Time Life Pictures / NASA / Time Life Pictures / Getty Images En este momento, dos naves espaciales que fueron lanzadas desde la Tierra en 1977 se lanzan a través del espacio a más de 30, 000 mph (48, 280 km / h). Ambos están a varios miles de millones de millas de distancia, más lejos de la Tierra que cualquier otro objeto creado por el hombre. El 25 de agosto 2012, uno de ellos cruzó al espacio interestelar, haciendo la primera nave espacial en salir del sistema solar
Voyager 1 y 2 llevar mensajes codificados a posibles civilizaciones alienígenas. Ya han enseñado a los científicos mucho sobre la heliovaina , la capa más externa del sistema solar. Pero nada de esto es para lo que fueron diseñados.
Las naves espaciales Voyager fueron construidas para volar más allá de los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano) y estudiarlos de cerca, la primera vez en la historia de la humanidad que los habían observado de cerca. La nave espacial tuvo un éxito magnífico, el avance de la ciencia planetaria a grandes saltos. Fue solo después de que cumplieron su misión principal que continuaron convirtiéndose en los exploradores más lejanos de la Tierra.
Sin embargo, fue una cuestión de muy buena suerte y tiempo que las misiones fueran posibles, y un golpe de mala suerte igual que casi hundió el proyecto Voyager antes de que abandonara el suelo. Estas ambiciosas misiones fueron el producto de nuevos avances en la ciencia y las matemáticas de las trayectorias orbitales, pero fueron casi abandonados a favor del costoso programa de transbordadores espaciales. Prácticamente todas las misiones espaciales no tripuladas que se llevan a cabo en la actualidad se basan en el conocimiento y la experiencia adquiridos por las Voyager.
Examinaremos de cerca las torpes sondas espaciales Voyager y todo el equipo técnico que llevan a bordo. Trazaremos su trayectoria desde las etapas de desarrollo hasta su destino final, a años luz de la Tierra. Habrá paradas en los planetas más grandes de nuestro sistema solar en el camino. Y si te estás preguntando qué hay en los discos de oro que cada Voyager lleva como mensajes para formas de vida extraterrestre, les daremos una vuelta. ¿Alguna vez los extraterrestres los encontrarán?
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Voyager 1 en montaje Cortesía de NASA / JPL-Caltech La década de 1970 fue un período de transición para el esfuerzo espacial estadounidense. El programa Apolo estaba llegando a su fin, y la NASA estaba tratando de averiguar qué forma tomaría el vuelo espacial tripulado. Las misiones Mariner ampliaron nuestro conocimiento de los planetas interiores al enviar sondas espaciales para volar más allá (y en algunos casos orbitar) Marte, Venus y Mercurio. Había planes tentativos para enviar una misión Mariner para visitar algunos de los planetas exteriores, pero usando propulsión química de cohetes, tal viaje tomaría 15 años o más.
Al mismo tiempo, Se estaban realizando importantes avances en la ciencia de trayectorias orbitales asistidas por gravedad . Si bien las matemáticas y la física involucradas son bastante complicadas, la idea básica es que una nave espacial puede usar la gravedad de un planeta cercano para darle un gran impulso de velocidad siempre que la nave espacial siga la órbita adecuada. Cuanto mayor sea la masa del planeta, cuanto más fuerte es la fuerza gravitacional, y cuanto mayor sea el impulso. Eso significaba que una vez que una sonda espacial llegó a Júpiter (el planeta más masivo de nuestro sistema solar), podría usar la gravedad de Júpiter como una honda y salir a explorar los planetas más distantes.
En 1965, un ingeniero llamado Gary Flandro notó que a mediados de la década de 1970, los planetas exteriores se alinearían de tal manera que fuera posible que una nave espacial los visitara a todos utilizando una serie de impulsos asistidos por gravedad [fuente:Evans]. Esta alineación en particular no fue solo un evento único en la vida, no volvería a ocurrir hasta dentro de 176 años. Fue una coincidencia asombrosa que la capacidad técnica para lograr tal misión se desarrolló unos años antes de que los planetas se alinearan para permitirlo.
