Voyager

Voyager son dos sondas espaciales destinadas a visitar Júpiter y Saturno, a estudiar los límites del sistema solar y a explorar el espacio interestelar inmediato.

Las sondas gemelas Voyager son uno de los grandes hitos de la humanidad. Actualmente, ambas se encuentran a lo más lejos que ha llegado la humanidad con una creación propia.

Durante más de cuatro décadas, ambas sondas han ayudado a estudiar a los límites del sistema solar y también lo que hay entre las estrellas, el espacio interestelar.

La misión original de la sonda Voyager era visitar Júpiter y Saturno, a fin de proporcionar imágenes detalladas de estos dos planetas y de sus lunas.

Voyager
La sonda Voyager antes de ser lanzada al espacio. Crédito: NASA

Componentes técnicos de la Voyager

Cada una de las dos sondas robóticas Voyager pesa 722 kilogramos.

Los elementos que tiene cada una de las sondas, son:

  • Una antena de alta ganancia, de 3,70 metros de diámetro, unida al cuerpo poligonal hueco de diez lados que alberga la electrónica.
  • Un panel cuadrado que alberga el objetivo fotográfico de calibración óptica y el radiador de exceso de calor.
  • Tres generadores termoeléctricos de radioisótopos, montados de extremo a extremo en uno de los brazos.
  • Dos antenas de ondas de plasma y radio.
  • Dos magnetómetros de campo alto y campo bajo, que después del lanzamiento quedan separados de 13 metros, en los extremos de un brazo.
  • Un subsistema de rayos cósmicos.
  • Un detector de partículas cargadas de baja energía.
  • Un espectrómetro de plasma.
  • Un espectrómetro de interferómetro infrarrojo.
  • Tres cámaras fotográficas.
  • Un espectrómetro ultravioleta.
  • Un sistema fotopolarimétrico.
  • Un generador termoeléctrico de radioisótopos de tres elementos.
  • Un disco de oro con mensajes, adherido a uno de los lados de la sonda.

El disco de oro con mensaje

Ambas sondas llevan un disco de oro adherido a uno de los lados. El disco de oro contiene un mensaje para posibles seres inteligentes extraterrestres que lo encuentren.

Disco de oro
Imagen del disco de oro, titulado “Sonidos de la Tierra”. Crédito: Wikipedia

El disco de oro lleva grabación de escenas y sonidos de la Tierra, incluidos sonidos de ballenas. Los discos también contienen música y saludos hablados en 54 idiomas.

El contenido de la grabación fue seleccionado por la NASA y por un comité presidido por Carl Sagan.

Lanzamiento de la Voyager-1

La Voyager-1 fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA, en Cabo Cañaveral, a bordo de un cohete Titan, 16 días después del lanzamiento de su gemela, la Voyager-2.

Titan III
La Voyager-1 emprende viaje a bordo del cohete Titan III. Crédito: NASA.

Durante el curso de su viaje, la velocidad inicial de la Voyager-1 fue incrementada, utilizando tirones gravitacionales asistidos.

Gracias a este método,  siguiendo a más velocidad y una trayectoria más corta, la Voyager-1 llegó a Saturno nueve meses antes que la Voyager-2.

Acercamiento a Júpiter

Catorce meses desde su lanzamiento, la Voyager-1 se encontraba en las proximidades de Júpiter,  a una distancia de 278.000 km.

Desde enero hasta abril de 1979, la Voyager-1 envió sus primeras fotografías de este gigantesco planeta. En total, la sonda realizó 19.000 fotografías de Júpiter.

La sonda espacial se acercó a 18.641 km de la luna Ío; y, por primera vez, los astrónomos pudieron observar imágenes de  actividad volcánica fuera de la Tierra.

Luna IO
Imagen de la actividad volcánica de la luna Ío. Crédito: Wikipedia.

Acercamiento a Saturno

Acelerada por el campo gravitatorio de Júpiter, la Voyager-1 alcanzó Saturno el 12 de noviembre de 1980, tres años después del comienzo de su viaje.

Cuando se había acercado a una distancia de 124.200 km de Saturno, empezó a sacar fotografías del planeta de los anillos.

En la fotografías se observaron estructuras complejas en el sistema de anillos y nuevos datos de la atmósfera de Saturno y de su luna Titán, de la que pasó a menos de 6.500 km.

Saturno
El sistema de Saturno recreado en un fotomontaje de imágenes tomadas por las sondas Voyager. Crédito Wikipedia.

En una composición artística, la imagen muestra: en el frente, la luna Dione; elevándose detrás, Saturno y Mimas; desapareciendo en la distancia a la derecha, Tetis; fuera de los anillos de Saturno a la izquierda, Encélado y Rea; y en la parte superior, a distancia, Titán.

Acercamiento a la luna Titán

Debido a que las fotografías descubrieron atmósfera en Titán, los controladores de la misión decidieron que la Voyager-1 hiciera una nueva aproximación a esta luna.

