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Programa Voyager

Un cartel de los planetas y lunas visitados durante el programa Voyager.

El programa Voyager es un programa científico estadounidense que emplea dos sondas interestelares , la Voyager 1 y la Voyager 2. Fueron lanzadas en 1977 para aprovechar una alineación planetaria favorable para explorar los dos gigantes gaseosos Júpiter y Saturno y potencialmente también los gigantes de hielo, Urano y Neptuno, para volar cerca de ellos mientras recopilaban datos para transmitirlos de vuelta a la Tierra. Después de que la Voyager 1 completó con éxito su sobrevuelo de Saturno y su luna Titán , se decidió enviar la Voyager 2 en sobrevuelos de Urano y Neptuno . [1]

Una vez finalizados los sobrevuelos planetarios, se tomaron decisiones para mantener las sondas en funcionamiento para explorar el espacio interestelar y las regiones exteriores del sistema solar. El 25 de agosto de 2012, los datos de la Voyager 1 indicaron que había entrado en el espacio interestelar. [2] El 5 de noviembre de 2019, los datos de la Voyager 2 indicaron que también había entrado en el espacio interestelar. [3] El 4 de noviembre de 2019, los científicos informaron que el 5 de noviembre de 2018, la sonda Voyager 2 había alcanzado oficialmente el medio interestelar (ISM), una región del espacio exterior más allá de la influencia del viento solar , al igual que lo hizo la Voyager 1 en 2012. [4] [5] [6] En agosto de 2018, la NASA confirmó, basándose en los resultados de la sonda New Horizons , la existencia de un « muro de hidrógeno » en los bordes exteriores del Sistema Solar que fue detectado por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager. [7] [8] [9]

A partir de 2024, las Voyager seguirán en funcionamiento más allá del límite exterior de la heliosfera, en el espacio interestelar . La Voyager 1 se mueve a una velocidad de 61.198 kilómetros por hora (38.027 mph), o 17 km/s, con respecto al Sol, y está a 24.475.900.000 kilómetros (1,52086 × 10 10  mi) del Sol [10], alcanzando una distancia de 162  UA (24.200  millones  de km ; 15.100 millones  de mi ) de la Tierra a fecha del 25 de mayo de 2024. [11] A fecha de 2024 , la Voyager 2 se mueve a una velocidad de 55.347 kilómetros por hora (34.391 mph), o 15 km/s, con respecto al Sol, y está a 20.439.100.000 kilómetros (1,27003 × 10 10  mi) del Sol [12], alcanzando una distancia de 136.627  UA (20.4  mil millones  de km ; 12.7 mil millones  de mi ) de la Tierra al 25 de mayo de 2024. [11]

Las dos Voyager son los únicos objetos creados por el hombre que han pasado hasta la fecha al espacio interestelar (un récord que mantendrán al menos hasta la década de 2040) y la Voyager 1 es el objeto creado por el hombre más alejado de la Tierra. [13]

Historia

Marinero Júpiter-Saturno

Las trayectorias que permitieron a la nave espacial Voyager visitar los planetas exteriores y alcanzar la velocidad necesaria para escapar del Sistema Solar
Gráfico de la velocidad heliocéntrica de la Voyager 2 en función de su distancia al Sol, que ilustra el uso de la asistencia gravitatoria para acelerar la nave espacial por parte de Júpiter, Saturno y Urano. Para observar Tritón , la Voyager 2 pasó sobre el polo norte de Neptuno, lo que resultó en una aceleración fuera del plano de la eclíptica y redujo su velocidad alejándose del Sol. [14]

La Voyager hizo cosas que nadie predijo, encontró escenas que nadie esperaba y promete sobrevivir a sus inventores. Como una gran pintura o una institución perdurable, ha adquirido una existencia propia, un destino que escapa al alcance de sus manipuladores.

