotope Thermoelectric Generator) รวม 3 เคร่ือง ติดตั้งในลักษณะเป็นส่วนแขนย่ืน ออกจากตัวยาน เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าแต่ละเคร่ืองประกอบไปด้วยลูกบอลอัดเช้ือเพลิงพลูโตเนียม-238 ในรูปของ พลูโตเนียมออกไซด์ (PuO2) ท้ังหมด 24 ลูก กาลังไฟฟ้าวัดได้รวม 470 วัตต์ ณ วันท่ีทาการปล่อยยาน[23] โดย พลังงานไฟฟ้าที่ได้จะลดลงเม่ือเวลาผ่านไป อันเป็นผลจากการสลายตัวของพลูโตเนียม-238 ท่ีมีค่าคร่ึงชีวิตอยู่ท่ี 87.7 ปี รวมถงึ การเสื่อมสภาพของชุดเทอร์โมคัปเปิล อย่างไรก็ตามเครื่องกาเนิดไฟฟ้าอาร์ทีจีจะยังคงจ่ายพลังงาน ให้กบั ตวั ยานไดอ้ ย่างเพยี งพอต่อไปจนถึงปี ค.ศ. 2025

รูปท่ี 2 แบบจาลองเคร่อื งกาเนิดไฟฟ้าอารท์ ีจี https://en.wikipedia.org/wiki ปจั จบุ นั ปริมาณพลโู ตเนยี ม-238 ใน วอยเอจเจอร์ 1 คงเหลอื 71% เทยี บกบั วนั ที่ปลอ่ ยยาน และจะ ลดลงจนเหลอื เพียง 56.5% ในปี ค.ศ. 2050 5. ระบบคอมพิวเตอร์ แทบทกุ สว่ นของตวั ยานสารวจทางานโดยอัตโนมัติผ่านการควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ยกเว้นระบบ ถ่ายภาพแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเป็นเพียงระบบเดียวท่ีไม่ได้ทางานแบบอัตโนมัติ แต่จะถูกควบคุมโดยชุด ค่าพารามิเตอร์ในคอมพิวเตอร์ระบบย่อยข้อมูลการบิน (Flight Data Subsystem: FDS) ต่างจากกล้องถ่ายภาพ ในยานสารวจยคุ หลังจากปี ค.ศ. 1990 ท่เี ปลย่ี นมาใชร้ ะบบควบคุมแบบอตั โนมัตทิ ง้ั หมดแลว้ ระบบย่อยคอมพิวเตอร์ส่ังการ (Computer Command Subsystem: CCS) ประกอบไปด้วยชุดคาสั่ง แบบสาเร็จ เชน่ ชดุ คาสั่งถอดรหสั ชุดคาสั่งตรวจสอบและแกไ้ ขข้อบกพร่อง ชดุ คาสั่งควบคุมทิศทางของเสาอากาศ และชุดคาส่ังควบคุมตาแหน่งยาน คอมพิวเตอร์ส่วนนี้เป็นส่วนที่พัฒนามาจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในยานโครงการ ไวก้ิง (Viking Program) ช่วงยุค ค.ศ. 1970 ฮาร์ดแวร์แบบปรับแต่งเอง (custom-built) ท่ีใช้สาหรับระบบย่อย คอมพิวเตอร์สั่งการของยานสารวจทั้งสองลาในโครงการ โวเอจเจอร์ จะเหมือนทุกประการ มีเพียงการปรับแต่ง โปรแกรมเลก็ น้อยเพราะมีระบบย่อยทางวทิ ยาศาสตรท์ ่ียานอกี ลาไมม่ ี

