El programa Voyager es un programa científico estadounidense en curso que emplea dos sondas interestelares robóticas , Voyager 1 y Voyager 2 . Fueron lanzados en 1977 para aprovechar una alineación favorable de Júpiter y Saturno , para volar cerca de ellos mientras recolectaban datos para su transmisión de regreso a la Tierra. Después del lanzamiento, se tomó la decisión de enviar adicionalmente la Voyager 2 cerca de Urano y Neptuno para recopilar datos y transmitirlos a la Tierra. [1]
A partir de 2021, las dos Voyager todavía están en funcionamiento más allá del límite exterior de la heliosfera en el espacio interestelar . Ambos continúan recopilando y transmitiendo datos útiles a la Tierra.
La Voyager hizo cosas que nadie predijo, encontró escenas que nadie esperaba y promete sobrevivir a sus inventores. Como una gran pintura o una institución permanente, ha adquirido una existencia propia, un destino más allá del alcance de sus manejadores.
- Stephen J. Pyne [1]
En 2021 [actualizar], la Voyager 1 se movía con una velocidad de 61,045 kilómetros por hora (37,932 mph) en relación con el Sol, y estaba a 22,676,000,000 kilómetros (1,4090 × 10 10 mi) del Sol [2] alcanzando una distancia de 152.6 AU ( 22,8 mil millones de km ; 14,2 mil millones de millas ) de la Tierra al 24 de abril de 2021. [3]
En 2021 [actualizar], la Voyager 2 se movía con una velocidad de 55,150 kilómetros por hora (34,270 mph) en relación con el Sol, y estaba a 18,980,000,000 kilómetros (1,179 × 10 10 mi) del Sol [4] alcanzando una distancia de 126,9 AU ( 19.0 mil millones de km ; 11.8 mil millones de millas ) de la Tierra al 24 de abril de 2021. [3]
El 25 de agosto de 2012, los datos de la Voyager 1 indicaron que había entrado en el espacio interestelar. [5]
El 5 de noviembre de 2019, los datos de la Voyager 2 indicaron que también había entrado en el espacio interestelar. [6] El 4 de noviembre de 2019, los científicos informaron que, el 5 de noviembre de 2018, la sonda Voyager 2 había alcanzado oficialmente el medio interestelar (ISM), una región del espacio exterior más allá de la influencia del viento solar, y ahora se ha unido a la Voyager. 1 sonda que había llegado al ISM a principios de 2012. [7] [8]
Aunque las Voyager se han movido más allá de la influencia del viento solar, todavía tienen un largo camino por recorrer antes de salir del Sistema Solar. La NASA indica "[S] i definimos nuestro sistema solar como el Sol y todo lo que orbita principalmente al Sol, la Voyager 1 permanecerá dentro de los confines del sistema solar hasta que emerja de la nube de Oort en otros 14.000 a 28.000 años". [9]
Los datos y fotografías recopilados por las cámaras, magnetómetros y otros instrumentos de las Voyager revelaron detalles desconocidos sobre cada uno de los cuatro planetas gigantes y sus lunas . Imágenes de primer plano de la nave espacial trazaron las complejas formas de nubes, los vientos y los sistemas de tormentas de Júpiter y descubrieron la actividad volcánica en su luna Io . Se descubrió que los anillos de Saturno tenían trenzas, torceduras y radios enigmáticos y estaban acompañados de una miríada de "rizos".
En Urano, la Voyager 2 descubrió un campo magnético sustancial alrededor del planeta y diez lunas más. Su sobrevuelo de Neptuno descubrió tres anillos y seis lunas hasta ahora desconocidas, un campo magnético planetario y auroras complejas y ampliamente distribuidas . A partir de 2021, la Voyager 2 es la única nave espacial que ha visitado los gigantes de hielo Urano y Neptuno.
En agosto de 2018, la NASA confirmó, basándose en los resultados de la nave espacial New Horizons , la existencia de una " pared de hidrógeno " en los bordes exteriores del Sistema Solar que fue detectada por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager. [10] [11]
La nave espacial Voyager fue construida en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el Sur de California y financiada por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que también financió sus lanzamientos desde Cabo Cañaveral , Florida , su rastreo y todo lo demás relacionado con las sondas.