Las dos sondas espaciales Voyager fueron concebidas originalmente como parte del Planetary Grand Tour planeado a finales de los años 1960 y principios de los 70 que tenía como objetivo explorar Júpiter , Saturno , la luna de Saturno , Titán , Urano , Neptuno y Plutón . La misión se originó a partir del programa Grand Tour , conceptualizado por Gary Flandro , un ingeniero aeroespacial del Laboratorio de Propulsión a Chorro, en 1964, que aprovechó una rara alineación planetaria que ocurre una vez cada 175 años. [15] [16] Esta alineación permitió que una nave alcanzara todos los planetas exteriores utilizando asistencias gravitacionales . La misión consistía en enviar varios pares de sondas y ganó impulso en 1966 cuando fue respaldada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA . Sin embargo, en diciembre de 1971, la misión Grand Tour se canceló cuando la financiación se redirigió al programa del Transbordador Espacial . [17]

En 1972, se propuso una misión a escala reducida (cuatro planetas, dos naves espaciales idénticas), utilizando una nave espacial derivada de la serie Mariner , inicialmente destinada a ser Mariner 11 y Mariner 12. La técnica de asistencia gravitacional , demostrada con éxito por Mariner 10 , se utilizaría para lograr cambios de velocidad significativos al maniobrar a través del campo gravitacional de un planeta intermedio para minimizar el tiempo hacia Saturno. [18] Las naves espaciales luego se trasladaron a un programa separado llamado Mariner Jupiter-Saturn (también Mariner Jupiter-Saturn-Uranus , [19] MJS o MJSU ), parte del programa Mariner , posteriormente renombrado porque se pensó que el diseño de las dos sondas espaciales había progresado lo suficiente más allá del de la familia Mariner como para merecer un nombre separado. [20]

Sondas Voyager

Modelo 3D interactivo de la nave espacial Voyager.

El 4 de marzo de 1977, la NASA anunció un concurso para cambiar el nombre de la misión, creyendo que el nombre existente no era apropiado ya que la misión había diferido significativamente de las misiones Mariner anteriores . Voyager fue elegido como el nuevo nombre, haciendo referencia a una sugerencia anterior de William Pickering , quien había propuesto el nombre Navigator . Debido a que el cambio de nombre se produjo cerca del lanzamiento, las sondas todavía se conocían ocasionalmente como Mariner 11 y Mariner 12, o incluso Voyager 11 y Voyager 12. [17]

Se establecieron dos trayectorias de misión: la JST apuntaba a Júpiter, Saturno y a mejorar un sobrevuelo de Titán , mientras que la JSX sirvió como plan de contingencia. La JST se centró en un sobrevuelo de Titán, mientras que la JSX proporcionó un plan de misión flexible. Si la JST tenía éxito, la JSX podría proceder con el Gran Tour, pero en caso de falla, la JSX podría ser redirigida para un sobrevuelo separado de Titán, perdiendo la oportunidad del Gran Tour. [18] La segunda sonda, ahora Voyager 2 , siguió la trayectoria de la JSX, lo que le otorgó la opción de continuar hacia Urano y Neptuno. Una vez que la Voyager 1 completó sus objetivos principales en Saturno, la Voyager 2 recibió una extensión de misión, lo que le permitió proceder a Urano y Neptuno. Esto permitió a la Voyager 2 divergir de la trayectoria JST originalmente planificada. [17]

Las sondas se lanzarían en agosto o septiembre de 1977, con el objetivo principal de comparar las características de Júpiter y Saturno, como sus atmósferas , campos magnéticos , entornos de partículas, sistemas de anillos y lunas . Pasarían por planetas y lunas en una trayectoria JST o JSX. Después de completar sus sobrevuelos, las sondas se comunicarían con la Tierra, retransmitiendo datos vitales utilizando sus magnetómetros , espectrómetros y otros instrumentos para detectar la radiación interestelar , solar y cósmica . Sus generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) limitarían el tiempo máximo de comunicación con las sondas a aproximadamente una década . Después de sus misiones principales, las sondas continuarían a la deriva en el espacio interestelar. [18]

