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programa viajero

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 lanzados en 1977 para aprovechar una alineación favorable de los dos gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno , y los gigantes de hielo, Urano y Neptuno, para volar cerca de ellos mientras recopilaban datos para transmitirlos a la Tierra. Después del lanzamiento, se tomó la decisión de enviar la Voyager 2 cerca de Urano y Neptuno para recopilar datos y transmitirlos a la Tierra. [1]

A partir de 2023, las Voyager todavía estarán en funcionamiento más allá del límite exterior de la heliosfera en el espacio interestelar . Recopilan y transmiten datos útiles a la Tierra.

La Voyager hizo cosas que nadie predijo, encontró escenas que nadie esperaba y promete sobrevivir a sus inventores. Como un gran cuadro o una institución permanente, ha adquirido una existencia propia, un destino más allá del alcance de quienes lo manejan.

-  Stephen J. Pyne [1]

A partir de 2023 , la Voyager 1 se mueve a una velocidad de 61.198 kilómetros por hora (38.027 mph), o 17 km/s, en relación con el Sol, y está a 24.211.500.000 kilómetros (1,50443 × 10 10  mi) del Sol [2] alcanzando una distancia de 161,844  AU (24,2  mil millones  de kilómetros ; 15,0 mil millones  de millas ) de la Tierra al 25 de noviembre de 2023. [3] El 25 de agosto de 2012, los datos de la Voyager 1 indicaron que había entrado en el espacio interestelar. [4]

A partir de 2023 , la Voyager 2 se mueve a una velocidad de 55.347 kilómetros por hora (34.391 mph), o 15 km/s, en relación con el Sol, y está a 20.203.800.000 kilómetros (1,25541 × 10 10  mi) del Sol [5] alcanzando a una distancia de 135,054  AU (20,2  mil millones  de kilómetros ; 12,6 mil millones  de millas ) de la Tierra al 25 de noviembre de 2023. [3] El 5 de noviembre de 2019, los datos de la Voyager 2 indicaron que también había ingresado al espacio interestelar. [6] 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 la Voyager 1 en 2012. [7] [ 8]

Aunque las Voyager han superado la influencia del viento solar, todavía les queda un largo camino por recorrer antes de salir del Sistema Solar . La NASA indica "[S]i definimos nuestro sistema solar como el Sol y todo lo que orbita principalmente alrededor del Sol, la Voyager 1 permanecerá dentro de los límites del sistema solar hasta que emerja de la nube de Oort dentro de otros 14.000 a 28.000 años". [9]

Los datos y fotografías recopilados por las cámaras, magnetómetros y otros instrumentos de las Voyager revelaron detalles desconocidos sobre cada uno de los cuatro planetas gigantes y sus lunas . Las imágenes de primer plano tomadas por la nave espacial trazaron las complejas formas de nubes, vientos y sistemas de tormentas de Júpiter y descubrieron actividad volcánica en su luna Io . Se descubrió que los anillos de Saturno tenían trenzas, pliegues y radios enigmáticos y estaban acompañados por innumerables "rizos".

En Urano, la Voyager 2 descubrió un campo magnético sustancial alrededor del planeta y diez lunas más . Su sobrevuelo de Neptuno descubrió tres anillos y seis lunas hasta ahora desconocidas , un campo magnético planetario y auroras complejas y ampliamente distribuidas . A partir de 2023, la Voyager 2 seguirá siendo la única nave espacial que haya visitado los gigantes de hielo Urano y Neptuno.

En agosto de 2018, la NASA confirmó, basándose en los resultados de la nave New Horizons , la existencia de una " pared de hidrógeno " en los bordes exteriores del Sistema Solar, detectada por primera vez en 1992 por las dos naves Voyager. [10] [11]

Las naves espaciales Voyager fueron construidas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el sur de California y financiadas por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que también financió sus lanzamientos desde Cabo Cañaveral , Florida , su seguimiento y todo lo relacionado con las sondas.

