José Mª Moreno: Sondas Voyager – Nuestras sondas inter-estelares

Las Voyager 1 y 2 tienen el mérito de haber estado en el espacio 42 años y seguir funcionando. Finalmente, la energía de la que disponen se agotará y en algún momento alrededor de 2025, el último instrumento se quedará sin energía y ya no podrán transmitir hacia la Tierra. Luego, las sondas Voyager continuarán su trayectoria hacia otras estrellas

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José Mª Moreno Ibáñez.  AC/19.52

La sonda Voyager 2 salió de la zona de protección del plasma solar (la Heliosfera), que protege a todo el sistema planetario del viento inter-estelar, el 5 de noviembre de 2018.

Desde entonces la Voyager 2 ha estado navegando por la frontera con el espacio inter-estelar durante un año y el análisis de los datos enviados a la Tierra han sido publicados en el número del 25 de septiembre de 2019 de The Astrophysical Journal.

El programa Voyager es un proyecto científico de la NASA que emplea dos sondas espaciales (Voyager 1 y 2) para la investigación del sistema solar exterior:

Nave Voyager.
Credit NASA
  1. La sonda 2 se lanzó el 20 de agosto de 1977 desde Cabo Cañaveral, para estudiar los planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, y luego continuar su viaje hacia los limites de la Heliosfera (la burbuja de plasma solar que protege a todo nuestro sistema planetario del viento estelar y la intensa radiación exterior de otras estrellas).
  2. La sonda 1 se lanzó el 5 de septiembre de 1977.  Exploró los sistemas de Júpiter y Saturno descubriendo nuevas lunas, volcanes activos en alguna de ellas, y una gran cantidad de datos sobre el sistema solar exterior. Cumplida la que era su misión principal, aumentó su velocidad para alcanzar la de escape solar y explorar los confines de la zona planetaria de nuestro sistema solar.
Durante la construcción de las naves Voyager
Credit NASA

Alcanzados sus objetivos iniciales, comenzó para las dos sondas la Misión Inter-estelar Voyager (VIM) con el objeto de extender la exploración humana más allá de los planetas exteriores, hasta los límites de la esfera de influencia del Sol (Heliosfera), y aun más lejos.

En agosto de 2012, después de 35 años navegando, la Voyager 1 llegó a los confines de la Heliosfera (Heliopausa). En ese momento, estaba a una distancia de 122 Unidades Astronómicas, UA (1UA =150 millones de kilómetros) o, aproximadamente, 18 mil millones de kilómetros del Sol. A partir de ahí salió al espacio inter-estelar: la región espacial fuera de la influencia del viento solar y su campo magnético, sometida a la radiación de otras estrellas; aunque la zona de influencia gravitatoria del Sol llega hasta la nube de Oort, a 1 año luz (9,5 billones de kilómetros).

La Voyager 1 vuela a una velocidad de 3.6 UA por año (aproximadamente 61.000 kms/h -la Tierra se mueve, en su traslación alrededor del Sol, a una velocidad media de 106.200 km/h-), hacia el Norte de la esfera celeste, convirtiéndose en el primer objeto hecho por el hombre en explorar este lejano espacio.

La Voyager 2, que viaja en una dirección diferente a la Voyager 1, hacia el Sur, cruzó la Heliopausa el 5 de noviembre de 2018

Heliosfera
Credit NASA

Es de destacar que los instrumentos científicos que lleva la V2: un sensor de campo magnético, otro para  detectar partículas energéticas en diferentes rangos de energía, y otro para estudiar el plasma, fueron diseñados y construidos hace décadas, y todavía funcionan y recopilan nuevos datos, correctamente. También algunos instrumentos de la V1 aun funcionan con normalidad y continúan emitiendo señal hacia la Tierra.

En estos momentos, la Voyager 2 se encuentra en una zona de transición del espacio, en el borde de la Heliopausa, todavía bajo la influencia del viento solar, no del todo en el espacio inter-estelar sin interferencia del Sol.