El costo del programa original fue de $ 865 millones, y la Misión Interestelar Voyager agregada más tarde costó $ 30 millones adicionales. [12]
Historia
Las dos sondas espaciales Voyager se concibieron originalmente como parte del programa Mariner , por lo que inicialmente se llamaron Mariner 11 y Mariner 12 . Luego se trasladaron a un programa separado llamado "Mariner Jupiter-Saturn", más tarde rebautizado como Programa Voyager porque se pensó que el diseño de las dos sondas espaciales había progresado lo suficiente más allá del de la familia Mariner como para merecer un nombre separado. [14]
El programa Voyager fue similar al Planetary Grand Tour planeado a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970. El Grand Tour aprovecharía una alineación de los planetas exteriores descubierta por Gary Flandro , un ingeniero aeroespacial del Laboratorio de Propulsión a Chorro. Esta alineación, que ocurre una vez cada 175 años, [15] ocurriría a fines de la década de 1970 y haría posible el uso de ayudas gravitacionales para explorar Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón . El Gran Viaje Planetario debía enviar varios pares de sondas para volar por todos los planetas exteriores (incluido Plutón, que entonces todavía se consideraba un planeta) a lo largo de varias trayectorias, incluidas Júpiter-Saturno-Plutón y Júpiter-Urano-Neptuno. La financiación limitada puso fin al programa Grand Tour, pero se incorporaron elementos en el Programa Voyager, que cumplió muchos de los objetivos de sobrevuelo del Grand Tour, excepto una visita a Plutón.
La Voyager 2 fue la primera en ser lanzada. Su trayectoria fue diseñada para permitir sobrevuelos de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. La Voyager 1 se lanzó después de la Voyager 2 , pero a lo largo de una trayectoria más corta y rápida que fue diseñada para proporcionar un sobrevuelo óptimo de Titán ,la luna de Saturno , [16] que se sabía que era bastante grande y poseía una atmósfera densa. Este encuentro envió a la Voyager 1 fuera del plano de la eclíptica, poniendo fin a su misión científica planetaria. [17] Si la Voyager 1 no hubiera podido realizar el sobrevuelo de Titán, la trayectoria de la Voyager 2 podría haber sido alterada para explorar Titán, renunciando a cualquier visita a Urano y Neptuno. [18] La Voyager 1 no se lanzó en una trayectoria que le hubiera permitido continuar hacia Urano y Neptuno, pero podría haber continuado desde Saturno hasta Plutón sin explorar Titán. [19]
Durante la década de 1990, la Voyager 1 superó a las sondas más lentas del espacio profundo Pioneer 10 y Pioneer 11 para convertirse en el objeto más distante de la Tierra creado por humanos, un récord que mantendrá en el futuro previsible. La sonda New Horizons , que tenía una velocidad de lanzamiento más alta que la Voyager 1 , viaja más lentamente debido a la velocidad extra que la Voyager 1 obtuvo de sus sobrevuelos de Júpiter y Saturno. La Voyager 1 y la Pioneer 10 son los objetos creados por humanos más separados en cualquier lugar, ya que viajan en direcciones aproximadamente opuestas al Sistema Solar .
En diciembre de 2004, la Voyager 1 cruzó el choque de terminación , donde el viento solar se ralentiza a velocidad subsónica, y entró en la heliovaina , donde el viento solar se comprime y se vuelve turbulento debido a las interacciones con el medio interestelar . El 10 de diciembre de 2007, la Voyager 2 también alcanzó el choque de terminación, aproximadamente 1,6 mil millones de kilómetros (1 mil millones de millas) más cerca del Sol que desde donde la Voyager 1 lo cruzó por primera vez, lo que indica que el Sistema Solar es asimétrico . [20]
En 2010, la Voyager 1 informó que la velocidad hacia afuera del viento solar se había reducido a cero y los científicos predijeron que se estaba acercando al espacio interestelar . [21] En 2011, los datos de las Voyager determinaron que la heliovaina no es suave, sino que está llena de burbujas magnéticas gigantes , teorizadas para formarse cuando el campo magnético del Sol se deforma en el borde del Sistema Solar. [22]
Los científicos de la NASA informaron que la Voyager 1 estaba muy cerca de ingresar al espacio interestelar, indicado por un fuerte aumento de partículas de alta energía desde fuera del Sistema Solar. [23] [24] En septiembre de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012, convirtiéndola en la primera nave espacial en ingresar al espacio interestelar. [25] [26] [27]
En diciembre de 2018, la NASA anunció que la Voyager 2 había cruzado la heliopausa el 5 de noviembre de 2018, convirtiéndola en la segunda nave espacial en ingresar al espacio interestelar. [6]
A partir de 2017[actualizar] La Voyager 1 y la Voyager 2 continúan monitoreando las condiciones en las extensiones exteriores del Sistema Solar. [28] Se espera que la nave espacial Voyager pueda operar instrumentos científicos hasta 2020, cuando la potencia limitada requerirá que los instrumentos se desactiven uno por uno. En algún momento alrededor de 2025, ya no habrá suficiente energía para operar ningún instrumento científico.
