LOS VIAJES INTERESTELARES DE LAS MISIONES VOYAGER

INTRODUCCIÓN

Entre todas las misiones de exploración espacial que se han realizado desde hace décadas, las misiones Voyager no dejan de fascinarme. No sólo por la cantidad de información que han conseguido recolectar, sino porque después de varias décadas aún siguen siendo operativas, aunque no sea al 100%. Se lanzaron dos sondas, la Voyager 1 y Voyager 2, y ahora mismo son los objetos creados por los humanos más distantes respecto a la Tierra, junto con la Pioneer 10.

ORIGEN DE LAS MISIONES. PROGRAMA GRAND TOUR

El origen de estas misiones se lo debe a una alineación de los planetas exteriores que sólo se da cada 175 años. Esta alineación fue descubierta por Gary Flandro, un ingeniero de Utah y miembro del JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA. Le encargaron la tarea de estudiar técnicas para poder explorar planetas del sistema solar y trabajando en ello descubrió este raro alineamiento de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Por este importante hallazgo, este ingeniero fue galardonado primero en 1970 por la Sociedad Interplanetaria Británica y más tarde en 1998 por la NASA (Increíble que tardaran tanto). Y no sólo aportó su grano de arena a los viajes espaciales, sino que sus estudios sobre la inestabilidad de la combustión en cohetes de combustible sólido están considerados también muy relevantes.

Gary Flandro (pbs.org)

Gracias a esta disposición de los planetas, se empezó a estudiar la posibilidad de enviar una o más naves que pudieran visitar todos estos planetas exteriores usando la gravedad de éstos para acelerar y cambiar el rumbo. Fruto de estos descubrimientos nació el programa Grand Tour. Este proyecto consistiría en enviar cuatro sondas en dos grupos. Dos de ellas visitarían Júpiter, Saturno y Plutón y las otras dos Urano y Neptuno. La primera sería lanzada en 1977 y la segunda en 1979.

Este proyecto fue dirigido por el JPL y comenzó en 1969. El equipo de ingenieros debía diseñar estas sondas, las cuales se denominaron TOPS (Thermoelectric Outer Planets Spacecraft). Sin embargo, este proyecto no llego a completarse. Hacia 1971, el coste de esta misión se estima que rondaría los 1000 millones de dólares (mucho más que los 1000 millones actuales) y aunque tuvo el apoyo del presidente Nixon, la presión del congreso y la necesidad de financiación para el nuevo programa del STS (Space Shuttle Program), es decir, la lanzadera espacial, hizo que se tuviera que cancelar Grand Tour. Si quieres saber más detalles sobre las sondas TOPS, recomiendo este artículo de Daniel Marín en su blog Eureka.

Sonda TOPS (NASA)

La buena noticia para la exploración espacial es que la idea de visitar estos planetas aprovechando el alineamiento que ocurriría unos años después no terminó aquí y el proyecto se reformuló para que fuera más barato, denominándose Mariner Jupiter Saturn.

Este nuevo programa se aprobó en 1972 y tendría un coste estimado de unos 360 millones por cada sonda. Debido a la reducción de presupuesto, las sondas sólo viajarían a Júpiter y Saturno y además visitarían también las lunas de Saturno Io y Titán. Con el plan de aquel momento no se conseguiría realizar el viaje original del Gran Tour a menos que la NASA diese en algún momento los fondos necesarios para ello.

MISIONES VOYAGER

En 1977 la NASA decidió cambiar el nombre de la misión por el definitivo y conocido Voyager, resultando de ello las sondas Voyager 1 y Voyager 2. El viaje de ambas sondas debía ser Júpiter y Saturno y seguir con dirección a Plutón, de esta forma si fallaba una seguiría existiendo otra sonda para completar el objetivo. Sin embargo, con el descubrimiento en 1979 por la sonda Pioneer 11 de una gran atmósfera y la presencia de hidrocarburos en la luna de Saturno Titán, finalmente se decidió sacrificar la Voyager 1 para que pudiera visitar este satélite. Lo malo es que no podría seguir hacia Urano y Neptuno en caso de recibir la financiación. Titán era demasiado interesante como para perder la oportunidad. Aunque más tarde se detallarán las misiones, el éxito de las misiones hizo que en al inicio de la década de los 80, la NASA recibiera el dinero necesario para proseguir más allá de Saturno. Eso sí, debía ser la Voyager 2 la que completara el Gran Tour.

