Programa viajero
El programa Voyager es un programa científico estadounidense 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 recopilaban datos para transmitirlos a la Tierra. Después del lanzamiento, se tomó la decisión de enviar la Voyager 2 cerca de Urano y Neptuno para recopilar datos y transmitirlos a la Tierra.
A partir de 2022, las Voyagers seguirán operando más allá del límite exterior de la heliosfera en el espacio interestelar. Recopilan y transmiten datos útiles a la Tierra.
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 de la comprensión de sus manejadores.
—Stephen J. Pyne
En 2022, la Voyager 1 se movía a una velocidad de 61 185 kilómetros por hora (38 019 mph), o 17 km/s, en relación con el Sol, y tenía 23 252 000 000 kilómetros (1,4448×1010 mi) del Sol alcanzando una distancia de 155,8 AU (23,3 mil millones de km; 14,5 mil millones mi) de la Tierra a partir de febrero El 10 de agosto de 2022. El 25 de agosto de 2012, los datos de la Voyager 1 indicaron que había entrado en el espacio interestelar.
En 2022, la Voyager 2 se movía a una velocidad de 55 335 kilómetros por hora (34 384 mph), o 15 km/s, en relación con el Sol, y tenía 19 350 000 000 kilómetros (1,202×1010 mi) del Sol alcanzando una distancia de 130,1 AU (19,5 mil millones de km; 12,1 mil millones mi) de la Tierra a partir de febrero El 10 de noviembre de 2022. El 5 de noviembre de 2019, los datos de la Voyager 2 indicaron que también había entrado en el espacio interestelar. El 4 de noviembre de 2019, los científicos informaron que, el 5 de noviembre de 2018, la sonda Voyager 2 había llegado oficialmente al medio interestelar (ISM), una región del espacio exterior más allá de la influencia del viento solar, al igual que Voyager 1 en 2012.
Aunque las Voyagers 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 que '[S]i definimos nuestro sistema solar como el Sol y todo lo que orbita principalmente alrededor del 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."
Datos y fotografías recopilados por los Voyagers' cámaras, magnetómetros y otros instrumentos revelaron detalles desconocidos sobre cada uno de los cuatro planetas gigantes y sus lunas. Las imágenes de primer plano de la nave espacial trazaron las complejas formas de las 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 que estaban acompañados por una miríada de "rizos".
En Urano, la Voyager 2 descubrió un importante campo magnético 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 2022, Voyager 2 sigue siendo 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 un "muro de hidrógeno" en los bordes exteriores del Sistema Solar que fue detectado por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager.
La nave espacial Voyager se construyó en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el sur de California y fue financiada por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que también financió sus lanzamientos desde Cabo Cañaveral, Florida, su seguimiento y todo lo 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.
Historia
Las dos sondas espaciales Voyager se concibieron originalmente como parte del programa Mariner y, por lo tanto, 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.
El Programa Voyager fue similar al Gran Tour Planetario 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, ocurriría a fines de la década de 1970 y permitiría utilizar la asistencia gravitacional para explorar Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. El Gran Viaje Planetario consistía en enviar varios pares de sondas para volar por todos los planetas exteriores (incluido Plutón, entonces todavía considerado 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 al Programa Voyager, que cumplió muchos de los objetivos de sobrevuelo del Grand Tour, excepto una visita a Plutón.
Voyager 2 fue el primero en ser lanzado. 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 la luna Titán de Saturno, que se sabía que ser bastante grande y poseer una atmósfera densa. Este encuentro envió a la Voyager 1 fuera del plano de la eclíptica, poniendo fin a su misión científica planetaria. Si la Voyager 1 no hubiera podido realizar el sobrevuelo de Titán, la trayectoria de la Voyager 2 podría haberse alterado para explorar Titán, evitando cualquier visita a Urano y Neptuno. La Voyager 1 no se lanzó en una trayectoria que le hubiera permitido continuar hasta Urano y Neptuno, pero podría haber continuado desde Saturno hasta Plutón sin explorar Titán.
Durante la década de 1990, la Voyager 1 superó a las sondas de espacio profundo más lentas Pioneer 10 y Pioneer 11 para convertirse en el objeto creado por el hombre más distante de la Tierra, 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 su sobrevuelos de Júpiter y Saturno. La Voyager 1 y la Pioneer 10 son los objetos fabricados por el hombre más separados del mundo, ya que viajan en direcciones opuestas al Sistema Solar.