En julio de 2019, se implementó un plan de administración de energía revisado para administrar mejor el suministro de energía menguante de las dos sondas. [29]
Diseño de naves espaciales
Las naves espaciales Voyager pesan cada una 773 kilogramos (1.704 libras). De este peso total, cada nave espacial transporta 105 kilogramos (231 libras) de instrumentos científicos. [30] La misma nave espacial Voyager usa sistemas de guía estabilizados de tres ejes que usan entradas giroscópicas y acelerómetros a sus computadoras de control de actitud para apuntar sus antenas de alta ganancia hacia la Tierra y sus instrumentos científicos hacia sus objetivos, a veces con la ayuda de un plataforma de instrumentos móvil para los instrumentos más pequeños y el sistema de fotografía electrónica .
El diagrama muestra la antena de alta ganancia (HGA) con un plato de 3,7 m (12 pies) de diámetro unido al contenedor hueco de electrónica decagonal . También hay un tanque esférico que contiene el combustible monopropelente de hidracina .
El Disco de Oro Voyager se adjunta a uno de los lados del autobús. El panel cuadrado en ángulo a la derecha es el objetivo de calibración óptica y el radiador de exceso de calor. Los tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) están montados de extremo a extremo en el brazo inferior.
La plataforma de escaneo comprende: el espectrómetro de interferómetro infrarrojo (IRIS) (la cámara más grande en la parte superior derecha); el espectrómetro ultravioleta (UVS) justo encima del IRIS; las dos cámaras vidicón del Subsistema de Ciencia de Imágenes (ISS) a la izquierda del UVS; y el Sistema Fotopolarimétrico (PPS) de la ISS.
Solo se admiten cinco equipos de investigación, aunque se recopilan datos para dos instrumentos adicionales. [31] El Subsistema de Datos de Vuelo (FDS) y una única grabadora de cinta digital de ocho pistas (DTR) proporcionan las funciones de manejo de datos.
El FDS configura cada instrumento y controla las operaciones del instrumento. También recopila datos científicos y de ingeniería y da formato a los datos para su transmisión . El DTR se utiliza para registrar datos del subsistema de ondas de plasma (PWS) de alta velocidad . Los datos se reproducen cada seis meses.
El subsistema de ciencia de imágenes compuesto por una cámara de gran angular y una de ángulo estrecho es una versión modificada de los diseños de cámaras vidicón de escaneo lento que se utilizaron en los primeros vuelos del Mariner. El Subsistema de Ciencias de la Imagen consta de dos cámaras tipo televisión, cada una con ocho filtros en una rueda de filtros ordenable montada frente a los vidicones. Uno tiene una lente gran angular de longitud focal de 200 mm (7,9 pulgadas) de baja resolución con una apertura de f / 3 (la cámara gran angular), mientras que el otro utiliza una resolución más alta de ángulo estrecho f / de 1500 mm (59 pulgadas). 8.5 lente (la cámara de ángulo estrecho).
Instrumentos cientificos
Nombre del instrumento | Abreviatura | Descripción | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Investigó el balance energético global y local y la composición atmosférica. También se obtuvieron perfiles de temperatura verticales de los planetas y satélites, así como la composición, las propiedades térmicas y el tamaño de las partículas en los anillos de Saturno . Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diseñado para medir las propiedades atmosféricas y medir la radiación. Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 interplanetario hasta el límite del viento solar con el campo magnético interestelar y más allá, si se cruza. Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Investigó las propiedades macroscópicas de los iones del plasma y midió los electrones en el rango de energía de 5 eV a 1 keV. Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Utilizó un receptor de radio de frecuencia de barrido para estudiar las señales de emisión de radio de Júpiter y Saturno. Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Se utilizó un telescopio Cassegrain tipo Dahl-Kirkham de 6 pulgadas f / 1.4 con una rueda analizadora que contiene cinco analizadores de 0,60,120,45 y 135 grados y una rueda de filtros con ocho bandas espectrales que cubren de 2350 a 7500 A para recopilar información sobre la textura y composición de la superficie. de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno e información sobre las propiedades de dispersión atmosférica y la densidad de estos planetas. Más
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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. (ver también Plasma ) Más
|
Computadoras y procesamiento de datos
Hay tres tipos de computadoras diferentes en la nave espacial Voyager, dos de cada tipo, que a veces se usan por motivos de redundancia. Son computadoras patentadas y personalizadas construidas a partir de circuitos integrados y componentes discretos CMOS y TTL de escala media. El número total de palabras entre las seis computadoras es de aproximadamente 32K. La Voyager 1 y la Voyager 2 tienen sistemas informáticos idénticos. [34] [35]
El Computer Command System (CCS), el controlador central de la nave espacial, es dos procesadores de tipo interrupción de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada uno de memoria de cable enchapado no volátil . Durante la mayor parte de la misión Voyager, las dos computadoras CCS en cada nave espacial se utilizaron de forma no redundante para aumentar la capacidad de comando y procesamiento de la nave espacial. El CCS es casi idéntico al sistema volado en la nave espacial Viking. [36]
El Flight Data System (FDS) son dos máquinas de palabras de 16 bits con memorias modulares y 8198 palabras cada una.
