La Voyager 1 es una sonda espacial lanzada por la NASA el 5 de septiembre de 1977 como parte del programa Voyager para estudiar el Sistema Solar exteriory el espacio interestelar más allá de la heliosfera del Sol. Lanzada 16 días después de su gemela, la Voyager 2 , la Voyager 1 ha operado durante 43 años, 9 meses y 5 días a partir del 10 de junio de 2021 UTC [ actualización ] y aún se comunica con Deep Space Network para recibir comandos de rutina y transmitir datos a Tierra. LaNASA y el JPLproporcionan datos en tiempo real de distancia y velocidad [3] . A una distancia de 152,2 AU (22,8 mil millones de km ; 14.1 mil millones de millas ) de la Tierra al 31 de mayo de 2021, [4] es el objeto creado por el hombre más distante de la Tierra. [5]
 Modelo del diseño de la nave espacial Voyager | |
| Tipo de misión | Exploración del medio planetario exterior, heliosfera e interestelar |
|---|---|
| Operador | NASA / Laboratorio de propulsión a chorro |
| ID COSPAR | 1977-084A [1] |
| SATCAT no. | 10321 [2] |
| Sitio web | voyager |
| Duración de la misión |
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| Propiedades de la nave espacial | |
| Tipo de nave espacial | Marinero Júpiter-Saturno |
| Fabricante | Laboratorio de propulsión a chorro |
| Masa de lanzamiento | 825,5 kg (1.820 libras) |
| Energía | 470 vatios (en el lanzamiento) |
| Inicio de la misión | |
| Fecha de lanzamiento | 5 de septiembre de 1977, 12:56:00 UTC |
| Cohete | Titán IIIE |
| Sitio de lanzamiento | Complejo de lanzamiento de Cabo Cañaveral 41 |
| Sobrevuelo de Júpiter | |
| Acercamiento más cercano | 5 de marzo de 1979 |
| Distancia | 349.000 km (217.000 millas) |
| Sobrevuelo de Saturno | |
| Acercamiento más cercano | 12 de noviembre de 1980 |
| Distancia | 124.000 km (77.000 millas) |
| Sobrevuelo de Titán (estudio de la atmósfera) | |
| Acercamiento más cercano | 12 de noviembre de 1980 |
| Distancia | 6.490 km (4.030 millas) |
La parcela 1 se ve desde el polo norte de la eclíptica , a escala; las parcelas 2 a 4 son proyecciones de tercer ángulo a una escala del 20%.
En el archivo SVG, coloque el cursor sobre una trayectoria u órbita para resaltarla y sus lanzamientos y sobrevuelos asociados.
La sonda realizó con éxito sobrevuelos de Júpiter , Saturno y la luna más grande de Saturno , Titán . La NASA tuvo la opción de hacer un sobrevuelo de Plutón o Titán, y la exploración de la luna tuvo prioridad porque se sabía que tenía una atmósfera sustancial. [6] [7] [8] La Voyager 1 estudió el clima, los campos magnéticos y los anillos de los dos planetas, y fue la primera sonda en proporcionar imágenes detalladas de sus lunas.
Como parte del programa Voyager , y al igual que su nave hermana Voyager 2 , la misión extendida de la nave espacial es localizar y estudiar las regiones y límites de la heliosfera exterior , y comenzar a explorar el medio interestelar . La Voyager 1 cruzó la heliopausa y entró en el espacio interestelar el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en la primera nave espacial en hacerlo. [9] [10] Dos años más tarde, la Voyager 1 comenzó a experimentar una tercera "ola tsunami" de eyecciones de masa coronal del Sol , que continuó al menos hasta el 15 de diciembre de 2014, lo que confirma que la sonda se encuentra en el espacio interestelar. [11]
En un testimonio más de la robustez de la Voyager 1 , el equipo de la Voyager probó los propulsores de la maniobra de corrección de trayectoria (TCM) de la nave espacial a finales de 2017 (la primera vez que se activaron estos propulsores desde 1980), un proyecto que permitió ampliar la misión en dos a tres años. [12] Voyager 1 ' se espera s misión extendida para continuar hasta alrededor de 2025, cuando sus generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) ya no suministrar suficiente energía eléctrica para operar sus instrumentos científicos. [13]
Antecedentes de la misión
Historia
En la década de 1960, se propuso un Gran Tour para estudiar los planetas exteriores, lo que llevó a la NASA a comenzar a trabajar en una misión a principios de la década de 1970. [14] La información recopilada por la nave espacial Pioneer 10 ayudó a los ingenieros de la Voyager a diseñar la Voyager para hacer frente de manera más eficaz al entorno de intensa radiación alrededor de Júpiter. [15] Sin embargo, poco antes del lanzamiento, se aplicaron tiras de papel de aluminio apto para cocina a ciertos cables para mejorar aún más el blindaje contra la radiación. [dieciséis]
Inicialmente, la Voyager 1 se planeó como " Mariner 11 " del programa Mariner . Debido a los recortes presupuestarios, la misión se redujo para ser un sobrevuelo de Júpiter y Saturno y se renombró como sondas Mariner Júpiter-Saturno. A medida que avanzaba el programa, el nombre se cambió más tarde a Voyager, ya que los diseños de la sonda comenzaron a diferir mucho de las misiones Mariner anteriores. [17]
Componentes de la nave espacial
La Voyager 1 fue construida por el Jet Propulsion Laboratory . [18] [19] [20] Tiene 16 propulsores de hidracina , giroscopios de estabilización de tres ejes e instrumentos de referencia para mantener la antena de radio de la sonda apuntando hacia la Tierra. En conjunto, estos instrumentos son parte del Subsistema de Control de Actitud y Articulación (AACS), junto con unidades redundantes de la mayoría de los instrumentos y 8 propulsores de respaldo. La nave espacial también incluyó 11 instrumentos científicos para estudiar objetos celestes, como planetas, mientras viaja por el espacio. [21]
Sistema de comunicación
El sistema de comunicación por radio de la Voyager 1 fue diseñado para usarse hasta y más allá de los límites del Sistema Solar . El sistema de comunicación incluye una antena Cassegrain de alta ganancia de 3,7 metros (12 pies) de diámetro para enviar y recibir ondas de radio a través de las tres estaciones de la Red de Espacio Profundo en la Tierra. [22] La nave normalmente transmite datos a la Tierra a través del Canal 18 de la Red del Espacio Profundo, utilizando una frecuencia de 2,3 GHz o 8,4 GHz, mientras que las señales de la Tierra a la Voyager se transmiten a 2,1 GHz. [23]
