La Voyager 1 es una sonda espacial lanzada por la NASA el 5 de septiembre de 1977, como parte del programa Voyager para estudiar el Sistema Solar exterior y el espacio interestelar más allá de la heliosfera del Sol. Fue lanzada 16 días después de su gemela, la Voyager 2. Se comunica a través de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA para recibir comandos de rutina y transmitir datos a la Tierra. La NASA y el JPL proporcionan datos de distancia y velocidad en tiempo real. [4] A una distancia de 164,0 UA (24,5 mil millones de km ; 15,2 mil millones de mi ) de la Tierra a septiembre de 2024[update], [4] es el objeto creado por el hombre más distante de la Tierra. [5] La sonda realizó sobrevuelos de Júpiter , Saturno y la luna más grande de Saturno, Titán . La NASA tenía la opción de hacer un sobrevuelo de Plutón o Titán; la exploración de la luna tuvo prioridad porque se sabía que tenía una atmósfera sustancial. [6] [7] [8] La Voyager 1 estudió el clima, los campos magnéticos y los anillos de los dos gigantes gaseosos y fue la primera sonda en proporcionar imágenes detalladas de sus lunas.
Como parte del programa Voyager y al igual que su nave hermana Voyager 2 , la misión extendida de la nave espacial es localizar y estudiar las regiones y límites de la heliosfera exterior y comenzar a explorar el medio interestelar . La Voyager 1 cruzó la heliopausa y entró en el espacio interestelar el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en la primera nave espacial en hacerlo. [9] [10] Dos años después, la Voyager 1 comenzó a experimentar una tercera ola de eyecciones de masa coronal del Sol que continuaron al menos hasta el 15 de diciembre de 2014, lo que confirmó aún más que la sonda se encuentra en el espacio interestelar. [11]
En 2017, el equipo Voyager encendió con éxito los propulsores de maniobra de corrección de trayectoria (TCM) de la nave espacial por primera vez desde 1980, lo que permitió extender la misión por dos o tres años. [12] Se espera que la misión extendida de la Voyager 1 continúe enviando datos científicos hasta al menos 2025, con una vida útil máxima de hasta 2030. [13] Sus generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) pueden suministrar suficiente energía eléctrica para enviar datos de ingeniería hasta 2036. [14]
Una propuesta de la década de 1960 para un Grand Tour para estudiar los planetas exteriores llevó a la NASA a comenzar a trabajar en una misión a principios de la década de 1970. [15] La información recopilada por la nave espacial Pioneer 10 ayudó a los ingenieros a diseñar la Voyager para que pudiera hacer frente mejor a la intensa radiación alrededor de Júpiter. [16] Aún así, poco antes del lanzamiento, se aplicaron tiras de papel de aluminio de calidad de cocina a ciertos cables para mejorar el blindaje contra la radiación. [17]
Inicialmente, la Voyager 1 fue planeada como la Mariner 11 del programa Mariner . Debido a los recortes presupuestarios, la misión se redujo a un sobrevuelo de Júpiter y Saturno y se rebautizó como sondas Mariner Júpiter-Saturno. El nombre se cambió a Voyager cuando los diseños de las sondas comenzaron a diferir sustancialmente de las misiones Mariner. [18]
La Voyager 1 fue construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). Tiene 16 propulsores de hidracina , giroscopios de estabilización de tres ejes e instrumentos de referencia para mantener la antena de radio de la sonda apuntando hacia la Tierra . En conjunto, estos instrumentos forman parte del Subsistema de Control de Actitud y Articulación (AACS), junto con unidades redundantes de la mayoría de los instrumentos y ocho propulsores de respaldo. [19] La nave espacial también incluía 11 instrumentos científicos para estudiar objetos celestes como planetas a medida que viaja por el espacio. [20]
El sistema de comunicación por radio de la Voyager 1 fue diseñado para ser utilizado hasta y más allá de los límites del Sistema Solar . Tiene una antena Cassegrain de alta ganancia de 3,7 metros (12 pies) de diámetro para enviar y recibir ondas de radio a través de las tres estaciones de la Red de Espacio Profundo en la Tierra. [21] La nave espacial normalmente transmite datos a la Tierra a través del Canal 18 de la Red de Espacio Profundo, utilizando una frecuencia de 2,3 GHz o 8,4 GHz, mientras que las señales de la Tierra a la Voyager se transmiten a 2,1 GHz. [22]