El Sistema de Control de Actitud y Articulación (AACS) son dos máquinas de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada una.
A diferencia de los otros instrumentos de 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 de a bordo , el Subsistema de Datos de Vuelo (FDS). Las sondas espaciales más recientes, desde aproximadamente 1990, suelen tener cámaras completamente autónomas .
El subsistema de comando de computadora (CCS) controla las cámaras. El CCS contiene programas informáticos fijos como decodificación de comandos, detección de fallas y rutinas de corrección, rutinas de apuntamiento de antenas y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se usó en el orbitador Viking . [37] El hardware de los dos subsistemas CCS personalizados de las Voyager es idéntico. Solo hay una pequeña modificación de software para uno de ellos que tiene un subsistema científico del que carece el otro.
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 ambas naves son idénticos.
Se ha informado erróneamente [38] en la Internet que las sondas espaciales Voyager fueron controlados por una versión de la RCA 1802 (RCA CDP1802 "COSMAC" microprocesador ), pero tales reivindicaciones no están soportadas por los documentos de diseño primarios. El microprocesador CDP1802 se utilizó más tarde en la sonda espacial Galileo , que fue diseñada y construida años más tarde. La electrónica de control digital de los Voyager no se basaba en un chip de circuito integrado con microprocesador.
Comunicaciones
Las enlace ascendente comunicaciones se ejecutan a través de S-banda de comunicaciones de microondas . Las comunicaciones de enlace descendente se llevan a cabo mediante un transmisor de microondas de banda X a bordo de la nave espacial, con un transmisor de banda S como respaldo. Todas las comunicaciones de largo alcance hacia y desde los dos Voyager se han realizado utilizando sus antenas de alta ganancia de 3,7 metros (12 pies). La antena de alta ganancia tiene un ancho de haz de 0,5 ° para la banda X y de 2,3 ° para la banda S. [39] : 17 (La antena de baja ganancia tiene una ganancia de 7 dB y un ancho de haz de 60 °.) [39] : 17
Debido a la ley del cuadrado inverso en las comunicaciones por radio , las velocidades de datos digitales utilizadas en los enlaces descendentes de las Voyager han ido disminuyendo continuamente a medida que se alejan de la Tierra. Por ejemplo, la velocidad de datos utilizada desde Júpiter fue de unos 115.000 bits por segundo. Eso se redujo a la mitad a la distancia de Saturno, y ha disminuido continuamente desde entonces. [39] Se tomaron algunas medidas sobre el terreno a lo largo del camino para reducir los efectos de la ley del cuadrado inverso. Entre 1982 y 1985, los diámetros de las tres antenas parabólicas principales de la Red de Espacio Profundo se incrementaron de 64 a 70 m (210 a 230 pies) [39] : 34 aumentando dramáticamente sus áreas para recolectar señales débiles de microondas.
Mientras que la nave estaba entre Saturno y Urano, el software a bordo se actualizó para realizar un cierto grado de compresión de imagen y utilizar una codificación de corrección de errores Reed-Solomon más eficiente . [39] : 33
Luego, entre 1986 y 1989, se pusieron en juego nuevas técnicas para combinar las señales de múltiples antenas en el suelo en una señal más potente, en una especie de conjunto de antenas . [39] : 34 Esto se hizo en Goldstone, California , Canberra y Madrid utilizando las antenas parabólicas adicionales disponibles allí. Además, en Australia, el radiotelescopio Parkes se incorporó a la matriz a tiempo para el sobrevuelo de Neptuno en 1989. En los Estados Unidos, el Very Large Array en Nuevo México se puso en uso temporal junto con las antenas del Deep Red espacial en Goldstone. [39] : 34 El uso de esta nueva tecnología de conjuntos de antenas ayudó a compensar la inmensa distancia de radio de Neptuno a la Tierra.
Energía
La energía eléctrica es suministrada por tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) MHW-RTG . Están alimentados por plutonio-238 (distinto del isótopo Pu-239 utilizado en las armas nucleares) y proporcionaban aproximadamente 470 W a 30 voltios CC cuando se lanzó la nave espacial. El plutonio-238 se desintegra con una vida media de 87,74 años, [40] por lo que los RTG que usan Pu-238 perderán un factor de 1-0,5 (1 / 87,74) = 0,79% de su producción de energía por año.
En 2011, 34 años después del lanzamiento, la potencia térmica generada por tal RTG se reduciría a (1/2) (34 / 87,74) ≈ 76% de su potencia inicial. Los termopares RTG , que convierten la energía térmica en electricidad, también se degradan con el tiempo reduciendo la energía eléctrica disponible por debajo de este nivel calculado.
