Como as sondas Voyager continuam décadas após seu lançamento

Pasadena, Califórnia (CNN) Quando as sondas Voyager ficaram separadas por semanas em 1977, ninguém esperava que a espaçonave gêmea durasse de quatro a 45 anos e ainda continuasse.

Agora, a equipe da missão está inovando em suas estratégias de fornecimento de energia e instrumentos nas Voyager 1 e 2 para permitir que ambas as sondas continuem coletando dados valiosos enquanto exploram o território interestelar desconhecido.

A Voyager 1 é atualmente quase a espaçonave mais distante da Terra Está a 15 bilhões de milhas (24 bilhões de km) de distância, enquanto a Voyager 2 viajou mais de 12 bilhões de milhas (20 bilhões de km) da Terra. Ambos estão no espaço interestelar e são as únicas espaçonaves a operar fora da heliosfera, a bolha de campos magnéticos e partículas do sol que se estende além da órbita de Plutão.

Como as únicas extensões da humanidade fora da bolha protetora da heliosfera, as duas sondas estão sozinhas mesmo em suas viagens cósmicas enquanto viajam em direções diferentes.

Pense nos planetas do sistema solar como estando em um plano. A trajetória da Voyager 1 a levou para cima e para fora do plano planetário depois de passar por Saturno, disse Susan Dodd, gerente de projeto da Voyager no Jet Propulsion Plane da NASA, enquanto a Voyager 2 passou por cima de Netuno e desceu e saiu do plano planetário. Laboratório em Pasadena, Califórnia.

As informações coletadas por essas sondas de vida longa estão ajudando os cientistas a aprender sobre a forma de cometa da heliosfera e como ela protege a Terra de partículas energéticas e radiação no espaço interestelar.

Os dados valiosos da Voyager 2 estão sendo capturados e devolvidos à Terra por seus cinco instrumentos científicos, enquanto a Voyager 1 ainda possui quatro instrumentos operacionais depois que um deles falhou na missão anterior.

Mas Dodd disse que é preciso muito cuidado e monitoramento para manter os “mais velhos” trabalhando.

“Eu meio que as descrevo como irmãs gêmeas”, disse Dowd à CNN. “Um perdeu a audição e precisa de aparelhos auditivos, e outro perdeu o sentido do tato. Então, eles falham de maneira diferente com o tempo. Mas, no geral, são bastante saudáveis ​​para a idade.”

Instrumentos projetados para observar planetas enquanto a sonda Voyager percorreu o sistema solar na década de 1980 foram desligados para reutilizar a memória para a missão interestelar iniciada em 1990, disse Dodd. a fronteira. em 2018.

Ambas as sondas Voyager dependem de geradores termoelétricos de radioisótopos. Uma fonte de energia nuclear perde 4 watts por ano porque o plutônio do qual depende decai lentamente e seu calor é convertido em eletricidade. Com o tempo, a equipe da Voyager ordenou que as sondas desligassem os aquecedores de instrumentos e outros sistemas não essenciais.

“Mas (a Voyager) também fica muito fria e precisamos manter as linhas de combustível aquecidas o suficiente, cerca de 2 graus Celsius.” (35,6 graus Fahrenheit). Se eles congelarem, podemos perder nossa capacidade de apontar para a Terra. Portanto, é um equilíbrio entre energia e calor e como operamos a espaçonave”, disse Dodd.

equilíbrio delicado

A equipe ficou agradavelmente surpresa com o fato de os instrumentos terem sido recalibrados para se tornar um pouco mais sensíveis na coleta de dados, porque alguns detectores da Voyager funcionam melhor quando estão mais frios.

“Uma maneira de ver isso”, disse Linda Spilker, cientista do projeto Voyager no Laboratório de Propulsão a Jato, “é pensar nas Voyagers como cabines no topo de uma montanha, e está muito frio lá fora. Desligue as luzes internas para economizar sua energia. Você também tem que diminuir o termostato, e com ele ainda funciona muito bem.”

A Voyager 2 começou a usar uma pequena reserva de energia de backup que fazia parte de um mecanismo de segurança, que permitirá à espaçonave desligar outro instrumento científico até 2026, em vez deste ano. O mecanismo de segurança, que protege os instrumentos se o fluxo elétrico na espaçonave mudar drasticamente, contém uma pequena quantidade de energia que atua como um circuito de backup.

Agora, esse poder pode ser usado para manter os instrumentos da Voyager 2 funcionando.

Os sistemas elétricos da espaçonave ainda são bastante estáveis, então a equipe decidiu que era um risco pequeno para a recompensa maior de poder coletar dados científicos. A equipe continuará monitorando o esforço da Voyager 2 e agirá de acordo se houver flutuações.

Se essa estratégia funcionar para a Voyager 2, ela também poderá ser implementada na Voyager 1, onde a equipe terá que considerar o desligamento de outro instrumento científico da espaçonave em 2024.

“Em vez de desligar um instrumento científico, provavelmente desejaríamos fazer algo muito criativo, em termos de engenharia, para obter mais um ano de dados científicos”, disse Dodd. “Ele alimenta a espaçonave de uma forma que nunca foi projetada para alimentar.”

O instrumento Plasma Science na Voyager 2 ainda está operacional, então pode fazer medições diretas da densidade do plasma no espaço interestelar. O plasma espacial consiste em partículas carregadas, cujo movimento é controlado por forças elétricas e magnéticas NASA.

“Imagine-o como um oceano do espaço com ondas, turbulência e atividade constante, e os instrumentos da Voyager podem medir o que está acontecendo”, disse Spilker. “Antes de ir para um novo lugar, você prevê o que acha que pode encontrar quando chegar lá. Com a Voyager, aprendemos a nos surpreender.”

Os cientistas esperavam que a densidade do plasma diminuísse à medida que a Voyager se afastasse do Sol, mas em vez disso aumentou. Spilker disse que as sondas podem medir e ver os choques à medida que se propagam do sol.

Enquanto as Voyager 1 e 2 permanecerem saudáveis, as sondas envelhecidas provavelmente continuarão suas missões recordes nos próximos anos.