Inicialmente, el ambicioso proyecto, conocido como el Grand Tour, habría enviado una serie de sondas para visitar todos los planetas exteriores. En 1972, sin embargo, las proyecciones presupuestarias para el proyecto se acercaban a los $ 900 millones, y la NASA estaba planeando el desarrollo del transbordador espacial [fuente:Evans]. Con los inmensos costos de desarrollo de los transbordadores que se avecinan, el Grand Tour fue cancelado y reemplazado por un perfil de misión más modesto. Esta sería una extensión del programa Mariner, referido como el Misión Mariner Júpiter-Saturno (MJS) . Basado en la plataforma Mariner y mejorado con el conocimiento obtenido del sobrevuelo de Júpiter de 1973 de Pioneer 10, las nuevas sondas finalmente tomaron el nombre de Voyager. El diseño se completó en 1977. Los optimistas ingenieros de la NASA pensaron que podrían utilizar trayectorias asistidas por gravedad para llegar a Urano y Neptuno si la misión inicial de visitar Júpiter y Saturno (y algunas de sus lunas) se completaba con éxito. La idea del Grand Tour volvió a la vida.
El plan final de la misión Voyager se veía así:dos naves espaciales (Voyager 1 y Voyager 2) se lanzarían con unas pocas semanas de diferencia. La Voyager 1 volaría más allá de Júpiter y varias de las lunas de Júpiter desde una distancia relativamente cercana, escanear y tomar fotografías. La Voyager 2 también volaría más allá de Júpiter, pero a una distancia más conservadora. Si todo salió bien ambas sondas serían catapultadas hacia Saturno por la gravedad de Júpiter. La Voyager 1 luego investigaría Saturno, específicamente los anillos, así como la luna Titán. En ese punto, La trayectoria de la Voyager 1 la sacaría de la del sistema solar. eclíptica (el plano de las órbitas de los planetas), lejos de todos los demás planetas, y eventualmente fuera del propio sistema solar.
Mientras tanto, La Voyager 2 visitaría Saturno y varias de sus lunas. Si todavía estaba funcionando correctamente cuando se completó, sería impulsado por la gravedad de Saturno para visitar Urano y Neptuno antes de dejar también la eclíptica y salir del sistema solar. Esto se consideró una posibilidad remota, pero sorprendentemente todo funcionó según lo planeado.
Próximo, ¿Qué tipo de hardware llevaron las Voyager al espacio?
¿Cuál se lanzó primero?Voyager 2 lanzado desde Cabo Cañaveral, Fla., a bordo de un cohete Titan-Centaur el 20 de agosto, 1977. La Voyager 1 se lanzó el 5 de septiembre de 1977. ¿Por qué se invierte la numeración? Una vez en ruta hacia los planetas exteriores, La Voyager 1 pasó por la Voyager 2 y llegó primero a Júpiter. La NASA pensó que el público estaría confundido si la Voyager 2 comenzara a informar primero, por lo que la numeración no sigue el orden de lanzamiento.
Nave espacial Voyager Time &Life Pictures / Getty Images Ambas naves espaciales Voyager son idénticas. No tienen un elegante diseño aerodinámico porque no hay fricción aerodinámica en el espacio de la que preocuparse. Con un peso de 1, 592 libras (722 kilogramos), están formados por un autobús principal, una antena de alta ganancia, tres botavaras que contenían instrumentos científicos y la fuente de alimentación, y otras dos antenas.
El autobús principal es el cuerpo del Voyager. Es una caja de 10 lados de 5,9 pies (1,8 metros) de ancho, y contiene algunos instrumentos científicos, electrónica y un tanque de combustible para los propulsores de cohetes. Los propulsores se utilizan para reorientar la nave a medida que se mueve por el espacio.
