Viajero 2
Primera nave espacial en visitar Urano y Neptuno (lanzada en 1977 por la NASA)

Viajero 2
Representación artística de la nave espacial Voyager, una nave espacial de cuerpo pequeño con un plato central grande y múltiples brazos y antenas que se extienden desde el plato.
Representación artística del diseño de la nave espacial Voyager
Tipo de misiónExploración planetaria
OperadorNASA / JPL [1]
Identificación de COSPAR1977-076A [2]
N.º SATCAT10271 [2]
Sitio webVoyager.jpl.nasa.gov
Duración de la misión
  • Han transcurrido 47 años, 2 meses y 27 días
  • Misión planetaria: 12 años, 1 mes, 12 días
  • Misión interestelar: 35 años, 1 mes y 15 días transcurridos
Propiedades de las naves espaciales
FabricanteLaboratorio de propulsión a chorro
Lanzamiento masivo721,9 kilogramos (1.592 libras) [3]
Fuerza470 vatios (en el lanzamiento)
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento20 de agosto de 1977, 14:29:00  UTC ( 20 de agosto de 1977 UTC 14:29Z )
CoheteTitán IIIE
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral LC-41
Sobrevuelo de Júpiter
Aproximación más cercana9 de julio de 1979
Distancia570.000 kilómetros (350.000 millas)
Sobrevuelo de Saturno
Aproximación más cercana26 de agosto de 1981
Distancia101.000 km (63.000 mi)
Sobrevuelo de Urano
Aproximación más cercana24 de enero de 1986
Distancia81.500 km (50.600 millas)
Sobrevuelo de Neptuno
Aproximación más cercana25 de agosto de 1989
Distancia4.951 kilómetros (3.076 millas)
Grandes Misiones Científicas Estratégicas
División de Ciencias Planetarias
Posiciones heliocéntricas de las cinco sondas interestelares (cuadrados) y otros cuerpos (círculos) hasta 2020, con fechas de lanzamiento y sobrevuelo. Los marcadores indican las posiciones el 1 de enero de cada año, y cada quinto año está etiquetado.
El gráfico 1 se ve desde el polo norte de la eclíptica , a escala.
Los gráficos 2 a 4 son proyecciones de tercer ángulo a una escala del 20%.
En el archivo SVG, pase el cursor sobre una trayectoria u órbita para resaltarla y sus lanzamientos y sobrevuelos asociados.

La Voyager 2 es una sonda espacial lanzada por la NASA el 20 de agosto de 1977 como parte del programa Voyager . Fue lanzada en una trayectoria hacia los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno y permitió nuevos encuentros con los gigantes de hielo Urano y Neptuno . Sigue siendo la única nave espacial que ha visitado cualquiera de los planetas gigantes de hielo, y fue la tercera de las cinco naves espaciales en alcanzar la velocidad de escape solar , lo que le permitió abandonar el Sistema Solar . Lanzada 16 días antes de su gemela Voyager 1 , la misión principal de la nave espacial era estudiar los planetas exteriores y su misión extendida es estudiar el espacio interestelar más allá de la heliosfera del Sol .

La Voyager 2 cumplió con éxito su misión principal de visitar el sistema joviano en 1979, el sistema saturnino en 1981, el sistema uraniano en 1986 y el sistema neptuniano en 1989. La nave espacial se encuentra ahora en su misión extendida de estudiar el medio interestelar . Se encuentra a una distancia de 138,05  UA (20,7  mil millones  de km ; 12,8 mil millones  de mi ) de la Tierra a partir de octubre de 2024. [actualizar][ 4]

La sonda entró en el medio interestelar el 5 de noviembre de 2018, a una distancia de 119,7 UA (11,1 mil millones de millas; 17,9 mil millones de kilómetros) del Sol [5] y moviéndose a una velocidad de 15,341 km/s (34,320 mph) [4] con respecto al Sol. La Voyager 2 ha abandonado la heliosfera del Sol y está viajando a través del medio interestelar , aunque todavía dentro del Sistema Solar , uniéndose a la Voyager 1 , que había llegado al medio interestelar en 2012. [6] [7] [8] [9] La Voyager 2 ha comenzado a proporcionar las primeras mediciones directas de la densidad y temperatura del plasma interestelar . [10]

La Voyager 2 permanece en contacto con la Tierra a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA . [11] Las comunicaciones son responsabilidad de la antena de comunicaciones DSS 43 de Australia , ubicada cerca de Canberra . [12]

Historia

Fondo

En los inicios de la era espacial, se comprendió que a finales de los años 1970 se produciría una alineación periódica de los planetas exteriores que permitiría a una única sonda visitar Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno aprovechando la técnica entonces nueva de asistencia gravitacional . La NASA comenzó a trabajar en un Grand Tour , que evolucionó hasta convertirse en un proyecto masivo que involucraba a dos grupos de dos sondas cada uno, con un grupo visitando Júpiter, Saturno y Plutón y el otro Júpiter, Urano y Neptuno. La nave espacial se diseñaría con sistemas redundantes para garantizar la supervivencia durante todo el recorrido. En 1972, la misión se redujo y se reemplazó con dos naves espaciales derivadas del programa Mariner , las sondas Mariner Júpiter-Saturno. Para mantener bajos los costos aparentes del programa de vida útil, la misión incluiría solo sobrevuelos de Júpiter y Saturno, pero mantendría abierta la opción del Grand Tour. [13] : 263  A medida que avanzaba el programa, el nombre se cambió a Voyager. [14]