Para el 7 de octubre de 2011, la energía generada por la Voyager 1 y la Voyager 2 se había reducido a 267,9 W y 269,2 W respectivamente, aproximadamente el 57% de la potencia en el lanzamiento. El nivel de potencia de salida fue mejor que las predicciones previas al lanzamiento basadas en un modelo conservador de degradación de termopares. A medida que disminuye la energía eléctrica, las cargas de las naves espaciales deben apagarse, eliminando algunas capacidades. Es posible que no haya suficiente energía para las comunicaciones para 2032. [41]
Misión interestelar Voyager
La misión principal de la Voyager se completó en 1989, con el sobrevuelo cercano de Neptune por la Voyager 2 . La Voyager Interstellar Mission (VIM) es una extensión de la misión, que comenzó cuando las dos naves espaciales ya habían estado en vuelo durante más de 12 años. [43] La División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA realizó una Revisión Senior de Heliofísica en 2008. El panel encontró que el VIM "es una misión que es absolutamente imperativa para continuar" y que el VIM "financia cerca del nivel óptimo y aumento de DSN ( El soporte de Deep Space Network ) está garantizado ". [44]
El principal objetivo del VIM es extender la exploración del Sistema Solar más allá de los planetas exteriores hasta el límite exterior y, si es posible, incluso más allá. Los Voyager continúan buscando el límite de la heliopausa, que es el límite exterior del campo magnético del Sol. El paso a través del límite de la heliopausa permitirá a la nave espacial realizar mediciones de los campos, partículas y ondas interestelares que no se ven afectados por el viento solar .
Toda la plataforma de exploración de la Voyager 2 , incluidos todos los instrumentos de la plataforma, se apagó en 1998. Todos los instrumentos de la plataforma de la Voyager 1 , excepto el espectrómetro ultravioleta (UVS) [45] , también se apagaron.
La plataforma de exploración Voyager 1 estaba programada para desconectarse a finales de 2000, pero se dejó encendida para investigar la emisión de rayos ultravioleta desde la dirección contra el viento. Los datos UVS todavía se capturan, pero los escaneos ya no son posibles. [46]
Las operaciones de girocompás finalizaron en 2016 para Voyager 2 y en 2017 para Voyager 1 . Las operaciones de giro se utilizan para rotar la sonda 360 grados seis veces al año para medir el campo magnético de la nave espacial, que luego se resta de los datos científicos del magnetómetro.
Las dos naves espaciales continúan operando, con cierta pérdida en la redundancia del subsistema, pero conservan la capacidad de devolver datos científicos de un complemento completo de instrumentos científicos de la Misión Interestelar Voyager (VIM).
Ambas naves espaciales también tienen energía eléctrica adecuada y propulsor de control de actitud para continuar operando hasta alrededor de 2025, después de lo cual puede que no haya energía eléctrica para apoyar el funcionamiento de los instrumentos científicos; La devolución de datos científicos y las operaciones de las naves espaciales cesarán. [47]
Detalles de la misión
Al comienzo de VIM, la Voyager 1 estaba a una distancia de 40 AU de la Tierra mientras que la Voyager 2 estaba a 31 AU. [49] VIM está en tres fases: choque de terminación, exploración de heliovaina, fase de exploración interestelar. La nave espacial inició VIM en un entorno controlado por el campo magnético del Sol, con las partículas de plasma dominadas por las contenidas en el viento solar supersónico en expansión. Este es el entorno característico de la fase de choque de terminación. A cierta distancia del Sol, el viento solar supersónico no se expandirá más por el viento interestelar. La primera característica encontrada por una nave espacial como resultado de esta interacción viento interestelar-viento solar fue el choque de terminación donde el viento solar se ralentiza a velocidad subsónica y ocurren grandes cambios en la dirección del flujo de plasma y la orientación del campo magnético.
La Voyager 1 completó la fase de choque de terminación en diciembre de 2004 a una distancia de 94 AU, mientras que la Voyager 2 la completó en agosto de 2007 a una distancia de 84 AU. Después de entrar en la heliovaina, la nave espacial se encuentra en un área que está dominada por el campo magnético del Sol y las partículas del viento solar. Después de atravesar la heliovaina, las dos Voyager comenzarán la fase de exploración interestelar.
El límite exterior de la heliopausa se llama heliopausa, que es hacia donde se dirigen ahora las naves espaciales. Esta es la región donde la influencia del Sol comienza a disminuir y se puede detectar el espacio interestelar. Voyager 1 está escapando del sistema solar a la velocidad de 3,6 UA por año 35 ° norte de la eclíptica en la dirección general del ápice solar en Hércules , mientras que el Voyager 2 ' s de velocidad es de alrededor de 3,3 UA por año, en dirección 48 ° al sur de la eclíptica. La nave espacial Voyager eventualmente irá a las estrellas. En unos 40.000 años , la Voyager 1 estará a 1,6 años luz (al año) de AC + 79 3888, también conocida como Gliese 445 , que se está acercando al Sol. En 40.000 años, la Voyager 2 estará a 1,7 antes de Ross 248 (otra estrella que se está acercando al Sol) y en 296.000 años pasará a 4,6 años de Sirio, que es la estrella más brillante del cielo nocturno. [5]
No se espera que la nave espacial choque con una estrella durante 1 sextillón (10 20 ) años. [50]
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 ". [51] [52]
Telemetría
The telemetry comes to the telemetry modulation unit (TMU) separately as a "low-rate" 40-bit-per-second (bit/s) channel and a "high-rate" channel.