Cuando la Voyager 1 no puede comunicarse con la Tierra, su grabadora de cinta digital (DTR) puede grabar unos 67 megabytes de datos para su posterior transmisión. [23] A partir de 2023 [update], las señales de la Voyager 1 tardan más de 22 horas en llegar a la Tierra. [4]
La Voyager 1 tiene tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) montados en un brazo extensible. Cada MHW-RTG contiene 24 esferas prensadas de óxido de plutonio-238 . [24] Los RTG generaron alrededor de 470 W de energía eléctrica en el momento del lanzamiento, y el resto se disipó como calor residual. [25] La potencia de salida de los RTG disminuye con el tiempo debido a la vida media de 87,7 años del combustible y la degradación de los termopares, pero seguirán respaldando algunas de sus operaciones hasta al menos 2025. [20] [24]
A diferencia de los demás instrumentos de la Voyager , 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 , el Subsistema de Datos de Vuelo (FDS). Desde la década de 1990, la mayoría de las sondas espaciales están equipadas con cámaras completamente autónomas. [26]
El subsistema de comando de computadora (CCS) controla las cámaras. El CCS contiene programas de computadora fijos, como rutinas de decodificación de comandos, detección y corrección de fallas, rutinas de orientación de antena y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se utilizó en los orbitadores Viking de la década de 1970. [ 27 ]
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 en ambas Voyager son los mismos. [28] [29]
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La sonda Voyager 1 fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde el Complejo de Lanzamiento 41 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , a bordo de un vehículo de lanzamiento Titan IIIE . La sonda Voyager 2 había sido lanzada dos semanas antes, el 20 de agosto de 1977. A pesar de haber sido lanzada más tarde, la Voyager 1 llegó antes a Júpiter [37] y a Saturno, siguiendo una trayectoria más corta. [38]
El lanzamiento de la Voyager 1 casi fracasó porque la segunda etapa LR-91 de Titán se apagó prematuramente, dejando 540 kg de combustible sin quemar. Al reconocer la deficiencia, las computadoras a bordo de la etapa Centaur ordenaron un encendido que fue mucho más largo de lo planeado para compensar. Centaur extendió su propio encendido y pudo darle a la Voyager 1 la velocidad adicional que necesitaba. En el momento del corte, la Centaur estaba a solo 3,4 segundos de agotarse el combustible. Si el mismo fallo hubiera ocurrido durante el lanzamiento de la Voyager 2 unas semanas antes, la Centaur se habría quedado sin combustible antes de que la sonda alcanzara la trayectoria correcta. Júpiter estaba en una posición más favorable con respecto a la Tierra durante el lanzamiento de la Voyager 1 que durante el lanzamiento de la Voyager 2. [ 39]
La órbita inicial de la Voyager 1 tenía un afelio de 8,9 UA (830 millones de millas), apenas un poco menos que la órbita de Saturno de 9,5 UA (880 millones de millas). La órbita inicial de la Voyager 2 tenía un afelio de 6,2 UA (580 millones de millas), bastante menos que la órbita de Saturno. [40]
La Voyager 1 comenzó a fotografiar Júpiter en enero de 1979. Su aproximación más cercana a Júpiter fue el 5 de marzo de 1979, a una distancia de aproximadamente 349.000 kilómetros (217.000 millas) del centro del planeta. [37] Debido a la mayor resolución fotográfica que permite una aproximación más cercana, la mayoría de las observaciones de las lunas, anillos, campos magnéticos y el entorno del cinturón de radiación del sistema joviano se realizaron durante el período de 48 horas que enmarca el acercamiento más cercano. La Voyager 1 terminó de fotografiar el sistema joviano en abril de 1979. [41]
El descubrimiento de actividad volcánica en curso en la luna Ío fue probablemente la mayor sorpresa. Fue la primera vez que se habían visto volcanes activos en otro cuerpo del Sistema Solar. Parece que la actividad en Ío afecta a todo el sistema joviano . Ío parece ser la fuente principal de materia que impregna la magnetosfera joviana, la región del espacio que rodea al planeta influenciada por el fuerte campo magnético del planeta . Azufre , oxígeno y sodio , aparentemente erupcionados por los volcanes de Ío y expulsados de la superficie por el impacto de partículas de alta energía, se detectaron en el borde exterior de la magnetosfera de Júpiter . [37]
Las dos sondas espaciales Voyager realizaron una serie de descubrimientos importantes sobre Júpiter, sus satélites, sus cinturones de radiación y sus anillos planetarios nunca antes vistos .
