Para "hablar" con la distante nave espacial Voyager, La NASA tuvo que dar un salto en la tecnología de las comunicaciones espaciales. En la imagen de arriba, un plato de antena de 64 metros de ancho en Goldstone, Calif. Se amplía a 70 metros. Crédito:NASA / JPL-Caltech
A medida que la nave espacial gemela Voyager de la NASA estaba cambiando nuestra comprensión del sistema solar, también impulsaron un salto en las comunicaciones de las naves espaciales.
El impacto de la misión aún es visible en el desierto de Mojave de California. Allí, en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone de la NASA, los arcos de antenas se asoman sobre las escarpadas colinas. Goldstone fue el primer lugar donde las dos Voyager comenzaron a cambiar el paisaje. Cuanto más viajaban, cuanto más grandes debían ser estos platos para poder enviar y recibir las ondas de radio necesarias para rastrear y comunicarse con las sondas.
A partir de la década de 1970, los equipos de construcción construyeron platos nuevos y ampliaron los viejos. Estos platos ahora se elevan sobre el desierto:el más grande tiene 70 metros de diámetro, un verdadero coloso. Sus hermanos menores miden 112 pies (34 metros) de diámetro, más de dos autobuses escolares en sus puntos más anchos. Los platos tenían que crecer desde sus 210 pies (64 metros) y 85 pies (26 metros) originales, respectivamente.
Los tamaños de plato expandidos se reflejaron en otros sitios de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA, ubicado en Madrid, España, y Canberra, Australia. El DSN es administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, bajo la dirección del Programa de Navegación y Comunicación Espacial (SCaN) de la agencia.
La misión Voyager ayudó a impulsar esta evolución. Hoy dia, las Voyager están a más de 10 mil millones de millas de la Tierra, y la Voyager 1 ha pasado la heliosfera, la burbuja que contiene el Sol, los planetas y el viento solar. Las vastas distancias entre las sondas y la Tierra han requerido "oídos" más grandes y mejores para escuchar sus señales cada vez más débiles.
"En un sentido, Voyager y DSN crecieron juntos, "dijo Suzanne Dodd de JPL, director de la Dirección de Redes Interplanetarias y gerente de proyectos de la Voyager desde 2010. "La misión fue un campo de pruebas para nuevas tecnologías, tanto en el espacio profundo como en la Tierra ".
La DSN se fundó formalmente en 1963, con hardware y personal que coincidían con las primeras necesidades de la NASA. Las misiones Apolo; la exploración de Marte del programa Viking; las sondas Pioneer y Mariner:todas ellas dependían de las antenas de radio de la DSN.
Pero a finales de la década de 1970, la red estaba experimentando una serie de cambios rápidos. Además de ampliar el tamaño de los platos, La NASA también estaba explorando el concepto de arreglos de antenas, dijo Marie Massey, Gerente comercial de Goldstone. Al apuntar múltiples antenas hacia la nave espacial Voyager, los operadores podrían aumentar su señal, dándoles la fuerza de una antena gigante.
"El DSN demostró el concepto, "dijo Massey, quien comenzó a trabajar como operador de estación Goldstone en 1978.
También se llevaron a cabo arrays en los otros sitios de DSN en Madrid y Canberra. Se necesitarían varias antenas en cada uno de los sitios del DSN para recopilar las imágenes de Urano de la Voyager 2 en 1986 y crear la primera matriz para un encuentro planetario en las comunicaciones del espacio profundo.
Tres años despues, La Voyager 2 se encontró con Neptuno, lo que requirió más cambios. La señal fue tan débil que las matrices utilizadas en 1986 no fueron suficientes. La NASA completó las expansiones de los platos de 230 pies del DSN justo antes del sobrevuelo, agregando un impulso de señal adicional.
La agencia también contó con la ayuda de antenas que no son DSN. El Observatorio Nacional de Radioastronomía ofreció su Very Large Antenna en Nuevo México; El Observatorio Parkes de Australia y el Centro Espacial Profundo Usuda de Japón también prestaron sus oídos a la ciencia de la Voyager.
"Hoy dia, las agencias espaciales piden prestado antenas de forma rutinaria para ayudarse entre sí, algo que comenzó con la Voyager, "dijo Leslie Deutsch de JPL, subdirector de la Dirección de Redes Interplanetarias. Deutsch ayudó a investigar cómo realizar las primeras matrices de la NASA y cómo incorporar las antenas que no son DSN en ese trabajo.
Las matrices que utilizan estas antenas masivas siguen siendo vitales para las señales distantes de la misión Voyager. El transmisor de cada uno de los Voyager es lo suficientemente fuerte como para alimentar una bombilla de luz de refrigerador común. Para cuando esas señales lleguen a la Tierra, son una décima parte de una mil millonésima billonésima parte de un vatio.
Hubo otros cambios en el DSN, también. Un sistema de telemetría diseñado por JPL alteraría la forma en que se transmiten los datos. Los Voyager fueron la primera nave espacial en utilizar el código de corrección de errores Reed-Solomon, lo que aumentó su velocidad de datos.
Todo esto facilitó que las Voyager hicieran nuevos descubrimientos y enviaran imágenes icónicas como "el retrato familiar". Pero también significaron que el DSN en sí mismo estaba cambiando:estaba evolucionando para una nueva era espacial, uno en el que la exploración era rica y frecuente.
"Hemos pasado de una misión planetaria primaria a investigar muchas ubicaciones en nuestro sistema solar al mismo tiempo, "Dijo Dodd.