La misión Voyager fue aprobada oficialmente en mayo de 1972. A través de los esfuerzos dedicados de muchos expertos durante más de tres décadas, los Viajeros han devuelto el conocimiento sobre los planetas exteriores que no habían existido en toda la historia anterior de la astronomía y la ciencia planetaria. Las naves Voyager siguen funcionando como campeones.
No debe sorprender que haya muchos hechos extraordinarios asociados con los diversos aspectos de la misión Voyager. Estas curiosidades se han resumido a continuación en categorías apropiadas. Varios pueden parecer difíciles de creer, pero todos son verdaderos y precisos.
Misión general
El costo total de la misión Voyager desde mayo de 1972 hasta el encuentro Neptune (incluidos los vehículos de lanzamiento, la fuente de energía radiactiva (RTGs) y el soporte de seguimiento DSN) es de 865 millones de dólares. Al principio, esto puede sonar muy caro, pero los fantásticos rendimientos son una ganga cuando colocamos los costos en la perspectiva adecuada. Es importante tener en cuenta que:
- en una base per cápita, esto es solo 8 centavos por EE. residente por año, o aproximadamente la mitad del costo de una barra de caramelo cada año desde el inicio del proyecto.el costo total de la Voyager es una fracción del interés diario de la deuda nacional de los Estados Unidos.
- Se dedicaron un total de 11.000 años de trabajo al proyecto Voyager a través del encuentro con Neptuno. Esto equivale a un tercio de la cantidad de esfuerzo estimado para completar la gran pirámide de Giza hasta el rey Keops.
Un total de cinco billones de bits de datos científicos habían sido devueltos a la Tierra por ambas naves espaciales Voyager al finalizar el encuentro con Neptuno. Esto representa suficientes bits para llenar más de siete mil CD de música.
La sensibilidad de nuestras antenas de rastreo de espacio profundo ubicadas en todo el mundo es realmente increíble. Las antenas deben capturar información de la Voyager de una señal tan débil que la potencia que golpea la antena es de solo 10 exponentes -16 vatios (1 parte en 10 cuatrillones). Un reloj digital electrónico de hoy en día funciona a un nivel de potencia 20 mil millones de veces mayor que este nivel débil.
Nave espacial Voyager
Cada nave espacial Voyager consta de 65.000 partes individuales. Muchas de estas piezas tienen un gran número de piezas más pequeñas «equivalentes», como transistores. Una sola memoria de computadora contiene más de un millón de partes electrónicas equivalentes, y cada nave espacial contiene alrededor de cinco millones de partes equivalentes. Dado que un televisor a color contiene aproximadamente 2500 partes equivalentes, cada Voyager tiene la complejidad de circuito electrónico equivalente a unos 2000 televisores a color.
Al igual que la computadora HAL a bordo de la nave Discovery de la famosa historia de ciencia ficción 2001: Una Odisea Espacial, cada Voyager está equipado con programación informática para la protección autónoma de fallas. El sistema Voyager es uno de los más sofisticados jamás diseñados para una sonda espacial profunda. Hay siete rutinas de protección de fallas de primer nivel, cada una capaz de cubrir una multitud de posibles fallas. La nave espacial puede colocarse en un estado seguro en cuestión de segundos o minutos, una habilidad que es crítica para su supervivencia cuando los tiempos de comunicación de ida y vuelta para la Tierra se extienden a varias horas a medida que la nave espacial viaja al remoto sistema solar exterior.
Ambos viajeros fueron diseñados y protegidos específicamente para soportar la gran dosis de radiación durante el giro de Júpiter. Esto se logró seleccionando piezas endurecidas por radiación y protegiendo piezas muy sensibles. Un pasajero humano desprotegido a bordo del Voyager 1 durante su encuentro con Júpiter habría recibido una dosis de radiación igual a mil veces el nivel letal.
La nave espacial Voyager puede apuntar sus instrumentos científicos a la plataforma de exploración con una precisión superior a una décima parte de grado. Esto es comparable a los bolos huelga tras huelga ad infinitum, asumiendo que debes golpear dentro de una pulgada del bolsillo de huelga cada vez. Tal precisión es necesaria para centrar correctamente la imagen de ángulo estrecho cuyo campo de visión cuadrado sería equivalente al ancho de un boliche.