Medios relacionados con el encuentro de la Voyager 1 con Júpiter en Wikimedia Commons
Las trayectorias de asistencia gravitacional en Júpiter fueron llevadas a cabo con éxito por ambas Voyager, y las dos naves espaciales continuaron visitando Saturno y su sistema de lunas y anillos. La Voyager 1 se encontró con Saturno en noviembre de 1980, con el acercamiento más cercano el 12 de noviembre de 1980, cuando la sonda espacial llegó a 124.000 kilómetros (77.000 millas) de las cimas de las nubes de Saturno. Las cámaras de la sonda espacial detectaron estructuras complejas en los anillos de Saturno , y sus instrumentos de teledetección estudiaron las atmósferas de Saturno y su luna gigante Titán . [42]
La Voyager 1 descubrió que aproximadamente el siete por ciento del volumen de la atmósfera superior de Saturno es helio (en comparación con el 11 por ciento de la atmósfera de Júpiter), mientras que casi todo el resto es hidrógeno . Dado que se esperaba que la abundancia interna de helio de Saturno fuera la misma que la de Júpiter y la del Sol, la menor abundancia de helio en la atmósfera superior puede implicar que el helio más pesado puede estar hundiéndose lentamente a través del hidrógeno de Saturno; eso podría explicar el exceso de calor que Saturno irradia sobre la energía que recibe del Sol. Los vientos soplan a altas velocidades en Saturno. Cerca del ecuador, las Voyager midieron vientos de aproximadamente 500 m/s (1.100 mph). El viento sopla principalmente en dirección este. [38]
Las Voyager encontraron emisiones ultravioleta de hidrógeno similares a las de las auroras en latitudes medias de la atmósfera, y auroras en latitudes polares (por encima de los 65 grados). La actividad auroral de alto nivel puede conducir a la formación de moléculas complejas de hidrocarburos que son transportadas hacia el ecuador . Las auroras de latitudes medias, que ocurren solo en regiones iluminadas por el sol, siguen siendo un enigma, ya que el bombardeo de electrones e iones, que se sabe que causan auroras en la Tierra, ocurre principalmente en latitudes altas. Ambas Voyager midieron la rotación de Saturno (la duración de un día) en 10 horas, 39 minutos y 24 segundos. [42]
La misión de la Voyager 1 incluyó un sobrevuelo de Titán, la luna más grande de Saturno, que desde hacía tiempo se sabía que tenía atmósfera. Las imágenes tomadas por la Pioneer 11 en 1979 habían indicado que la atmósfera era sustancial y compleja, lo que aumentó aún más el interés. El sobrevuelo de Titán se produjo cuando la nave espacial entró en el sistema para evitar cualquier posibilidad de daño más cerca de Saturno que comprometiera las observaciones, y se acercó a 6.400 km (4.000 mi), pasando por detrás de Titán visto desde la Tierra y el Sol. La medición de la Voyager del efecto de la atmósfera en la luz solar y la medición basada en la Tierra de su efecto en la señal de radio de la sonda se utilizaron para determinar la composición, densidad y presión de la atmósfera. La masa de Titán también se midió observando su efecto en la trayectoria de la sonda. La espesa neblina impidió cualquier observación visual de la superficie, pero la medición de la composición, temperatura y presión de la atmósfera llevó a especular que podrían existir lagos de hidrocarburos líquidos en la superficie. [43]
Debido a que las observaciones de Titán se consideraban vitales, la trayectoria elegida para la Voyager 1 se diseñó en torno al sobrevuelo óptimo de Titán, que la llevó por debajo del polo sur de Saturno y fuera del plano de la eclíptica , poniendo fin a su misión de ciencia planetaria. [44] Si la Voyager 1 hubiera fallado o no hubiera podido observar Titán, la trayectoria de la Voyager 2 se habría alterado para incorporar el sobrevuelo de Titán, [43] : 94 impidiendo cualquier visita a Urano y Neptuno. [6] La trayectoria en la que se lanzó la Voyager 1 no le habría permitido continuar hacia Urano y Neptuno, [44] : 155 pero podría haber sido alterada para evitar un sobrevuelo de Titán y viajar desde Saturno a Plutón , llegando en 1986. [8]