En diciembre de 2004, la Voyager 1 cruzó el choque de terminación, donde el viento solar se reduce a una 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 1600 millones de kilómetros (1 000 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.
En 2010, la Voyager 1 informó que la velocidad de salida del viento solar se había reducido a cero y los científicos predijeron que se acercaba al espacio interestelar. En 2011, los datos de las Voyagers determinaron que la heliovaina no es lisa, sino que está llena de burbujas magnéticas gigantes, que se teoriza que se forman cuando el campo magnético del Sol se deforma en el borde del Sistema Solar.
En junio de 2012, los científicos de la NASA informaron que la Voyager 1 estaba muy cerca de ingresar al espacio interestelar, lo que se indica por un fuerte aumento de partículas de alta energía desde fuera del Sistema Solar. En septiembre de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en la primera nave espacial en ingresar al espacio interestelar.
En diciembre de 2018, la NASA anunció que la Voyager 2 había cruzado la heliopausa el 5 de noviembre de 2018, convirtiéndose en la segunda nave espacial en ingresar al espacio interestelar.
A partir de 2017, Voyager 1 y Voyager 2 continúan monitoreando las condiciones en las extensiones exteriores del Sistema Solar. Se espera que la nave espacial Voyager pueda operar instrumentos científicos hasta 2020, cuando la energía 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 las dos sondas' disminución de la fuente de alimentación.
Diseño de naves espaciales
Las naves espaciales Voyager pesan cada una 773 kilogramos (1704 libras). De este peso total, cada nave espacial lleva 105 kilogramos (231 libras) de instrumentos científicos. La nave espacial Voyager idéntica usa sistemas de guía estabilizados en tres ejes que usan entradas giroscópicas y acelerómetros en 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 una 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 conectado al contenedor electrónico decagonal hueco. También hay un tanque esférico que contiene el combustible monopropulsor de hidracina.
El disco de oro de la Voyager está pegado 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 vidiónicas del Imaging Science Subsystem (ISS) a la izquierda del UVS; y el Sistema Fotopolarímetro (PPS) bajo la ISS.
Solo se admiten cinco equipos de investigación, aunque se recopilan datos para dos instrumentos adicionales. El Subsistema de Datos de Vuelo (FDS) y una sola grabadora de cinta digital (DTR) de ocho pistas proporcionan las funciones de manejo de datos.
El FDS configura cada instrumento y controla las operaciones del instrumento. También recopila datos de ingeniería y ciencia y formatea los datos para su transmisión. El DTR se utiliza para registrar datos de alta velocidad del subsistema de ondas de plasma (PWS). Los datos se reproducen cada seis meses.
El subsistema de ciencia de la imagen, compuesto por una cámara de gran angular y otra de ángulo estrecho, es una versión modificada de los diseños de cámara de vidicon de barrido lento que se utilizaron en los primeros vuelos de Mariner. El subsistema de ciencia de imágenes consta de dos cámaras tipo televisión, cada una con ocho filtros en una rueda de filtros comandable montada frente a los vidicons. Uno tiene una lente gran angular de baja resolución de 200 mm (7,9 pulgadas) de distancia focal con una apertura de f/3 (la cámara gran angular), mientras que la otra usa una resolución más alta de 1500 mm (59 pulgadas) de ángulo estrecho f/ Lente 8.5 (la cámara de ángulo estrecho).