La misión principal de la Voyager 1 era explorar Júpiter, Saturno y la luna más grande de Saturno, Titán . La Voyager 2 también debía explorar Júpiter y Saturno, pero en una trayectoria que tendría la opción de continuar hacia Urano y Neptuno, o ser redirigida a Titán como respaldo para la Voyager 1. Una vez completados con éxito los objetivos de la Voyager 1 , la Voyager 2 obtendría una extensión de la misión para enviar la sonda hacia Urano y Neptuno. [13] Titán fue seleccionado debido al interés desarrollado después de las imágenes tomadas por Pioneer 11 en 1979, que habían indicado que la atmósfera de la luna era sustancial y compleja. Por lo tanto, la trayectoria fue diseñada para un sobrevuelo óptimo de Titán. [15] [16]

Diseño de naves espaciales

Construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), la Voyager 2 incluía 16 propulsores de hidracina , estabilizadores de tres ejes , giroscopios e instrumentos de referencia celeste (sensor solar/ rastreador de estrellas Canopus ) para mantener la orientación de la antena de alta ganancia hacia la Tierra. En conjunto, estos instrumentos forman 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 incluía 11 instrumentos científicos para estudiar los objetos celestes a medida que viajaba por el espacio. [17]

Comunicaciones

Construida con la intención de realizar viajes interestelares, la Voyager 2 incluía una gran antena parabólica de alta ganancia de 3,7 m (12 pies) ( ver diagrama ) para transmitir y recibir datos a través de la Red de Espacio Profundo en la Tierra. Las comunicaciones se realizan a través de la banda S (aproximadamente 13 cm de longitud de onda) y la banda X (aproximadamente 3,6 cm de longitud de onda) proporcionando velocidades de datos tan altas como 115,2 kilobits por segundo a la distancia de Júpiter, y luego disminuyendo a medida que aumenta la distancia, debido a la ley del cuadrado inverso . [18] Cuando la nave espacial no puede comunicarse con la Tierra , la grabadora de cinta digital (DTR) puede grabar alrededor de 64 megabytes de datos para su transmisión en otro momento. [19]

Fuerza

Unidad RTG Voyager

La Voyager 2 está equipada con tres generadores termoeléctricos de radioisótopos de varios cientos de vatios (MHW RTG). Cada RTG incluye 24 esferas de óxido de plutonio prensado . En el lanzamiento, cada RTG proporcionó suficiente calor para generar aproximadamente 157 W de energía eléctrica. En conjunto, los RTG suministraron a la nave espacial 470 vatios en el lanzamiento (reduciendo a la mitad cada 87,7 años). Se predijo que permitirían que las operaciones continuaran al menos hasta 2020, y continuaron proporcionando energía a cinco instrumentos científicos hasta principios de 2023. En abril de 2023, el JPL comenzó a utilizar un depósito de energía de respaldo destinado a un mecanismo de seguridad a bordo. Como resultado, se esperaba que los cinco instrumentos continuaran funcionando hasta 2026. [17] [2] [20] [21] En octubre de 2024, la NASA anunció que el instrumento científico de plasma se había apagado, preservando energía para los cuatro instrumentos restantes. [22]

Control de actitud y propulsión

Debido a la energía necesaria para alcanzar la trayectoria de Júpiter con una carga útil de 825 kilogramos (1.819 libras), la nave espacial incluía un módulo de propulsión compuesto por un motor de cohete sólido de 1.123 kilogramos (2.476 libras) y ocho motores de cohete monopropulsados ​​de hidracina , cuatro de ellos para el control de la inclinación y la orientación, y cuatro para el control del balanceo. El módulo de propulsión fue desechado poco después del exitoso encendido de Júpiter.

Dieciséis propulsores Aerojet MR-103 de hidracina en el módulo de misión proporcionan control de actitud. [23] Cuatro se utilizan para ejecutar maniobras de corrección de trayectoria; los otros en dos ramas redundantes de seis propulsores, para estabilizar la nave espacial en sus tres ejes. Solo se necesita una rama de propulsores de control de actitud en cualquier momento. [24]

Los propulsores están alimentados por un único tanque esférico de titanio de 70 centímetros (28 pulgadas) de diámetro. Contenía 100 kilogramos (220 libras) de hidracina en el lanzamiento, lo que proporcionaba suficiente combustible hasta 2034. [25]