Low rate telemetry is routed through the TMU such that it can only be downlinked as uncoded bits (in other words there is no error correction). At high rate, one of a set of rates between 10 bit/s and 115.2 kbit/s is downlinked as coded symbols.
The TMU encodes the high rate data stream with a convolutional code having constraint length of 7 with a symbol rate equal to twice the bit rate (k=7, r=1/2)
Voyager telemetry operates at these transmission rates:
- 7200, 1400 bit/s tape recorder playbacks
- 600 bit/s real-time fields, particles, and waves; full UVS; engineering
- 160 bit/s real-time fields, particles, and waves; UVS subset; engineering
- 40 bit/s real-time engineering data, no science data.
Note: At 160 and 600 bit/s different data types are interleaved.
The Voyager craft have three different telemetry formats:
High rate
- CR-5T (ISA 35395) Science,[54] note that this can contain some engineering data.
- FD-12 higher accuracy (and time resolution) Engineering data, note that some science data may also be encoded.
Low rate
- EL-40 Engineering,[54] note that this format can contain some science data, but not all systems represented.
This is an abbreviated format, with data truncation for some subsystems.
It is understood that there is substantial overlap of EL-40 and CR-5T (ISA 35395) telemetry, but the simpler EL-40 data does not have the resolution of the CR-5T telemetry. At least when it comes to representing available electricity to subsystems, EL-40 only transmits in integer increments—so similar behaviors are expected elsewhere.
Memory dumps are available in both engineering formats. These routine diagnostic procedures have detected and corrected intermittent memory bit flip problems, as well as detecting the permanent bit flip problem that caused a two-week data loss event mid-2010.
Disco de oro de la Voyager
Both spacecraft carry a 12-inch (30 cm) golden phonograph record that contains pictures and sounds of Earth, symbolic directions on the cover for playing the record, and data detailing the location of Earth.[28][24] The record is intended as a combination time capsule and an interstellar message to any civilization, alien or far-future human, that may recover either of the Voyagers. The contents of this record were selected by a committee that included Timothy Ferris[24] and was chaired by Carl Sagan.
Pálido punto azul
The Voyager program's discoveries during the primary phase of its mission, including new close-up color photos of the major planets, were regularly documented by print and electronic media outlets. Among the best-known of these is an image of the Earth as a Pale Blue Dot, taken in 1990 by Voyager 1, and popularized by Carl Sagan,
Consider again that dot. That's here. That's home. That's us....The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena.... To my mind, there is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly and compassionately with one another and to preserve and cherish that pale blue dot, the only home we've ever known.
Ver también
- Family Portrait
- The Farthest, a 2017 documentary on the program.
- Interstellar probe
- Pioneer program
- Planetary Grand Tour
- Timeline of Solar System exploration
Referencias
- ^ a b "The Fantastic Voyage of Voyager". The Attic. Retrieved 3 March 2020.
- ^ "Voyager Mission Status". JPL. Retrieved 9 February 2021.
- ^ a b "Voyager - Mission Status". Jet Propulsion Laboratory. National Aeronautics and Space Administration. Retrieved 24 April 2021.
- ^ . JPL https://solarsystem.nasa.gov/missions/voyager-2/in-depth/. Retrieved 9 February 2021. Missing or empty
|title=
(help) - ^ a b Jpl.Nasa.Gov. "Voyager Enters Interstellar Space - NASA Jet Propulsion Laboratory". Jpl.nasa.gov. Retrieved 14 September 2013.
- ^ a b c Brown, Dwayne; Fox, Karen; Cofield, Calia; Potter, Sean (10 December 2018). "Release 18-115 - NASA's Voyager 2 Probe Enters Interstellar Space". NASA. Retrieved 10 December 2018.
- ^ University of Iowa (4 November 2019). "Voyager 2 reaches interstellar space - Iowa-led instrument detects plasma density jump, confirming spacecraft has entered the realm of the stars". EurekAlert!. Retrieved 4 November 2019.
- ^ Chang, Kenneth (4 November 2019). "Voyager 2's Discoveries From Interstellar Space - In its journey beyond the boundary of the solar wind's bubble, the probe observed some notable differences from its twin, Voyager 1". The New York Times. Retrieved 5 November 2019.
- ^ "Solar System Exploration". JPL-NASA. Retrieved 19 February 2021.