ระบบย่อยควบคุมตาแหน่งและแนวโคจร (Attitude and Articulation Control Subsystem: AACS) เป็นระบบที่ใช้ในการควบคุมตาแหน่งและทิศทางของตัวยาน คอยควบคุมองศาของเสาอากาศยานให้ชี้ มายังโลก ควบคุมการเปลี่ยนตาแหน่ง และบังคับทิศทางของยานเพ่ือทาการถ่ายภาพวัตถุและพื้นผิว ระบบย่อยนี้ สาหรบั ยานสารวจในโครงการ โวเอจเจอร์ จะเหมือนทุกประการ 6. รายละเอียดภารกจิ ชว่ งเวลาการเดินทาง วนั ที่ เหตกุ ารณ์ ทาการปลอ่ ยยาน ณ เวลา 12:56:00 (UTC) 5 เดนิ ทางเขา้ สู่แถบดาวเคราะห์นอ้ ย กนั ยายน ระยะห่างจากโลกของยาน วอยเอจเจอร์ 1 เรมิ่ แซงยาน วอยเอจเจอร์ 2 (ดแู ผนผงั ) 1977 เดนิ ทางออกจากแถบดาวเคราะหน์ ้อย เร่ิมภารกจิ การสารวจดาวพฤหสั บดี 10 ปดิ การทางานระบบตรวจวัดโพลาไรซ์ของแสง (PPS) เนอื่ งจากการเสื่อมสภาพ ธันวาคม 1977 เร่มิ ภารกิจการสารวจดาวเสาร์ 19 ธันวาคม 1977 8 กนั ยายน 1978 6 มกราคม 1979 29 มกราคม 1980 22 สงิ หาคม 1980

14 ขยายภารกิจการสารวจนอกระบบสรุ ยิ ะ ธนั วาคม 1980 14 ภาพถา่ ยสดุ ทา้ ยของโครงการวอยเอจเจอร์ทไี่ ดจ้ ากยาน วอยเอจเจอร์ 1 ซ่ึงภายหลงั ถูก กุมภาพนั ธ์ นามาประกอบเป็นภาพครอบครวั สรุ ิยะ จากนัน้ ปิดการทางานของกลอ้ งถา่ ยภาพทัง้ 2 ชดุ เพื่อ 1990 สงวนพลงั งาน 17 วอยเอจเจอร์ 1 ทาสถติ วิ ัตถุท่ีสรา้ งโดยมนษุ ยท์ ี่อยไู่ กลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดซ่ึง กุมภาพันธ์ ยาน ไพโอเนยี ร์ 10 เคยทาไว้ท่ีระยะ 69.419 หน่วยดาราศาสตร์ ยานเคลือ่ นที่ออกหา่ งจาก 1998 ดวงอาทิตย์มากกว่า 1 หน่วยดาราศาสตร์ต่อปี เร็วกวา่ ยาน ไพโอเนียร์ 10 เช่นกนั 3 ปดิ การทางานระบบอินฟราเรดอนิ เตอรเ์ ฟอโรมเิ ตอรส์ เปกโทรมเิ ตอร์ (IRIS) เพ่ือสงวน มิถนุ ายน พลงั งาน 1998 16 เคลือ่ นผ่านชน้ั กาแพงกระแทกทร่ี ะยะ 94 หน่วยดาราศาสตร์ และเขา้ สู่ช้ันเฮลิโอชที ธนั วาคม 2004 1 ปดิ การทางานระบบพลาสมาสเปกโทรมเิ ตอร์ (PLS) จากการเส่ือมสภาพ กุมภาพันธ์ 2007 15 ปิดการทางานระบบวิเคราะห์ดาราศาสตร์วทิ ยุ (PRA) เพื่อสงวนพลังงาน มกราคม 2008 25 ผา่ นเข้าสอู่ วกาศช้นั เฮลิโอพอสท่รี ะยะ 121 หน่วยดาราศาสตร์ และเข้าสู่อวกาศ สิงหาคม 2012 ระหว่างดาว 7 ยนื ยนั ตาแหน่งของยานอยใู่ นอวกาศระหวา่ งดาว กรกฎาคม 2014

19 ปิดการทางานระบบอัลตราไวโอเลตสเปกโทรมิเตอร์ (UVS) เพอื่ สงวนพลังงาน เมษายน 2016 ทาการจดุ เครอ่ื งยนต์ควบคมุ เสน้ แนวโคจร (TCM) อีกครง้ั นับต้งั แต่ปี 1980 28 พฤศจิกายน 2017 อ้างอิง ท่ีมา : https://th.wikipedia.org/wiki https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Voyager_spacecraft