Instrumentos científicos

Nombre del instrumentoAbr.Descripción
Sistema de imágenes científicas
(deshabilitado)		(Estación Espacial Internacional)Se utilizó un sistema de dos cámaras (ángulo estrecho/gran ángulo) para proporcionar imágenes de los planetas exteriores y otros objetos a lo largo de la trayectoria.
Filtros
Filtros para cámara de ángulo estrecho [26]
NombreLongitud de ondaEspectroSensibilidad
Claro280 – 640 nm;
centro de 460 nm
Ultravioleta280 – 370 nm;
centro 325 nm
Violeta350 – 450 nm;
centro de 400 nm
Azul430 – 530 nm;
centro de 480 nm
''
'
Verde530 – 640 nm;
centro de 585 nm
''
'
Naranja590 – 640 nm;
centro 615 nm
''
'
Filtros para cámara gran angular [27]
NombreLongitud de ondaEspectroSensibilidad
Claro280 – 640 nm;
centro de 460 nm
''
'
Violeta350 – 450 nm;
centro de 400 nm
Azul430 – 530 nm;
centro de 480 nm
Canal 4 -U536 – 546 nm;
centro 514 nm
Verde530 – 640 nm;
centro de 585 nm
Na -D588 – 590 nm;
centro 589 nm
Naranja590 – 640 nm;
centro 615 nm
Capítulo 4 -JST614 – 624 nm;
centro 619 nm
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PDI, catálogo de datos PDS/PRN
Sistema de radiociencia
(desactivado)		(RSS)Se 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 del tamaño del material en los anillos de Saturno y las dimensiones de los anillos.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI, catálogo de datos PDS/PRN ( VG_2803 ) , archivo de datos Saturn del NSSDC
Espectrómetro y radiómetro interferómetro infrarrojo
(desactivado)		(IRIS)Se investiga el balance energético global y local y la composición atmosférica. También se obtienen 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 .
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PRN, catálogo de datos ampliado PDS/PRN ( VGIRIS_0001, VGIRIS_002 )
Espectrómetro ultravioleta
(desactivado)		(UV)Diseñado para medir las propiedades atmosféricas y medir la radiación.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PRN
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 interplanetario hasta el límite del viento solar con el campo magnético interestelar y más allá, si se cruza.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI, archivo de datos NSSDC
Espectrómetro de plasma
(desactivado)		(POR FAVOR)Investiga las propiedades macroscópicas de los iones de plasma y mide los electrones en el rango de energía de 5 eV a 1 keV.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI, archivo de datos NSSDC
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 energética de iones.
  • Datos: Trazado de datos UMD, catálogo de datos PDS/PPI, archivo de datos NSSDC
Sistema de rayos cósmicos
(activo)		(SRI)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 fuentes de rayos cósmicos, el comportamiento de los rayos cósmicos en el medio interplanetario y el entorno de partículas energéticas planetarias atrapadas.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI, archivo de datos NSSDC
Investigación de radioastronomía planetaria
(desactivada)		(PRA)Utiliza un receptor de radio de barrido de frecuencia para estudiar las señales de emisión de radio de Júpiter y Saturno.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI
Sistema fotopolarímetro
(defectuoso)		(PPS)Se utilizó un telescopio con polarizador para recopilar información sobre la textura y composición de la superficie de Júpiter y Saturno, e información sobre las propiedades de dispersión atmosférica y la densidad de ambos planetas.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PRN
Subsistema de ondas de plasma
(activo)		(PWS)Proporciona mediciones continuas e independientes de la vaina de los perfiles de densidad electrónica en Júpiter y Saturno, así como información básica sobre la interacción onda-partícula local, útil para estudiar las magnetosferas.
  • Datos: Catálogo de datos PDS/PPI
Imágenes de la nave espacial
  • Voyager en transporte hacia una cámara de pruebas térmicas solares.
    Voyager en transporte hacia una cámara de pruebas térmicas solares.
  • El Voyager en transporte hacia una cámara de pruebas térmicas solares
    La Voyager 2 espera la entrada de su carga útil en un cohete Titan IIIE / Centaur .
Medios relacionados con la sonda espacial Voyager en Wikimedia Commons

Perfil de la misión

Imágenes de trayectoria

Trayectoria de la Voyager 2 desde la Tierra, siguiendo la eclíptica a través de 1989 en Neptuno y ahora en dirección sur hacia la constelación del Pavo