Los viajes de las sondas Voyager (NASA)

LOS LANZAMIENTOS

No se lanzó primero la Voyager 1, sino la Voyager 2. Fue el 20 de agosto de 1977, justo el día que se abría la ventana de un mes para poder aprovechar el alineamiento planetario que permitía visitar todos los planetas exteriores. El cohete usado fue un Titan III. Sin embargo, no fue un lanzamiento fácil ya que surgieron varios problemas. Fallos en el ordenador de la sonda, problemas con los giroscopios, trayectoria desviada de la correcta, mas consumo de combustible sólido del que debería o envío de datos de mala calidad de uno de sus instrumentos fueron algunos de los imprevistos que ocurrieron. Afortunadamente, todos los problemas se solventaron.

Lanzamientos en Titan III de las sondas Voyager (NASA)

Por el contrario, el lanzamiento de la Voyager 1 no dio apenas problemas. Fue también lanzado mediante un cohete Titan III el 5 de septiembre, aun dentro de la ventana de lanzamiento. Todo fue bien excepto los problemas con la segunda etapa Centaur. Su rendimiento fue inferior al esperado y tuvo que aumentar el tiempo de encendido de sus motores para compensar lo perdido.

A pesar de los problemas, los lanzamientos fueron un éxito y las sondas se dirigían a sus destinos, con la sonda Voyager 1 adelantando a Voyager 2 el 19 de diciembre al ir en un camino más rápido. Aún faltaba para que llegaran a sus destinos, pero en las primeras semanas de camino, la Voyager 1 tomo una de esas icónicas y que al menos yo me puedo quedar minutos mirando. La Tierra y la Luna en una foto a 12 millones de kilómetros. La primera de ambos astros desde el espacio profundo.

La Tierra y la Luna fotografiada por Voyager 1 (NASA)

INFORMACIÓN OBTENIDA

Las misiones fueron un éxito y sobrepasaron todas las expectativas por la cantidad de información y fotos espectaculares que se obtuvieron de planetas y lunas. Quizás la comunidad científica quedó algo decepcionada con Titán, pero no desmerece el viaje de estas dos sondas. Para ver el recorrido de ambos artilugios, lo describo mediante una cronología. En primer lugar, la Voyager 1:

- 5 de marzo de 1979: Llega al sistema joviano. Sobrevuela las lunas Amaltea, Io y Europa y realiza el mayor acercamiento a Júpiter.

- 6 de marzo de 1979: Sobrevuela Ganímedes y Calisto.

- 12 de noviembre de 1980: Llega al sistema de Saturno. Sobrevuela las lunas Titán y Tetis y realiza el mayor acercamiento a Saturno.

- 13 de noviembre de 1980: Sobrevuela las lunas Mimas, Encelado, Rea e Hiperión.

En este punto, la misión de la Voyager 1 ya había terminado. Su viaje interplanetario iba a ser más corto ya que era el sacrificio que se tuvo que realizar para poder visitar Titán. Tuvo que cambiar su trayectoria 35º sobre la eclíptica, con lo que los planetas Urano y Neptuno quedarían lejos de la trayectoria. La eclíptica es la línea en el espacio que une el Sol y la Tierra. Debido a como está configurado el sistema solar, todos los planetas están más o menos justo en la eclíptica, luego para visitarlos hay que seguir esa trayectoria. La Voyager 1, al desviarse, se fue alejando del resto de planetas. Esto se ve muy bien en esta gráfica, donde compara la trayectoria de las dos sondas con la eclíptica como referencia. Justo después de 1980, mientras está en las lunas de Saturno, se desvía considerablemente respecto a la eclíptica que estaría representado por el 0 en el eje vertical.