Cuando la Voyager 1 no puede comunicarse directamente con la Tierra, su grabadora de cinta digital (DTR) puede grabar alrededor de 67 megabytes de datos para transmitirlos en otro momento. [24] Las señales de la Voyager 1 tardan más de 20 horas en llegar a la Tierra. [4]
Energía
La Voyager 1 tiene tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) montados en un brazo. Cada MHW-RTG contiene 24 esferas de óxido de plutonio-238 prensadas . [25] Los RTG generaron alrededor de 470 W de energía eléctrica en el momento del lanzamiento, y el resto se disipó como calor residual. [26] La potencia de salida de los RTG disminuye con el tiempo debido a la vida media de 87,7 años del combustible y la degradación de los termopares, pero los RTG de la nave continuarán respaldando algunas de sus operaciones hasta 2025. [21] [25 ]
Diagrama del contenedor de combustible RTG, que muestra las esferas de óxido de plutonio-238
Diagrama de la carcasa RTG, que muestra los termopares de silicio - germanio que producen energía
Modelo de una unidad RTG
Al 10 de junio de 2021, la Voyager 1 tiene el 70,76% del plutonio-238 que tenía en el lanzamiento. Para 2050, le quedará un 56,5%, demasiado poco para seguir funcionando.
Ordenadores
A diferencia de los otros instrumentos a bordo, el funcionamiento de las cámaras de luz visible no es autónomo, sino que está controlado por una tabla de parámetros de imagen contenida en una de las computadoras digitales a bordo , el Subsistema de Datos de Vuelo (FDS). Desde la década de 1990, la mayoría de las sondas espaciales están equipadas con cámaras completamente autónomas . [27]
El subsistema de comando de computadora (CCS) controla las cámaras. El CCS contiene programas informáticos fijos, como decodificación de comandos, rutinas de detección y corrección de fallas, rutinas de señalización de antenas y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se usó en los orbitadores vikingos de la década de 1970 . [28]
El Subsistema de Control de Actitud y Articulación (AACS) controla la orientación de la nave espacial (su actitud ). Mantiene la antena de alta ganancia apuntando hacia la Tierra , controla los cambios de actitud y apunta la plataforma de exploración. Los sistemas AACS personalizados en ambos Voyager son los mismos. [29] [30]
Instrumentos cientificos
| Nombre del instrumento | Abr. | Descripción | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Imaging Science System (deshabilitado) | (ISS) | Se utilizó un sistema de dos cámaras (ángulo estrecho / gran angular) para proporcionar imágenes de Júpiter, Saturno y otros objetos a lo largo de la trayectoria. Más
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| Radio Science System (deshabilitado) | (RSS) | Utilizó el sistema de telecomunicaciones de la nave espacial Voyager para determinar las propiedades físicas de los planetas y satélites (ionosferas, atmósferas, masas, campos de gravedad, densidades) y la cantidad y distribución de tamaño del material en los anillos de Saturno y las dimensiones de los anillos. Más
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| Espectrómetro de interferómetro infrarrojo (desactivado) | (IRIS) | Investiga el balance energético global y local y la composición atmosférica. Los perfiles de temperatura verticales también se obtienen de los planetas y satélites, así como la composición, las propiedades térmicas y el tamaño de las partículas en los anillos de Saturno . Más
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| Espectrómetro ultravioleta (desactivado) | (UVS) | Diseñado para medir las propiedades atmosféricas y medir la radiación. Más
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| Magnetómetro de compuerta de flujo triaxial (activo) | (REVISTA) | Diseñado para investigar los campos magnéticos de Júpiter y Saturno, la interacción del viento solar con las magnetosferas de estos planetas y el campo magnético del espacio interplanetario hasta el límite entre el viento solar y el campo magnético del espacio interestelar . Más
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| Espectrómetro de plasma (defectuoso) | (PLS) | Investiga las propiedades microscópicas de los iones del plasma y mide los electrones en el rango de energía de 5 eV a 1 keV. Más
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| Instrumento de partículas cargadas de baja energía (activo) | (LECP) | Mide el diferencial en los flujos de energía y las distribuciones angulares de iones, electrones y el diferencial en la composición de iones de energía. Más
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| Sistema de rayos cósmicos (activo) | (CRS) | Determina el origen y el proceso de aceleración, la historia de vida y la contribución dinámica de los rayos cósmicos interestelares, la nucleosíntesis de elementos en las fuentes de rayos cósmicos, el comportamiento de los rayos cósmicos en el medio interplanetario y el entorno de partículas energéticas planetarias atrapadas. Más
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| Investigación de radioastronomía planetaria (deshabilitado) | (PRA) | Utiliza un receptor de radio de frecuencia de barrido para estudiar las señales de emisión de radio de Júpiter y Saturno. Más
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| Sistema de fotopolarímetro (defectuoso) | (PPS) | Utilizó un telescopio con polarizador para recopilar información sobre la textura de la superficie y la composición de Júpiter y Saturno e información sobre las propiedades de dispersión atmosférica y la densidad de ambos planetas. Más
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| Subsistema de ondas de plasma (activo) | (PWS) | Proporciona mediciones continuas, independientes de la vaina, de los perfiles de densidad de electrones en Júpiter y Saturno, así como información básica sobre la interacción onda-partícula local, útil para estudiar las magnetosferas. Más
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Para obtener más detalles sobre los paquetes de instrumentos idénticos de las sondas espaciales Voyager, consulte el artículo separado sobre el Programa Voyager general .