El costo del programa original fue de 865 millones de dólares, y la misión interestelar Voyager, agregada más tarde, costó 30 millones de dólares adicionales. [12]

Historia

Las trayectorias que permitieron a la nave espacial Voyager visitar los planetas exteriores y alcanzar la velocidad 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 provocó una aceleración fuera del plano de la eclíptica y redujo su velocidad alejándose del Sol. [13]

Las dos sondas espaciales Voyager fueron concebidas originalmente como parte del programa Mariner , por lo que inicialmente se denominaron Mariner 11 y Mariner 12 . Luego fueron trasladados a un programa separado llamado "Mariner Júpiter-Saturno", más tarde rebautizado como Programa Voyager porque se pensaba 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. [14]

Modelo 3D interactivo de la nave espacial Voyager.

El Programa Voyager fue similar al Planetary Grand Tour planeado a finales de los años 1960 y principios de los 70. El Grand Tour aprovecharía una alineación de los planetas exteriores descubierta por Gary Flandro , ingeniero aeroespacial del Jet Propulsion Laboratory. Esta alineación, que se produce una vez cada 175 años, [15] se produciría a finales de los años 1970 y permitiría utilizar asistencias gravitacionales para explorar Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón . El Planetary Grand Tour consistía en enviar varios pares de sondas a sobrevolar todos los planetas exteriores (incluido Plutón, entonces todavía considerado un planeta) a lo largo de diversas trayectorias, incluidas Júpiter-Saturno-Plutón y Júpiter-Urano-Neptuno. La financiación limitada puso fin al programa Grand Tour, pero se incorporaron elementos al Programa Voyager, que cumplió muchos de los objetivos de sobrevuelo del Grand Tour, excepto una visita a Plutón.

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 se lanzó después de la Voyager 2 , pero a lo largo de una trayectoria más corta y más rápida diseñada para proporcionar un sobrevuelo óptimo de Titán , la luna de Saturno , [16] que se sabía que era bastante grande y poseía una atmósfera densa. Este encuentro envió a la Voyager 1 fuera del plano de la eclíptica, poniendo fin a su misión científica planetaria. [17] 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. [18] La Voyager 1 no fue lanzada en una trayectoria que le hubiera permitido continuar hasta Urano y Neptuno, pero podría haber continuado desde Saturno hasta Plutón sin explorar Titán. [19]

Durante la década de 1990, la Voyager 1 superó a las sondas de espacio profundo Pioneer 10 y Pioneer 11, más lentas , 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 , está viajando 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 a las del Sistema Solar .

En diciembre de 2004, la Voyager 1 cruzó la terminación de choque , donde el viento solar se desacelera a una velocidad subsónica, y entró en la heliovaina , 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 el choque terminal, unos 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 . [20]

En 2010, la Voyager 1 informó que la velocidad de salida del viento solar había caído a cero y los científicos predijeron que se acercaba al espacio interestelar . [21] 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. [22]

En junio de 2012, los científicos de la NASA informaron que la Voyager 1 estaba muy cerca de ingresar al espacio interestelar, indicado por un fuerte aumento de partículas de alta energía provenientes de fuera del Sistema Solar. [23] [24] En septiembre de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012, convirtiéndola en la primera nave espacial en ingresar al espacio interestelar. [25] [26] [27]

En diciembre de 2018, la NASA anunció que la Voyager 2 había cruzado la heliopausa el 5 de noviembre de 2018, convirtiéndola en la segunda nave espacial en ingresar al espacio interestelar. [6]

A partir de 2017, la Voyager 1 y la Voyager 2 continúan monitoreando las condiciones en las extensiones exteriores del Sistema Solar. [28] Se espera que la nave espacial Voyager pueda operar instrumentos científicos hasta 2020, cuando la potencia limitada requerirá que los instrumentos se desactiven uno por uno. En algún momento alrededor de 2025, ya no habrá suficiente energía para operar ningún instrumento científico.