Montado en la parte superior del autobús principal, la antena de alta ganancia mide 3,7 metros (12 pies) de ancho y parece una antena parabólica. Esta antena es la forma en que los Voyager reciben comandos de la Tierra y envían los datos que recopilan. No importa a dónde vuele una nave espacial Voyager, la antena de alta ganancia siempre apunta hacia la Tierra.
Uno de los brazos que se extiende fuera del autobús principal lleva la Voyager fuente de alimentación termoeléctrica de radioisótopos . Los gránulos de dióxido de plutonio liberan calor a través de la descomposición natural. Este calor se convierte en electricidad mediante una serie de termopares. Aunque la potencia de salida no es muy fuerte, alimenta la electrónica y los instrumentos a bordo de los Voyagers durante mucho tiempo. No se espera que la energía se agote por completo hasta 2020. La fuente de energía se colocó en un brazo para evitar que la radiación interfiera con los otros instrumentos científicos.
Los otros dos brazos llevan una serie de instrumentos. Éstos incluyen:
[fuente:Evans, Dethloff y Schorn]
Quizás los instrumentos más importantes a bordo de los Voyager, en lo que respecta al público, son las cámaras. También montado en el brazo de instrumentos, las cámaras tienen una resolución de 800x800, con versiones de gran angular y de campo estrecho. Las cámaras devolvieron fotos sin precedentes de los planetas exteriores y nos brindaron vistas de nuestro sistema solar que nunca antes habíamos presenciado (incluida la famosa toma de salida que muestra la Tierra y la Luna de la Tierra en el mismo cuadro). El brazo que transportaba las cámaras podía moverse independientemente del resto de la nave.
El sistema informático de la Voyager también fue muy impresionante. Sabiendo que la nave estaría sola la mayor parte del tiempo, con el desfase entre el comando y la respuesta de la Tierra aumentando cuanto más se alejaba la nave en el espacio, ingenieros desarrollaron un sistema informático autorreparable . La computadora tiene varios módulos que comparan los datos que reciben y las instrucciones de salida que deciden. Si un módulo difiere de los demás, se supone que es defectuoso y se elimina del sistema, reemplazado por uno de los módulos de respaldo. Fue probado poco después del lanzamiento, cuando un retraso en el despliegue de la pluma se interpretó erróneamente como un mal funcionamiento. El problema se corrigió con éxito.
En la siguiente sección, Descubriremos lo que aprendimos de las misiones Voyager.
Control de tierraMientras que los propios Voyager hicieron toda la recopilación de datos, También había importantes elementos de la misión sobre el terreno. Las señales de las Voyager se volvieron cada vez más difíciles de detectar a medida que volaban hacia el sistema solar exterior, así que la NASA mejoró una red mundial de estaciones receptoras de radio para detectarlas mejor. Una serie de antenas de radio de 230 pies (70 metros) extraen los datos de la Voyager y les envían señales, manteniendo una comunicación casi continua [fuente:Evans].
Gran Mancha Roja de Júpiter, que se extiende desde el ecuador hasta las latitudes polares del sur, visto por la sonda espacial Voyager 2 en 1979. MPI / Hulton Archive / Getty Images Aunque el costo de la misión de por vida para la Voyager excedió los $ 750 millones, en 1989, las naves espaciales habían devuelto suficientes datos científicos para llenar 6, 000 ediciones de la Enciclopedia Británica [fuente:Evans]. Los módulos científicos a bordo se eligieron a partir de propuestas enviadas por equipos de investigación de todo Estados Unidos. La información sobre Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (y muchas de sus lunas) que aprendimos de las misiones de la Voyager no solo eran enormes en cantidad, pero también en influencia. Dio forma a los libros de texto de ciencias en las escuelas de los EE. UU., informó las percepciones públicas del sistema solar y sentó las bases para el programa espacial moderno. Gran parte de lo que sabemos sobre los planetas exteriores provino de la Voyager. Eso sin mencionar las miles de fotografías tomadas desde puntos estratégicos que los humanos nunca antes habían experimentado. Esas brillantes imágenes de Júpiter y Saturno encendieron la imaginación del público y alimentaron el entusiasmo por la exploración espacial futura.