Instrumentos científicos
| Nombre del instrumento | Abreviatura | Descripción | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Imaging Science System | ISS | Usaba un sistema de dos cámaras (narrow-angle/wide-angle) para proporcionar imágenes de Júpiter, Saturno y otros objetos a lo largo de la trayectoria. Más
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Radio Science System | RSS | Utiliza el sistema de telecomunicaciones de la nave espacial Voyager para determinar las propiedades físicas de planetas y satélites (ionosferas, atmósferas, masas, campos de gravedad, densidades) y la distribución de la cantidad y el tamaño del material en los anillos de Saturno y las dimensiones del anillo. Más
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Espectrometro de interferómetro infrarrojo | IRIS | Investigó el equilibrio energético mundial y local y la composición atmosférica. También se obtuvieron perfiles de temperatura vertical de los planetas y satélites, así como la composición, propiedades térmicas y tamaño de partículas en los anillos de Saturno. Más
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Espectrometer ultravioleta | UVS | Diseñado para medir las propiedades atmosféricas, y para medir la radiación. Más
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Magnetometer Triaxial Fluxgate | MAG | Diseñado para investigar los campos magnéticos de Júpiter y Saturno, la interacción solar-viento con las magnetosferas de estos planetas, y el campo magnético interplanetario hacia el límite del viento solar con el campo magnético interestelar y más allá, si cruzado. Más
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Espectrometer de plasma | PLS | Investigado las propiedades macroscópicas de los iones de plasma y mide electrones en el rango de energía de 5 eV a 1 keV. Más
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Instrumento de partículas cargadas de energía baja | LECP | Mide el diferencial en flujos energéticos y distribuciones angulares de iones, electrones y el diferencial en la composición de iones energéticos. Más
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Sistema de Rayo Cósmico | CRS | Determina el proceso de origen y aceleración, la historia de la 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 Astronomía Planetaria | PRA | Usaba un receptor de radio frecuencia para estudiar las señales de emisión de radio de Júpiter y Saturno. Más
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Fotopolarimeter Sistema | PPS | Se utiliza un tipo de 6 pulgadas f/1.4 Dahl-Kirkham Telescopio de Cassegrain con una rueda de análisis que contiene cinco analizadores de 0,60,120,45 y 135 grados y rueda de filtro con ocho bandas espectrales que cubren 2350 a 7500A para reunir información sobre la textura superficial y composición de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno e información sobre propiedades de dispersión atmosférica y densidad para estos planetas. Más
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Subsistema de onda de plasma | PWS | Proporciona mediciones continuas e independientes de los perfiles de densidad de electrones en Júpiter y Saturno, así como información básica sobre la interacción de partículas de onda local, útil para estudiar las magnetosferas. (ver también Plasma) Más
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Informática y procesamiento de datos
Hay tres tipos diferentes de computadoras en la nave espacial Voyager, dos de cada tipo, que a veces se usan como redundancia. Son computadoras propietarias hechas a la medida construidas a partir de componentes discretos y circuitos integrados de escala media CMOS y TTL. El número total de palabras entre las seis computadoras es de aproximadamente 32K. Voyager 1 y Voyager 2 tienen sistemas informáticos idénticos.
El Sistema de Comando Informático (CCS), el controlador central de la nave espacial, tiene dos procesadores de tipo interrupción de palabras de 18 bits con 4096 palabras cada uno de memoria de alambre plateado no volátil. Durante la mayor parte de la misión Voyager, las dos computadoras CCS en cada nave espacial se usaron de manera 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.
El sistema de datos de vuelo (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 a bordo, el funcionamiento de las cámaras de luz visible no es autónomo, sino que está controlado por una tabla de parámetros de imágenes contenida en una de las computadoras digitales a bordo, el Subsistema de Datos de Vuelo (FDS).). Las sondas espaciales más recientes, desde alrededor de 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 orientación de antena y rutinas de secuenciación de naves espaciales. Esta computadora es una versión mejorada de la que se usó en el orbitador Viking. El hardware de ambos subsistemas CCS personalizados en las Voyagers es idéntico. Solo hay una modificación de software menor para uno de ellos que tiene un subsistema científico del que carece el otro.
El Subsistema de Control de Articulación y Actitud (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 informó erróneamente en Internet que las sondas espaciales Voyager estaban controladas por una versión del RCA 1802 (microprocesador RCA CDP1802 "COSMAC"), pero tales afirmaciones no están respaldadas por los documentos de diseño principales.. El microprocesador CDP1802 se usó más tarde en la sonda espacial Galileo, que fue diseñada y construida años después. La electrónica de control digital de las Voyagers no se basaba en un chip de circuito integrado de microprocesador.
Comunicaciones
Las comunicaciones de enlace ascendente se ejecutan a través de comunicaciones de microondas de banda S. 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 las dos Voyager se han llevado a cabo 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. (La antena de baja ganancia tiene una ganancia de 7 dB y un ancho de haz de 60°).
Debido a la ley del inverso del cuadrado en las comunicaciones por radio, las velocidades de datos digitales utilizadas en los enlaces descendentes de las Voyagers han disminuido 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. Se tomaron algunas medidas sobre el terreno a lo largo del camino para reducir los efectos de la ley del inverso del cuadrado. Entre 1982 y 1985, los diámetros de las tres antenas parabólicas principales de Deep Space Network aumentaron de 64 a 70 m (210 a 230 pies), lo que aumentó drásticamente sus áreas para recolectar señales débiles de microondas.
Mientras la nave se encontraba entre Saturno y Urano, el software integrado se actualizó para realizar cierto grado de compresión de imágenes y utilizar una codificación de corrección de errores Reed-Solomon más eficiente.
