Phoenix, un tributo

sábado, 22 de octubre de 2011

Gigantes de la exploración espacial: Voyager 2

Cada 175 años, en nuestro sistema solar, se produce una curiosa alineación. Los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, y a veces Plutón) se colocan en una posición muy concreta, que si bien en épocas antiguas no pasaba de mera curiosidad, una vez entrados en la era espacial, resultaba tremendamente útil para poder así visitar estos planetas de manera realmente económica. Esta alineación, que se produciría entre 1977 y 1979, podría ser aprovechada por una sonda para que, pasando por Júpiter, comenzara un viaje por el resto de planetas exteriores, mediante la técnica de la asistencia gravitatoria. Así, en los años 1960, varios científicos del JPL sugirieron a la NASA la preparación de un programa que aprovechara este fenómeno. Para hacer honor al carácter de esta misión, se llamaría el Gran Tour.
Para esto se necesitaría una sonda sobre todo resistente, fiable, versátil, con una programación flexible, y sobre todo, cargada de instrumentos. Para los ojos de la NASA, el propósito de esta misión era cuanto menos una locura, por lo que no se aceptó tan fácilmente. Sin embargo, ya se estaban preparando dos sondas del programa Pioneer, para realizar las primeras visitas a Júpiter y comprobar sus condiciones. Luego, tirando del programa Mariner y estirándolo, se prepararían dos sondas para realizar misiones de investigación de los sistemas de Júpiter y Saturno mediante sobrevuelos. Su lanzamiento sería en 1977, y sus nombres eran Mariner 11 y 12.
Como misión Mariner Jupiter/Saturn, sus primeros diseños evidenciaban la influencia de las últimas sondas Mariner, salvo por los paneles solares, pero a medida que iba evolucionando el programa, quedaba claro que el diseño de estas sondas acabaría siendo muy diferente que el de las Mariner. Por lo tanto, necesitaba un nuevo nombre. Cuando el programa de aterrizaje en Marte quedó cancelado y sustituido por Viking, se adoptó para esta misión el nombre Voyager, obviamente mucho más apropiado.
Pese al nuevo nombre, aún tenían reminiscencias de las Mariner. La sonda era una estructura decagonal, en la que se incluía el tanque de combustible (en en centro), las electrónicas, los radiadores y los sistemas de navegación y comunicación. A los lados hay dos mástiles. A un lado, el mástil del instrumental, al otro lado, el de la generación de energía. Entre estos dos, un tercero incluye los elementos del magnetómetro. Detrás, siempre apuntando a la Tierra, la antena parabólica de 3’66 metros de diámetro. Como control de actitud tiene 24 pequeños propulsores alrededor de la sonda, siendo 16 de ellos los principales y 8 están como propulsores de reserva. Para almacenar los datos porta un grabador de cinta digital (parecido a una de VHS) capaz de guardad 62.500 kb. de datos para posteriormente enviarlos al centro de control si no es capaz de contactar con Tierra. Para alimentarse de energía, porta tres RTG’s, montados consecutivamente. Cada uno de ellos porta 24 esferas de óxido de plutonio prensadas, y son capaces de seguir generando energía hasta al menos el 2020. Su instrumental científico son 10 experimentos (muchos de ellos duplicados por precaución). El primero es el ISS o subsistema de imágenes científicas, para realizar imágenes detalladas de los objetivos a fotografiar. Derivado de las misiones Mariner, es un sistema de ángulo cercano y lejano acoplado a dos tubos Vidicon. El sistema de ángulo cercano utiliza una lente f/8.5 enganchado a un objetivo de 1500 mm de apertura. El de ángulo lejano lleva una lente f/3 acoplado a un objetivo de 200 mm. Justo detrás del sistema de imágenes está el sistema de filtros, en una rueda con 8 posiciones diferentes. Para investigar en las atmósferas lleva el IRIS o Espectrómetro interferómetro infrarrojo, que es capaz de levantar perfiles verticales de temperatura en las atmósferas de los planetas. En Saturno además mediría la composición, tamaño y propiedades termales de las partículas del anillo de Saturno. También indagaría sobre las temperaturas de los satélites. Otro instrumento es el UVS o espectrómetro ultravioleta, para