De la Voyager, aprendimos más sobre el clima en Júpiter; los anillos alrededor de Júpiter, Saturno y Urano; actividad volcánica en la luna Io de Júpiter; las masas y densidades de las lunas de Saturno; la presión atmosférica en Titán, La luna más grande de Saturno; el campo magnético de Urano; y un sistema meteorológico persistente en Neptuno tan grande como la Tierra, conocido como el Gran mancha oscura . Cuando la Voyager 2 llegó a Neptuno, era 1989. Habían pasado más de 10 años desde el lanzamiento, y muchos de los científicos que trabajaban en la misión original habían seguido adelante. La Voyager había pasado por Júpiter, Saturno y Urano en 1979, 1981 y 1986, respectivamente.
La Gran Mancha Oscura en la superficie de Neptuno, según lo observado por la nave espacial Voyager 2 en 1989. El lugar, se cree que es una masa de gases arremolinada, había desaparecido en 1994, para ser reemplazado por un lugar similar en una ubicación diferente. Space Frontiers / Hulton Archive / Getty Images ¿Asi que dónde están ahora? Los dos Voyager no están juntos. La Voyager 1 se mueve hacia el norte (en relación con la orientación de la Tierra fuera del sistema solar), mientras que la Voyager 2 se mueve hacia el sur. En 2007, ambos entraron en la heliovaina, la sección más externa del sistema solar. Allí, el viento solar se encuentra con los campos magnéticos interestelares y forma un límite con una onda de choque. Los Voyager atravesaron la onda de choque y enviaron datos de regreso, dando a los astrónomos su primera idea de la forma y ubicación de la heliovaina. El 21 de septiembre 2013, Los científicos de la Voyager informaron que la Voyager 1 abandonó el sistema solar el 25 de agosto. 2012.
Aunque algunos instrumentos de las Voyager ya no funcionan, continúan enviando información importante. Imagine un automóvil que ha estado en la carretera continuamente desde 1977, y tendrás una idea de lo asombrosas que son estas naves espaciales. A su distancia actual, se necesitan señales de radio que viajan a la velocidad de la luz durante más de 14 horas para llegar a la Tierra. La nave se está quedando sin combustible para sus propulsores de orientación y tendrá que apagar algunos instrumentos en los próximos años a medida que su plutonio también se agote. Por 2020, estarán a oscuras y en silencio.
Sin embargo, continuarán en su trayectoria actual, moviéndose más de 30, 000 mph (48, 280 km / h), arqueándose hacia la Vía Láctea durante decenas de miles de años. Sin atmósfera en el espacio nunca se corroerán, y hay poco en lo que puedan chocar en el espacio interestelar. Les llevará unos 40, 000 años antes de que incluso lleguen a años luz de otra estrella. Los Voyager pueden viajar durante cientos de miles o incluso millones de años.
¿Qué pasa si los Voyager se encuentran con una civilización alienígena inteligente algún día? Les dejamos un mensaje.
El registro chapado en oro de "Sonidos de la Tierra" y la bandera de los EE. UU. Preparados para su almacenamiento a bordo de la nave espacial Voyager 2, con el director del proyecto John Cassini (izquierda), en el Centro Espacial Kennedy. Imágenes de tiempo y vida / Getty Images Cuando la NASA se dio cuenta de que las Voyager eventualmente viajarían más allá del borde de nuestro sistema solar, decidieron que podría ser una buena idea incluir algún tipo de mensaje a cualquier alienígena inteligente que algún día pudiera encontrarlos. Un comité encabezado por un astrónomo Carl Sagan junte estos mensajes. Están contenidos en discos de cobre bañados en oro, que están grabados como un álbum de discos de vinilo. Una parte del disco contiene información de audio, incluyendo una variedad de música, saludos hablados en 55 idiomas diferentes (incluidos algunos que son muy oscuros o extintos hace mucho tiempo) y una selección de sonidos de la naturaleza. Los discos también incluyen 122 imágenes, codificado como vibraciones en el disco con instrucciones para la decodificación.