Para evitar manchas en las imágenes de televisión de la Voyager, las velocidades angulares de las naves espaciales deben ser extremadamente pequeñas para mantener las cámaras lo más estables posible durante el tiempo de exposición. Cada nave espacial es tan estable que las velocidades angulares son típicamente 15 veces más lentas que el movimiento de la manecilla de las horas de un reloj. Pero incluso esto no era lo suficientemente estable en Neptuno, donde los niveles de luz son 900 veces más débiles que los de la Tierra. Los ingenieros de naves espaciales idearon formas de hacer que la Voyager sea 30 veces más estable que la aguja de las horas de un reloj.
La electrónica y los calentadores a bordo de cada nave espacial Voyager de casi una tonelada pueden operar con solo 400 vatios de potencia, o aproximadamente un cuarto de la utilizada por una casa residencial promedio en el oeste de los Estados Unidos.
Un conjunto de pequeños propulsores proporciona a la Voyager la capacidad de control de actitud y corrección de trayectoria. Cada uno de estos pequeños conjuntos tiene un empuje de solo tres onzas. En ausencia de fricción, en una carretera nivelada, tardaría casi seis horas en acelerar un automóvil grande hasta una velocidad de 48 km/h (30 mph) utilizando uno de los propulsores.
La plataforma de exploración Voyager se puede mover alrededor de dos ejes de rotación. Un motor del tamaño de un pulgar en el conjunto de transmisión del tren de engranajes (que gira 9000 revoluciones por cada revolución de la plataforma de escaneo) habrá girado cinco millones de revoluciones desde el lanzamiento hasta el encuentro de Neptuno. Esto es equivalente al número de revoluciones del cigüeñal de un automóvil durante un viaje de 2725 km (1700 millas), aproximadamente la distancia de Boston,Ma a Dallas,TX.
Los giroscopios Voyager pueden detectar el movimiento angular de la nave espacial tan solo una diezmilésima de grado. El movimiento aparente del Sol en nuestro cielo se mueve más de 40 veces esa cantidad en solo un segundo.
La grabadora a bordo de cada Voyager ha sido diseñada para grabar y reproducir una gran cantidad de datos científicos. El cabezal de la cinta no debe comenzar a desgastarse hasta que la cinta se haya movido hacia adelante y hacia atrás a través de una distancia comparable a la de los Estados Unidos. Imagine reproducir un casete de video de dos horas en su videograbadora doméstica una vez al día durante los próximos 33 años, sin fallas.
Los magnetómetros Voyager están montados en un brazo de fibra de vidrio frágil y delgado que se desplegó desde una lata de dos pies de largo poco después de que la nave espacial abandonara la Tierra. Después del boom telescopado y girar fuera de la pacojet a una extensión de casi 13 metros (43 pies), las orientaciones de la magnetómetro sensores fueron controlados con una precisión mejor que el de los dos grados.
Navegación
Cada Voyager utilizó el enorme campo de gravedad de Júpiter para ser lanzado a Saturno, experimentando un aumento de velocidad relativa al Sol de aproximadamente 35.700 mph. Como la energía total dentro del sistema solar debe conservarse, Júpiter se ralentizó inicialmente en su órbita solar, pero solo un pie por billón de años. Para completar su vuelo de Grand Tour a Neptuno, la Voyager 2 necesitó pasar por Saturno y Urano con ayuda de la gravedad adicional, reduciendo el tiempo de viaje en casi veinte años en comparación con la ruta Tierra-Neptuno sin asistencia.
La precisión de entrega del Voyager en Neptuno de 100 km (62 millas), dividida por la distancia de viaje o la longitud de arco recorrida de 7,128,603,456 km (4,429,508,700 millas), es equivalente a la hazaña de hundir un putt de golf de 3630 km (2260 millas), suponiendo que el golfista puede hacer algunos ajustes finos ilegales mientras la pelota rueda a través de este verde increíblemente largo.
La eficiencia de combustible del Voyager (en términos de mpg) es bastante impresionante. A pesar de que la mayor parte del peso de 700 toneladas del vehículo de lanzamiento se debe al combustible para cohetes, la gran distancia de viaje del Voyager 2 de 7,1 mil millones de km (4,4 mil millones de millas) desde el lanzamiento hasta Neptuno resultó en una economía de combustible de aproximadamente 13,000 km por litro (30,000 millas por galón). A medida que el Voyager 2 pasaba por Neptuno y las costas fuera del sistema solar, ¡esta economía de combustible se puso cada vez mejor!