Voyager 1 en una cámara de simulador espacial
El disco chapado en oro se adjunta a la Voyager 1
Edward C. Stone , ex director del JPL de la NASA , de pie frente a un modelo de nave espacial Voyager
Ubicación de los instrumentos científicos indicados en un diagrama.
Medios relacionados con la nave espacial Voyager en Wikimedia Commons Perfil de la misión
Cronología del viaje
 Voyager 1 ' s trayectoria visto desde la Tierra, divergiendo de la eclíptica en 1981 en Saturno y ahora de cara a la constelación Ophiuchus |
| Fecha | Evento | ||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1977-09-05 | Nave espacial lanzada a las 12:56:00 UTC. | ||||||||||||||||||||||
| 1977-12-10 | Entró en el cinturón de asteroides . | ||||||||||||||||||||||
| 1977-12-19 | La Voyager 1 supera a la Voyager 2 . ( ver diagrama ) | ||||||||||||||||||||||
| 1978-09-08 | Cinturón de asteroides salido. | ||||||||||||||||||||||
| 1979-01-06 | Inicie la fase de observación de Júpiter.
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| 1980-08-22 | Inicie la fase de observación de Saturno.
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| 1980-11-14 | Comience la misión extendida. |
| Misión extendida | |
|---|---|
| 14/02/1990 | Imágenes finales del programa Voyager adquiridas por Voyager 1 para crear el retrato familiar del sistema solar . |
| 1998-02-17 | La Voyager 1 supera a la Pioneer 10 como la nave espacial más distante del Sol , a 69.419 AU. La Voyager 1 se aleja del Sol a más de 1 UA por año más rápido que la Pioneer 10 . |
| 2004-12-17 | Pasó el choque de terminación a 94 AU y entró en la heliovaina . |
| 2007-02-02 | Operaciones del subsistema de plasma terminadas. |
| 2007-04-11 | Calentador de subsistema de plasma terminado. |
| 2008-01-16 | Operaciones de experimentos de radioastronomía planetaria terminados. |
| 2012-08-25 | Cruzó la heliopausa a 121 AU y entró en el espacio interestelar . |
| 2014-07-07 | La sonda de confirmación adicional está en el espacio interestelar . |
| 2016-04-19 | Operaciones del espectrómetro ultravioleta terminadas. |
| 2017-11-28 | Los propulsores de "maniobra de corrección de trayectoria" (TCM) se prueban en su primer uso desde noviembre de 1980. [33] |
Lanzamiento y trayectoria
Voyager 1 · Tierra · Júpiter · Saturno · sol
Voyager 1 · Júpiter · Io · Europa · Ganimedes · Calisto
La sonda Voyager 1 fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde el Complejo de Lanzamiento 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , a bordo de un vehículo de lanzamiento Titan IIIE . La sonda Voyager 2 había sido lanzada dos semanas antes, el 20 de agosto de 1977. A pesar de haber sido lanzada más tarde, la Voyager 1 llegó antes tanto a Júpiter [34] como a Saturno, siguiendo una trayectoria más corta. [35]
La órbita inicial de la Voyager 1 tenía un afelio de 8,9 AU, un poco menos que la órbita de Saturno de 9,5 AU. Voyager 2 ' órbita inicial s tenía un afelio de 6,2 UA, muy por debajo de la órbita de Saturno. [36]
Sobrevuelo de Júpiter
La Voyager 1 comenzó a fotografiar Júpiter en enero de 1979. Su aproximación más cercana a Júpiter fue el 5 de marzo de 1979, a una distancia de unos 349.000 kilómetros (217.000 millas) del centro del planeta. [34] Debido a la mayor resolución fotográfica permitida por un acercamiento más cercano, la mayoría de las observaciones de las lunas, anillos, campos magnéticos y el entorno del cinturón de radiación del sistema joviano se realizaron durante el período de 48 horas que marcaba el acercamiento más cercano. La Voyager 1 terminó de fotografiar el sistema joviano en abril de 1979. [37]
El descubrimiento de actividad volcánica en curso en la luna Io fue probablemente la mayor sorpresa. Era la primera vez que se veían volcanes activos en otro cuerpo del Sistema Solar . Parece que la actividad en Io afecta a todo el sistema joviano . Io parece ser la fuente principal de materia que impregna la magnetosfera joviana, la región del espacio que rodea al planeta influenciada por el fuerte campo magnético del planeta . En el borde exterior de la magnetosfera de Júpiter se detectaron azufre , oxígeno y sodio , aparentemente erupcionados por los volcanes de Io y escupidos en la superficie por el impacto de partículas de alta energía . [34]
Las dos sondas espaciales Voyager hicieron una serie de descubrimientos importantes sobre Júpiter, sus satélites, sus cinturones de radiación y sus anillos planetarios nunca antes vistos .
