Con una planificación cuidadosa y toques de creatividad, Los ingenieros han podido mantener a las naves espaciales Voyager 1 y 2 de la NASA volando durante casi 42 años, más que cualquier otra nave espacial en la historia. Para garantizar que estos robots antiguos sigan devolviendo los mejores datos científicos posibles desde las fronteras del espacio, Los ingenieros de la misión están implementando un nuevo plan para administrarlos. Y eso implica tomar decisiones difíciles, particularmente sobre instrumentos y propulsores.

Un tema clave es que ambas Voyager, lanzado en 1977, tienen cada vez menos energía disponible para hacer funcionar sus instrumentos científicos y los calentadores que los mantienen calientes en la frialdad del espacio profundo. Los ingenieros han tenido que decidir qué partes reciben energía y qué partes deben apagarse en ambas naves espaciales. Pero esas decisiones deben tomarse antes para la Voyager 2 que para la Voyager 1 porque la Voyager 2 tiene un instrumento científico más que recopila datos y extrae energía que su hermano.

Después de extensas discusiones con el equipo científico, Los gerentes de la misión apagaron recientemente un calentador para el instrumento del subsistema de rayos cósmicos (CRS) en la Voyager 2 como parte del nuevo plan de administración de energía. El instrumento de rayos cósmicos jugó un papel crucial en noviembre pasado al determinar que la Voyager 2 había salido de la heliosfera. la burbuja protectora creada por un flujo constante (o viento) de partículas ionizadas del Sol. Desde entonces, los dos Voyager han estado enviando detalles de cómo nuestra heliosfera interactúa con el viento que fluye en el espacio interestelar, el espacio entre las estrellas.

Los hallazgos de la misión Voyager no solo brindan a la humanidad observaciones de un territorio verdaderamente inexplorado, pero nos ayudan a comprender la naturaleza misma de la energía y la radiación en el espacio, información clave para proteger las misiones y los astronautas de la NASA incluso cuando están más cerca de casa.

Los miembros del equipo de la misión ahora pueden confirmar preliminarmente que el instrumento de rayos cósmicos de la Voyager 2 todavía está devolviendo datos, a pesar de bajar a menos 74 grados Fahrenheit (menos 59 grados Celsius). Esto es más bajo que las temperaturas a las que se probó el CRS hace más de 42 años (hasta menos 49 grados Fahrenheit, o menos 45 grados Celsius). Otro instrumento Voyager también continuó funcionando durante años después de que cayera por debajo de las temperaturas a las que se probó.

"Es increíble que los instrumentos de la Voyager hayan demostrado ser tan resistentes, "dijo Suzanne Dodd, gerente de proyectos de la Voyager, que tiene su base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Estamos orgullosos de que hayan resistido la prueba del tiempo. La larga vida útil de la nave espacial significa que estamos lidiando con escenarios que nunca pensamos que encontraríamos. Continuaremos explorando todas las opciones que tenemos para mantener las Voyager haciendo la mejor ciencia posible ".

La Voyager 2 continúa devolviendo datos de cinco instrumentos a medida que viaja a través del espacio interestelar. Además del instrumento de rayos cósmicos, que detecta partículas de movimiento rápido que pueden originarse en el Sol o en fuentes fuera de nuestro sistema solar, la nave espacial opera dos instrumentos dedicados al estudio del plasma (un gas en el que los átomos se han ionizado y los electrones flotan libremente) y un magnetómetro (que mide los campos magnéticos) para comprender las escasas nubes de material en el espacio interestelar.

Tomando datos de una variedad de direcciones, el instrumento de partículas cargadas de baja energía es particularmente útil para estudiar la transición de la sonda fuera de nuestra heliosfera. Debido a que CRS solo puede mirar en ciertas direcciones fijas, el equipo científico de la Voyager decidió apagar primero el calentador de CRS.

Voyager 1, que cruzó al espacio interestelar en agosto de 2012, continúa recopilando datos de su instrumento de rayos cósmicos, más de un instrumento de plasma, el magnetómetro y el instrumento de partículas cargadas de baja energía.

¿Por qué apagar los calentadores?

Lanzado por separado en 1977, las dos Voyager están ahora a más de 11 mil millones de millas (18 mil millones de kilómetros) del Sol y lejos de su calor. Los ingenieros deben controlar cuidadosamente la temperatura en ambas naves espaciales para mantenerlas en funcionamiento. Por ejemplo, si las líneas de combustible que alimentan los propulsores que mantienen la nave espacial orientada se congelaran, Las antenas de las Voyager podrían dejar de apuntar a la Tierra. Eso evitaría que los ingenieros envíen comandos a la nave espacial o reciban datos científicos. Entonces, las naves espaciales fueron diseñadas para calentarse a sí mismas.

Pero hacer funcionar calentadores e instrumentos requiere energía, que está disminuyendo constantemente en ambos Voyager.

Cada una de las sondas está alimentada por tres generadores termoeléctricos de radioisótopos, o RTG, que producen calor a través de la desintegración natural de los radioisótopos de plutonio-238 y convierten ese calor en energía eléctrica. Debido a que la energía térmica del plutonio en los RTG disminuye y su eficiencia interna disminuye con el tiempo, cada nave espacial produce aproximadamente 4 vatios menos de energía eléctrica cada año. Eso significa que los generadores producen aproximadamente un 40% menos de lo que producían en el lanzamiento hace casi 42 años. limitar el número de sistemas que pueden funcionar en la nave espacial.

El nuevo plan de administración de energía de la misión explora múltiples opciones para lidiar con la disminución del suministro de energía en ambas naves espaciales, incluido el apagado de calentadores de instrumentos adicionales durante los próximos años.

Acelerando los viejos Jet Packs

Otro desafío al que se han enfrentado los ingenieros es gestionar la degradación de algunos de los propulsores de las naves espaciales, que se dispara en diminutos pulsos, o bocanadas, para rotar sutilmente la nave espacial. Esto se convirtió en un problema en 2017, cuando los controladores de la misión notaron que un conjunto de propulsores en la Voyager 1 necesitaba emitir más bocanadas para mantener la antena de la nave apuntando a la Tierra. Para asegurarse de que la nave espacial pueda seguir manteniendo la orientación adecuada, el equipo encendió otro conjunto de propulsores en la Voyager 1 que no se había usado en 37 años.

Los propulsores actuales de la Voyager 2 han comenzado a degradarse, también. Los gerentes de la misión han decidido hacer el mismo interruptor de propulsor en esa sonda este mes. La Voyager 2 utilizó por última vez estos propulsores (conocidos como propulsores de maniobra de corrección de trayectoria) durante su encuentro con Neptuno en 1989.

Muchas millas por recorrer antes de que duerman

El plan de los ingenieros para administrar la energía y las piezas antiguas debería garantizar que las Voyager 1 y 2 puedan continuar recopilando datos del espacio interestelar durante varios años. Los datos de las Voyager continúan proporcionando a los científicos observaciones nunca antes vistas de nuestro límite con el espacio interestelar, complementando el Explorador de límites interestelares de la NASA (IBEX), una misión que detecta remotamente ese límite. La NASA también está preparando la sonda de aceleración y mapeo interestelar (IMAP), previsto para su lanzamiento en 2024, para capitalizar las observaciones de las Voyager.

"Ambas sondas Voyager están explorando regiones nunca antes visitadas, así que cada día es un día de descubrimiento "dijo el científico del proyecto Voyager, Ed Stone, que tiene su sede en Caltech. "La Voyager seguirá sorprendiéndonos con nuevos conocimientos sobre el espacio profundo".