Ciencia
La resolución de las cámaras de televisión de ángulo estrecho Voyager es lo suficientemente nítida como para leer un titular de periódico a una distancia de 1 km (0.62 millas).
Pelé, el mayor de los volcanes vistos en Io, la luna de Júpiter, está arrojando productos de azufre y dióxido de azufre a alturas 30 veces superiores a las del Monte Everest, y la zona de lluvia radiactiva cubre un área del tamaño de Francia. La erupción del Monte Santa Elena no fue más que un pequeño contratiempo en comparación (es cierto que la gravedad a nivel de superficie de Io es unas seis veces más débil que la de la Tierra).
La superficie lisa de hielo de agua de Europa, la luna de Júpiter, puede ocultar un océano debajo, pero algunos científicos creen que los océanos pasados se han convertido en hielo o aguanieve. En 2010: Odisea Dos, Arthur C. Clarke envuelve su historia en torno a la posibilidad de que la vida se desarrolle dentro de los océanos de Europa.
Los anillos de Saturno aparecieron a los Viajeros como un collar deslumbrante de 10.000 hilos. Trillones de partículas de hielo y bergs del tamaño de un coche corren a lo largo de cada una de las pistas de millones de kilómetros de largo, con el flujo de tráfico orquestado por los remolcadores gravitacionales combinados de Saturno, un séquito de lunas y lunas, e incluso partículas de anillo cercanas. Los anillos de Saturno son tan delgados en proporción a sus 171.000 km (106.000 millas) de ancho que, si se construyera un modelo a gran escala con el grosor de un disco fonográfico, el modelo tendría que medir cuatro millas desde su borde interior hasta su borde exterior. Un intrincado tapiz de patrones de partículas en anillo es creado por muchas interacciones dinámicas complejas que han generado nuevas teorías de movimiento de ondas y partículas.
La luna más grande de Saturno, Titán, fue vista como un mundo extraño con su densa atmósfera y variedad de hidrocarburos que caen lentamente sobre los mares de etano y metano. Para algunos científicos, Titán, con su atmósfera principalmente de nitrógeno, parecía una pequeña Tierra cuya evolución se había detenido hace mucho tiempo por la llegada de su edad de hielo, tal vez congelando algunas reliquias orgánicas debajo de su superficie actual.
Los anillos de Urano son tan oscuros que el desafío de la Voyager de tomar sus fotos fue comparable a la tarea de fotografiar una pila de briquetas de carbón al pie de un árbol de Navidad, iluminadas solo por una bombilla de 1 vatio en la parte superior del árbol, utilizando una película ASA-64. Y los niveles de luz de Neptuno serán menos de la mitad de los de Urano.
El futuro
A través de los siglos, los astrónomos han discutido sin ponerse de acuerdo sobre dónde termina el sistema solar. Una opinión es que el límite es donde la gravedad del Sol ya no domina, un punto más allá de los planetas y más allá de la Nube de Oort. Este límite está aproximadamente a mitad de camino de la estrella más cercana, Próxima Centauri. Viajando a velocidades de más de 35,000 millas por hora, los Viajeros tardarán casi 40,000 años, y habrán viajado una distancia de aproximadamente dos años luz para alcanzar este límite bastante indistinto.
Pero hay una frontera más definitiva e inequívoca, a la que los Viajeros se acercarán y atravesarán. Esta es la heliopausa, que es el área límite entre el viento solar y el interestelar. Cuando el Voyager 1 cruce el choque de terminación del viento solar, habrá entrado en la heliosha, la región turbulenta que conduce a la heliopausa. Cuando los Viajeros crucen la heliopausa, esperemos que mientras la nave espacial todavía pueda enviar datos científicos a la Tierra, estarán en el espacio interestelar a pesar de que todavía estarán muy lejos del «borde del sistema solar». Una vez que la Voyager esté en el espacio interestelar, se sumergirá en materia proveniente de explosiones de estrellas cercanas. Así que, en cierto sentido, uno podría considerar la heliopausa como la frontera final.
Salvo fallos graves del subsistema de la nave espacial, los Viajeros pueden sobrevivir hasta principios del siglo XXI (~ 2025), cuando la disminución de la potencia y los niveles de hidracina impedirán una mayor operación. ¡Si no fuera por estos consumibles cada vez más escasos y la posibilidad de perder el bloqueo en el tenue Sol, nuestras antenas de seguimiento podrían continuar «hablando» con los Viajeros durante otro siglo o dos!