- "> Reproducir medios
Película de la Voyager 1 time-lapse de la aproximación a Júpiter ( video de tamaño completo )
La Gran Mancha Roja de Júpiter , una tormenta anticiclónica más grande que la Tierra, vista desde la Voyager 1
Vista de los flujos de lava ricos en azufre que irradian desde el volcán Ra Patera en Io
La columna de erupción del volcán Loki se eleva 160 km (100 millas) sobre el limbo de Io
La cara alineada pero sin cráteres de Europa , evidencia de la geología actualmente activa, a una distancia de 2.8 millones de km.
La superficie de Ganímedes interrumpida tectónicamente, marcada con sitios de impacto brillantes, desde 253.000 km.
Medios relacionados con el encuentro de la Voyager 1 con Júpiter en Wikimedia Commons Sobrevuelo de Saturno
Las trayectorias de asistencia gravitacional en Júpiter fueron realizadas con éxito por ambas Voyager, y las dos naves espaciales visitaron Saturno y su sistema de lunas y anillos. La Voyager 1 encontró Saturno en noviembre de 1980, con la aproximación más cercana el 12 de noviembre de 1980, cuando la sonda espacial se acercó a 124.000 kilómetros (77.000 millas) de las cimas de las nubes de Saturno. Las cámaras de la sonda espacial detectaron estructuras complejas en los anillos de Saturno y sus instrumentos de teledetección estudiaron las atmósferas de Saturno y su luna gigante Titán . [38]
La Voyager 1 descubrió que alrededor del siete por ciento del volumen de la atmósfera superior de Saturno es helio (en comparación con el 11 por ciento de la atmósfera de Júpiter), mientras que casi todo el resto es hidrógeno . Dado que se esperaba que la abundancia interna de helio de Saturno fuera la misma que la de Júpiter y el Sol, la menor abundancia de helio en la atmósfera superior puede implicar que el helio más pesado puede estar hundiéndose lentamente a través del hidrógeno de Saturno; eso podría explicar el exceso de calor que irradia Saturno sobre la energía que recibe del Sol. Los vientos soplan a gran velocidad en Saturno . Cerca del ecuador, las Voyager midieron vientos de unos 500 m / s (1.100 mph ). El viento sopla principalmente en dirección este. [35]
El Voyager encontró aurora -como ultravioleta emisiones de hidrógeno en latitudes medias en la atmósfera, y auroras en latitudes polares (por encima de 65 grados). La actividad auroral de alto nivel puede conducir a la formación de moléculas complejas de hidrocarburos que se transportan hacia el ecuador . Las auroras de latitudes medias, que ocurren solo en regiones iluminadas por el sol, siguen siendo un enigma, ya que el bombardeo de electrones e iones, que se sabe que causan auroras en la Tierra, ocurre principalmente en latitudes altas. Ambos Voyager midieron la rotación de Saturno (la duración de un día) a las 10 horas, 39 minutos y 24 segundos. [38]
Voyager 1 ' misión de s incluyó un sobrevuelo de Titán , la mayor luna de Saturno, que durante mucho tiempo había sido conocido por tener una atmósfera. Las imágenes tomadas por Pioneer 11 en 1979 habían indicado que la atmósfera era sustancial y compleja, lo que aumentaba aún más el interés. El sobrevuelo de Titán ocurrió cuando la nave espacial ingresó al sistema para evitar cualquier posibilidad de daño más cerca de Saturno que comprometiera las observaciones, y se acercó a 6.400 km (4.000 millas), pasando detrás de Titán visto desde la Tierra y el Sol. La medición de la Voyager del efecto de la atmósfera sobre la luz solar y la medición basada en la Tierra de su efecto sobre la señal de radio de la sonda se utilizaron para determinar la composición, densidad y presión de la atmósfera. La masa de Titán también se midió observando su efecto en la trayectoria de la sonda. La espesa neblina impidió cualquier observación visual de la superficie, pero la medición de la composición, temperatura y presión de la atmósfera llevó a la especulación de que podrían existir lagos de hidrocarburos líquidos en la superficie. [39]
Debido a que las observaciones de Titán se consideraron vitales, la trayectoria elegida para la Voyager 1 se diseñó alrededor del sobrevuelo óptimo de Titán, que lo llevó por debajo del polo sur de Saturno y fuera del plano de la eclíptica , poniendo fin a su misión científica planetaria. [40] Si la Voyager 1 hubiera fallado o no hubiera podido observar Titán, la trayectoria de la Voyager 2 se habría alterado para incorporar el sobrevuelo de Titán, [39] : 94 excluyendo cualquier visita a Urano y Neptuno. [6] La trayectoria en la que se lanzó la Voyager 1 no le habría permitido continuar hacia Urano y Neptuno, [40] : 155, pero podría haber sido alterada para evitar un sobrevuelo de Titán y viajar de Saturno a Plutón , llegando en 1986. [ 8]
Saturno creciente desde 5,3 millones de km, cuatro días después de la aproximación más cercana
Imagen de la Voyager 1 del anillo F estrecho, retorcido y trenzado de Saturno .
