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Conquista interestelar: 45 años de las sondas Voyager

Estudian la heliósfera que es una región inexplorada; los datos que envían permiten a los científicos medir el efecto del Sol en el Sistema Solar y ver el espacio fuera de nuestra estrella

By , in ciencia-y-salud , at agosto 29, 2022 Etiquetas: ,

El viento solar y su poderoso campo magnético conforman una especie de burbuja donde se encuentran contenidos los planetas de nuestro Sistema Solar. Esta corriente protectora, formada por protones, electrones y partículas alfa recibe el nombre de heliósfera y se extiende desde el Sol hasta el espacio interestelar. Después de completar exitosamente sus exploraciones planetarias durante alrededor de 40 años, las legendarias sondas Voyager atravesaron esta difusa barrera para continuar su labor como pioneras de la exploración espacial. Su carrera se ha prolongado 45 años y aún les queda historia por delante en una nueva e inexplorada región que ha permitido a los científicos medir el efecto del Sol en el Sistema Solar y ver el espacio fuera del alcance de nuestra estrella.

Para su lanzamiento se aprovechó el impulso gravitacional de una alineación planetaria que ocurre cada 176 años y la NASA decidió apostar el doble por una oportunidad como esta. La Voyager 2 fue la primera en partir al espacio desde Cabo Cañaveral. Se lanzó el 20 de agosto de 1977 y el impulso gravitacional favoreció que pudiera visitar los cuatro planetas más grandes de nuestro Sistema Solar: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Otra de las proezas de su recorrido fue el descubrimiento de 16 lunas con hallazgos que cambiaron la historia de muchas de ellas, como las grietas de hielo detectadas en la capa superior de Europa, la luna de Júpiter.

Por otra parte, la apariencia colorida de Io, el satélite más cercano a Júpiter, fue toda una revelación para los científicos que recibían las imágenes en tierra firme. Antes de que las Voyager demostraran otra cosa, se suponía que todas las lunas serían más o menos parecidas: llenas de cráteres. Estas sondas mostraron una enorme diversidad de paisajes lunares que empezaron a descubrirse precisamente alrededor de los satélites de Júpiter y Saturno.

Los científicos de la NASA siguen recibiendo datos de las sondas a través de la Red del Espacio Profundo (DSN). Actualmente se combinan las observaciones de ambas Voyager con datos de misiones nuevas para obtener una imagen más completa del Sistema Solar y sus fronteras. Nadie imaginaba que las metas planteadas para sus exploraciones serían superadas, empezando por el tiempo de duración de la misión que se pensaba sería de cuatro años y hoy se ha multiplicado por más de 10 y contando. De hecho, científicos como Donald Gurnett, físico de la Universidad de Iowa y uno de los científicos originales del equipo de la Voyager, ha reconocido que durante la gestación del lanzamiento de las sondas gemelas se discutió mucho sobre la posibilidad de que las naves fueran afectadas por el cinturón de asteroides que debían atravesar.

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La Voyager 1 no quedó atrás, fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 y alcanzó su máximo acercamiento a Júpiter en enero de 1979. De marzo a abril de ese año tomó alrededor de 20 mil fotografías, muchas documentaron por primera vez la actividad volcánica fuera de la Tierra. Los únicos volcanes activos que conocíamos en ese momento estaban en la Tierra”, ha dicho el científico Edward Stone, quien ha formado parte del proyecto de las Voyager desde 1972 y para quien ver una luna que tenía 10 veces más actividad volcánica que la Tierra fue realmente impresionante. Las imágenes atestiguaban que el mayor de los volcanes de Io, conocido como Pele, expulsaba exhalaciones 30 veces más altas que el Monte Everest.

Al siguiente año, la Voyager 1 llegó a Saturno, donde recabó datos de su atmósfera y de sus complejas estructuras en su sistema de anillos. Las variaciones de color ayudaron a establecer las primeras pistas de su composición química. Durante esta trayectoria, también recabó importantes datos de Titán, la majestuosa luna de Saturno. Aunque la sonda no tenía instrumentos para penetrar su densa niebla, sus fotos fueron muy útiles, pues mediante un proceso digital generado años después, se encontró un área fundamental del astro, la llamada Xanadu, una región brillante que contrasta con las regiones más oscuras de esta luna situadas a menor elevación. La sonda Cassini (1997-2017) fue la encargada de explorar a mayor detalle la zona que ha resultado ser una meseta compuesta de hielo que se abre paso junto a dunas, colinas y valles esculpidos por a la acción del metano y etano líquidos.

