Programa Voyager - Voyager program

Montagem de planetas e algumas luas que as duas espaçonaves Voyager visitaram e estudaram, junto com a arte da própria espaçonave. A longa antena que se estende para fora da nave espacial e do boom do magnetômetro pode ser vista. Os planetas mostrados incluem Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Apenas Júpiter e Saturno foram visitados por outras espaçonaves além da Voyager 2 .

O programa Voyager é um programa científico americano em andamento que emprega duas sondas interestelares robóticas , Voyager 1 e Voyager 2 . Eles foram lançados em 1977 para tirar vantagem de um alinhamento favorável de Júpiter e Saturno , para voar perto deles enquanto coleta dados para transmissão de volta à Terra. Após o lançamento, foi tomada a decisão de enviar a Voyager 2 para perto de Urano e Netuno para coletar dados para transmissão de volta à Terra.

Em 2021, as duas Voyagers ainda estavam em operação além da fronteira externa da heliosfera no espaço interestelar . Ambos continuam a coletar e transmitir dados úteis para a Terra.

A Voyager fez coisas que ninguém previu, encontrou cenas que ninguém esperava e prometeu sobreviver a seus inventores. Como uma grande pintura ou uma instituição permanente, ela adquiriu existência própria, um destino além do alcance de seus manipuladores.

-  Stephen J. Pyne

Em 2021, a Voyager 1 estava se movendo com uma velocidade de 61.045 quilômetros por hora (37.932 mph) em relação ao Sol e estava a 22.676.000.000 quilômetros (1,4090 × 10 10  mi) do Sol, atingindo uma distância de 152,6  UA (22,8  bilhões de  km) ; 14,2 bilhões de  milhas ) da Terra em 24 de abril de 2021. Em 25 de agosto de 2012, os dados da Voyager 1 indicaram que ela havia entrado no espaço interestelar.

Em 2021, a Voyager 2 estava se movendo a uma velocidade de 55.150 quilômetros por hora (34.270 mph) em relação ao Sol, e estava a 18.980.000.000 quilômetros (1,179 × 10 10  mi) do Sol, atingindo uma distância de 126,9  AU (19,0  bilhões de  km ; 11,8 bilhões de  milhas ) da Terra em 24 de abril de 2021. Em 5 de novembro de 2019, dados da Voyager 2 indicaram que ela também havia entrado no espaço interestelar. Em 4 de novembro de 2019, os cientistas relataram que, em 5 de novembro de 2018, a sonda Voyager 2 atingiu oficialmente o meio interestelar (ISM), uma região do espaço exterior além da influência do vento solar , e agora se juntou à sonda Voyager 1, que havia alcançado o ISM no início de 2012.

Embora as Voyagers tenham ultrapassado a influência do vento solar, ainda têm um longo caminho a percorrer antes de sair do Sistema Solar . A NASA indica "[I] se definirmos nosso sistema solar como o Sol e tudo que orbita principalmente o Sol, a Voyager 1 permanecerá dentro dos limites do sistema solar até emergir da nuvem de Oort em mais 14.000 a 28.000 anos."

Dados e fotografias coletados pelas câmeras, magnetômetros e outros instrumentos das Voyagers revelaram detalhes desconhecidos sobre cada um dos quatro planetas gigantes e suas luas . Imagens de close-up da nave espacial mapearam as complexas formas de nuvens, ventos e sistemas de tempestade de Júpiter e descobriram atividade vulcânica em sua lua Io . Descobriu-se que os anéis de Saturno tinham tranças enigmáticas, torções e raios e eram acompanhados por uma miríade de "cachos".

Em Urano, a Voyager 2 descobriu um campo magnético substancial ao redor do planeta e mais dez luas . Seu sobrevôo de Netuno revelou três anéis e seis luas até então desconhecidas , um campo magnético planetário e auroras complexas e amplamente distribuídas . Em 2021, a Voyager 2 é a única espaçonave a visitar os gigantes de gelo Urano e Netuno.

Em agosto de 2018, a NASA confirmou, com base em resultados da espaçonave New Horizons , a existência de uma " parede de hidrogênio " nas bordas externas do Sistema Solar que foi detectada pela primeira vez em 1992 pelas duas espaçonaves Voyager.

As espaçonaves Voyager foram construídas no Jet Propulsion Laboratory no sul da Califórnia e financiadas pela National Aeronautics and Space Administration (NASA), que também financiou seus lançamentos do Cabo Canaveral , Flórida , seu rastreamento e tudo o mais relacionado às sondas.

O custo do programa original foi de US $ 865 milhões, com a missão interestelar Voyager adicionada posteriormente custando US $ 30 milhões extras.

História

Trajetórias e localizações esperadas das espaçonaves Pioneer e Voyager em abril de 2007
As trajetórias que permitiram à espaçonave Voyager visitar os planetas externos e atingir velocidade para escapar do Sistema Solar
Lote de Voyager 2 ' velocidade heliocéntrica s contra a sua distância a partir do Sol, ilustrando o uso da gravidade ajudar a acelerar a sonda por Júpiter, Saturn e Urano. Para observar Tritão , a Voyager 2 passou sobre o pólo norte de Netuno, resultando em uma aceleração fora do plano da eclíptica e reduziu sua velocidade para longe do sol.