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El 14 de febrero de 1990, la Voyager 1 tomó el primer " retrato de familia " del Sistema Solar visto desde fuera, [46] que incluye la imagen del planeta Tierra conocida como Punto Azul Pálido . Poco después, sus cámaras fueron desactivadas para conservar energía y recursos informáticos para otros equipos. El software de las cámaras ha sido eliminado de la nave espacial, por lo que ahora sería complejo hacerlas funcionar de nuevo. El software del lado terrestre y los ordenadores para leer las imágenes tampoco están disponibles. [6]
El 17 de febrero de 1998, la Voyager 1 alcanzó una distancia de 69 UA (6,4 mil millones de millas; 10,3 mil millones de kilómetros) del Sol y superó a la Pioneer 10 como la nave espacial más distante de la Tierra. [47] [48] Viajando a aproximadamente 17 km/s (11 millas/s), tiene la velocidad de recesión heliocéntrica más rápida de cualquier nave espacial. [49]
Mientras la Voyager 1 se dirigía al espacio interestelar, sus instrumentos continuaron estudiando el Sistema Solar. Los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro utilizaron los experimentos de ondas de plasma a bordo de la Voyager 1 y 2 para buscar la heliopausa , el límite en el que el viento solar pasa al medio interestelar . [50] En 2013 [update], la sonda se movía a una velocidad relativa al Sol de unos 61.197 kilómetros por hora (38.026 mph). [51] Con la velocidad que mantiene actualmente la sonda, la Voyager 1 viaja a unos 523 millones de kilómetros (325 millones de millas) al año, [52] o aproximadamente un año luz cada 18.000 años.
Los científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins creen que la Voyager 1 entró en la zona de choque de terminación en febrero de 2003. [53] Esto marca el punto en el que el viento solar se desacelera hasta alcanzar velocidades subsónicas. Otros científicos expresaron dudas y analizaron este tema en la revista Nature del 6 de noviembre de 2003. [54] El problema no se resolvería hasta que se dispusiera de otros datos, ya que el detector de viento solar de la Voyager 1 dejó de funcionar en 1990. Este fallo significó que la detección de la zona de choque de terminación tendría que inferirse a partir de los datos de los otros instrumentos a bordo. [55] [56] [57]
En mayo de 2005, un comunicado de prensa de la NASA dijo que el consenso era que la Voyager 1 estaba entonces en la heliopausa . [58] En una sesión científica en la reunión de la Unión Geofísica Americana en Nueva Orleans el 25 de mayo de 2005, Ed Stone presentó evidencia de que la nave cruzó la zona de choque de terminación a fines de 2004. [59] Se estima que este evento ocurrió el 15 de diciembre de 2004, a una distancia de 94 UA (8.700 millones de millas) del Sol. [59] [60]
El 31 de marzo de 2006, los radioaficionados de AMSAT en Alemania rastrearon y recibieron ondas de radio de la Voyager 1 utilizando la antena parabólica de 20 metros (66 pies) en Bochum con una técnica de integración larga. Los datos recuperados se comprobaron y verificaron con los datos de la estación de la Red del Espacio Profundo en Madrid, España. Este parece ser el primer seguimiento amateur de la Voyager 1. [ 61]
El 13 de diciembre de 2010 se confirmó que la Voyager 1 había sobrepasado el alcance del flujo radial de salida del viento solar , medido por el dispositivo de Partículas Cargadas de Baja Energía. Se sospecha que el viento solar a esta distancia gira de lado debido al viento interestelar que empuja contra la heliosfera. Desde junio de 2010, la detección del viento solar había sido consistentemente cero, proporcionando evidencia concluyente del evento. [62] [63] En esta fecha, la nave espacial estaba aproximadamente a 116 UA (17,4 mil millones de km; 10,8 mil millones de mi) del Sol. [64]
En marzo de 2011 (aproximadamente 33 años y 6 meses del lanzamiento), se le ordenó a la Voyager 1 cambiar su orientación para medir el movimiento lateral del viento solar en esa ubicación del espacio. Un giro de prueba realizado en febrero había confirmado la capacidad de la nave espacial para maniobrar y reorientarse. El curso de la nave espacial no cambió. Giró 70 grados en sentido antihorario con respecto a la Tierra para detectar el viento solar. Esta fue la primera vez que la nave espacial realizó una maniobra importante desde que se tomó la fotografía del Retrato familiar de los planetas en 1990. Después del primer giro, la nave espacial no tuvo problemas para reorientarse con Alfa Centauri , la estrella guía de la Voyager 1 , y reanudó el envío de transmisiones a la Tierra. Se esperaba que la Voyager 1 ingresara al espacio interestelar "en cualquier momento". La Voyager 2 todavía estaba detectando el flujo saliente del viento solar en ese momento, pero se estimó que en los meses o años siguientes experimentaría las mismas condiciones que la Voyager 1. [ 65] [66]