En julio de 2019, se implementó un plan de gestión de energía revisado para gestionar mejor el menguante suministro de energía de las dos sondas. [29]

Diseño de naves espaciales

Una sonda espacial con un cuerpo cilíndrico achaparrado rematado por una gran antena parabólica de radio apuntando hacia la izquierda, un generador termoeléctrico de radioisótopos de tres elementos en un brazo que se extiende hacia abajo e instrumentos científicos en un brazo que se extiende hacia arriba. Se fija un disco al cuerpo mirando hacia el frente izquierdo. Un largo brazo triaxial se extiende hacia la izquierda y dos antenas de radio se extienden hacia la izquierda y hacia la derecha.
Diagrama de la nave espacial Voyager

Las naves espaciales Voyager pesan cada una 773 kilogramos (1.704 libras). De este peso total, cada nave espacial transporta 105 kilogramos (231 libras) de instrumentos científicos. [30] Las naves espaciales Voyager idénticas utilizan sistemas de guía estabilizados en tres ejes que utilizan entradas giroscópicas y acelerómetros 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 un 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 electrónico decagonal hueco . También hay un tanque esférico que contiene el combustible monopropulsor hidracina .

El Voyager Golden Record está pegado a uno de los laterales del autobús. 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 al lado del otro en el brazo inferior.

La plataforma de escaneo comprende: el espectrómetro de interferómetro infrarrojo (IRIS) (la cámara más grande en la parte superior derecha); el Espectrómetro Ultravioleta (UVS) justo encima del IRIS; las dos cámaras vidicon del Imaging Science Subsystem (ISS) a la izquierda del UVS; y el Sistema de Fotopolarímetro (PPS) bajo la ISS.

Sólo cinco equipos de investigación siguen recibiendo apoyo, aunque se recopilan datos para dos instrumentos adicionales. [31] El subsistema de datos de vuelo (FDS) y una única grabadora digital de ocho pistas (DTR) proporcionan las funciones de manejo de datos.

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

El subsistema científico de imágenes compuesto por una cámara de gran angular y una de ángulo estrecho es una versión modificada de los diseños de cámaras de vidicon de barrido lento que se utilizaron en los vuelos anteriores del Mariner. El subsistema de ciencia de imágenes consta de dos cámaras tipo televisión, cada una con ocho filtros en una rueda de filtros controlable montada frente a los vidicones. Uno tiene una lente gran angular de longitud focal de 200 mm (7,9 pulgadas) de baja resolución con una apertura de f/3 (la cámara gran angular), mientras que el otro usa una lente de ángulo estrecho de mayor resolución de 1500 mm (59 pulgadas) f/ Lente 8.5 (la cámara de ángulo estrecho).

Instrumentos cientificos

Computadoras y procesamiento de datos.

Hay tres tipos diferentes de computadoras en la nave espacial Voyager, dos de cada tipo, a veces utilizadas por motivos de redundancia. Son computadoras patentadas y personalizadas construidas a partir de circuitos integrados CMOS y TTL de mediana escala y componentes discretos, en su mayoría de la serie 7400 de Texas Instruments . [34] El número total de palabras entre las seis computadoras es de aproximadamente 32 KB. La Voyager 1 y la Voyager 2 tienen sistemas informáticos idénticos. [35] [36]

El Sistema de Comando por Computadora (CCS), el controlador central de la nave espacial, tiene dos procesadores de tipo interrupción de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada uno de memoria de alambre recubierto no volátil . Durante la mayor parte de la misión Voyager, las dos computadoras CCS de cada nave espacial se utilizaron de forma no redundante para aumentar la capacidad de comando y procesamiento de la nave espacial. El CCS es casi idéntico al sistema que vuela en la nave espacial Viking. [37]

El Flight Data System (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) consta de dos máquinas de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada una.

A diferencia de otros instrumentos a bordo, el funcionamiento de las cámaras de 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 Subsistema de datos de vuelo (FDS). Las sondas espaciales más recientes, aproximadamente desde 1990, suelen tener cámaras completamente autónomas .

El subsistema de comando de computadora (CCS) controla las cámaras. El CCS contiene programas informáticos fijos , como decodificación de comandos, detección de fallos y rutinas de corrección, rutinas de orientación de antenas y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se usó en el orbitador Viking . [37] El hardware en ambos subsistemas CCS personalizados en las Voyager es idéntico. Sólo hay una pequeña modificación de software para uno de ellos que tiene un subsistema científico del que carece el otro.

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 naves son idénticos.