La Voyager 2 fue la primera en ser lanzada. Su trayectoria fue diseñada para permitir sobrevuelos de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. La Voyager 1 fue lanzada después de la Voyager 2 , pero a lo largo de una trayectoria más corta y rápida que fue diseñada para proporcionar un sobrevuelo óptimo de la luna Titán de Saturno , [21] que se sabía que era bastante grande y que poseía una atmósfera densa. Este encuentro envió a la Voyager 1 fuera del plano de la eclíptica, poniendo fin a su misión científica planetaria. [22] Si la Voyager 1 no hubiera podido realizar el sobrevuelo de Titán, la trayectoria de la Voyager 2 podría haber sido alterada para explorar Titán, renunciando a cualquier visita a Urano y Neptuno. [23] La Voyager 1 no fue lanzada en una trayectoria que le hubiera permitido continuar hacia Urano y Neptuno, sino que podría haber continuado desde Saturno hasta Plutón sin explorar Titán. [24]

Durante la década de 1990, la Voyager 1 superó a las sondas de espacio profundo más lentas Pioneer 10 y Pioneer 11 para convertirse en el objeto creado por el hombre más distante de la Tierra, un récord que mantendrá en el futuro previsible. La sonda New Horizons , que tuvo una velocidad de lanzamiento más alta que la Voyager 1 , viaja más lentamente debido a la velocidad adicional que la Voyager 1 obtuvo de sus sobrevuelos de Júpiter y Saturno. La Voyager 1 y la Pioneer 10 son los objetos creados por el hombre más separados del mundo, ya que viajan en direcciones aproximadamente opuestas desde el Sistema Solar .

En diciembre de 2004, la Voyager 1 cruzó la zona de choque de terminación , donde el viento solar se desacelera a velocidad subsónica, y entró en la heliopausa , donde el viento solar se comprime y se vuelve turbulento debido a las interacciones con el medio interestelar . El 10 de diciembre de 2007, la Voyager 2 también alcanzó la zona de choque de terminación, aproximadamente 1.600 millones de kilómetros (1.000 millones de millas) más cerca del Sol que desde donde la Voyager 1 lo cruzó por primera vez, lo que indica que el Sistema Solar es asimétrico . [25]

En 2010, la Voyager 1 informó que la velocidad de salida del viento solar había caído a cero, y los científicos predijeron que se estaba acercando al espacio interestelar . [26] En 2011, los datos de las Voyager determinaron que la heliofunda no es lisa, sino que está llena de burbujas magnéticas gigantes , que se teoriza que se forman cuando el campo magnético del Sol se deforma en el borde del Sistema Solar. [27]

En junio de 2012, los científicos de la NASA informaron que la Voyager 1 estaba muy cerca de entrar en el espacio interestelar, indicado por un marcado aumento de partículas de alta energía procedentes del exterior del Sistema Solar. [28] [29] En septiembre de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en la primera nave espacial en entrar en el espacio interestelar. [30] [31] [32]

En diciembre de 2018, la NASA anunció que la Voyager 2 había cruzado la heliopausa el 5 de noviembre de 2018, convirtiéndose en la segunda nave espacial en ingresar al espacio interestelar. [3]

A partir de 2017, la Voyager 1 y la Voyager 2 seguirán monitoreando las condiciones en las zonas más alejadas del Sistema Solar. [33] Se espera que la sonda Voyager pueda operar instrumentos científicos hasta 2020, cuando la energía limitada requerirá que los instrumentos se desactiven uno por uno. En algún momento alrededor de 2025, ya no habrá energía suficiente para operar ningún instrumento científico.