Mimas a una distancia de 425 000 km; el cráter Herschel está arriba a la derecha
Tetis , con su gigantesco valle del rift Ithaca Chasma , desde 1,2 millones de km.
'Terreno tenue' fracturado en el hemisferio final de Dione .
La superficie helada de Rea está casi saturada de cráteres de impacto .
La espesa capa de neblina de Titán se muestra en esta imagen mejorada de la Voyager 1 .
Capas de neblina , compuestas de compuestos orgánicos complejos , que cubren el satélite Titán de Saturno .
Medios relacionados con el encuentro de la Voyager 1 con Saturno en Wikimedia Commons Salida de la heliosfera
El 14 de febrero de 1990, la Voyager 1 tomó el primer " retrato familiar " del Sistema Solar visto desde el exterior, [42] que incluye la imagen del planeta Tierra conocida como Pale Blue Dot . Poco después, sus cámaras se desactivaron para ahorrar energía y recursos informáticos para otros equipos. El software de la cámara se eliminó de la nave espacial, por lo que ahora sería complejo hacer que funcionen nuevamente. El software del lado de la Tierra y las computadoras para leer las imágenes tampoco están disponibles. [6]
El 17 de febrero de 1998, la Voyager 1 alcanzó una distancia de 69 UA del Sol y superó a la Pioneer 10 como la nave espacial más distante de la Tierra. [43] [44] Viajando a unos 17 kilómetros por segundo (11 mi / s) [45] tiene la velocidad de recesión heliocéntrica más rápida de todas las naves espaciales. [46]
Mientras la Voyager 1 se dirigía al espacio interestelar, sus instrumentos continuaron estudiando el Sistema Solar. Los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro utilizaron los experimentos de ondas de plasma a bordo de las Voyager 1 y 2 para buscar la heliopausa , el límite en el que el viento solar pasa al medio interestelar . [47] A partir de 2013[actualizar], la sonda se movía con una velocidad relativa al Sol de aproximadamente 61,197 kilómetros por hora (38,026 mph). [48] Con la velocidad que mantiene actualmente la sonda, la Voyager 1 viaja unos 523 millones de kilómetros (325 × 106 millas) por año, [49] o aproximadamente un año luz cada 18.000 años.
Choque de terminación
Los científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins creen que la Voyager 1 entró en el choque de terminación en febrero de 2003. [50] Esto marca el punto donde el viento solar disminuye a velocidades subsónicas. Algunos otros científicos expresaron dudas, discutido en la revista Naturaleza de 6 de noviembre de 2003. [51] La cuestión sería no se resolverá hasta llegaron a estar disponibles otros datos, ya que Voyager 1 's detector solar-viento dejó de funcionar en 1990. Este fracaso significaba que La detección de choque de terminación tendría que inferirse de los datos de los otros instrumentos a bordo. [52] [53] [54]
En mayo de 2005, un comunicado de prensa de la NASA dijo que el consenso era que la Voyager 1 estaba entonces en la heliovaina . [55] En una sesión científica en la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense en Nueva Orleans el 25 de mayo de 2005, el Dr. Ed Stone presentó evidencia de que la nave cruzó el choque de terminación a fines de 2004. [56] Se estima que este evento ocurrió el 15 de diciembre de 2004, a una distancia de 94 AU del Sol. [56] [57]
Heliovaina
El 31 de marzo de 2006, los radioaficionados de AMSAT en Alemania rastrearon y recibieron ondas de radio de la Voyager 1 utilizando el plato de 20 metros (66 pies) en Bochum con una técnica de integración larga. Los datos recuperados se cotejaron y verificaron con los datos de la estación Deep Space Network en Madrid, España. [58] Este parece ser el primer seguimiento amateur de la Voyager 1 . [58]
El 13 de diciembre de 2010 se confirmó que la Voyager 1 había pasado el alcance del flujo radial hacia afuera del viento solar , medido por el dispositivo de partículas cargadas de baja energía. Se sospecha que el viento solar a esta distancia gira hacia los lados debido al viento interestelar que empuja contra la heliosfera. Desde junio de 2010, la detección de viento solar había sido consistentemente en cero, proporcionando evidencia concluyente del evento. [59] [60] En esta fecha, la nave espacial estaba aproximadamente a 116 AU o 17.3 mil millones de kilómetros (10.8 mil millones de millas) del Sol. [61]