La nave espacial fue reportada en 12,44° de declinación y 17,163 horas de ascensión recta, y en una latitud eclíptica de 34,9° (la latitud eclíptica cambia muy lentamente), ubicándola en la constelación de Ofiuco como se observó desde la Tierra el 21 de mayo de 2011. [6]
El 1 de diciembre de 2011 se anunció que la Voyager 1 había detectado la primera radiación Lyman-alfa procedente de la Vía Láctea . La radiación Lyman-alfa ya se había detectado en otras galaxias, pero debido a la interferencia del Sol, la radiación procedente de la Vía Láctea no era detectable. [67]
El 5 de diciembre de 2011, la NASA anunció que la Voyager 1 había entrado en una nueva región a la que se denomina "purgatorio cósmico". En esta región de estancamiento, las partículas cargadas que emanan del Sol se ralentizan y giran hacia el interior, y el campo magnético del Sistema Solar se duplica en intensidad, ya que el espacio interestelar parece estar ejerciendo presión. Las partículas energéticas que se originan en el Sistema Solar disminuyen casi a la mitad, mientras que la detección de electrones de alta energía procedentes del exterior aumenta cien veces. El borde interior de la región de estancamiento se encuentra aproximadamente a 113 UA del Sol. [68]
La NASA anunció en junio de 2012 que la sonda estaba detectando cambios en el medio ambiente que se sospechaba que estaban correlacionados con la llegada a la heliopausa . [69] La Voyager 1 había informado de un marcado aumento en su detección de partículas cargadas procedentes del espacio interestelar, que normalmente son desviadas por los vientos solares dentro de la heliosfera procedentes del Sol. De este modo, la nave comenzó a entrar en el medio interestelar en el borde del Sistema Solar. [70]
La Voyager 1 se convirtió en la primera nave espacial en cruzar la heliopausa en agosto de 2012, entonces a una distancia de 121 UA (1,12 × 10 10 mi; 1,81 × 10 10 km) del Sol, aunque esto no se confirmó hasta un año después. [71] [72] [73] [74] [75]
En septiembre de 2012, la luz solar tardaba 16,89 horas en llegar a la Voyager 1, que se encontraba a una distancia de 121 UA. La magnitud aparente del Sol desde la nave espacial era de -16,3 (unas 30 veces más brillante que la Luna llena). [76] La nave espacial viajaba a 17,043 km/s (10,590 mi/s) con respecto al Sol. A este ritmo, necesitaría unos 17.565 años a esta velocidad para viajar un solo año luz . [76] A modo de comparación, Próxima Centauri , la estrella más cercana al Sol, está a unos 4,2 años luz (2,65 × 10 5 UA ) de distancia. Si la nave espacial viajara en dirección a esa estrella, tardaría 73.775 años en alcanzarla. ( La Voyager 1 se dirige en dirección a la constelación de Ofiuco ). [76]
A finales de 2012, los investigadores informaron de que los datos de partículas de la sonda sugerían que la sonda había atravesado la heliopausa. Las mediciones de la nave espacial revelaron un aumento constante desde mayo de las colisiones con partículas de alta energía (por encima de los 70 MeV), que se cree que son rayos cósmicos que emanan de explosiones de supernovas mucho más allá del sistema solar, con un marcado aumento de estas colisiones a finales de agosto. Al mismo tiempo, a finales de agosto, se produjo una drástica caída de las colisiones con partículas de baja energía, que se cree que tienen su origen en el Sol. [77]
Ed Roelof, científico espacial de la Universidad Johns Hopkins e investigador principal del instrumento de partículas cargadas de baja energía de la nave espacial, declaró que "la mayoría de los científicos involucrados con la Voyager 1 estarían de acuerdo en que [estos dos criterios] se han satisfecho suficientemente". [77] Sin embargo, el último criterio para declarar oficialmente que la Voyager 1 había cruzado el límite, el cambio esperado en la dirección del campo magnético (del del Sol al del campo interestelar más allá), no se había observado (el campo había cambiado de dirección solo 2 grados), [72] lo que sugirió a algunos que se había juzgado mal la naturaleza del borde de la heliosfera.