- ^ Gladstone, G. Randall; et al. (7 August 2018). "The Lyman‐α Sky Background as Observed by New Horizons". Geophysical Research Letters. 45 (16): 8022–8028. arXiv:1808.00400. Bibcode:2018GeoRL..45.8022G. doi:10.1029/2018GL078808.
- ^ Letzter, Rafi (9 August 2018). "NASA Spotted a Vast, Glowing 'Hydrogen Wall' at the Edge of Our Solar System". Live Science. Retrieved 10 August 2018.
- ^ "Voyager - Fact Sheet". voyager.jpl.nasa.gov.
- ^ Dave Doody (15 September 2004). "Basics of Space Flight Section I. The Environment of Space". .jpl.nasa.gov.
- ^ Chapter 11 "Voyager: The Grand Tour of Big Science" (sec. 268.), by Andrew,J. Butrica, found in From Engineering Science To Big ScienceISBN 978-0-16-049640-0 edited by Pamela E. Mack, NASA, 1998
- ^ "Planetary Voyage". USA.gov. 30 October 2013. Archived from the original on 27 November 2013. Retrieved 15 October 2013.
- ^ David W. Swift (1 January 1997). Voyager Tales: Personal Views of the Grand Tour. AIAA. p. 69. ISBN 978-1-56347-252-7.
- ^ "Voyager FAQ". Jet Propulsion Laboratory. Archived from the original on 21 July 2011. Retrieved 1 January 2015.
- ^ Jim Bell (24 February 2015). The Interstellar Age: Inside the Forty-Year Voyager Mission. Penguin Publishing Group. p. 94. ISBN 978-0-698-18615-6.
- ^ Alan Stern (23 June 2014). "The PI's Perspective: What If Voyager Had Explored Pluto?". New Horizons: NASA's Mission to Pluto and the Kuiper Belt. Retrieved 29 August 2020.
- ^ "NASA - Voyager 2 Proves Solar System Is Squashed". www.nasa.gov.
- ^ Brown, Dwayne; Cook, Jia-Rui; Buckley, M. (14 December 2010). "Nearing Interstellar Space, NASA Probe Sees Solar Wind Decline". Applied Physics Lab, Johns Hopkins University. Archived from the original on 15 December 2010.
- ^ Smith, Catharine (10 June 2011). "WATCH: NASA Discovers 'Bubbles' At Solar System's Edge". Huffington Post.
- ^ Amos, Jonathan (15 June 2012). "Particles point way for Nasa's Voyager". BBC News. Retrieved 15 June 2012.
- ^ a b c Ferris, Timothy (May 2012). "Timothy Ferris on Voyagers' Never-Ending Journey". Smithsonian Magazine. Retrieved 15 June 2012.
- ^ Cook, Jia-Rui C.; Agle, D. C.; Brown, Dwayne (12 September 2013). "NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey into Interstellar Space". NASA. Retrieved 12 September 2013.
- ^ "Voyager 1 has entered a new region of space, sudden changes in cosmic rays indicate". Archived from the original on 22 March 2013. Retrieved 20 March 2013.
- ^ "Report: NASA Voyager Status Update on Voyager 1 Location". NASA. Archived from the original on 13 April 2020. Retrieved 20 March 2013.
- ^ a b Krauss, Lawrence M. (5 September 2017). "Pondering Voyagers' Interstellar Journeys, and Our Own". The New York Times. Retrieved 5 September 2017.
- ^ Cofield, Calla (8 July 2019). "A New Plan for Keeping NASA's Oldest Explorers Going". NASA. Retrieved 12 July 2019.
- ^ Haynes, Robert. "How We Get Pictures from Space, Revised Edition". NASA facts. NTRS.
- ^ Voyager - Spacecraft Nasa website
- ^ NASA/JPL (26 August 2003). "Voyager 1 Narrow Angle Camera Description". NASA / PDS.
- ^ NASA/JPL (26 August 2003). "Voyager 1 Wide Angle Camera Description". NASA / PDS.
- ^ "Voyager Frequently Asked Questions". Archived from the original on 21 July 2011.
- ^ "Voyager 1 Instrument Host Information". seti.org. Retrieved 10 August 2019.
- ^ "Computers in Spaceflight: The NASA Experience - Ch 6 - Distributed Computing on Board Voyager and Galileo - Voyager - The flying computer center".
- ^ Tomayko, James (April 1987). "Computers in Spaceflight: The NASA Experience". NASA. Retrieved 6 February 2010.
- ^ Johnson, Herb (November 2014). "COSMAC 1802 History in Space". author. Retrieved 27 July 2015.
- ^ a b c d e f g Ludwig, Roger; Taylor, Jim (March 2002). "Voyager Telecommunications" (PDF). NASA. Retrieved 26 March 2016.
- ^ "The Actinide Research Quarterly: Summer 1997". lanl.gov.