En la placa de cubierta de cada disco hay varios símbolos que describen el método de reproducción del disco (también se incluyen un lápiz óptico y un plato de montaje). Se revelan las instrucciones de decodificación de imágenes, describiendo la señal de "inicio de imagen", la relación de aspecto de las imágenes, y una reproducción de la primera imagen, para que los extraterrestres supieran si lo hacían bien. Un mapa estelar que muestra claramente la ubicación de la Tierra completa la imagen.
Si los extraterrestres se preguntan cuánto tiempo ha estado viajando la Voyager que encuentran, pueden examinar la pieza de uranio-238 adherida al autobús principal cerca del registro. Examinando las proporciones de isótopos (asumiendo que conocen la vida media del uranio-238), luego pudieron deducir cuánto tiempo había estado la muestra en el espacio.
¿Qué música escucharán los extraterrestres cuando reproduzcan el disco? Principalmente música tradicional de una variedad de culturas, como los cánticos de los nativos americanos, Gaitas escocesas y música ritual africana. También es una especie de colección de música clásica de "grandes éxitos". Las canciones más contemporáneas son “Johnny B. Goode” de Chuck Berry y un número de jazz de Louis Armstrong.
Las instrucciones de decodificación y el mapa en la portada del disco dorado Cortesía de NASA / JPL-Caltech Las imágenes del registro son variadas, e incluir mapas de la Tierra, imágenes de los otros planetas de nuestro sistema solar, fotografías de varios animales y varias imágenes de seres humanos. Carl Sagan escribió un libro sobre el disco, llamado "Murmullos de la Tierra". Un CD-ROM complementario fue lanzado décadas más tarde.
Los discos de la Voyager son similares a una placa que se colocó a bordo de Pioneer 10 y Pioneer 11, aunque los creadores de los discos Voyager pasaron mucho tiempo asegurándose de que los extraterrestres pudieran decodificarlo. Muchos científicos de la Tierra no pudieron decodificar la información de la placa Pioneer. En el momento, algunos expresaron su preocupación de que cualquier alienígena hostil que encontrara el disco de la Voyager tendría un mapa que los llevaría directamente a la Tierra. Sin embargo, las Voyager pasarán decenas de miles de años en el espacio interestelar antes de estar cerca de otra estrella, por lo que el asunto no es realmente una preocupación inmediata. Si alguna vez se encuentran los discos, puede ser tan lejano en el futuro que los humanos ya no existan.
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V'GerEn "Star Trek:The Motion Picture" (la primera película de Star Trek), gran parte de la trama giraba en torno a una extraña forma de vida electrónica conocida como V'Ger. Al final de la película, se revela que V'Ger es una de las sondas espaciales Voyager (Voyager 6, que nunca existió en el mundo real) que ha ganado sensibilidad por sí misma o que una raza alienígena le ha dado sensibilidad. Quiere erradicar a toda la humanidad, pero en cambio evoluciona a otra forma de vida.
Dentro del universo ficticio de Star Trek, Existe cierta disputa sobre el lugar de V'Ger en la historia de Trek. Algunos sugieren que V'Ger creó a los Borg, un resfriado, raza alienígena lógica que se convertiría en los principales villanos de "Star Trek:The Next Generation". Otros piensan que los Borg se encontraron con V'Ger, pero que los alienígenas cyborg existían antes del encuentro casual.
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