Trayectoria vista desde arriba del Sistema Solar
Trayectoria vista de lado, mostrando la distancia por debajo de la eclíptica en gris
Cronología del viaje
FechaEvento
20 de agosto de 1977La nave espacial fue lanzada a las 14:29:00 UTC.
10 de diciembre de 1977Entró en el cinturón de asteroides .
19 de diciembre de 1977La Voyager 1 adelanta a la Voyager 2 ( ver diagrama )
1978-06Falló el receptor de radio principal. El resto de la misión se realizó con un receptor de respaldo.
21 de octubre de 1978Cinturón de asteroides salido
25 de abril de 1979Comienza la fase de observación de Júpiter
5 de junio de 1981Comienza la fase de observación de Saturno.
4 de noviembre de 1985Comienza la fase de observación de Urano.
20 de agosto de 198710 años de vuelo y operación continua a las 14:29:00 UTC.
5 de junio de 1989Comienza la fase de observación de Neptuno.
02-10-1989Comienza la misión interestelar Voyager.
Fase interestelar [28] [29] [30]
20 de agosto de 199720 años de vuelo y operación continua a las 14:29:00 UTC.
13 de noviembre de 1998Terminar la plataforma de escaneo y las observaciones UV.
20 de agosto de 200730 años de vuelo y operación continua a las 14:29:00 UTC.
6 de septiembre de 2007Terminar las operaciones de la grabadora de cintas de datos.
22 de febrero de 2008Terminar las operaciones del experimento de radioastronomía planetaria.
7 de noviembre de 2011Cambiar a propulsores de respaldo para conservar energía [31]
20 de agosto de 201740 años de vuelo y operación continua a las 14:29:00 UTC.
5 de noviembre de 2018Cruzó la heliopausa y entró en el espacio interestelar .
18 de julio de 2023La Voyager 2 superó a la Pioneer 10 como la segunda nave espacial más alejada del Sol. [32] [33]

Lanzamiento y trayectoria

La sonda Voyager 2 fue lanzada el 20 de agosto de 1977 por la NASA desde el Space Launch Complex 41 en Cabo Cañaveral, Florida , a bordo de un vehículo de lanzamiento Titan IIIE / Centaur . Dos semanas después, la sonda gemela Voyager 1 fue lanzada el 5 de septiembre de 1977. Sin embargo, la Voyager 1 llegó a Júpiter y Saturno antes, ya que la Voyager 2 había sido lanzada en una trayectoria más larga y circular. [34] [35]

La órbita inicial de la Voyager 1 tenía un afelio de 8,9 UA (830 millones de millas; 1.330 millones de kilómetros), apenas un poco menos que la órbita de Saturno de 9,5 UA (880 millones de millas; 1.420 millones de kilómetros). Mientras que la órbita inicial de la Voyager 2 tenía un afelio de 6,2 UA (580 millones de millas; 930 millones de kilómetros), bastante menos que la órbita de Saturno. [36]

En abril de 1978, no se transmitieron órdenes a la Voyager 2 durante un período de tiempo, lo que provocó que la nave espacial cambiara de su receptor de radio principal a su receptor de respaldo. [37] Algún tiempo después, el receptor principal falló por completo. El receptor de respaldo funcionaba, pero un condensador defectuoso en el receptor significaba que solo podía recibir transmisiones que se enviaban a una frecuencia precisa, y esta frecuencia se vería afectada por la rotación de la Tierra (debido al efecto Doppler ) y la temperatura del receptor a bordo, entre otras cosas. [38] [39]

  • La Voyager 2 se lanzó el 20 de agosto de 1977 con un Titan IIIE/Centaur
    La Voyager 2 se lanzó el 20 de agosto de 1977 con un Titan IIIE / Centaur
  • Animación de la trayectoria de la Voyager 2 del 20 de agosto de 1977 al 30 de diciembre de 2000 Voyager 2 · Tierra · Júpiter · Saturno · Urano · Neptuno · Sol
    Animación de la trayectoria de la Voyager 2 desde el 20 de agosto de 1977 hasta el 30 de diciembre de 2000
       Viajero 2   ·   Tierra  ·   Júpiter   ·   Saturno  ·   Urano   ·   Neptuno   ·   Sol
  • Trayectoria de la misión principal de la Voyager 2
    Trayectoria de la misión principal de la Voyager 2
  • Gráfico de la velocidad heliocéntrica de la Voyager 2 en función de su distancia al Sol, que ilustra el uso de la asistencia gravitatoria para acelerar la nave espacial por parte de Júpiter, Saturno y Urano.[A]
    Gráfico de la velocidad heliocéntrica de la Voyager 2 en función de su distancia al Sol, que ilustra el uso de la ayuda gravitatoria para acelerar la nave espacial por parte de Júpiter, Saturno y Urano. [A]

Encuentro con Júpiter

Animación de la trayectoria de la Voyager 2 alrededor de Júpiter
  Viajero 2  ·   Júpiter  ·   Yo  ·   Europa  ·   Ganimedes  ·   Calisto
La trayectoria de la Voyager 2 a través del sistema joviano

El 9 de julio de 1979, a las 22:29 UT, la Voyager 2 se acercó a Júpiter. [3] Se acercó a 570.000 km (350.000 mi) de las cimas de las nubes del planeta. [41] La Gran Mancha Roja de Júpiter se reveló como una tormenta compleja que se movía en sentido contrario a las agujas del reloj. Se encontraron otras tormentas y remolinos más pequeños a lo largo de las nubes en bandas. [42]

La Voyager 2 envió imágenes de Júpiter, así como de sus lunas Amaltea , Ío , Calisto , Ganímedes y Europa . [3] Durante una "observación de volcanes" de 10 horas, confirmó las observaciones de la Voyager 1 de vulcanismo activo en la luna Ío , y reveló cómo había cambiado la superficie de la luna en los cuatro meses desde la visita anterior. [3] En conjunto, las Voyager observaron la erupción de nueve volcanes en Ío, y hay evidencia de que ocurrieron otras erupciones entre los dos sobrevuelos de la Voyager. [34]