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. Esto se hizo en Goldstone, California, Canberra (Australia) y Madrid (España) utilizando las antenas parabólicas adicionales disponibles allí. Además, en Australia, el Radiotelescopio Parkes se incorporó al conjunto a tiempo para el sobrevuelo de Neptuno en 1989. En los Estados Unidos, el Very Large Array de Nuevo México se puso en uso temporalmente junto con las antenas del Deep Red espacial en Goldstone. El uso de esta nueva tecnología de conjuntos de antenas ayudó a compensar la inmensa distancia de radio entre Neptuno y la Tierra.
Poder
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 armas nucleares) y proporcionaron 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, 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 energía térmica generada por tal RTG se reduciría a (1/2)(34/87.74) ≈ 76% de su energía inicial. Los termopares RTG, que convierten la energía térmica en electricidad, también se degradan con el tiempo y reducen la energía eléctrica disponible por debajo de este nivel calculado.
Para el 7 de octubre de 2011, la potencia generada por Voyager 1 y 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 de degradación de termopar conservador. A medida que disminuye la energía eléctrica, las cargas de la nave espacial deben apagarse, eliminando algunas capacidades. Puede que no haya energía suficiente para las comunicaciones en 2032.
Misión interestelar Voyager
Voyager 2 Cruzó la heliohada en noviembre de 2018.
La misión principal de la Voyager se completó en 1989, con el sobrevuelo cercano de Neptuno por parte de la Voyager 2. La Misión Interestelar Voyager (VIM) es una extensión de la misión, que comenzó cuando las dos naves espaciales ya habían estado en vuelo durante más de 12 años. La División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA llevó a cabo una Revisión Senior de Heliofísica en 2008. El panel encontró que el VIM "es una misión que es absolutamente imperativa continuar". y que VIM "financiamiento cercano al nivel óptimo y mayor soporte de DSN (Deep Space Network) está justificado".
El objetivo principal del VIM era extender la exploración del Sistema Solar más allá de los planetas exteriores hasta la heliopausa (la extensión más lejana en la que la radiación del Sol predomina sobre los vientos interestelares) y, si es posible, incluso más allá. La Voyager 1 cruzó el límite de la heliopausa en 2012, seguida por la Voyager 2 en 2018. Pasar por el límite de la heliopausa ha permitido a ambas naves espaciales realizar mediciones de los campos, partículas y ondas interestelares que no se ven afectados por el viento solar. Dos hallazgos significativos hasta ahora han sido el descubrimiento de una región de burbujas magnéticas y ninguna indicación de un cambio esperado en el campo magnético 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) también se han apagado.
La plataforma de exploración Voyager 1 estaba programada para desconectarse a finales de 2000, pero se ha dejado encendida para investigar la emisión de rayos ultravioleta desde la dirección del viento. Los datos UVS aún se capturan, pero ya no es posible realizar escaneos.
Las operaciones de giroscopio finalizaron en 2016 para Voyager 2 y en 2017 para Voyager 1. Las operaciones de giroscopio se utilizan para girar 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 es posible que no haya energía eléctrica para respaldar la operación de instrumentos científicos; el retorno de datos científicos y las operaciones de naves espaciales cesarán.
Detalles de la misión
Al comienzo de VIM, Voyager 1 estaba a una distancia de 40 AU de la Tierra, mientras que Voyager 2 estaba a 31 AU. VIM tiene tres fases: choque de terminación, exploración de heliovaina y fase de exploración interestelar. La nave espacial comenzó 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 interestelar impedirá que el viento solar supersónico siga expandiéndose. 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 desacelera a una velocidad subsónica y ocurren grandes cambios en la dirección del flujo de plasma y la orientación del campo magnético.
Voyager 1 completó la fase de choque de terminación en diciembre de 2004 a una distancia de 94 AU mientras que Voyager 2 la completó en agosto de 2007 a una distancia de 84 AU. Después de entrar en la heliovaina, la nave espacial se encontraba en un área dominada por el campo magnético del Sol y las partículas del viento solar. Tras atravesar la heliovaina, las dos Voyager iniciaron la fase de exploración interestelar.