- ^ Segal, Michael (1 September 2017). "Beyond Voyager". Nautilus. Retrieved 2 September 2017.
- ^ Cofield, Calia; Cook, Jia-Rui; Fox, Karen (5 October 2018). "NASA Voyager 2 Could Be Nearing Interstellar Space". NASA. Retrieved 6 October 2018.
- ^ "Interstellar Mission". NASA.
- ^ "Senior Review 2008 of the Mission Operations and Data Analysis Program for the Heliophysics Operating Missions" (PDF). NASA. p. 7. Archived from the original (PDF) on 26 June 2008. Retrieved 30 May 2008.
- ^ "Ultraviolet Spectrometer". Voyager: The Interstellar Mission. NASA JPL. Retrieved 11 June 2006.
- ^ E. C. Stone; J. D. Richardson; E. B. Massey. "The Voyager Interstellar Mission Proposal to Senior Review 2010 of the Mission Operations and Data Analysis Program for the Heliophysics Operating Missions" (PDF). NASA. p. 24. Archived from the original (PDF) on 23 December 2016. Retrieved 20 November 2016.
- ^ "Voyager – Spacecraft Lifetime NASA website". Archived from the original on 1 March 2017. Retrieved 13 September 2011.
- ^ "NASA - Transitional Regions at the Heliosphere's Outer Limits". Archived from the original on 8 July 2013.
- ^ JPL.NASA.GOV. "Voyager - The Interstellar Mission". voyager.jpl.nasa.gov. Retrieved 27 May 2016.
- ^ Coryn A.L. Bailer-Jones, Davide Farnocchia (3 April 2019). "Future stellar flybys of the Voyager and Pioneer spacecraft". Research Notes of the American Astronomical Society. 3 (59): 59. arXiv:1912.03503. Bibcode:2019RNAAS...3...59B. doi:10.3847/2515-5172/ab158e.
- ^ Starr, Michelle (19 October 2020). "Voyager Spacecraft Detect an Increase in The Density of Space Outside The Solar System". ScienceAlert. Retrieved 19 October 2020.
- ^ Kurth, W.S.; Gurnett, D.A. (25 August 2020). "Observations of a Radial Density Gradient in the Very Local Interstellar Medium by Voyager 2". The Astrophysical Journal Letters. 900 (1): L1. doi:10.3847/2041-8213/abae58. Retrieved 19 October 2020.
- ^ Staff (12 February 2020). "Pale Blue Dot Revisited". NASA. Retrieved 12 February 2020.
- ^ a b "Voyager - Mission Status". voyager.jpl.nasa.gov.
enlaces externos
NASA sites
- NASA Voyager website – Main source of information.
- Voyager Mission state (more often than not at least three months out of date)
- Voyager Spacecraft Lifetime
- Space Exploration – Robotic Missions
- NASA Facts – Voyager Mission to the Outer Planets (PDF format)
- Voyager 1 and 2 atlas of six Saturnian satellites (PDF format) 1984
- JPL Voyager Telecom Manual
NASA instrument information pages:
- "Voyager instrument overview". Archived from the original on 21 July 2011.
- "CRS – COSMIC RAY SUBSYSTEM". Archived from the original on 3 August 2014. Retrieved 11 November 2017.
- "ISS NA – IMAGING SCIENCE SUBSYSTEM – NARROW ANGLE".[permanent dead link]
- "ISS WA – IMAGING SCIENCE SUBSYSTEM – WIDE ANGLE". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "IRIS – INFRARED INTERFEROMETER SPECTROMETER AND RADIOMETER". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "LECP – LOW ENERGY CHARGED PARTICLE". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "MAG – TRIAXIAL FLUXGATE MAGNETOMETER". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "PLS – PLASMA SCIENCE EXPERIMENT". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "PPS – PHOTOPOLARIMETER SUBSYSTEM". Archived from the original on 25 August 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "PRA – PLANETARY RADIO ASTRONOMY RECEIVER". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "PWS – PLASMA WAVE RECEIVER". Archived from the original on 18 July 2009. Retrieved 29 October 2009.
- "RSS – RADIO SCIENCE SUBSYSTEM". Archived from the original on 3 August 2014. Retrieved 11 November 2017.
- "UVS – ULTRAVIOLET SPECTROMETER". Archived from the original on 3 August 2014. Retrieved 11 November 2017.
Non-NASA sites
- Spacecraft Escaping the Solar System – current positions and diagrams
- NPR: Science Friday 8/24/07 Interviews for 30th anniversary of Voyager spacecraft
- Illustrated technical paper by RL Heacock, the project engineer
- Gray, Meghan. "Voyager and Interstellar Space". Deep Space Videos. Brady Haran.
- PBS featured documentary The Farthest-Voyager in Space
- Voyager image album by Kevin M. Gill