Con la información suministrada por la Voyager 2, se ha podido comprobar que ambas sondas, aunque situadas en sitios diferentes, coinciden en varios de sus datos: el plasma en el espacio inter-estelar local es más denso que el plasma dentro de la Heliosfera.  Ahora que la Voyager 2 está abandonando la Heliosfera, sabemos que el mismo plasma inter-estelar local también es más frío que el plasma solar, el de dentro de la Heliosfera. En el medio inter-estelar el plasma es más frío y más denso que en el interior de la Heliosfera.

La Voyager 1 detectó que el campo magnético, justo más allá de la Heliopausa es paralelo al campo de dentro de la Heliosfera (tienen la  misma dirección). Ahora la Voyager 2 ha corroborado la misma alineación magnética.

Las sondas Voyager también han revelado otra sorpresa: en 2011 confirmaron que la Heliopausa no es una región uniforme, contiene grandes burbujas magnéticas que probablemente se forman cuando el campo magnético del Sol se deforma en el borde del Sistema Solar.

Ambas naves espaciales llevan una especie de cápsula del tiempo llamada Golden Record: un disco de cobre chapado en oro de unos 30 centímetros de diámetro que contiene sonidos e imágenes seleccionados para mostrar la historia de nuestro mundo a supuestos extraterrestres.

Credit NASA

Las Voyagers tienen suficiente energía eléctrica, y combustible de propulsión, para mantener su conjunto actual de mecanismos hasta, al menos, el 2020.

El final del Proyecto Voyager está próximo. Las Voyager 1 y 2 tienen el mérito de haber estado en el espacio 42 años y seguir funcionando. Finalmente, la energía de la que disponen se agotará. La NASA tiene la intención de apagar los instrumentos uno por uno, con el fin de extender la misión el mayor tiempo posible. Pero en algún momento alrededor de 2025, el último instrumento se quedará sin energía. Luego, las sondas Voyager continuarán siguiendo su trayectoria hacia otras estrellas. Como quizás hagan otras sondas, con otras formas, que nos vienen a visitar desde lejos.

Este es el famoso «punto azul pálido» (la Tierra) capturado por la Voyager 1 en febrero de 1990
Credit NASA / JPL

Para prolongar este final los científicos están investigando la manera de que, con la poca energía que ahora producen los generadores termoeléctricos de radioisótopos de plutonio 238 (según el isótopo se descompone, produce calor que se convierte en energía eléctrica), puedan seguir funcionando tanto los instrumentos como las antenas: Los dispositivos mecánicos necesitan calor para su funcionamiento (se probaron en Tierra a -45ºC y ahora están trabajando a -59ºC). Y las antenas tienen que mantener, periódicamente, su orientación con la Tierra, pues de lo contrario para nada valdrían, y necesitan energía para ello. Las naves espaciales, a esas largas distancias, no funcionan con energía solar, eso no sería posible tan lejos del Sol.

La NASA está trabajando para lanzar la sonda de aceleración y mapeo inter-estelar (IMAP) en 2024, y aprovechará las observaciones de las Voyager para cumplir su misión. 

El satélite  Explorador de Límites Inter-estelares (IBEX), lanzado en 2008, también basa su trabajo en los datos suministrados por las 2 sondas Voyager.

Aunque se agote finalmente su energía, y no puedan transmitir sus datos, las naves Voyager 1 y 2 seguirán volando hacia otras estrellas.


AC 19.52
San Joaquin de Flores,  06/08/2019

Referencias:

 

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José Mª Moreno Ibáñez (AC 19/52),  es Arquitecto Técnico por la Universidad Complutense de Madrid.Socio fundador de la Asociación de Astronomía “Astromares” (Sevilla-2007)
Astrónomo aficionado (especialidad Asteroides y Cometas). Ha cursado Astronomía por The University of Arizona. «Observación de la Tierra desde satélites» (Agencia Espacial Europea) y «El cielo nocturno» Orion. (Open University London)

 

 

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