El 3 de diciembre de 2012, el científico del proyecto Voyager Ed Stone, del Instituto Tecnológico de California, dijo: "La Voyager ha descubierto una nueva región de la heliosfera que no sabíamos que existía. Al parecer, todavía estamos dentro, pero el campo magnético ahora está conectado con el exterior. Así que es como una autopista que deja entrar y salir partículas". [78] El campo magnético en esta región era diez veces más intenso que el que encontró la Voyager 1 antes del choque de terminación. Se esperaba que fuera la última barrera antes de que la nave espacial saliera completamente del Sistema Solar y entrara en el espacio interestelar. [79] [80] [81]
En marzo de 2013 se anunció que la Voyager 1 podría haberse convertido en la primera nave espacial en entrar en el espacio interestelar, tras haber detectado un marcado cambio en el entorno de plasma el 25 de agosto de 2012. Sin embargo, hasta el 12 de septiembre de 2013, todavía no se sabía si la nueva región era el espacio interestelar o una región desconocida del Sistema Solar. En ese momento, se confirmó oficialmente la primera alternativa. [82] [83]
En 2013, la Voyager 1 salía del Sistema Solar a una velocidad de aproximadamente 3,6 UA (330 millones de millas; 540 millones de kilómetros) por año, mientras que la Voyager 2 va más lenta, saliendo del Sistema Solar a 3,3 UA (310 millones de millas; 490 millones de kilómetros) por año. [84] Cada año, la Voyager 1 aumenta su ventaja sobre la Voyager 2 .
La Voyager 1 alcanzó una distancia de 135 UA (12,5 mil millones de millas; 20,2 mil millones de kilómetros) del Sol el 18 de mayo de 2016. [4] El 5 de septiembre de 2017, esa distancia había aumentado a aproximadamente 139,64 UA (12,980 mil millones de millas; 20,890 mil millones de kilómetros) del Sol, o un poco más de 19 horas luz; en ese momento, la Voyager 2 estaba a 115,32 UA (10,720 mil millones de millas; 17,252 mil millones de kilómetros) del Sol. [4]
Su progreso se puede monitorear en el sitio web de la NASA. [4] [85]
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El 12 de septiembre de 2013, la NASA confirmó oficialmente que la Voyager 1 había llegado al medio interestelar en agosto de 2012, como se había observado anteriormente. La fecha de llegada generalmente aceptada es el 25 de agosto de 2012 (aproximadamente 10 días antes del 35º aniversario de su lanzamiento), la fecha en la que se detectaron por primera vez cambios duraderos en la densidad de partículas energéticas. [73] [74] [75] En ese momento, la mayoría de los científicos espaciales habían abandonado la hipótesis de que un cambio en la dirección del campo magnético debía acompañar al cruce de la heliopausa; [74] un nuevo modelo de la heliopausa predijo que no se encontraría tal cambio. [86]
Un hallazgo clave que convenció a muchos científicos de que se había cruzado la heliopausa fue una medición indirecta de un aumento de 80 veces en la densidad de electrones, basada en la frecuencia de las oscilaciones de plasma observadas a partir del 9 de abril de 2013, [74] desencadenada por un estallido solar que había ocurrido en marzo de 2012 [71] (se espera que la densidad de electrones sea dos órdenes de magnitud mayor fuera de la heliopausa que dentro). [73] Conjuntos más débiles de oscilaciones medidas en octubre y noviembre de 2012 [83] [87] proporcionaron datos adicionales. Se requirió una medición indirecta porque el espectrómetro de plasma de la Voyager 1 había dejado de funcionar en 1980. [75] En septiembre de 2013, la NASA publicó grabaciones de transducciones de audio de estas ondas de plasma, las primeras en ser medidas en el espacio interestelar. [88]
Aunque se habla comúnmente de que la Voyager 1 abandonó el Sistema Solar al mismo tiempo que abandonó la heliosfera, no es lo mismo. El Sistema Solar suele definirse como la región mucho más grande del espacio poblada por cuerpos que orbitan alrededor del Sol. La nave se encuentra actualmente a menos de una séptima parte de la distancia al afelio de Sedna , y aún no ha entrado en la nube de Oort , la región de origen de los cometas de período largo , considerada por los astrónomos como la zona más externa del Sistema Solar. [72] [83]
