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Ingenieros de la Agencia Espacial de Estados Unidos (NASA) lograron operar un conjunto de motores de propulsión que no habían sido utilizados por la nave espacial Voyager 1 durante décadas, con el fin de resolver un problema que puede impedir que la nave espacial de 47 años se comunique con la Tierra. desde miles de millones de kilómetros de distancia.
Cuando la Voyager 1 se lanzó al espacio el 5 de septiembre de 1977, nadie esperaba que la sonda todavía estuviera operativa en la actualidad.
Debido a la duración excepcionalmente larga de su misión, la Voyager 1 tiene problemas para envejecer sus piezas en las frías regiones exteriores fuera de nuestro sistema solar. Cuando surge un problema, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, tienen que ser creativos y al mismo tiempo tener cuidado con la forma en que reacciona la nave espacial ante cualquier cambio.
La Voyager 1 es actualmente la nave espacial más alejada de la Tierra, a unos 24 mil millones de kilómetros (15 mil millones de millas). La nave espacial opera fuera de la heliosfera (la burbuja de campos magnéticos y partículas del Sol que se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón) donde sus instrumentos toman muestras directamente del espacio interestelar.
A principios de este año, los ingenieros descubrieron un problema cuando una tubería de combustible dentro de uno de los propulsores de la Voyager se obstruyó. Si los motores están obstruidos, no podrán generar suficiente energía para mantener estable la nave espacial. Los propulsores de la Voyager mantienen la nave espacial en una orientación que le permite comunicarse con la Tierra.
Si la Voyager 1 no estuviera colocada de tal manera que su antena apuntara hacia la Tierra, la nave espacial no podría «escuchar» comandos del centro de control ni transmitir datos, según Kala Cofield, especialista en relaciones con los medios del JPL.
«Si los motores que mantienen la antena apuntando hacia la Tierra se bloquean, será el final de la misión», afirmó.
El equipo se dio cuenta de que tendrían que enviar comandos a la nave espacial para cambiar a otro conjunto de motores, pero la solución no sería sencilla.
Esta no es la primera vez que la Voyager 1 necesita cambiar a otro conjunto de propulsores en las últimas décadas. Afortunadamente, la nave espacial tiene tres conjuntos de propulsores: dos conjuntos de propulsores para propulsión y un conjunto dedicado a maniobras de corrección de rumbo.
La Voyager 1 utilizó sus propulsores para diversos fines durante sus sobrevuelos de Júpiter y Saturno en 1979 y 1980, respectivamente.
Ahora, la nave espacial se encuentra en una trayectoria fija lejos de nuestro sistema solar, por lo que solo necesita un conjunto de propulsores para ayudar a mantener su antena apuntando hacia la Tierra. Para alimentar los propulsores, la hidracina líquida se convierte en gas y se libera en unas 40 bocanadas cortas por día para mantener la Voyager 1 orientada correctamente.
Con el tiempo, los ingenieros descubrieron que el tubo de combustible dentro de los propulsores podía obstruirse con dióxido de silicio, un subproducto del envejecimiento de la membrana de goma del tanque de combustible. A medida que los impulsores se obstruyen, generan menos energía.
En 2002, el equipo ordenó a la Voyager 1 que cambiara a un segundo conjunto de propulsores de empuje inverso cuando el primer conjunto mostró signos de bloqueo. Luego, los ingenieros cambiaron nuevamente al conjunto del motor de empuje inverso en 2018, cuando el segundo conjunto también mostró signos de bloqueo.
Pero cuando el equipo examinó recientemente el estado de los motores de corrección de rumbo de la Voyager, estaban más obstruidos que los dos juegos de motores anteriores.
Cuando el equipo inicialmente convirtió la Voyager en motores de corrección de rumbo hace seis años, la abertura del tubo tenía 0,01 pulgadas (0,25 milímetros) de ancho. Pero ahora, el bloqueo lo ha reducido a 0,0015 pulgadas (0,035 milímetros), la mitad del ancho de un cabello humano, según la NASA.
Es hora de volver a otro conjunto de transmisiones específicas para cada actitud.
A medida que la Voyager 1 y su sonda gemela, la Voyager 2, envejecen, el equipo de la misión apaga lentamente los sistemas no esenciales en ambas naves espaciales para conservar energía, incluidos los calentadores. Como resultado, los componentes de la Voyager 1 ahora estaban mucho más fríos y el equipo sabía que no podía simplemente enviar un comando a la Voyager 1 para cambiar inmediatamente a uno de los propulsores unidireccionales sin hacer algo para calentarlos.
Pero la Voyager 1 no tiene suficiente energía para volver a encender ningún calentador sin apagar algo más, y sus instrumentos científicos son demasiado valiosos para apagarlos si no se encienden nuevamente, dijo el equipo.
Después de volver a la mesa de dibujo, el equipo se dio cuenta de que era posible apagar uno de los calentadores principales de la nave espacial durante aproximadamente una hora, lo que permitiría a los ingenieros encender los calentadores del propulsor y realizar el cambio de forma segura.
Este plan funcionó y, el 27 de agosto, la Voyager 1 volvió a depender de uno de sus grupos de propulsión originales para mantener el contacto con la Tierra.
El equipo ha tomado medidas para utilizar menos sus propulsores y espera aprovechar otros dos o tres años del lote original, dijo Todd Barber, ingeniero de propulsión de la Voyager.
Una vez que la nave espacial agote este conjunto de propulsores, la única opción que le queda a la Voyager 1 es otro conjunto de propulsores que ya están obstruidos.
«Todas las decisiones que tengamos que tomar en el futuro requerirán mucho más análisis y precaución que antes», dijo en un comunicado la directora del proyecto Voyager, Susan Dodd.
La Voyager 2 también sufrió cambios de propulsión en 1999 y 2019, y “la situación allí es menos grave”, dijo Barber. La Voyager 2 ha viajado más de 20 mil millones de kilómetros (12 mil millones de millas) desde la Tierra.
La información recopilada por estas sondas de larga duración ayuda a los científicos a aprender sobre la forma cometaria de la heliosfera y cómo protege a la Tierra de partículas energéticas y radiación en el espacio interestelar.
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