medir las propiedades atmosféricas, además de medir los niveles de radiación. El MAG o magnetómetro triaxial de flujo, mediría los campos magnéticos de los cuerpos a investigar y la interacción entre el viento solar y las magnetosferas. Una vez fuera del sistema solar, mediría el campo magnético interestelar. Lleva también un espectrómetro de plasma (PLS) para medir macroscópicamente las propiedades de los iones de plasma y los electrones en varios rangos energéticos. Para medir los diferentes flujos energéticos y la distribución angular de electrones e iones, además de las diferencias en composición de los iones porta el LECP o instrumento de partículas cargadas de baja energía. Otro es el sistema de rayos cósmicos o CRS, para medir todo lo relacionado con los rayos cósmicos interestelares y su interacción con el medio interplanetario, así como en los planetas mismos. También lleva el PRA o investigación planetaria por radioastronomía, para estudiar la radioemisión de Júpiter y Saturno mediante un radio receptor de frecuencia ámplia. Con el PPS o sistema fotopolarímetro, medirá la composición de Júpiter y Saturno, así como las propiedades de dispersión de las atmósferas de ambos planetas y su densidad. Además, en los satélites medirá la textura de sus superficies. Por último lleva el sistema de ondas de plasma (PWS), para medir varias propiedades de las magnetosferas de los planetas a investigar. Aunque también tomará datos, utilizando el sistema de telecomunicaciones, sobre ionosfera, atmósfera, masa, campo gravitatorio, densidad de planetas y satélites, y sobre cantidad y tamaño de las partículas de los anillos de Saturno a través de la desviación de la señal de las comunicaciones. Esto es el sistema de radio ciencia (RSS). Una vez a plena carga, su peso en báscula era de 825 kg.
La Voyager 2 fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 20 de agosto de 1977, dentro de un cohete Titan-Centauro, y puso rumbo a Júpiter mediante una trayectoria circular. Al poco de despegar, un descuido provocó que la antena principal no se activara, pero finalmente, gracias a un controlador avispado, se contactó con ella mediante la antena secundaria y se transmitió por fin la orden de activación de la antena. Ya con rumbo a Júpiter, se adentró en el cinturón de asteroides (donde fue adelantada por su gemela), y salió de él intacta. Júpiter esperaba, y la Voyager 2 alcanzaría el planeta el 9 de julo de 1979.
Cuatro meses después del acercamiento de la Voyager 1, la Voyager 2 alcanzó al hermano mayor del sistema. Pasando a 570.000 km. de las capas altas de la atmósfera, estudió la dinámica atmosférica del planeta, sobre todo la Gran Mancha Roja, que, como se sabe, es un gigantesco anticiclón en el hemisferio sur joviano. Girando en sentido antihorario, posee una velocidad tremenda. También examinó otros ciclones más pequeños en otras zonas de la atmósfera. La Voyager 1 observó lo que se supuso un anillo. Mejores observaciones por parte de la Voyager 2 permitieron confirmar que, en efecto, ese anillo existía, aunque nada en comparación con el de Saturno. Y en cuanto a los satélites, descubrió tres nuevos, situados entre los galileanos y Júpiter, más internos incluso que Amaltea, la más interna que se conocía. Fueron llamados Adrastea, Metis y Thebe. Sobre los más grandes, nos dio grandes novedades: confirmó que en Io había volcanes, activos por más señas, y en el momento de pasar varios de ellos estaban en plena actividad. Sobre Europa, imágenes incompletas de la Voyager 1 nos mostraba un satélite que estaba surcado por líneas a lo largo y ancho de la superficie, y supusieron que eran fallas. El encuentro más cercano de la Voyager 2 nos proporcionó mejores imágenes, y nos enseñó una superficie congelada, llena de fracturas en el hielo, seguramente a causa de la actividad interna del satélite. Por supuesto también transmitió imágenes de Ganímedes y Calixto, evidenciando en el primero un aspecto parecido al de la Luna, y en el segundo, una cantidad inmensa de cráteres. Una vez terminado el encuentro, aprovechó el tirón gravitatorio para cambiar su rumbo colocándose en el camino de alcanzar a Saturno.