Según el Libro Guinness de los récords mundiales, CCS tiene el récord de "Período más largo de funcionamiento continuo para una computadora". En funcionamiento continuo desde el 20 de agosto de 1977. [38]

Se ha informado erróneamente [39] en Internet que las sondas espaciales Voyager estaban controladas por una versión del RCA 1802 ( microprocesador RCA CDP1802 "COSMAC" ), pero tales afirmaciones no están respaldadas por los documentos de diseño primarios. El microprocesador CDP1802 se utilizó posteriormente en la sonda espacial Galileo , que fue diseñada y construida 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 ejecutan mediante comunicaciones de microondas en banda S. Las comunicaciones de enlace descendente se llevan a cabo mediante un transmisor de microondas de banda X a bordo de la nave espacial, con un transmisor de banda S como respaldo. Todas las comunicaciones de largo alcance hacia y desde las dos Voyager se llevaron 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. [40] : 17  (La antena de baja ganancia tiene una ganancia de 7 dB y un ancho de haz de 60°.) [40] : 17 

Debido a la ley del cuadrado inverso en las comunicaciones por radio , las velocidades de datos digitales utilizadas en los enlaces descendentes de las Voyager han ido disminuyendo continuamente a medida que se alejan de la Tierra. Por ejemplo, la velocidad de datos utilizada desde Júpiter fue de unos 115.000 bits por segundo. Esa cifra se redujo a la mitad a la distancia de Saturno, y ha disminuido continuamente desde entonces. [40] Se tomaron algunas medidas sobre el terreno a lo largo del camino para reducir los efectos de la ley del cuadrado inverso. Entre 1982 y 1985, los diámetros de las tres principales antenas parabólicas de la Red del Espacio Profundo aumentaron de 64 a 70 m (210 a 230 pies) [40] : 34  aumentando dramáticamente sus áreas para recolectar señales de microondas débiles.

Mientras la nave estaba entre Saturno y Urano, el software 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 . [40] : 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 . [40] : 34  Esto se hizo en Goldstone, California , Canberra (Australia) y Madrid (España) utilizando las antenas parabólicas adicionales disponibles allí. Además, en Australia, el radiotelescopio Parkes se incorporó al conjunto a tiempo para el sobrevuelo de Neptuno en 1989. En los Estados Unidos, el Very Large Array de Nuevo México se puso en uso temporal junto con las antenas del Deep Red espacial en Goldstone. [40] : 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 . Funcionan con plutonio-238 (distinto del isótopo Pu-239 utilizado en armas nucleares) y proporcionaron aproximadamente 470 W a 30 voltios CC cuando se lanzó la nave espacial. El plutonio-238 se desintegra con una vida media de 87,74 años, [41] 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 energía 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 energía térmica en electricidad, también se degradan con el tiempo, reduciendo la energía eléctrica disponible por debajo de este nivel calculado.

El 7 de octubre de 2011, la energía generada por la Voyager 1 y la Voyager 2 se había reducido a 267,9 W y 269,2 W respectivamente, aproximadamente el 57% de la potencia en el lanzamiento. El nivel de producción de energía fue mejor que las predicciones previas al lanzamiento basadas en un modelo conservador de degradación del termopar. A medida que la energía eléctrica disminuye, las cargas de las naves espaciales deben apagarse, eliminando algunas capacidades. Es posible que en 2032 no haya suficiente energía para las comunicaciones. [42]

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. [6] [43]

La misión principal de la Voyager se completó en 1989, con el sobrevuelo cercano de Neptuno por la Voyager 2 . La Misión Interestelar Voyager (VIM) es una extensión de la misión que comenzó cuando las dos naves espaciales ya llevaban más de 12 años en vuelo. [44] La División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA llevó a cabo una Revisión Senior de Heliofísica en 2008. El panel encontró que el VIM "es una misión que es absolutamente imperativo continuar" y que el VIM "financia cerca del nivel óptimo y aumenta el DSN ( El soporte de Deep Space Network ) está garantizado." [45]

El principal objetivo del VIM era extender la exploración del Sistema Solar más allá de los planetas exteriores hasta la heliopausa (el punto máximo en el que la radiación del Sol predomina sobre los vientos interestelares) y, si es posible, incluso más allá. La Voyager 1 cruzó el límite de la heliopausa en 2012, seguida por la Voyager 2 en 2018. Pasar por el límite de la heliopausa ha permitido a ambas naves espaciales realizar mediciones de los campos interestelares, las partículas y las ondas que no se ven afectados por el viento solar . Dos hallazgos importantes hasta el momento han sido el descubrimiento de una región de burbujas magnéticas [46] y ninguna indicación de un cambio esperado en el campo magnético solar. [47]

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) [48] también se apagaron.