La luna Europa de Júpiter mostró una gran cantidad de características lineales que se entrecruzaban en las fotos de baja resolución de la Voyager 1. Al principio, los científicos creyeron que las características podrían ser grietas profundas, causadas por la ruptura de la corteza o procesos tectónicos. Sin embargo, fotos de alta resolución más cercanas de la Voyager 2 resultaron desconcertantes: las características carecían de relieve topográfico, y un científico dijo que "podrían haber sido pintadas con un marcador de fieltro". [34] Europa es internamente activa debido al calentamiento de las mareas a un nivel de aproximadamente una décima parte del de Ío. Se cree que Europa tiene una corteza delgada (menos de 30 km (19 mi) de espesor) de hielo de agua, posiblemente flotando en un océano de 50 km (31 mi) de profundidad. [34] [35]

Se encontraron dos nuevos satélites pequeños, Adrastea y Metis , orbitando justo fuera del anillo. [34] Un tercer satélite nuevo, Thebe , fue descubierto entre las órbitas de Amaltea e Ío. [34]

Medios relacionados con el encuentro de la Voyager 2 con Júpiter en Wikimedia Commons

Encuentro con Saturno

El 26 de agosto de 1981, a las 03:24:05 UT, se produjo el máximo acercamiento a Saturno. [43] Cuando la Voyager 2 pasó por detrás de Saturno, visto desde la Tierra, utilizó su enlace de radio para investigar la atmósfera superior de Saturno, recopilando datos sobre la temperatura y la presión. En las regiones más altas de la atmósfera, donde la presión se midió en 70 mbar (1,0 psi), [44] la Voyager 2 registró una temperatura de 82  K (−191,2  °C ; −312,1  °F ). Más profundamente en la atmósfera, donde se registró una presión de 1200 mbar (17 psi), la temperatura aumentó a 143 K (−130 °C; −202 °F). [45] La nave espacial también observó que el polo norte era aproximadamente 10 °C (18 °F) más frío a 100 mbar (1,5 psi) que las latitudes medias, una variación potencialmente atribuible a los cambios estacionales [45] ( ver también Oposiciones de Saturno ).

Después de su paso por Saturno, la plataforma de exploración de la Voyager 2 experimentó una anomalía que provocó que su actuador de acimut se bloqueara. Este mal funcionamiento provocó la pérdida de algunos datos y planteó desafíos para la misión continua de la nave espacial. La anomalía se remonta a una combinación de problemas, incluido un defecto de diseño en el cojinete del eje del actuador y el sistema de lubricación de los engranajes, corrosión y acumulación de escombros. Si bien el uso excesivo y el lubricante agotado fueron factores, [46] otros elementos, como las reacciones de metales diferentes y la falta de puertos de alivio, agravaron el problema. Los ingenieros en tierra pudieron emitir una serie de comandos, rectificando el problema hasta un grado que permitió que la plataforma de exploración reanudara su función. [47] La ​​Voyager 2 , que se habría desviado para realizar el sobrevuelo de Titán si la Voyager 1 no hubiera podido hacerlo, no pasó cerca de Titán debido al mal funcionamiento y, posteriormente, procedió con su misión de explorar el sistema de Urano. [48] : 94 

Medios relacionados con el encuentro de la Voyager 2 con Saturno en Wikimedia Commons

Encuentro con Urano

El máximo acercamiento a Urano se produjo el 24 de enero de 1986, cuando la Voyager 2 se acercó a 81.500 km (50.600 mi) de las nubes del planeta. [49] La Voyager 2 también descubrió 11 lunas previamente desconocidas: Cordelia , Ofelia , Bianca , Crésida , Desdemona , Julieta , Portia , Rosalind , Belinda , Puck y Perdita . [B] La misión también estudió la atmósfera única del planeta, causada por su inclinación axial de 97,8°; y examinó el sistema de anillos de Urano . [49] La duración de un día en Urano medida por la Voyager 2 es de 17 horas y 14 minutos. [49] Se demostró que Urano tenía un campo magnético desalineado con su eje de rotación, a diferencia de otros planetas que habían sido visitados hasta ese momento, [50] [53] y una cola magnética en forma de hélice que se extendía 10 millones de kilómetros (6 millones de millas) desde el Sol. [50]

Cuando la Voyager 2 visitó Urano, gran parte de sus características nubosas estaban ocultas por una capa de neblina; sin embargo, las imágenes en falso color y con contraste mejorado muestran bandas de nubes concéntricas alrededor de su polo sur. También se descubrió que esta zona irradia grandes cantidades de luz ultravioleta, un fenómeno que se denomina "luz diurna". La temperatura atmosférica media es de unos 60 K (−351,7 °F; −213,2 °C). Los polos iluminados y oscuros, y la mayor parte del planeta, presentan temperaturas casi iguales en las cimas de las nubes. [50]