Nueve meses después de que su gemela investigara al Señor de los Anillos y su amplia cohorte de satélites, para después poner rumbo a los confines del sistema solar, la Voyager 2 alcanzó a Saturno. Una vez allí completó un completo reconocimiento del sistema saturniano, fotografiando buena parte de los satélites, ya fuera desde la distancia, o desde una relativa cercanía. Así, quedaron dentro de su objetivo satélites tan curiosos como Encélado, Tetis, Japeto, Hiperión, algunos interiores, como Epimeteo, y desde lejos, Titán, objeto de una investigación algo más seria por parte de la Voyager 1. Además, analizando la temperatura atmosférica, descubrió que las capas altas de la atmósfera estaban más frías que las internas, encontrando una diferencia de 70º entre una profundidad y otra. Una vez concluida la tarea, realizó una nueva asistencia gravitatoria, colocándole en ruta de encontrarse con Urano.
Se aceptó finalmente la ampliación de la misión, lo que, por lo tanto, la Voyager 2 finalmente realizaría la misión tan deseada del Gran Tour. Sin embargo, un problema en la plataforma del sistema de imágenes estuvo a punto de dar al traste con esta labor extendida. Ésta se encontraba atascada, y si no se solucionaba el problema, sería casi imposible realizar la tarea de realizar imágenes en Urano y Neptuno. Finalmente se solucionó. Lo que había ocurrido es que debido al exceso de uso en Saturno (había mucho que fotografiar allí) el lubricante de la plataforma se había agotado, dejándola fija. Se ordenó a la bomba del lubricante que volviera a alimentar el sistema, y volvió a la normalidad. Tras esto, recibió luz verde para realizar la investigación en Urano.
El 24 de enero de 1986, cuatro años y medio después de su encuentro con Saturno, la Voyager 2 alcanzó Urano. El planeta dejó sorprendidos a sus controladores y a la comunidad científica. A diferencia de los dos gigantes de gas anteriores a él, parecía no tener evidentes franjas de nubes. Realmente estábamos viendo el polo sur del planeta, y parecía cubierto con una espesa niebla que cubría las capas altas atmosféricas. Realizó su máximo acercamiento a 81.500 km. de Urano, descubriendo un buen puñado de satélites más interiores que los cinco antes conocidos. Éstos fueron llamados posteriormente Cordelia, Ofelia, Bianca Créssida, Desdémona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda, Perdita y Puck. El resto de satélites también fueron objeto de investigaciones. Sorprendente sobre todo fue Miranda, revelando una superficie realmente espectacular, sobre todo por el cañón de 20 km. de profundidad que encontraron atravesando la superficie. Los otros satélites mayores mostraron características parecidas: cráteres, sistemas de cañones, y sobre todo materiales oscuros. Los anillos de Urano, descubiertos desde el observatorio aerotransportado Kuiper, se revelaron como recientes, y además formados por los materiales más oscuros observados hasta ahora en todo el sistema solar. Tal vez los cinturones de radiación hallados (de una intensidad similar a los de Saturno) haya oscurecido el metano presente, tanto en las partículas de los anillos como en las superficies de los satélites. En cuanto a Urano, se averiguó que apenas emite calor interno, por lo que lo poco que tiene le llega del Sol. Por eso posee una de las atmósferas más plácidas entre los planetas gaseosos. Además descubrió que Urano posee un campo magnético significativo, que además, estaba inclinado de manera diferente que el eje de rotación, habiendo 60º de diferencia entre un eje y otro. Esto provoca un efecto de sacacorchos a medida que rota, algo que hace cada 17 horas, 14 minutos. En el polo iluminado, se encontró una emisión curiosa de luz ultravioleta, y la temperatura a lo largo de todo el planeta era uniforme, de más o menos unos -213º C, ya fuera en la zona iluminada, ya fuera en la zona en sombra. Una vez concluida la labor, nueva asistencia gravitatoria, hacia su estación término: Neptuno.
