La NASA quiere que las Voyager avancen con gracia, por lo que es hora de corregir el software – Ars Technica

Acercarse / La nave espacial Voyager 2 antes de su lanzamiento en 1977.

Cuarenta y seis años en el espacio profundo han pasado factura a las naves espaciales gemelas Voyager de la NASA. A veces, sus viejas computadoras hacen cosas confusas, sus unidades se desgastan y sus líneas de combustible se obstruyen. Aproximadamente la mitad de sus instrumentos científicos ya no muestran datos y sus niveles de potencia están disminuyendo.

Sin embargo, el exiguo equipo de ingenieros y científicos que trabajan en el programa Voyager en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA están tomando medidas para exprimir hasta el último fragmento de vida de las dos únicas naves espaciales que vuelan en el espacio interestelar, la gran cantidad de gas diluido más allá de la influencia del universo. . Vientos solares del sol.

«Estas son medidas que estamos tratando de tomar para extender la vida de la misión», dijo Susan Dodd, gerente del proyecto Voyager en JPL, en una entrevista con Ars.

Los instrumentos de la Voyager estudian las trayectorias cósmicas, el campo magnético y el entorno del plasma en el espacio interestelar. Ya no toman fotografías. Ambas sondas viajaron más allá de la heliosfera, donde las partículas emitidas por el Sol fluyen hacia el medio interestelar.

«Estas dos naves espaciales todavía están operativas y siguen proporcionando datos científicos excepcionalmente valiosos, y cada día adicional que recibimos datos es una bendición», dijo Dodd.

Pero a los ingenieros de naves espaciales les encanta la redundancia, pero ya no pueden darse el lujo de tener copias de seguridad a bordo de la Voyager. Esto significa que en cualquier sección de la nave espacial, el fallo de una parte podría detener la misión.

«Todo en ambas naves espaciales es una cadena», dijo Dodd. «Ya no quedan capacidades de respaldo. En algunos casos, hemos apagado cosas para ahorrar energía, solo para mantener los dispositivos en funcionamiento».

Resuelva problemas a más de 12 mil millones de millas de distancia

Durante el fin de semana, los controladores terrestres del JPL planearon adjuntar un parche de software a la Voyager 2. Es una prueba antes de que el equipo de tierra envíe el mismo parche a la Voyager 1 para solucionar un problema con una de sus computadoras a bordo. Este problema apareció por primera vez en 2022, cuando los ingenieros notaron que la computadora responsable de guiar la nave espacial Voyager 1 enviaba informes de estado distorsionados a pesar de que funcionaba con normalidad. Resultó que la computadora de alguna manera había entrado en un modo incorrecto, Según la NASA.

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Los responsables querían probar el parche en la Voyager 2 antes de enviarlo a la Voyager 1, que se aleja de la Tierra, en el espacio interestelar. Esto hace que las observaciones del entorno que rodea a la Voyager 1 sean aún más valiosas para los científicos.

Mientras tanto, los ingenieros idearon un nuevo sistema para operar los propulsores de ambas naves espaciales Voyager. Estos pequeños motores de cohetes, lanzados de forma independiente, son esenciales para mantener la antena principal de cada sonda apuntando hacia la Tierra. Hay una acumulación de residuos de propulsor en las estrechas líneas que alimentan el combustible de hidracina a los propulsores. La NASA dice que la acumulación «se volvió significativa» en algunas líneas, por lo que los ingenieros enviaron nuevos comandos a la nave espacial en las últimas semanas para permitir que las sondas giren un poco más en cada dirección antes de disparar los propulsores.

Esto hará que la nave espacial realice menos lanzamientos y más largos, cada uno de los cuales aumentará los residuos en las líneas de combustible. La desventaja de este cambio es que los datos científicos enviados a la Tierra a veces pueden perderse, pero con el tiempo, el equipo terrestre concluyó que el plan permitiría a las Voyager devolver más datos con el tiempo, dijo la NASA.

Con estos pasos, los ingenieros esperan que los tubos de entrada de combustible no se obstruyan completamente durante al menos otros cinco años, y «posiblemente mucho más», dijo la NASA. Hay otras cosas que los ingenieros pueden intentar para prolongar la vida útil de los propulsores.