El experimento de radioastronomía planetaria (PRA) Voyager 2 observó 140 relámpagos, o descargas electrostáticas uranianas con una frecuencia de 0,9-40 MHz. [54] [55] Las UED se detectaron a 600.000 km de Urano durante 24 horas, la mayoría de las cuales no fueron visibles. [54] Sin embargo, el modelado microfísico sugiere que los relámpagos uranianos ocurren en tormentas convectivas que ocurren en nubes de agua de la troposfera profunda. [54] Si este es el caso, los relámpagos no serán visibles debido a las gruesas capas de nubes sobre la troposfera. [55] Los relámpagos uranianos tienen una potencia de alrededor de 10 8 W, emiten 1×10^7 J – 2×10^7 J de energía y duran un promedio de 120 ms. [55]

Imágenes detalladas del paso de la Voyager 2 por la luna de Urano Miranda mostraron enormes cañones formados por fallas geológicas . [50] Una hipótesis sugiere que Miranda podría consistir en una reagregación de material tras un evento anterior cuando Miranda se hizo añicos por un impacto violento. [50]

La Voyager 2 descubrió dos anillos uranianos hasta entonces desconocidos. [50] [51] Las mediciones mostraron que los anillos uranianos son diferentes de los de Júpiter y Saturno. El sistema de anillos uranianos podría ser relativamente joven y no haberse formado al mismo tiempo que Urano. Las partículas que forman los anillos podrían ser los restos de una luna que se rompió por un impacto de alta velocidad o por efectos de marea . [34] [35]

En marzo de 2020, los astrónomos de la NASA informaron sobre la detección de una gran burbuja magnética atmosférica, también conocida como plasmoide , liberada al espacio exterior desde el planeta Urano , después de reevaluar datos antiguos registrados durante el sobrevuelo. [56] [57]

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Encuentro con Neptuno

Tras una corrección de rumbo en 1987, la aproximación más cercana de la Voyager 2 a Neptuno se produjo el 25 de agosto de 1989. [58] [34] A través de repetidas simulaciones de prueba computarizadas de trayectorias a través del sistema neptuniano realizadas con antelación, los controladores de vuelo determinaron la mejor manera de encaminar a la Voyager 2 a través del sistema Neptuno-Tritón. Dado que el plano de la órbita de Tritón está inclinado significativamente con respecto al plano de la eclíptica, a través de correcciones de rumbo, la Voyager 2 fue dirigida a una trayectoria de unos 4.950 km (3.080 mi) sobre el polo norte de Neptuno. [59] [60] Cinco horas después de que la Voyager 2 hiciera su aproximación más cercana a Neptuno, realizó un vuelo cercano a Tritón , la luna más grande de Neptuno, pasando a unos 40.000 km (25.000 mi). [59]

En 1989, el experimento de radioastronomía planetaria (PRA) de la Voyager 2 observó alrededor de 60 relámpagos, o descargas electrostáticas neptunianas que emitían energías superiores a 7×10 8 J. [61] Un sistema de ondas de plasma (PWS) detectó 16 eventos de ondas electromagnéticas con un rango de frecuencia de 50 Hz a 12 kHz en latitudes magnéticas de 7˚ a 33˚. [54] [62] Estas detecciones de ondas de plasma fueron posiblemente provocadas por relámpagos durante 20 minutos en las nubes de amoníaco de la magnetosfera. [62] Durante el acercamiento más cercano de la Voyager 2 a Neptuno, el instrumento PWS proporcionó las primeras detecciones de ondas de plasma de Neptuno a una frecuencia de muestreo de 28.800 muestras por segundo. [62] Las densidades de plasma medidas varían de 10 –3 a 10 –1 cm –3 . [62] [63]

La Voyager 2 descubrió anillos neptunianos previamente desconocidos , [64] y confirmó seis nuevas lunas: Despina , Galatea , Larissa , Proteus , Naiad y Thalassa . [65] [C] Mientras estaba en las cercanías de Neptuno, la Voyager 2 descubrió la « Gran Mancha Oscura », que desde entonces ha desaparecido, según las observaciones del telescopio espacial Hubble . [66] Más tarde se planteó la hipótesis de que la Gran Mancha Oscura era una región de gas transparente, que formaba una ventana en la capa de nubes de metano a gran altitud del planeta. [67]

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Misión interestelar

La Voyager 2 abandonó la heliosfera el 5 de noviembre de 2018. [9]
Velocidad y distancia de las Voyager 1 y 2 respecto del Sol

Una vez finalizada su misión planetaria, se describió que la Voyager 2 estaba trabajando en una misión interestelar, que la NASA está utilizando para averiguar cómo es el Sistema Solar más allá de la heliosfera . A partir de septiembre de 2023, la Voyager 2 está transmitiendo datos científicos a unos 160 bits por segundo . [68] La información sobre los continuos intercambios de telemetría con la Voyager 2 está disponible en Voyager Weekly Reports. [69][actualizar]

Mapa oficial de la NASA de las trayectorias de las naves espaciales Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 y Voyager 2 a través del Sistema Solar.
Mapa de la NASA que muestra las trayectorias de las naves espaciales Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 y Voyager 2 .