Viajes de Voyager respecto a eclíptica (NASA)

Tras visitar Júpiter, Saturno, y sus lunas, la Voyager 1 siguió recorriendo kilómetros ya en la más absoluta soledad, sin nada que fotografiar, pasando la heliosfera y la heliopausa, siguiendo su camino hacia el espacio interestelar.

Por su parte, la cronología de la Voyager 2 fue la siguiente:

- 8 de julio de 1979: Llega al sistema joviano. Sobrevuela Calisto.

- 9 de julio de 19797: Sobrevuela las lunas Ganímedes, Europa, Amaltea e Io y realiza el mayor acercamiento a Júpiter.

- 22 de agosto de 1981: Llega al sistema de Saturno. Sobrevuela la luna Jápeto.

- 25 de agosto de 1981: Sobrevuela las lunas Hiperión, Titán y Helena.

- 26 de agosto de 1981: Sobrevuela las lunas Dione, Calipso, Mimas, Pandora, Atlas, Encelado, Jano, Epimeteo, Telesto, Tetis y Rea, además del mayor acercamiento al planeta Saturno. Un día muy completo.

- 4 de septiembre de 1981: Sobrevuela la luna Febe.

- 24 de enero de 1986: Llega al sistema de Urano. Sobrevuela las lunas Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón y el mayor acercamiento al planeta Urano.

- 25 de agosto de 1989: Llega al sistema de Neptuno. Sobrevuela las lunas Galatea, Larisa, Proteo y Tritón, además del mayor acercamiento a Neptuno.

Al igual que su gemela, la Voyager 2 terminaría aquí su viaje interplanetario, comenzando el envío de datos desde más allá de heliopausa hasta entrar en el espacio interestelar.

Son muchas las fotos icónicas que han dejado estás misiones. Estas son algunas de ellas. Describo cada imagen en el pie de foto.

Fotos de Voyager 1. A la izquierda, Júpiter junto con dos de sus lunas, Io y Europa. A la derecha, un volcán de Io en erupción (NASA)

Fotos de Voyager 2. A la izquierda, Saturno y varias de sus lunas. A la derecha, Neptuno y sus nubes (NASA)

ACTUALMENTE

¿Y dónde están actualmente? Pues muy lejos, eso seguro. En esta web, se puede ver en perspectiva donde están respecto a otros planetas u otros objetos. La web es interesante ya que se pueden seleccionar una gran cantidad de astros documentados del sistema solar así como objetos artificiales enviados por el ser humano

Situación de las sondas Voyager respecto del sistema solar (NASA)

Y respecto a los datos, se pueden visitar en tiempo real en esta otra web del JPL de la NASA. Según esta página, por ejemplo, la Voyager 1 vuela a casi 17km/s a una distancia de más de 23.000 millones de kilómetros de la Tierra.

FUTURO

A las sondas Voyager no las debería quedar muchos años de vida. Para ahorrar energía, ciertas capacidades e instrumentos de las sondas se han ido apagando, con la intención de alargar la vida de la sonda y que nos siga enviando tanto su situación como información sobre el medio interestelar en el que están. Información muy valiosa por los años que cuesta llevar una sonda a ese lugar. Los instrumentos que funcionan y los que no también se pueden conocer en la web que comentaba anteriormente.

Se espera que ambas sondas dejen de tener energía para alimentar sus instrumentos a partir de mediados de la década actual. Además, a partir de 2036 quedarán fuera de rango de la red de espacio profundo, convirtiéndose en dos objetos a la deriva de los que nunca más volveremos saber.

LA VOYAGER EN STAR TREK (SPOILER)

Y por último y como curiosidad, La sonda Voyager también hace su aparición en el cine, más concretamente en la genial película Star trek: la película. Los protagonistas encuentran una misteriosa nave que al parecer está controlada por un ente llamado V´ger. Cuando llegan a el, descubren que es una antigua sonda lanzada hace siglos desde la Tierra llamada Voyager 6. Si, no ha habido Voyager 6, pero la referencia es evidente por el nombre y aspecto de la sonda.