Estaba previsto que la plataforma de exploración Voyager 1 dejara de funcionar a finales de 2000, pero se dejó encendida para investigar la emisión de rayos UV desde la dirección contra el viento. Los datos UVS aún se capturan pero ya no es posible realizar escaneos. [49]

Las operaciones giroscópicas finalizaron en 2016 para la Voyager 2 y en 2017 para la Voyager 1 . Las operaciones giroscópicas se utilizan para girar 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 en la redundancia del subsistema, pero conservan la capacidad de devolver datos científicos de un complemento completo de instrumentos científicos de la Misión Interestelar Voyager (VIM).

Ambas naves espaciales también tienen energía eléctrica adecuada y propulsor de control de actitud para continuar operando hasta alrededor de 2025, después del cual es posible que no haya energía eléctrica para respaldar el funcionamiento de los instrumentos científicos; El retorno de datos científicos y las operaciones de las naves espaciales cesarán. [50]

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. [51]

Al comienzo de VIM, la Voyager 1 estaba a una distancia de 40 AU de la Tierra, mientras que la Voyager 2 estaba a 31 AU. [52] VIM se encuentra en tres fases: choque de terminación, exploración de heliovaina y fase de exploración interestelar. La nave espacial inició VIM en un entorno controlado por el campo magnético del Sol con las partículas de plasma dominadas por las contenidas en el viento solar supersónico en expansión. Este es el entorno característico de la fase de shock de terminación. A cierta distancia del Sol, el viento interestelar impedirá que el viento solar supersónico se expanda más. La primera característica que encontró una nave espacial como resultado de esta interacción entre el viento interestelar y el viento solar fue el choque de terminación donde el viento solar se desacelera a 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 AU, mientras que la Voyager 2 la completó en agosto de 2007 a una distancia de 84 AU. Después de entrar en la heliofunda, la nave espacial se encontraba en una zona dominada por el campo magnético del Sol y las partículas del viento solar. Después de atravesar la heliofunda, las dos Voyager comenzaron la fase de exploración interestelar.

El límite exterior de la heliovaina se llama heliopausa. Esta es la región donde la influencia del Sol comienza a disminuir y se puede detectar el espacio interestelar. La Voyager 1 escapa del Sistema Solar a una velocidad de 3,6 AU por año a 35° al norte de la eclíptica en la dirección general del vértice solar en Hércules , mientras que la velocidad de la Voyager 2 es de aproximadamente 3,3 AU por año, en dirección 48° al sur de la eclíptica. La nave espacial Voyager llegará finalmente a las estrellas. En unos 40.000 años , la Voyager 1 estará a 1,6 años luz (ly) de AC+79 3888, también conocida como Gliese 445 , que se acerca al Sol. Dentro de 40.000 años, la Voyager 2 estará a 1,7 ly de Ross 248 (otra estrella que se acerca al Sol) y en 296.000 años pasará a 4,6 ly de Sirio , que es la estrella más brillante del cielo nocturno. [4]

No se espera que la nave espacial colisione con una estrella hasta dentro de 1 sextillón (10 20 ) de años. [53]

En octubre de 2020, los astrónomos informaron de un importante aumento 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 ". [54] [55]

Telemetria

La telemetría llega a la unidad de modulación de telemetría (TMU) por separado como un canal de "baja velocidad" de 40 bits por segundo (bit/s) y un canal de "alta velocidad".

La telemetría de baja velocidad se enruta a través de la TMU de manera que sólo se pueda transmitir como bits no codificados (en otras palabras, no hay corrección de errores). A alta velocidad, una de un conjunto de velocidades entre 10 bit/s y 115,2 kbit/s se transmite como símbolos codificados.

Vista desde 6 mil millones de kilómetros (3,7 mil millones de millas), la Tierra aparece como un " punto azul pálido " (la mancha de color blanco azulado aproximadamente a la mitad de la banda de luz a la derecha). [56]

La TMU codifica el flujo de datos de alta velocidad con un código convolucional que tiene una longitud limitada de 7 con una velocidad de símbolo igual al doble de la velocidad de bits (k=7, r=1/2).