«En este punto de la misión, el equipo de ingeniería enfrenta muchos desafíos para los cuales no tenemos un manual», dijo en un comunicado Linda Spilker, científica del proyecto Voyager en el JPL. «Pero siguen ideando soluciones creativas».

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La antena de comunicaciones de alta ganancia de 3,7 m (12 pies) de diámetro es una de las características más grandes de la nave espacial Voyager.

La antena de comunicaciones de alta ganancia de 3,7 m (12 pies) de diámetro es una de las características más grandes de la nave espacial Voyager.

NASA/JPL-Caltech

Dodd le dijo a Ars que el problema de propulsión es probablemente el problema más grave al que se enfrenta la nave espacial Voyager. En 2017, los ingenieros comenzaron a convertir las sondas Voyager en un conjunto de dispositivos de propulsión de respaldo después de que sus cohetes primarios mostraran signos de deterioro. Ambos vehículos funcionan ahora con propulsión totalmente redundante para controlar su dirección, pero les queda suficiente combustible para otros 10 o 15 años.

Las sondas Voyager se lanzaron con dos semanas de diferencia en 1977 y tomaron diferentes caminos fuera del sistema solar. La Voyager 1 pasó cerca de Júpiter y Saturno y luego tomó un camino más rápido hacia el espacio interestelar, mientras que la Voyager 2 se encontró con Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en su viaje exterior.

Ambas naves espaciales funcionan con baterías nucleares, que convierten el calor generado por la desintegración del plutonio en electricidad. Generan un poco menos de energía cada año, una disminución de 4 vatios por año, según Dodd, y en última instancia no producirán suficiente electricidad para importantes sistemas de naves espaciales. A finales de esta década, los funcionarios anticipan un escenario en el que tendrán que desmantelar los instrumentos científicos de la Voyager uno por uno.

Pero, en general, la situación energética es estable y predecible. A principios de este año, los ingenieros pasaron por alto el regulador de voltaje de la Voyager 2 para permitir que la nave espacial consumiera más energía. La decisión significa que los controladores terrestres no tendrán que desactivar uno de los cinco instrumentos científicos restantes de la Voyager 2 hasta 2026, después de que anteriormente se esperaba que un instrumento se desactivara este año. Los equipos terrestres harán lo mismo con la Voyager 1, que tiene sólo cuatro instrumentos activos y por lo tanto usa menos energía, dijo Dodd.

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Si nos fijamos únicamente en la situación energética, las Voyager deberían durar hasta 2030, y tal vez un poco más, antes de que la decadencia de la fuente de energía de plutonio obligue a la NASA a apagar todos sus instrumentos científicos.

«El transmisor consume alrededor de 200 vatios de potencia, por lo que una vez que alcancemos ese nivel de potencia, será el final de la misión», dijo Dodd.

Incluso cuando dejen de funcionar, las Voyager de la NASA seguirán llegando a las estrellas.

«Muchas cosas pueden romperse antes de que se acabe la luz», le dijo a Ars. «Así como surgió este problema de propulsión, hay muchos otros problemas que podrían surgir y hacer que la misión fracase».

Debido a sus distancias, las Voyager solo pueden comunicarse a través de las antenas parabólicas más grandes de 230 pies (70 m) de la Red de Espacio Profundo de la NASA, o uniendo varias antenas más pequeñas para detectar señales débiles provenientes de la nave espacial. La Voyager 1 es Actualmente ubicado Está a más de 24 mil millones de kilómetros (15 mil millones de millas) de la Tierra, aproximadamente cuatro veces mayor que la distancia promedio de Plutón. La Voyager 2 está a unos miles de millones de kilómetros de distancia.

La NASA todavía se comunica diariamente con las Voyager, dijo Dodd. Pero todo lo hace un pequeño equipo de aproximadamente una docena de empleados «equivalentes a tiempo completo», de los cuales sólo aproximadamente la mitad están completamente dedicados a la Voyager. Otros comparten su tiempo con otros proyectos de la NASA.

Después de 46 años en el espacio, las Voyager son la misión más longeva de la NASA, y el hecho de que hayan alcanzado tal longevidad para explorar los confines exteriores del sistema solar hace que sus logros sean aún más impresionantes.

«Superaron muchos problemas y los ingenieros fueron muy inteligentes al superarlos», dijo Dodd. «Creo que el objetivo ahora es llegar a 50 personas y tener la fiesta más grande posible».

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