En 1992, la Voyager 2 observó la nova V1974 Cygni en el ultravioleta lejano, la primera de su tipo. El aumento posterior del brillo en esas longitudes de onda ayudó a estudiar la nova con más detalle. [70] [71]

En julio de 1994, se intentó observar los impactos de fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter. [70] La posición de la nave significaba que tenía una línea de visión directa hacia los impactos y se realizaron observaciones en el espectro ultravioleta y de radio. [70] La Voyager 2 no detectó nada, y los cálculos mostraron que las bolas de fuego estaban justo por debajo del límite de detección de la nave. [70]

El 29 de noviembre de 2006, un comando enviado por telemetría a la Voyager 2 fue descifrado incorrectamente por su computadora de a bordo (en un error aleatorio) como un comando para encender los calentadores eléctricos del magnetómetro de la nave espacial. Estos calentadores permanecieron encendidos hasta el 4 de diciembre de 2006, y durante ese tiempo, se produjo una alta temperatura resultante de más de 130 °C (266 °F), significativamente más alta de lo que los magnetómetros fueron diseñados para soportar, y un sensor giró fuera de la orientación correcta. [72]

El 30 de agosto de 2007, la Voyager 2 pasó por el choque de terminación y luego entró en la heliopausa , aproximadamente 1.600 millones de kilómetros más cerca del Sol que la Voyager 1. [73] Esto se debe al campo magnético interestelar del espacio profundo . El hemisferio sur de la heliosfera del Sistema Solar está siendo empujado hacia adentro. [74]

El 22 de abril de 2010, la Voyager 2 encontró problemas con el formato de los datos científicos. [75] El 17 de mayo de 2010, los ingenieros del JPL revelaron que un bit invertido en una computadora de a bordo había causado el problema y programaron un reinicio de bits para el 19 de mayo. [76] El 23 de mayo de 2010, la Voyager 2 reanudó el envío de datos científicos desde el espacio profundo después de que los ingenieros arreglaran el bit invertido. [77]

En 2013, se pensó originalmente que la Voyager 2 entraría en el espacio interestelar en dos o tres años, y que su espectrómetro de plasma proporcionaría las primeras mediciones directas de la densidad y la temperatura del plasma interestelar. Pero el científico del proyecto Voyager, Edward C. Stone y sus colegas dijeron que carecían de evidencia de lo que sería la firma clave del espacio interestelar: un cambio en la dirección del campo magnético. [10] Finalmente, en diciembre de 2018, Stone anunció que la Voyager 2 llegó al espacio interestelar el 5 de noviembre de 2018. [8] [9]

Posición de la Voyager 2 en diciembre de 2018. Nótese la gran distancia condensada en una escala logarítmica : la Tierra está a una unidad astronómica (UA) del Sol; Saturno está a 10 UA y la heliopausa está a alrededor de 120 UA. Neptuno está a 30,1 UA del Sol; por lo tanto, el borde del espacio interestelar está aproximadamente cuatro veces más lejos del Sol que el último planeta. [9]

El mantenimiento de la Red de Espacio Profundo cortó el contacto saliente con la sonda durante ocho meses en 2020. El contacto se restableció el 2 de noviembre, cuando se transmitió una serie de instrucciones, que posteriormente se ejecutaron y se retransmitieron con un mensaje de comunicación exitoso. [78] El 12 de febrero de 2021, se restablecieron las comunicaciones completas después de una importante actualización de la antena de la estación terrestre que tardó un año en completarse. [12]

En octubre de 2020, los astrónomos informaron de un aumento inesperado y significativo de la densidad en el espacio más allá del Sistema Solar detectado por las Voyager 1 y Voyager 2 ; 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 ". [79] [80]

El 18 de julio de 2023, la Voyager 2 superó a la Pioneer 10 como la segunda nave espacial más alejada del Sol. [32] [33]

El 21 de julio de 2023, un error de programación desalineó la antena de alta ganancia de la Voyager 2 [81] a 2 grados de la Tierra, interrumpiendo las comunicaciones con la nave espacial. El 1 de agosto, la señal portadora de la nave espacial fue detectada utilizando múltiples antenas de la Red de Espacio Profundo . [82] [83] Un "grito" de alta potencia el 4 de agosto enviado desde la estación de Canberra [84] ordenó con éxito a la nave espacial que se reorientara hacia la Tierra, reanudando las comunicaciones. [83] [85] Como medida de seguridad, la sonda también está programada para restablecer de forma autónoma su orientación para apuntar hacia la Tierra, lo que habría ocurrido el 15 de octubre. [83]

Reducciones de capacidades

A medida que la energía del RTG se reduce lentamente, se han apagado varios equipos de la nave espacial. [86] El primer equipo científico que se apagó en la Voyager 2 fue el PPS en 1991, que ahorró 1,2 vatios. [86]