Se ordenó a la Voyager 1 que cambiara su orientación para medir el movimiento lateral del viento solar en esa ubicación en el espacio en marzo de 2011 (~ 33 años y 6 meses desde el lanzamiento). Una prueba realizada en febrero confirmó la capacidad de la nave para maniobrar y reorientarse. El curso de la nave espacial no se modificó. Giró 70 grados en sentido antihorario con respecto a la Tierra para detectar el viento solar. Esta fue la primera vez que la nave espacial realizó una maniobra importante desde que se tomó la fotografía del retrato familiar de los planetas en 1990. Después del primer giro, la nave espacial no tuvo problemas para reorientarse con Alpha Centauri , la estrella guía de la Voyager 1 , y reanudó el envío de transmisiones a la Tierra. Se esperaba que la Voyager 1 entrara en el espacio interestelar "en cualquier momento". La Voyager 2 todavía estaba detectando el flujo de viento solar hacia afuera en ese punto, pero se estimó que en los siguientes meses o años experimentaría las mismas condiciones que la Voyager 1 . [62] [63]
Se informó que la nave espacial tenía una declinación de 12,44 ° y 17,163 horas de ascensión recta, y una latitud de la eclíptica de 34,9 ° (la latitud de la eclíptica cambia muy lentamente), colocándola en la constelación de Ophiuchus como se observó desde la Tierra el 21 de mayo de 2011. [6 ]
El 1 de diciembre de 2011, se anunció que la Voyager 1 había detectado la primera radiación Lyman-alfa originada en la Vía Láctea . La radiación Lyman-alfa se había detectado previamente en otras galaxias, pero debido a la interferencia del Sol, la radiación de la Vía Láctea no era detectable. [64]
La NASA anunció el 5 de diciembre de 2011 que la Voyager 1 había entrado en una nueva región denominada "purgatorio cósmico". Dentro de esta región de estancamiento, las partículas cargadas que fluyen desde el Sol se ralentizan y giran hacia adentro, y el campo magnético del Sistema Solar se duplica en fuerza ya que el espacio interestelar parece estar aplicando presión. Las partículas energéticas que se originan en el Sistema Solar disminuyen casi a la mitad, mientras que la detección de electrones de alta energía del exterior aumenta 100 veces. El borde interior de la región de estancamiento se encuentra aproximadamente a 113 UA del Sol. [sesenta y cinco]
Heliopausa
La NASA anunció en junio de 2012 que la sonda estaba detectando cambios en el medio ambiente que se sospechaba estaban correlacionados con la llegada a la heliopausa . [66] La Voyager 1 había informado de un marcado aumento en la detección de partículas cargadas del espacio interestelar, que normalmente son desviadas por los vientos solares dentro de la heliosfera desde el Sol. Así, la nave comenzó a ingresar al medio interestelar en el borde del Sistema Solar. [67]
La Voyager 1 se convirtió en la primera nave espacial en cruzar la heliopausa en agosto de 2012, luego a una distancia de 121 AU del Sol, aunque esto no se confirmó hasta dentro de un año. [68] [69] [70] [71] [72]
En septiembre de 2012, la luz solar tardó 16,89 horas en llegar a la Voyager 1, que estaba a una distancia de 121 AU. La magnitud aparente del Sol desde la nave espacial era -16,3 (unas 30 veces más brillante que la Luna llena). [73] La nave espacial viajaba a 17.043 km / s (10.590 mi / s) en relación con el Sol. Se necesitarían unos 17.565 años a esta velocidad para viajar un año luz . [73] Para comparar, Proxima Centauri , la estrella más cercana al Sol, está a unos 4,2 años luz (2,65 × 10 5 AU ) distante. Si la nave espacial viajara en la dirección de esa estrella, pasarían 73.775 años antes de que la Voyager 1 la alcance. (La Voyager 1 se dirige en dirección a la constelación de Ofiuco . [73] )
A finales de 2012, los investigadores informaron que los datos de partículas de la nave espacial sugerían que la sonda había pasado por la heliopausa. Las mediciones de la nave espacial revelaron un aumento constante desde mayo en las colisiones con partículas de alta energía (por encima de 70 MeV), que se cree que son rayos cósmicos que emanan de explosiones de supernovas mucho más allá del Sistema Solar , con un fuerte aumento de estas colisiones a finales de agosto. Al mismo tiempo, a fines de agosto, hubo una caída dramática en las colisiones con partículas de baja energía, que se cree que se originan en el Sol. [74]
Ed Roelof, científico espacial de la Universidad Johns Hopkins e investigador principal del instrumento de partículas cargadas de baja energía en la nave espacial, declaró que "la mayoría de los científicos involucrados con la Voyager 1 estarían de acuerdo en que [estos dos criterios] se han cumplido suficientemente". [74] Sin embargo, el último criterio para declarar oficialmente que la Voyager 1 había cruzado el límite, el cambio esperado en la dirección del campo magnético (de la del Sol a la del campo interestelar más allá), no se había observado (el campo había cambiado dirección por sólo 2 grados [69] ), lo que sugirió a algunos que la naturaleza del borde de la heliosfera había sido mal calculada.