Tiempo antes de alcanzar a Neptuno, se empezó a planificar la que sería su última visita a un planeta. Se decidió realizar un encuentro cercano a Tritón, la mayor luna neptuniana, al igual que hizo la Voyager 1 con Saturno y Titán. A tal efecto se realizaron las correcciones oportunas, y lo dejaron todo listo, para que pasara por el pasillo entre Neptuno y Tritón. Debido a la rara órbita de Tritón alrededor de Neptuno, se adoptó un trayecto sobre el polo norte neptuniano para luego modificar la trayectoria, via asistencia gravitatoria, hacia el satélite, que se encontraría detrás y debajo del planeta, en el apogeo de su órbita. Finalmente, el 24 de agosto de 1989, la Voyager 2 alcanzó el que sería el cuarto y último planeta de su andadura interplanetaria por el sistema solar. Tras lo visto en Urano, se esperaba un planeta tan inexpresivo como su anterior visita. La verdad es que se encontraron con un planeta de atmósfera activísima, con unos vientos colosales (los mayores del sistema solar) una potente fuente de calor interna que moviliza toda la atmósfera, un campo magnético de magnitud y posición similares al encontrado en Urano, una gran mancha oscura (en principio se la asemejó con la de Júpiter) que resultó ser una depresión en la alta atmósfera, nubes de cirros, tres anillos, y una atmósfera de hidrógeno, helio y una buena provisión de metano, responsable de ese fantástico color azul, que es el azul que le llega del Sol, y que el metano refleja luego. Y por supuesto, encontró satélites nuevos, esta vez 6, llamados Náyade, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa y Proteo. Y finalmente, se encontró con Tritón. Lo que parecía su polo norte, era su polo sur, debido a su inclinación de órbita. Y encontró un satélite congelado (-235º C, el lugar más frío del sistema solar), activo (posee criovolcanes), con atmósfera (muy tenue, formada mayoritariamente por nitrógeno) y un casquete polar formado principalmente de nitrógeno. Una sorpresa tras otra fue el sistema neptuniano. Finalmente, se alejó de Neptuno, adoptando un rumbo de 30º al sur de la eclíptica, y visto desde la Tierra, en la constelación de Telescopium.
Ahora se encuentra cerca de los límites del sistema solar, llevando la investigación de ese ámbito desconocido de nuestra pequeña parcela de galaxia. De los 10 experimentos, muchos se encuentran desactivados a causa de que no son necesarios (ISS, IRIS, PRA, UVS), otros se encuentran parcialmente desactivados (PPS, PWS, PLS) y teniendo activos el MAG, CRS y LECP. Por motivos obvios, el RSS tampoco es de utilidad. La verdad es que sigue mandándonos información, y descubrimientos, como que la heliosfera no es esférica, han cruzado la onda de terminación, han dejado de detectar el viento solar. Actualmente emite una débil señal de 160 bits por segundo, que tarda en llegarnos varias horas desde la distancia. Además, un comando mal leído por el ordenador de a bordo provocó que los calentadores eléctricos asociados al magnetómetro se activaran, alcanzando una temperatura superior a la que puede soportar, pero no se sabe cuánto daño se ha provocado al instrumento. Lo que importa es que allí sigue, viajando a la fabulosa velocidad de 15.464 km/s. Se espera que siga funcionando hasta el año 2020 sin ningún problema, aunque los instrumentos que actualmente están encendidos, serán desactivados por no poder funcionar con los bajos niveles de energía que desarrollará. Su voz no es más que un susurro, pero aún nos llega, comunicándonos lo que se encuentra por allá. Sin duda, una de las mejores sondas de toda la historia.

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