Titán
Una de las más bellas imágenes artísticas de Titán. Crédito: Dibujante británico, Mark Garlick.

Este segundo acercamiento a Titán aumentó el impulso gravitatorio de la sonda, alejándola del plano de la eclíptica y poniendo fin a su misión planetaria.

El 17 de febrero de 1998, la Voyager-1 se encontraba a 10.000 millones de km de la Tierra, récord establecido diez años antes por la sonda Pioneer 10.

En septiembre de 2004, cuando llevaba 27 años viajando por el espacio, la Voyager-1 estuvo a una distancia de 14.000 millones de kilómetros del Sol, fuera de los límites del sistema solar.

En el espacio interestelar

En el año 2005, la NASA declaró que la Voyager-1 había alcanzado la zona llamada frente de choque de terminación.

El 7 de julio de 2009, la Voyager-1 estaba a 16.000 millones de kilómetros del Sol, cuando entró en la zona denominada “heliofunda”, una zona situada entre el sistema solar y el espacio interestelar.

A esta distancia, las señales del Voyager 1 tardaban más de catorce horas en alcanzar el centro de control en el Jet Propulsion Laboratory, en California.

Desde el 8 de abril de 2011, a 17.000 millones de kilómetros del Sol, la Voyager 1​ detectó un cambio en el flujo de partículas, una indicación de que estaba saliendo de la heliosfera.

Heliosfera
Diagrama que muestra la extensión exterior de la heliosfera. Crédito: NASA 1999, Wikipedia.

Esta corriente de partículas cargadas, forma una burbuja alrededor nuestro sistema solar. Esta especie de burbuja se denomina heliosfera.

La información recogida por la Voyager 1, hizo saber que el viento solar se desplaza a velocidad “supersónica“, hasta que cruza una zona llamada heliopausa, en la que el viento disminuye drásticamente su velocidad y se calienta.

En el año 2012, la Voyager-2 también abandonó la influencia del Sol y entró al espacio interestelar.

Ambas sondas, los primeros objetos creados por seres humanos que lograron viajar por el espacio interestelar, siguen enviando datos.

Cómo reciben energía las Voyager

Al tener que viajar muy distante del Sol, los paneles solares no tienen utilidad en estas sondas.

En vez en de paneles solares, las Voyagers obtienen su energía de tres generadores, que convierten el calor de la desintegración radiactiva del plutonio en electricidad.

Generadores
Las fuentes de alimentación de las Voyager son generadores que funcionan con Plutonio-238, en forma de su óxido PuO2. Crédito: web “hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/”.

El problema de los generadores es que, con el paso del tiempo, pierden potencia a medida que el plutonio se descompone.

En definitiva, la sonda no tiene cómo “recargarse”, por lo que los ingenieros de la NASA han estado constantemente buscando cómo hacer más eficiente estos generadores. Han durado 42 años, en modo ahorro de batería.

Sin embargo, a partir del año 2007, por falta de energía, hubo que ir apagando diversos sistemas: radioastronomía planetaria, escaneado y observaciones de radiación ultravioleta, cinta de datos, giroscopios.

Ha sido admirable el mantener una sonda espacial que sigue funcionando durante más de 40 años.

Sin embargo, se sabe que después del año 2025 no será posible dar energía a ningún instrumento de la sonda.

Dónde está la Voyager

En el año 2020, la sonda Voyager-1 estaba a 22.000 millones de kilómetros del Sol y se alejaba una velocidad de 17 km/seg.

En su ubicación presente, la velocidad del viento solar se ha reducido a cero. En la región llamada heliopausa, el viento solar empieza a dar vuelta sobre sí mismo cuando se estrella contra las partículas del espacio interestelar.

La Voyager-1 ha sido el primer objeto creado por el ser humano que ha traspasado la heliopausa y se ha adentrado en el espacio interestelar, dirigiéndose hacia el centro de la Vía Láctea.

Espacio interestelar
Las Voyagers de la NASA llevan 42 años viajando por el espacio. Crédito: foto de Sciencephoto.

El 28 de noviembre de 2017 los científicos de lahttps://www.astrojem.net/nasa-administracion-nacional-de-aeronautica-y-del-espacio/ NASA consiguieron reorientar la antena de la Voyager hacia la Tierra, gracias a unos propulsores que están en la parte trasera de la sonda.

La reorientación pudo hacerse mediante pulsos de 10 milisegundos; una maniobra de precisión muy complicada, porque las señales de control tardaron 19 horas y 35 minutos en llegar a la sonda.

En otras palabras, cada mensaje y comando que se ordena desde la Tierra tarda 19 horas en llegar a la sonda, luego hay que esperar 19 horas más, para que llegue el mensaje de vuelta de la sonda.

Día y medio, sólo para saber si una orden dada a la sonda ha tenido efecto o no.

Con este procedimiento se espera incrementar la vida útil de la sonda hasta, por lo menos, el año 2025.