En julio de 2019, se implementó un plan de gestión de energía revisado para gestionar mejor el suministro de energía cada vez más escaso de las dos sondas. [34]

Diseño de naves espaciales

Sonda espacial con un cuerpo cilíndrico achaparrado coronado por una gran antena parabólica de radio que apunta hacia la izquierda, un generador termoeléctrico de radioisótopos de tres elementos sobre un brazo que se extiende hacia abajo e instrumentos científicos sobre un brazo que se extiende hacia arriba. Un disco está fijado al cuerpo mirando hacia la izquierda. Un brazo triaxial largo se extiende hacia abajo a la izquierda y dos antenas de radio se extienden hacia abajo a la izquierda y hacia abajo a la derecha.
Diagrama de la nave espacial Voyager

Las naves espaciales Voyager pesaban 815 kilogramos (1.797 libras) cada una en el momento del lanzamiento, pero después del uso de combustible ahora pesan alrededor de 733 kilogramos (1.616 libras). [35] De este peso, cada nave espacial lleva 105 kilogramos (231 libras) de instrumentos científicos. [36] Las naves espaciales Voyager, idénticas, utilizan sistemas de guía estabilizados en tres ejes que utilizan entradas giroscópicas y de acelerómetro en sus computadoras de control de actitud para apuntar sus antenas de alta ganancia hacia la Tierra y sus instrumentos científicos hacia sus objetivos, a veces con la ayuda de una plataforma de instrumentos móvil para los instrumentos más pequeños y el sistema de fotografía electrónica .

El diagrama muestra la antena de alta ganancia (HGA) con un plato de 3,7 m (12 pies) de diámetro unido al contenedor de electrónica decagonal hueco . También hay un tanque esférico que contiene el combustible monopropelente de hidracina .

El disco de oro de la Voyager está fijado a uno de los lados del bus. El panel cuadrado en ángulo a la derecha es el objetivo de calibración óptica y el radiador de exceso de calor. Los tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) están montados uno junto al otro en el brazo inferior.

La plataforma de escaneo incluye: el Espectrómetro de Interferometría Infrarroja (IRIS) (la cámara más grande en la parte superior derecha); el Espectrómetro Ultravioleta (UVS) justo encima del IRIS; las dos cámaras vidicón del Subsistema de Ciencia de Imágenes (ISS) a la izquierda del UVS; y el Sistema de Fotopolarímetro (PPS) debajo de la ISS.

Sólo cinco equipos de investigación siguen recibiendo apoyo, aunque se recopilan datos para dos instrumentos adicionales. [37] El subsistema de datos de vuelo (FDS) y una única grabadora de cinta digital (DTR) de ocho pistas proporcionan las funciones de manejo de datos.

El FDS configura cada instrumento y controla las operaciones de los instrumentos. También recopila datos científicos y de ingeniería y formatea los datos para su transmisión . El DTR se utiliza para registrar datos de alta velocidad del subsistema de ondas de plasma (PWS), que se reproducen cada seis meses.

El subsistema de ciencia de imágenes, compuesto por una cámara gran angular y otra de ángulo estrecho, es una versión modificada de los diseños de cámaras vidicón de barrido lento que se utilizaron en los vuelos anteriores del Mariner. El subsistema de ciencia de imágenes consta de dos cámaras de tipo televisión, cada una con ocho filtros en una rueda de filtros controlable montada delante de los vidicones. Una tiene una lente gran angular de baja resolución de 200 mm (7,9 pulgadas) de longitud focal con una apertura de f/3 (la cámara gran angular), mientras que la otra utiliza una lente f/8,5 de ángulo estrecho de 1500 mm (59 pulgadas) de mayor resolución (la cámara de ángulo estrecho).

Se construyeron tres naves espaciales: la Voyager 1 (VGR 77-1), la Voyager 2 (VGR 77-3) y el modelo de repuesto de prueba (VGR 77-2). [38] [13]

Instrumentos científicos

Computadoras y procesamiento de datos

Hay tres tipos diferentes de computadoras en la nave espacial Voyager, dos de cada tipo, que a veces se usan para redundancia. Son computadoras patentadas, hechas a medida, construidas a partir de circuitos integrados CMOS y TTL de escala media y componentes discretos, principalmente de la serie 7400 de Texas Instruments . [41] El número total de palabras entre las seis computadoras es de aproximadamente 32K. La Voyager 1 y la Voyager 2 tienen sistemas informáticos idénticos. [35] [42]

El sistema de mando por ordenador (CCS), el controlador central de la nave espacial, tiene dos procesadores de 18 bits de tipo interrupción con 4096 palabras cada uno de memoria de alambre chapado no volátil . Durante la mayor parte de la misión Voyager, los dos ordenadores CCS de cada nave espacial se utilizaron de forma no redundante para aumentar la capacidad de mando y procesamiento de la nave espacial. El CCS es casi idéntico al sistema que voló en la nave espacial Viking. [43]

El sistema de datos de vuelo (FDS) son dos máquinas de palabras de 16 bits con memorias modulares y 8198 palabras cada una.