El 3 de diciembre de 2012, el científico del proyecto Voyager, Ed Stone, del Instituto de Tecnología de California , dijo: "La Voyager ha descubierto una nueva región de la heliosfera de la que no nos habíamos dado cuenta de que estaba allí. Al parecer, todavía estamos dentro. Pero el campo magnético ahora está conectado con el exterior. Es como una autopista que deja entrar y salir partículas ". [75] El campo magnético en esta región fue 10 veces más intenso que el que encontró la Voyager 1 antes del choque de terminación. Se esperaba que fuera la última barrera antes de que la nave saliera del Sistema Solar por completo y entrara en el espacio interestelar. [76] [77] [78]
Medio interestelar
En marzo de 2013, se anunció que la Voyager 1 podría haberse convertido en la primera nave espacial en ingresar al espacio interestelar, habiendo detectado un cambio marcado en el entorno del plasma el 25 de agosto de 2012. Sin embargo, hasta el 12 de septiembre de 2013, todavía era una pregunta abierta. en cuanto a si la nueva región era el espacio interestelar o una región desconocida del Sistema Solar. En ese momento, la primera alternativa fue confirmada oficialmente. [79] [80]
En 2013, la Voyager 1 salía del Sistema Solar a una velocidad de aproximadamente 3,6 AU por año, mientras que la Voyager 2 iba más lenta, dejando el Sistema Solar a 3,3 AU por año. [81] Cada año, la Voyager 1 aumenta su ventaja sobre la Voyager 2 .
La Voyager 1 alcanzó una distancia de 135 AU del Sol el 18 de mayo de 2016. [4] Para el 5 de septiembre de 2017, había aumentado a aproximadamente 139,64 AU del Sol, o poco más de 19 horas luz, y en ese momento la Voyager 2 estaba a 115,32 AU del sol. [4]
Su progreso se puede monitorear en el sitio web de la NASA (ver § Enlaces externos ). [4]
Gráfico que muestra un aumento dramático en la tasa de detección de partículas de rayos cósmicos por la nave espacial Voyager 1 (octubre de 2011 a octubre de 2012)
Gráfico que muestra una disminución dramática en la tasa de detección de partículas de viento solar por la Voyager 1 (octubre de 2011 a octubre de 2012)
El 12 de septiembre de 2013, la NASA confirmó oficialmente que la Voyager 1 había alcanzado el medio interestelar en agosto de 2012, como se observó anteriormente. La fecha de llegada generalmente aceptada es el 25 de agosto de 2012 (aproximadamente 10 días antes del 35 aniversario de su lanzamiento), fecha en la que se detectaron por primera vez cambios duraderos en la densidad de las partículas energéticas. [70] [71] [72] En este punto, la mayoría de los científicos espaciales habían abandonado la hipótesis de que un cambio en la dirección del campo magnético debe acompañar al cruce de la heliopausa; [71] un nuevo modelo de heliopausa predijo que no se encontraría tal cambio. [82]
Un hallazgo clave que persuadió a muchos científicos de que la heliopausa se había cruzado fue una medición indirecta de un aumento de 80 veces en la densidad de electrones, basada en la frecuencia de las oscilaciones del plasma observadas a partir del 9 de abril de 2013, [71] desencadenadas por un estallido solar. que había ocurrido en marzo de 2012 [68] (se espera que la densidad de electrones sea dos órdenes de magnitud más alta fuera de la heliopausa que dentro). [70] Los conjuntos de oscilaciones más débiles medidos en octubre y noviembre de 2012 [80] [83] proporcionaron datos adicionales. Se requirió una medición indirecta porque el espectrómetro de plasma de la Voyager 1 había dejado de funcionar en 1980. [72] En septiembre de 2013, la NASA publicó grabaciones de transducciones de audio de estas ondas de plasma, las primeras en ser medidas en el espacio interestelar. [84]
Si bien se dice comúnmente que la Voyager 1 abandonó el Sistema Solar simultáneamente con haber abandonado la heliosfera, los dos no son lo mismo. El Sistema Solar generalmente se define como la región mucho más grande del espacio poblada por cuerpos que orbitan alrededor del Sol. La nave se encuentra actualmente a menos de una séptima parte de la distancia al afelio de Sedna , y aún no ha entrado en la nube de Oort , la región de origen de los cometas de largo período , considerada por los astrónomos como la zona más externa del Sistema Solar. [69] [80]
En octubre de 2020, los astrónomos informaron de un aumento inesperado significativo en la densidad en el espacio más allá del Sistema Solar detectado por las sondas espaciales Voyager 1 y Voyager 2 . Según los investigadores, esto implica que "el gradiente de densidad es una característica a gran escala del VLISM ( medio interestelar muy local ) en la dirección general de la nariz heliosférica ". [85] [86]
En mayo de 2021, la NASA informó sobre la medición continua, por primera vez, de la densidad de material en el espacio interestelar y, además, la detección de sonidos interestelares por primera vez. [87]
Futuro de la sonda
| Investigacion | Velocidad () |
|---|---|
| Pionero 10 | 11,8 km / s (2,49 au / año) |
| Pionero 11 | 11,1 km / s (2,34 au / año) |
| Voyager 1 | 16,9 km / s (3,57 au / año) [88] |
| Voyager 2 | 15,2 km / s (3,21 au / año) |
| Nuevos horizontes | 12,6 km / s (2,66 au / año) |
Vida útil restante