La telemetría de la Voyager opera a estas velocidades de transmisión:

Nota: A 160 y 600 bit/s se entrelazan diferentes tipos de datos.

La nave Voyager tiene tres formatos de telemetría diferentes:

Alta tasa

Baja tasa

Se entiende que existe una superposición sustancial de la telemetría EL-40 y CR-5T (ISA 35395), pero los datos más simples de EL-40 no tienen la resolución de la telemetría CR-5T. Al menos cuando se trata de representar la electricidad disponible para los subsistemas, EL-40 solo transmite en incrementos enteros, por lo que se esperan comportamientos similares en otros lugares.

Los volcados de memoria están disponibles en ambos formatos de ingeniería. Estos procedimientos de diagnóstico de rutina han detectado y corregido problemas de cambio de bits de memoria intermitente, así como también han detectado el problema de cambio de bits permanente que causó un evento de pérdida de datos de dos semanas a mediados de 2010.

La portada del disco de oro.

Disco de oro de la Voyager

Ambas naves espaciales llevan un disco fonográfico dorado de 12 pulgadas (30 cm) que contiene imágenes y sonidos de la Tierra, direcciones simbólicas en la portada para reproducir el disco y datos que detallan la ubicación de la Tierra. [28] [24] El registro pretende ser una combinación de cápsula del tiempo y un mensaje interestelar para cualquier civilización, extraterrestre o humana del futuro lejano, que pueda recuperar cualquiera de las Voyager. El contenido de este registro fue seleccionado por un comité que incluía a Timothy Ferris [24] y estaba presidido por Carl Sagan .

Pálido punto azul

Los descubrimientos del programa Voyager durante la fase primaria de su misión, incluidas nuevas fotografías en color de primeros planos de los principales planetas, fueron documentados periódicamente por medios impresos y electrónicos. Entre las más conocidas se encuentra una imagen de la Tierra como un punto azul pálido , tomada en 1990 por la Voyager 1 y popularizada por Carl Sagan.

Consideremos nuevamente ese punto. Eso es aquí. Ese es el 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 la vanidad humana que esta imagen distante de nuestro pequeño mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos con más bondad y compasión unos a otros y de preservar y apreciar ese punto azul pálido, el único hogar que hemos conocido.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab "El fantástico viaje de la Voyager". El ático . 9 de enero de 2020 . Consultado el 3 de marzo de 2020 .
  2. ^ "Estado de la misión Voyager". JPL . Consultado el 10 de febrero de 2022 .
  3. ^ ab "Voyager - Estado de la misión". Laboratorio de Propulsión a Chorro . Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio . Consultado el 24 de abril de 2021 .
  4. ^ ab Jpl.Nasa.Gov. "La Voyager ingresa al espacio interestelar - Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA". Jpl.nasa.gov . Consultado el 14 de septiembre de 2013 .
  5. ^ "En profundidad: Voyager 2". JPL . Consultado el 10 de febrero de 2022 .
  6. ^ a b C Marrón, Dwayne; zorro, karen; Cofield, Calia; Potter, Sean (10 de diciembre de 2018). "Comunicado 18-115: la sonda Voyager 2 de la NASA ingresa al espacio interestelar". NASA . Consultado el 10 de diciembre de 2018 .
  7. ^ 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". Eurek¡Alerta! . Consultado el 4 de noviembre de 2019 .
  8. ^ Chang, Kenneth (4 de noviembre de 2019). "Descubrimientos de la Voyager 2 desde 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". Los New York Times . Consultado el 5 de noviembre de 2019 .
  9. ^ "Exploración del Sistema Solar". JPL-NASA . Consultado el 19 de febrero de 2021 .
  10. ^ Gladstone, G. Randall; et al. (7 de agosto de 2018). "El fondo del cielo de Lyman-α observado por New Horizons". Cartas de investigación geofísica . 45 (16): 8022–8028. arXiv : 1808.00400 . Código Bib : 2018GeoRL..45.8022G. doi :10.1029/2018GL078808. S2CID  119395450.
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