Cómo las sondas Voyager continúan funcionando décadas después de su lanzamiento

Pasadena, California (CNN) Cuando las sondas Voyager se separaron durante semanas en 1977, nadie esperaba que la nave espacial gemela se extendiera de cuatro a 45 años y aún funcionara.

Ahora, el equipo de la misión está innovando en sus estrategias de suministro de energía e instrumentos tanto en la Voyager 1 como en la 2 para permitir que ambas sondas continúen recopilando datos valiosos mientras exploran territorio interestelar desconocido.

La Voyager 1 es actualmente casi la nave espacial más alejada de la Tierra Está a 15 000 millones de millas (24 000 millones de km) de distancia, mientras que la Voyager 2 ha viajado más de 12 000 millones de millas (20 000 millones de km) desde la Tierra. Ambos están en el espacio interestelar y son la única nave espacial que opera fuera de la heliosfera, la burbuja solar de campos magnéticos y partículas que se extiende más allá de la órbita de Plutón.

Como las únicas extensiones de la humanidad fuera de la burbuja protectora de la heliosfera, las dos sondas están solas incluso en sus viajes cósmicos, ya que viajan en diferentes direcciones.

Piense en los planetas del sistema solar como si estuvieran en un plano. La trayectoria de la Voyager 1 lo elevó y salió del plano planetario después de pasar Saturno, dijo Susan Dodd, gerente de proyectos de Voyager en el Jet Propulsion Plane de la NASA, mientras que la Voyager 2 pasó por encima de Neptuno y se movió hacia abajo y fuera del plano planetario. Laboratorio en Pasadena, California.

La información recopilada por estas sondas de larga duración está ayudando a los científicos a aprender sobre la forma de cometa de la heliosfera y cómo protege a la Tierra de las partículas energéticas y la radiación en el espacio interestelar.

Los datos invaluables de la Voyager 2 están siendo capturados y devueltos a la Tierra por sus cinco instrumentos científicos, mientras que la Voyager 1 todavía tiene cuatro instrumentos operativos después de que uno de ellos fallara en la misión anterior.

Pero Dodd dijo que se necesitaba mucho cuidado y supervisión para que los «mayores» siguieran trabajando.

“Las describo como hermanas gemelas”, dijo Dowd a CNN. «Uno perdió la audición y necesita audífonos, y otro perdió algo del sentido del tacto. Por lo tanto, fallan de manera diferente con el tiempo. Pero, en general, son bastante saludables para su edad».

Los instrumentos diseñados para mirar planetas mientras la sonda Voyager recorría el sistema solar en la década de 1980 se apagaron para reutilizar la memoria para la misión interestelar que comenzó en 1990, dijo Dodd. el límite en 2018.

Ambas sondas Voyager se basan en generadores termoeléctricos de radioisótopos. Una fuente de energía nuclear pierde 4 vatios por año porque el plutonio del que depende se descompone lentamente y su calor se convierte en electricidad. Con el tiempo, el equipo de la Voyager ordenó a las sondas que apagaran los calentadores de los instrumentos y otros sistemas no esenciales.

«Pero (la Voyager) también se enfría mucho y necesitamos mantener las líneas de combustible lo suficientemente calientes, alrededor de 2 grados centígrados». (35,6 grados Fahrenheit). Si se congelan, podemos perder nuestra capacidad de apuntar a la Tierra. Entonces, es un equilibrio entre la energía y el calor y cómo operamos la nave espacial», dijo Dodd.

balance delicado

El equipo se sorprendió gratamente de que los instrumentos se recalibraran para volverse un poco más sensibles en la recopilación de datos porque algunos detectores de la Voyager funcionan mejor cuando están más fríos.

«Una forma de verlo», dijo Linda Spilker, científica del proyecto Voyager en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, «es pensar en las Voyager como cabañas en la cima de una montaña, y hace mucho frío ahí afuera. Apague las luces adentro para conservar tu energía. También tienes que bajar el termostato, y todavía funciona bien».

La Voyager 2 comenzó a usar una pequeña reserva de energía de respaldo que formaba parte de un mecanismo de seguridad, lo que permitirá que la nave espacial apague otro instrumento científico hasta 2026, en lugar de este año. El mecanismo de seguridad, que protege los instrumentos si el flujo eléctrico en la nave espacial cambia drásticamente, contiene una pequeña cantidad de energía que actúa como circuito de respaldo.

Ahora, esa potencia se puede usar para mantener en funcionamiento los instrumentos de la Voyager 2.

Los sistemas eléctricos de la nave espacial aún son estables en gran medida, por lo que el equipo decidió que era un pequeño riesgo por la mayor recompensa de poder recopilar datos científicos. El equipo continuará monitoreando el esfuerzo de la Voyager 2 y actuará en consecuencia si hay fluctuaciones.

Si esta estrategia funciona para la Voyager 2, también podría implementarse en la Voyager 1, donde el equipo deberá considerar cerrar otro instrumento científico en la nave espacial en 2024.

«En lugar de apagar un instrumento científico, probablemente querríamos hacer algo muy creativo, desde el punto de vista de la ingeniería, para obtener otro año de datos científicos», dijo Dodd. «Propulsa la nave espacial de una manera para la que nunca fue diseñada».

El instrumento Plasma Science de la Voyager 2 todavía está operativo, por lo que puede realizar mediciones directas de la densidad del plasma en el espacio interestelar. El plasma espacial consiste en partículas cargadas, cuyo movimiento está controlado por fuerzas eléctricas y magnéticas. NASA.

“Imagínalo como un océano de espacio con olas, turbulencia y actividad constante, y los instrumentos de la Voyager pueden medir lo que está pasando”, dijo Spilker. «Antes de ir a un lugar nuevo, haces una predicción de lo que crees que te encontrarás cuando llegues allí. Con la Voyager, hemos aprendido a sorprendernos».

Los científicos esperaban que la densidad del plasma disminuyera a medida que la Voyager se alejaba del Sol, pero en cambio aumentó. Spilker dijo que las sondas pueden medir y ver los choques a medida que se propagan desde el sol.

Mientras tanto la Voyager 1 como la 2 se mantengan en buen estado, es probable que las sondas envejecidas continúen con sus misiones sin precedentes en los años venideros.