El sistema de control de actitud y articulación (AACS) son dos máquinas de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada una.

A diferencia de los demás instrumentos de a bordo, el funcionamiento de las cámaras para luz visible no es autónomo, sino que está controlado por una tabla de parámetros de imagen contenida en uno de los ordenadores digitales de a bordo , el Flight Data Subsystem (FDS). Las sondas espaciales más recientes, desde aproximadamente 1990, suelen disponer de cámaras completamente autónomas .

El subsistema de comando de computadora (CCS) controla las cámaras. El CCS contiene programas de computadora fijos como decodificación de comandos, detección de fallas y rutinas de corrección, rutinas de apuntamiento de antena y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se utilizó en el orbitador Viking . [43] El hardware en ambos subsistemas CCS hechos a medida en las Voyager es idéntico. Solo hay una modificación de software menor para uno de ellos que tiene un subsistema científico del que carece el otro.

Según el Libro Guinness de los Récords, el CCS ostenta el récord de "mayor período de funcionamiento continuo de un ordenador". Ha estado funcionando de forma continua desde el 20 de agosto de 1977. [44]

El subsistema de control de actitud y articulación (AACS) controla la orientación de la nave espacial (su actitud). Mantiene la antena de alta ganancia apuntando hacia la Tierra, controla los cambios de actitud y apunta la plataforma de exploración. Los sistemas AACS personalizados de ambas naves son idénticos.

En Internet se ha informado erróneamente [45] que las sondas espaciales Voyager estaban controladas por una versión del microprocesador RCA 1802 (RCA CDP1802 "COSMAC" ), pero tales afirmaciones no están respaldadas por los documentos de diseño primarios. El microprocesador CDP1802 se utilizó más tarde en la sonda espacial Galileo , que se diseñó y construyó años después. La electrónica de control digital de las Voyager no se basaba en un chip de circuito integrado con microprocesador.

Comunicaciones

Las comunicaciones de enlace ascendente se llevan a cabo mediante comunicaciones de microondas en banda S. Las comunicaciones de enlace descendente se llevan a cabo mediante un transmisor de microondas en banda X a bordo de la nave espacial, con un transmisor en banda S como respaldo. Todas las comunicaciones de largo alcance hacia y desde las dos Voyager se han llevado a cabo utilizando sus antenas de alta ganancia de 3,7 metros (12 pies). La antena de alta ganancia tiene un ancho de haz de 0,5° para la banda X y 2,3° para la banda S. [46] : 17  (La antena de baja ganancia tiene una ganancia de 7 dB y un ancho de haz de 60°). [46] : 17 

Debido a la ley del cuadrado inverso en las comunicaciones por radio , las velocidades de datos digitales utilizadas en los enlaces descendentes desde las Voyager han ido disminuyendo continuamente a medida que se alejaban de la Tierra. Por ejemplo, la velocidad de datos utilizada desde Júpiter era de unos 115.000 bits por segundo. Esa velocidad se redujo a la mitad a la distancia de Saturno, y ha disminuido continuamente desde entonces. [46] Se tomaron algunas medidas en tierra a lo largo del camino para reducir los efectos de la ley del cuadrado inverso. Entre 1982 y 1985, los diámetros de las tres antenas parabólicas principales de la Red de Espacio Profundo se aumentaron de 64 a 70 m (210 a 230 pies) [46] : 34  aumentando drásticamente sus áreas para recoger señales de microondas débiles.