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 1 y Voyager 2. 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 ". [89] [90]
En mayo de 2021, la NASA informó sobre la medición continua, por primera vez, de la densidad de material en el espacio interestelar y, también, la detección de sonidos interestelares por primera vez. [91]
En mayo de 2022, la NASA informó que la Voyager 1 había comenzado a transmitir datos telemétricos "misteriosos" y "peculiares" a la Red de Espacio Profundo (DSN). Confirmó que el estado operativo de la nave se mantuvo sin cambios, pero que el problema se originó en el Sistema de Control y Articulación de Actitud (AACS). El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA publicó una declaración el 18 de mayo de 2022 en la que se afirmaba que el AACS funcionaba pero enviaba datos no válidos. [92] [93] El problema finalmente se rastreó hasta que el AACS enviaba su telemetría a través de una computadora que había estado inactiva durante años, lo que provocó la corrupción de los datos. En agosto de 2022, la NASA transmitió un comando al AACS para que utilizara otra computadora, lo que resolvió el problema. Se está llevando a cabo una investigación sobre la causa del cambio inicial, aunque los ingenieros han planteado la hipótesis de que el AACS había ejecutado un comando incorrecto desde otra computadora de a bordo. [94] [95]
La Voyager 1 comenzó a transmitir datos ilegibles el 14 de noviembre de 2023. El 12 de diciembre de 2023, la NASA anunció que el sistema de datos de vuelo de la Voyager 1 no podía usar su unidad de modulación de telemetría, lo que le impedía transmitir datos científicos. [96] El 24 de marzo de 2024, la NASA anunció que habían logrado un progreso significativo en la interpretación de los datos que se recibían de la nave espacial. [97] Los ingenieros informaron en abril de 2024 que la falla probablemente estaba en un banco de memoria del Subsistema de Datos de Vuelo (FDS), uno de los tres sistemas informáticos de a bordo, probablemente por haber sido golpeado por una partícula de alta energía o que simplemente se desgastó debido a la edad. El FDS no se comunicaba correctamente con la unidad de modulación de telemetría (TMU), que comenzó a transmitir una secuencia repetida de unos y ceros que indicaban que el sistema estaba en una condición bloqueada. Después de un reinicio del FDS, las comunicaciones permanecieron inutilizables. [98] La sonda seguía recibiendo órdenes de la Tierra y enviaba un tono de portadora que indicaba que seguía operativa. Las órdenes enviadas para alterar la modulación del tono funcionaron, lo que confirmó que la sonda seguía respondiendo. [99] El equipo de la Voyager comenzó a desarrollar una solución alternativa, [100] [101] y el 20 de abril se restableció la comunicación de salud y estado reorganizando el código del chip de memoria FDS defectuoso, del cual el tres por ciento estaba dañado sin posibilidad de reparación. [36] [102] Debido a que la memoria está dañada, el código necesitaba ser reubicado, pero no había lugar para 256 bits adicionales; la memoria total de la nave espacial es de solo 69,63 kilobytes. Para que funcionara, los ingenieros eliminaron el código no utilizado, por ejemplo el código utilizado para transmitir los datos desde Júpiter, que no se puede utilizar a la velocidad de transmisión actual. Se perdieron todos los datos del "período de anomalía". [103] El 22 de mayo, la NASA anunció que la Voyager 1 "reanudó el envío de datos científicos de dos de sus cuatro instrumentos", y que el trabajo para los demás sigue en curso. [104] El 13 de junio, la NASA confirmó que la sonda envía datos de los cuatro instrumentos. [105]
En diciembre de 2017, la NASA encendió con éxito los cuatro propulsores de maniobra de corrección de trayectoria (TCM) de la Voyager 1 por primera vez desde 1980. Los propulsores TCM se utilizaron en lugar de un conjunto degradado de chorros para ayudar a mantener la antena de la sonda apuntando hacia la Tierra. El uso de los propulsores TCM permitió a la Voyager 1 continuar transmitiendo datos a la NASA durante dos o tres años más. [108] [33]