En diciembre de 2017, se anunció que la NASA había disparado con éxito los cuatro de la Voyager 1 ' s de maniobra de corrección de trayectoria propulsores (MTC) por primera vez desde 1980. Se utilizarán los propulsores de la medicina tradicional china en el lugar de un conjunto de chorros que degrada se utilizaron para ayudar a mantener la antena de la sonda apuntando hacia la Tierra. El uso de los propulsores TCM permitirá que la Voyager 1 continúe transmitiendo datos a la NASA durante dos o tres años más. [90] [91]
Debido a la disminución de la energía eléctrica disponible, el equipo de la Voyager ha tenido que priorizar qué instrumentos mantener encendidos y cuáles apagar. Los calentadores y otros sistemas de naves espaciales se han apagado uno por uno como parte de la administración de energía. Se ha dado prioridad a los instrumentos de campos y partículas que tienen más probabilidades de enviar datos clave sobre la heliosfera y el espacio interestelar para que sigan funcionando. Los ingenieros esperan que la nave espacial continúe operando al menos un instrumento científico hasta alrededor de 2025. [92]
| Año | Fin de capacidades específicas como resultado de las limitaciones de energía eléctrica disponible |
|---|---|
| 2007 | Terminación del subsistema de plasma (PLS) [93] |
| 2008 | Desactivar el experimento de radioastronomía planetaria (PRA) [93] |
| 2016 | Terminación de las observaciones de la plataforma de exploración y del espectrómetro ultravioleta (UVS) [94] |
| 2018 aprox. | Terminación de las operaciones de la grabadora de cinta de datos (DTR) (limitada por la capacidad de capturar datos a 1,4 kbit / s utilizando un conjunto de antenas de 70 m / 34 m; esta es la velocidad mínima a la que el DTR puede leer datos). [95] |
| 2019–2020 aprox. | Terminación de las operaciones giroscópicas (anteriormente en 2017, pero los propulsores de respaldo están activos para la continuación de las operaciones giroscópicas). [91] |
| 2021 | Iniciar el cierre de los instrumentos científicos (a partir del 18 de octubre de 2010[actualizar]el orden es indeciso, sin embargo, se espera que los instrumentos de partículas cargadas de baja energía, subsistema de rayos cósmicos, magnetómetro y subsistema de ondas de plasma sigan funcionando) [96] |
| 2025-2030 | Ya no podrá alimentar ni un solo instrumento. [13] |
Futuro lejano
Vista simulada de la Voyager 1 en relación con el Sistema Solar el 2 de agosto de 2018.
Vista simulada de las sondas Voyager en relación con el Sistema Solar y la heliopausa el 2 de agosto de 2018.
Siempre que la Voyager 1 no choque con nada y no sea recuperada, la sonda espacial New Horizons nunca la pasará, a pesar de ser lanzada desde la Tierra a una velocidad mayor que cualquiera de las naves espaciales Voyager. La nave espacial Voyager se benefició de múltiples sobrevuelos planetarios para aumentar sus velocidades heliocéntricas, mientras que New Horizons recibió solo un impulso de este tipo, de su sobrevuelo a Júpiter. A partir de 2018, New Horizons viaja a unos 14 km / s, 3 km / s más lento que la Voyager 1 , y sigue reduciendo la velocidad. [97]
Se espera que la Voyager 1 alcance la nube de Oort teorizada en unos 300 años [98] [99] y tardará unos 30.000 años en atravesarla. [69] [80] Aunque no se dirige hacia ninguna estrella en particular, en unos 40.000 años pasará a 1,6 años luz de la estrella Gliese 445 , que se encuentra actualmente en la constelación Camelopardalis y a 17,1 años luz de la Tierra. . [100] Esa estrella generalmente se mueve hacia el Sistema Solar a unos 119 km / s (430.000 km / h; 270.000 mph). [100] La NASA dice que "Los Voyager están destinados, quizás eternamente, a vagar por la Vía Láctea". [101] En 300.000 años pasará a menos de 1 año luz de la estrella M3V TYC 3135-52-1. [102]
Disco de oro
Cada sonda espacial Voyager lleva un disco audiovisual chapado en oro , en caso de que la nave espacial sea encontrada por formas de vida inteligentes de otros sistemas planetarios. [103] El disco contiene fotos de la Tierra y sus formas de vida, una variedad de información científica, saludos hablados de personas como el Secretario General de las Naciones Unidas y el Presidente de los Estados Unidos y un popurrí, "Sonidos de la Tierra, "que incluye los sonidos de las ballenas, el llanto de un bebé, las olas rompiendo en la orilla y una colección de música que incluye obras de Wolfgang Amadeus Mozart , Blind Willie Johnson , Chuck Berry y Valya Balkanska . Se incluyen otros clásicos orientales y occidentales, así como diversas actuaciones de música indígena de todo el mundo. El registro también contiene saludos en 55 idiomas diferentes. [104]
Ver también
- The Farthest , un documental de 2017 sobre el programa Voyager
- Sonda interestelar
- Lista de objetos artificiales que abandonan el Sistema Solar
- Lista de misiones a los planetas exteriores
- Nube interestelar local
- Exploración espacial
- Energía orbital específica de la Voyager 1
- Cronología de satélites artificiales y sondas espaciales
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enlaces externos
- Sitio web de la Voyager de la NASA
- Perfil de la misión Voyager 1 por la exploración del sistema solar de la NASA
- Posición de la Voyager 1 (Live-Counter)
- Voyager 1 (Catálogo maestro NSSDC)
- Heavens-above.com: Spacecraft Escaping the Solar System - posiciones actuales y diagramas
- Manual de telecomunicaciones de JPL Voyager
- La Voyager 1 ha superado al viento solar
- Gray, Meghan. "Voyager y espacio interestelar" . Vídeos del espacio profundo . Brady Haran .
- Vista de artista 3D basada en WebGL de Voyager @ SPACECRAFTS 3D