Mientras la nave estaba entre Saturno y Urano, el software de a bordo se actualizó para lograr un cierto grado de compresión de imágenes y utilizar una codificación de corrección de errores Reed-Solomon más eficiente . [46] : 33 

Luego, entre 1986 y 1989, se pusieron en juego nuevas técnicas para combinar las señales de múltiples antenas en tierra en una señal más potente, en una especie de conjunto de antenas . [46] : 34  Esto se hizo en Goldstone, California , Canberra (Australia) y Madrid (España) utilizando las antenas parabólicas adicionales disponibles allí. También, en Australia, el radiotelescopio Parkes se incorporó al conjunto a tiempo para el paso de Neptuno en 1989. En los Estados Unidos, el Very Large Array en Nuevo México se puso en uso temporalmente junto con las antenas de la Red de Espacio Profundo en Goldstone. [46] : 34  El uso de esta nueva tecnología de conjuntos de antenas ayudó a compensar la inmensa distancia de radio entre Neptuno y la Tierra.

Fuerza

RTG para el programa Voyager

La energía eléctrica es suministrada por tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) MHW-RTG . Están alimentados por plutonio-238 (distinto del isótopo Pu-239 utilizado en armas nucleares) y proporcionaron aproximadamente 470 W a 30 voltios de CC cuando se lanzó la nave espacial. El plutonio-238 se desintegra con una vida media de 87,74 años, [47] por lo que los RTG que utilizan Pu-238 perderán un factor de 1−0,5 (1/87,74) = 0,79% de su producción de energía por año.

En 2011, 34 años después del lanzamiento, la potencia térmica generada por un RTG de este tipo se reduciría a (1/2) (34/87,74) ≈ 76% de su potencia inicial. Los termopares RTG , que convierten la potencia térmica en electricidad, también se degradan con el tiempo, reduciendo la potencia eléctrica disponible por debajo de este nivel calculado.

Para el 7 de octubre de 2011, la energía generada por la Voyager 1 y la Voyager 2 había descendido a 267,9 W y 269,2 W respectivamente, aproximadamente el 57% de la energía en el momento del lanzamiento. El nivel de energía de salida fue mejor que las predicciones previas al lanzamiento basadas en un modelo conservador de degradación de termopares. A medida que la energía eléctrica disminuye, las cargas de la nave espacial deben apagarse, eliminando algunas capacidades. Es posible que no haya suficiente energía para las comunicaciones en 2032. [48]

Misión interestelar Voyager

La Voyager 1 cruzó la heliopausa, o el borde de la heliosfera , en agosto de 2012.
La Voyager 2 cruzó la heliopausa en noviembre de 2018. [3] [49]

La misión principal de la Voyager se completó en 1989, con el paso cercano de Neptuno por parte de la Voyager 2. La Misión Interestelar Voyager (VIM) es una extensión de la misión, que comenzó cuando las dos naves espaciales ya habían estado en vuelo durante más de 12 años. [50] La División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA realizó una Revisión Sénior de Heliofísica en 2008. El panel encontró que la VIM "es una misión que es absolutamente imperativo continuar" y que "se justifica una financiación cercana al nivel óptimo y un mayor apoyo de la DSN ( Red de Espacio Profundo )". [51]

El objetivo principal del VIM era extender la exploración del Sistema Solar más allá de los planetas exteriores hasta la heliopausa (el punto más lejano en el que la radiación del Sol predomina sobre los vientos interestelares) y, si era posible, incluso más allá. La Voyager 1 cruzó el límite de la heliopausa en 2012, seguida por la Voyager 2 en 2018. El paso por el límite de la heliopausa ha permitido a ambas naves espaciales realizar mediciones de los campos, partículas y ondas interestelares no afectados por el viento solar . Dos hallazgos significativos hasta ahora han sido el descubrimiento de una región de burbujas magnéticas [52] y ninguna indicación de un cambio esperado en el campo magnético solar. [53]

Toda la plataforma de exploración de la Voyager 2 , incluidos todos los instrumentos de la plataforma, se apagó en 1998. Todos los instrumentos de la plataforma de la Voyager 1 , excepto el espectrómetro ultravioleta (UVS) [54] , también se apagaron.