Debido a la disminución de la energía eléctrica disponible, el equipo de la Voyager ha tenido que priorizar qué instrumentos mantener encendidos y cuáles apagar. Los calentadores y otros sistemas de la nave espacial se han ido apagando uno por uno como parte de la gestión de la energía. Se ha priorizado el funcionamiento de los instrumentos de campos y partículas que tienen más probabilidades de enviar datos clave sobre la heliosfera y el espacio interestelar. Los ingenieros esperan que la nave espacial siga operando al menos un instrumento científico hasta aproximadamente 2025. [109]
Algunos propulsores necesarios para controlar la actitud de la nave espacial y apuntar su antena de alta ganancia en la dirección de la Tierra están fuera de uso debido a problemas de obstrucción en sus líneas de hidracina . La nave espacial ya no tiene un respaldo disponible para su sistema de propulsores y "todo a bordo es de una sola cuerda", según Suzanne Dodd, directora del proyecto Voyager en el JPL, en una entrevista con Ars Technica . [113] En consecuencia, la NASA ha decidido modificar el software informático de la nave espacial para reducir la velocidad a la que se obstruyen las líneas de hidracina. La NASA primero implementará el software modificado en la Voyager 2 , que está menos distante de la Tierra, antes de implementarlo en la Voyager 1. [ 113]
En septiembre de 2024, la NASA realizó un "cambio de propulsores", pasando de propulsores obstruidos a otros menos obstruidos, que no se utilizaban desde 2018. [114]
Si la Voyager 1 no choca con nada y no es recuperada, la sonda espacial New Horizons nunca la sobrepasará, a pesar de haber sido lanzada desde la Tierra a una velocidad mayor que cualquiera de las naves espaciales Voyager. La nave espacial Voyager se benefició de múltiples sobrevuelos planetarios para aumentar sus velocidades heliocéntricas, mientras que New Horizons recibió solo un impulso de ese tipo, desde su sobrevuelo de Júpiter en 2007. A partir de 2018 [update], New Horizons viaja a unos 14 km/s (8,7 mi/s), 3 km/s (1,9 mi/s) más lento que la Voyager 1 , y New Horizons, al estar más cerca del sol, está desacelerando más rápidamente. [115]
Voyager 1 is expected to reach the theorized Oort cloud in about 300 years[116][117] and take about 30,000 years to pass through it.[72][83] Though it is not heading towards any particular star, in about 40,000 years, it will pass within 1.6 light-years (0.49 parsecs) of the star Gliese 445, which is at present in the constellation Camelopardalis and 17.1 light-years from Earth.[118] That star is generally moving towards the Solar System at about 119 km/s (430,000 km/h; 270,000 mph).[118] NASA says that "The Voyagers are destined – perhaps eternally – to wander the Milky Way."[119] In 300,000 years, it will pass within less than 1 light-year of the M3V star TYC 3135–52–1.[120]
Both Voyager space probes carry a gold-plated audio-visual disc, a compilation meant to showcase the diversity of life and culture on Earth in the event that either spacecraft is ever found by any extraterrestrial discoverer.[121][122] The record, made under the direction of a team including Carl Sagan and Timothy Ferris, includes photos of the Earth and its lifeforms, a range of scientific information, spoken greetings from people such as the Secretary-General of the United Nations (Kurt Waldheim) and the President of the United States (Jimmy Carter) and a medley, "Sounds of Earth", that includes the sounds of whales, a baby crying, waves breaking on a shore, and a collection of music spanning different cultures and eras including works by Wolfgang Amadeus Mozart, Blind Willie Johnson, Chuck Berry and Valya Balkanska. Other Eastern and Western classics are included, as well as performances of indigenous and folk music from around the world. The record also contains greetings in 55 different languages.[123] The project aimed to portray the richness of life on Earth and stand as a testament to human creativity and the desire to connect with the cosmos.[122][32]
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