AñoFin de capacidades específicas como consecuencia de las limitaciones de potencia eléctrica disponible [87]
1998Terminación de la plataforma de escaneo y observaciones UVS [86]
2007Terminación de las operaciones de la grabadora de cinta digital (DTR) (ya no era necesaria debido a una falla en el receptor de forma de onda alta en el subsistema de ondas de plasma (PWS) el 30 de junio de 2002.) [87]
2008Apagado del experimento de radioastronomía planetaria (PRA) [86]
2019Calentador CRS apagado [88]
2021Apague el calentador del instrumento de partículas cargadas de baja energía [89]
2023La actualización del software redirige la energía del regulador de voltaje para mantener los instrumentos científicos en funcionamiento [21]
2024El instrumento Plasma Science (PLS) se apagó [90]
2030 aproximadamenteYa no se puede alimentar ningún instrumento [91]
2036Fuera del alcance de la Red de Espacio Profundo [45]

Preocupaciones con los propulsores de orientación

Algunos propulsores necesarios para controlar la actitud correcta de la nave espacial y apuntar su antena de alta ganancia en la dirección de la Tierra están fuera de uso debido a problemas de obstrucción en su inyector de hidracina . La nave espacial ya no tiene copias de seguridad disponibles para su sistema de propulsores y "todo a bordo está funcionando en una sola cadena", como reconoció Suzanne Dodd, gerente del proyecto Voyager en JPL , en una entrevista con Ars Technica . [92] La NASA ha decidido parchear el software de la computadora para modificar el funcionamiento de los propulsores restantes para ralentizar la obstrucción de los chorros de inyectores de hidracina de diámetro pequeño. Antes de cargar la actualización del software en la computadora de la Voyager 1 , la NASA primero probará el procedimiento con la Voyager 2 , que está más cerca de la Tierra. [92]

El futuro de la sonda

Se espera que la sonda siga transmitiendo mensajes de radio débiles hasta al menos mediados de la década de 2020, más de 48 años después de su lanzamiento. [87] La ​​NASA dice que "las Voyager están destinadas, tal vez eternamente, a vagar por la Vía Láctea". [93]

La Voyager 2 no se dirige hacia ninguna estrella en particular. La estrella más cercana está a 4,2 años luz de distancia y, a 15,341 km/s, la nave espacial viaja un año luz en aproximadamente 19.541 años, tiempo durante el cual las estrellas cercanas también se moverán sustancialmente. En aproximadamente 42.000 años, la Voyager 2 pasará por la estrella Ross 248 (a 10,30 años luz de la Tierra) a una distancia de 1,7 años luz. [94] Si no se la perturba durante 296.000 años , la Voyager 2 debería pasar por la estrella Sirio (a 8,6 años luz de la Tierra) a una distancia de 4,3 años luz. [95]

Disco de oro

El saludo de un niño en inglés grabado en el disco de oro de la Voyager
Disco de oro de la Voyager

Ambas sondas espaciales Voyager llevan un disco audiovisual bañado en oro , una compilación destinada a mostrar la diversidad de vida y cultura en la Tierra en caso de que alguna de las naves espaciales sea encontrada por algún descubridor extraterrestre . [96] [97] El disco, realizado bajo la dirección de un equipo que incluye a Carl Sagan y Timothy Ferris , incluye 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, un bebé llorando, olas rompiendo en la orilla y una colección de música que abarca diferentes culturas y épocas, incluidas obras de Wolfgang Amadeus Mozart , Blind Willie Johnson , Chuck Berry y Valya Balkanska . Se incluyen otros clásicos orientales y occidentales, así como interpretaciones de música indígena de todo el mundo. El disco también contiene saludos en 55 idiomas diferentes. [98] El proyecto pretendía retratar la riqueza de la vida en la Tierra y ser un testimonio de la creatividad humana y el deseo de conectarse con el cosmos. [97] [99]

Véase también

Notas

  1. ^ Para observar Tritón , la Voyager 2 pasó sobre el polo norte de Neptuno, lo que resultó en una aceleración fuera del plano de la eclíptica y, como resultado, una velocidad reducida en relación con el Sol. [40]
  2. ^ Algunas fuentes citan el descubrimiento de sólo 10 lunas de Urano por la Voyager 2 , [50] [51] pero Perdita fue descubierta en las imágenes de la Voyager 2 más de una década después de que fueron tomadas. [52]
  3. ^ Una de estas lunas, Larisa , fue reportada por primera vez en 1981 a partir de observaciones con telescopios terrestres, pero no fue confirmada hasta la aproximación de la Voyager 2. [65]

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Lectura adicional

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  • "Resultados científicos de Urano". Resultados científicos de la sonda Voyager en Urano . Consultado el 8 de febrero de 2005 .
  • Nardo, Don (2002). Neptuno. Thomson Gale. ISBN 0-7377-1001-2 
  • Manual de telecomunicaciones del JPL Voyager
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​​Voyager 2 (categoría)
  • Sitio web de la NASA Voyager
  • Perfil de la misión Voyager 2 de la NASA Solar System Exploration
  • Voyager 2 (Catálogo maestro del NSSDC)
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