La plataforma de escaneo de la Voyager 1 debía desconectarse a fines de 2000, pero se la dejó para investigar la emisión de rayos ultravioleta en dirección contraria al viento. Todavía se capturan datos de rayos ultravioleta, pero ya no es posible realizar escaneos. [55]

Las operaciones del giroscopio finalizaron en 2016 para la Voyager 2 y en 2017 para la Voyager 1. Las operaciones del giroscopio se utilizan para rotar la sonda 360 grados seis veces al año para medir el campo magnético de la nave espacial, que luego se resta de los datos científicos del magnetómetro.

Las dos naves espaciales continúan operando, con cierta pérdida de redundancia de subsistemas, pero conservan la capacidad de enviar datos científicos desde un conjunto completo de instrumentos científicos de la Misión Interestelar Voyager (VIM).

Ambas naves espaciales también cuentan con energía eléctrica adecuada y combustible de control de actitud para continuar operando hasta aproximadamente 2025, después de lo cual puede que no haya energía eléctrica para apoyar la operación de los instrumentos científicos; el retorno de datos científicos y las operaciones de la nave espacial cesarán. [56]

Detalles de la misión

Este diagrama sobre la heliosfera se publicó el 28 de junio de 2013 e incorpora resultados de la nave espacial Voyager. [57]

Al comienzo de la VIM, la Voyager 1 se encontraba a una distancia de 40 UA de la Tierra, mientras que la Voyager 2 se encontraba a 31 UA. La VIM consta de tres fases: choque de terminación, exploración de la heliovaina y fase de exploración interestelar. La nave espacial comenzó la VIM en un entorno controlado por el campo magnético del Sol, en el que las partículas de plasma están dominadas por las contenidas en el viento solar supersónico en expansión. Este es el entorno característico de la fase de choque de terminación. A cierta distancia del Sol, el viento solar supersónico se verá frenado y no podrá seguir expandiéndose por el viento interestelar. La primera característica que encuentra una nave espacial como resultado de esta interacción (entre el viento interestelar y el viento solar) es el choque de terminación, en el que el viento solar se ralentiza hasta alcanzar una velocidad subsónica y se producen grandes cambios en la dirección del flujo de plasma y la orientación del campo magnético. La Voyager 1 completó la fase de choque de terminación en diciembre de 2004 a una distancia de 94 UA, mientras que la Voyager 2 la completó en agosto de 2007 a una distancia de 84 UA. Después de entrar en la heliopausa, las naves espaciales se encontraban en una zona dominada por el campo magnético del Sol y las partículas del viento solar. Después de atravesar la heliopausa, las dos Voyager comenzaron la fase de exploración interestelar. El límite exterior de la heliopausa se denomina heliopausa. Esta es la región donde la influencia del Sol comienza a disminuir y se puede detectar el espacio interestelar. [58]

La Voyager 1 está escapando del Sistema Solar a la velocidad de 3,6 UA por año 35° al norte de la eclíptica en la dirección general del ápice solar en Hércules , mientras que la velocidad de la Voyager 2 es de aproximadamente 3,3 UA por año, en dirección 48° al sur de la eclíptica. La nave espacial Voyager eventualmente se dirigirá a las estrellas. En unos 40.000 años , la Voyager 1 estará a 1,6 años luz (al) de AC+79 3888, también conocida como Gliese 445 , que se está aproximando al Sol. En 40.000 años, la Voyager 2 estará a 1,7 años luz (al) de Ross 248 (otra estrella que se está aproximando al Sol), y en 296.000 años pasará a 4,6 años luz de Sirio , que es la estrella más brillante del cielo nocturno. [2] No se espera que la nave espacial colisione con una estrella durante 1 sextillón (10 20 ) de años. [59]