El límite exterior de la heliovaina se denomina heliopausa. Esta es la región donde la influencia del Sol comienza a disminuir y se puede detectar el espacio interestelar. La Voyager 1 está escapando del Sistema Solar a una velocidad de 3,6 AU por año a 35° al norte de la eclíptica en la dirección general del vértice solar en Hércules, mientras que la Voyager 2's la velocidad es de aproximadamente 3,3 AU 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 (ly) de AC+79 3888, también conocida como Gliese 445, que se acerca al Sol. En 40 000 años, la Voyager 2 estará a 1,7 ly de Ross 248 (otra estrella que se acerca al Sol) y en 296 000 años pasará a 4,6 ly de Sirio, que es la estrella más brillante del cielo nocturno..
No se espera que la nave espacial colisione con una estrella hasta dentro de 1 sextillón (1020) de años.
En octubre de 2020, los astrónomos informaron de un importante aumento inesperado de la densidad en el espacio más allá del Sistema Solar, según lo 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".
Telemetría
La telemetría llega a la unidad de modulación de telemetría (TMU) por separado como una "tasa baja" canal de 40 bits por segundo (bit/s) y un canal de "alta velocidad" canal.
La telemetría de baja velocidad se enruta a través de la TMU de modo que solo se puede descargar como bits no codificados (en otras palabras, no hay corrección de errores). A alta velocidad, uno de un conjunto de velocidades entre 10 bit/s y 115,2 kbit/s se transmite en forma de símbolos codificados.
La TMU codifica el flujo de datos de alta velocidad con un código convolucional que tiene una longitud de restricción de 7 con una velocidad de símbolo igual al doble de la velocidad de bits (k=7, r=1/2)
La telemetría de Voyager funciona con estas velocidades de transmisión:
- 7200, 1400 bit/s de grabación
- 600 bits/s campos en tiempo real, partículas y olas; UVS completo; ingeniería
- 160 bit/s campos en tiempo real, partículas y olas; subconjunto UVS; ingeniería
- 40 bit/s datos de ingeniería en tiempo real, sin datos científicos.
Nota: a 160 y 600 bit/s se intercalan diferentes tipos de datos.
La nave Voyager tiene tres formatos de telemetría diferentes:
Tasa alta
- CR-5T (ISA 35395) Ciencia, note que esto puede contener algunos datos de ingeniería.
- FD-12 mayor precisión (y resolución de tiempo) Datos de ingeniería, note que algunos datos científicos también pueden ser codificados.
Tarifa baja
- EL-40 Engineering, note que este formato puede contener algunos datos científicos, pero no todos los sistemas representados.
Este es un formato abreviado, con truncación de datos para algunos subsistemas.
Se entiende que existe una superposición sustancial de la telemetría EL-40 y CR-5T (ISA 35395), pero los datos EL-40 más simples no tienen la resolución de la telemetría CR-5T. Al menos cuando se trata de representar la electricidad disponible para los subsistemas, EL-40 solo transmite en incrementos de números enteros, por lo que se esperan comportamientos similares en otros lugares.
Los volcados de memoria están disponibles en ambos formatos de ingeniería. Estos procedimientos de diagnóstico de rutina han detectado y corregido problemas intermitentes de cambios de bits en la memoria, así como también detectaron el problema permanente de cambios de bits que causó un evento de pérdida de datos de dos semanas a mediados de 2010.
Disco de Oro de la Voyager
Ambas naves espaciales llevan un disco fonográfico dorado de 30 cm (12 pulgadas) que contiene imágenes y sonidos de la Tierra, instrucciones simbólicas en la cubierta para reproducir el disco y datos que detallan la ubicación de la Tierra. El registro pretende ser una combinación de cápsula del tiempo y un mensaje interestelar para cualquier civilización, alienígena o humana del futuro lejano, que pueda recuperar cualquiera de los Voyagers. El contenido de este registro fue seleccionado por un comité que incluía a Timothy Ferris y estaba presidido por Carl Sagan.
Punto azul pálido
Los descubrimientos del programa Voyager durante la fase primaria de su misión, incluidas nuevas fotografías en color de primer plano de los principales planetas, fueron documentados regularmente por medios impresos y electrónicos. Entre las más conocidas se encuentra una imagen de la Tierra como un punto azul pálido, tomada en 1990 por la Voyager 1 y popularizada por Carl Sagan,
Considéralo de nuevo. Eso es aquí. Eso es casa. Somos nosotros... La Tierra es una etapa muy pequeña en una vasta arena cósmica... Para mi mente, tal vez no hay mejor demostración de la locura de los conceits humanos que esta imagen lejana de nuestro pequeño mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratar más amable y compasivamente unos con otros y preservar y apreciar ese punto azul pálido, el único hogar que hemos conocido.
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