Administradas y operadas por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en el sur de California, las sondas Voyager son las únicas que han explorado el espacio interestelar y siguen mandando datos después de haber rebasado el límite de la heliósfera. Mientras la Voyager 2 realizaba sobrevuelos a Urano y Neptuno, la Voyager 1 se dirigía hacia el límite de la heliósfera. En 2012 salió de ella con interesantes descubrimientos, como que bloquea el 70 % de los rayos cósmicos o partículas energéticas creadas por estrellas en explosión. La Voyager 2 completó sus exploraciones planetarias y también continuó viajando hasta el límite de la heliósfera para salir en 2018.

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Las Voyagers siguen brindando información a los científicos y sus modelos sobre la interacción entre la heliósfera y el entorno interestelar se vuelven más complejos. Astrofísicos como Gary Zank, de la Universidad de Alabama, han escrito sobre las aportaciones de los datos de las Voyager para determinar que nuestro Sol emergió de una región muy caliente e ionizada para entrar en un área parcialmente ionizada de la galaxia. Esta región probablemente se formó a raíz de una (o varias) supernova que explotó al final de su vida y calentó el espacio, arrancando electrones de sus átomos en el proceso.

Aún las Voyagers no entran en el campo magnético interestelar puro, pero su recorrido muestra mayor intensidad: Algo así como la orilla del mar, con toda el agua y las olas arremolinándose y mezclándose”, ha escrito Zank. Cada nave espacial produce cuatro vatios menos de energía eléctrica al año, lo que limita la cantidad de sistemas que la nave puede ejecutar. Ambas naves utilizan un dispositivo que convierte el calor de la descomposición radioactiva del plutonio en electricidad, que ha disminuido en potencia con los años y que hoy sólo permite el funcionamiento de cinco instrumentos a la vez. Es así que en los últimos tres años, la NASA ha apagado los calentadores y otros componentes no esenciales para no agotar las reservas de energía restantes de las naves espaciales y extender sus viajes sin precedentes hasta alrededor de 2030.

La Voyager 1 está actualmente a 23 mil 300 millones de kilómetros de la Tierra, mientras la Voyager 2 está a 19 mil 500 millones de kilómetros. La luz tarda alrededor de 20 horas en recorrer esa diferencia. Significa aproximadamente dos días en enviar un mensaje y obtener respuesta. Las naves ahora están en un entorno de alta radiación en el que ninguna otra sonda había volado antes, por lo que existen nuevos desafíos para el equipo de ingeniería.

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De hecho, el equipo de ingeniería de la Voyager 1 de la NASA está tratando de resolver un misterio: el explorador interestelar está operando normalmente, recibiendo y ejecutando comandos desde la Tierra, junto con la recopilación y devolución de datos científicos; sin embargo, las lecturas del sistema de control y articulación de actitud (AACS) de la sonda parecen no reflejar precisamente lo que realmente está sucediendo a bordo. Los científicos continúan monitoreando la señal de cerca para determinar si los datos no válidos provienen de este sistema o de otro involucrado en la producción y el envío de datos de telemetría.

Para los científicos de la NASA, las sondas gemelas se han convertido, en cierto modo, en cápsulas del tiempo de su época, pues tienen mucha menos memoria que los teléfonos móviles modernos y transmiten datos unas 38 mil veces más lentos que una conexión a Internet 5G; sin embargo, se mantienen a la vanguardia de la exploración espacial.

Su futuro aún es un misterio, pero se espera que en algún momento sean alcanzadas por la misión New Horizons en 2040. Por otra parte, se esperaría que en un futuro aún muy lejano (en unos 300 años) la Voyager 1 alcanzará el borde interior de la Nube de Oort, una capa que contiene fragmentos de hielo que no lograron fusionarse en planetas. Por otro lado, la trayectoria de la Voyager 2 indica que se irá hacia las constelaciones de Sagitario y Andrómeda.

Nadie sabe si finalmente alguien o algo durante su recorrido escuchará el Disco Dorado que viaja en las sondas con música, sonidos de la Tierra y los mensajes en 55 idiomas que se hablaban en algún momento de nuestra humanidad.

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