En octubre de 2020, los astrónomos informaron de un aumento significativo e inesperado de la densidad en el espacio más allá del Sistema Solar , detectado por las sondas espaciales Voyager . Según los investigadores, esto implica que "el gradiente de densidad es una característica a gran escala del VLISM ( medio interestelar muy local ) en la dirección general de la nariz heliosférica ". [60] [61]

Disco de oro de la Voyager

La portada del disco de oro

Ambas naves espaciales llevan un disco fonográfico dorado de 30 cm (12 pulgadas) que contiene imágenes y sonidos de la Tierra, instrucciones simbólicas en la cubierta para reproducir el disco y datos que detallan la ubicación de la Tierra. [33] [29] El disco está pensado como una combinación de cápsula del tiempo y mensaje interestelar para cualquier civilización, alienígena o humana de un futuro lejano, que pueda recuperar cualquiera de las Voyager. El contenido de este disco fue seleccionado por un comité que incluía a Timothy Ferris y que fue presidido por Carl Sagan . [29]

Punto azul pálido

Vista desde 6 mil millones de kilómetros (3,7 mil millones de millas), la Tierra aparece como un " punto azul pálido " (la mancha blanca azulada aproximadamente a la mitad de la banda de luz de la derecha).

Punto Azul Pálido es una fotografía de la Tierra tomada el 14 de febrero de 1990 por la sonda espacial Voyager 1 desde una distancia de aproximadamente 6 mil millones de kilómetros ( 3,7 mil millones de millas, 40,5 UA ), como parte de la serie de imágenes del Sistema Solar de ese día, Retrato de Familia . [62] Los descubrimientos del programa Voyager durante la fase primaria de su misión, incluidas nuevas fotos en color de cerca de los principales planetas, fueron documentados regularmente por medios impresos y electrónicos. Entre los más conocidos se encuentra una imagen de la Tierra como un Punto Azul Pálido , tomada en 1990 por la Voyager 1 , y popularizada por Carl Sagan, [63]

Pensemos de nuevo en ese punto. Eso es aquí. Eso es nuestro hogar. Esos somos nosotros... La Tierra es un escenario muy pequeño en un vasto escenario cósmico... En mi opinión, tal vez no haya mejor demostración de la locura de las presunciones humanas que esta imagen distante de nuestro diminuto mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos con más amabilidad y compasión unos a otros y de preservar y valorar ese punto azul pálido, el único hogar que hemos conocido.

Véase también

Referencias

  1. ^ ab «El fantástico viaje de la Voyager». The Attic . 9 de enero de 2020. Archivado desde el original el 13 de abril de 2020 . Consultado el 3 de marzo de 2020 .
  2. ^ ab Jpl.Nasa.Gov. «La Voyager entra en el espacio interestelar – Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA». Jpl.nasa.gov. Archivado desde el original el 13 de abril de 2020. Consultado el 14 de septiembre de 2013 .
  3. ^ abc Brown, Dwayne; Fox, Karen; Cofield, Calia; Potter, Sean (10 de diciembre de 2018). «Comunicado 18-115: la sonda Voyager 2 de la NASA entra en el espacio interestelar». NASA . Archivado desde el original el 27 de junio de 2023 . Consultado el 10 de diciembre de 2018 .
  4. ^ Universidad de Iowa (4 de noviembre de 2019). «La Voyager 2 llega al espacio interestelar: un instrumento dirigido por Iowa detecta un salto en la densidad del plasma, lo que confirma que la nave espacial ha entrado en el reino de las estrellas». EurekAlert! . Archivado desde el original el 13 de abril de 2020 . Consultado el 4 de noviembre de 2019 .
  5. ^ Chang, Kenneth (4 de noviembre de 2019). «Descubrimientos de la Voyager 2 en el espacio interestelar: en su viaje más allá del límite de la burbuja del viento solar, la sonda observó algunas diferencias notables con respecto a su gemela, la Voyager 1». The New York Times . Archivado desde el original el 13 de abril de 2020. Consultado el 5 de noviembre de 2019 .
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Lectura adicional

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