As duas sondas espaciais Voyager foram originalmente concebidas como parte do programa Mariner e, portanto, foram inicialmente chamadas de Mariner 11 e Mariner 12 . Eles foram então transferidos para um programa separado denominado "Mariner Júpiter-Saturno", mais tarde renomeado como Programa Voyager porque se pensou que o projeto das duas sondas espaciais havia progredido o suficiente para além do da família Mariner para merecer um nome separado.

Modelo 3D interativo da espaçonave Voyager.

O Programa Voyager foi semelhante ao Grand Tour Planetário planejado durante o final dos anos 1960 e início dos anos 70. O Grand Tour tiraria vantagem de um alinhamento dos planetas externos descoberto por Gary Flandro , um engenheiro aeroespacial do Laboratório de Propulsão a Jato. Este alinhamento, que ocorre uma vez a cada 175 anos, ocorreria no final dos anos 1970 e tornaria possível o uso de assistências gravitacionais para explorar Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão . O Grande Tour Planetário deveria enviar vários pares de sondas para voar por todos os planetas externos (incluindo Plutão, então ainda considerado um planeta) ao longo de várias trajetórias, incluindo Júpiter-Saturno-Plutão e Júpiter-Urano-Netuno. O financiamento limitado encerrou o programa Grand Tour, mas elementos foram incorporados ao Programa Voyager, que cumpriu muitos dos objetivos de sobrevôo do Grand Tour, exceto uma visita a Plutão.

A Voyager 2 foi a primeira a ser lançada. Sua trajetória foi projetada para permitir voos de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A Voyager 1 foi lançada após a Voyager 2 , mas ao longo de uma trajetória mais curta e rápida que foi projetada para fornecer um sobrevôo ideal da lua de Saturno , Titã , que era conhecida por ser muito grande e possuir uma atmosfera densa. Este encontro enviou a Voyager 1 para fora do plano da eclíptica, encerrando sua missão de ciência planetária. Se a Voyager 1 não tivesse conseguido realizar o sobrevôo de Titã, a trajetória da Voyager 2 poderia ter sido alterada para explorar Titã, dispensando qualquer visita a Urano e Netuno. A Voyager 1 não foi lançada em uma trajetória que lhe permitiria continuar até Urano e Netuno, mas poderia ter continuado de Saturno a Plutão sem explorar Titã.

Durante a década de 1990, a Voyager 1 ultrapassou as mais lentas sondas espaciais Pioneer 10 e Pioneer 11 para se tornar o objeto de fabricação humana mais distante da Terra, um registro que manterá em um futuro previsível. A sonda New Horizons , que teve uma velocidade de lançamento maior do que a Voyager 1 , está viajando mais lentamente devido à velocidade extra que a Voyager 1 ganhou em seus voos de Júpiter e Saturno. A Voyager 1 e a Pioneer 10 são os objetos de fabricação humana mais amplamente separados em qualquer lugar, uma vez que estão viajando em direções opostas do Sistema Solar .

Em dezembro de 2004, a Voyager 1 cruzou o choque de terminação , onde o vento solar é desacelerado para a velocidade subsônica, e entrou na heliosheath , onde o vento solar é comprimido e tornado turbulento devido às interações com o meio interestelar . Em 10 de dezembro de 2007, a Voyager 2 também atingiu o choque de terminação, cerca de 1,6 bilhão de quilômetros (1 bilhão de milhas) mais perto do Sol do que de onde a Voyager 1 o cruzou pela primeira vez, indicando que o Sistema Solar é assimétrico .

Em 2010, a Voyager 1 relatou que a velocidade de saída do vento solar caiu para zero, e os cientistas previram que estava se aproximando do espaço interestelar . Em 2011, dados das Voyagers determinaram que a heliosheath não é lisa, mas cheia de bolhas magnéticas gigantes , teorizadas para se formar quando o campo magnético do Sol torna-se deformado na borda do Sistema Solar.

Cientistas da NASA relataram que a Voyager 1 estava muito perto de entrar no espaço interestelar, indicado por um aumento acentuado nas partículas de alta energia de fora do Sistema Solar. Em setembro de 2013, a NASA anunciou que a Voyager 1 havia cruzado a heliopausa em 25 de agosto de 2012, tornando-se a primeira espaçonave a entrar no espaço interestelar.

Em dezembro de 2018, a NASA anunciou que a Voyager 2 havia cruzado a heliopausa em 5 de novembro de 2018, tornando-se a segunda espaçonave a entrar no espaço interestelar.

A partir de 2017, a Voyager 1 e a Voyager 2 continuam monitorando as condições nas extensões externas do Sistema Solar. Espera-se que a espaçonave Voyager seja capaz de operar instrumentos científicos até 2020, quando a potência limitada exigirá que os instrumentos sejam desativados um por um. Por volta de 2025, não haverá mais energia suficiente para operar quaisquer instrumentos científicos.

Em julho de 2019, um plano revisado de gerenciamento de energia foi implementado para gerenciar melhor o fornecimento de energia cada vez menor das duas pontas de prova.

Projeto de nave espacial

A espaçonave Voyager pesa cada uma 773 kg (1.704 libras). Desse peso total, cada espaçonave carrega 105 kg (231 libras) de instrumentos científicos. A nave espacial Voyager idêntica usa sistemas de orientação estabilizados de três eixos que usam entradas giroscópicas e acelerômetro para seus computadores de controle de atitude para apontar suas antenas de alto ganho para a Terra e seus instrumentos científicos para seus alvos, às vezes com a ajuda de uma plataforma de instrumento móvel para os instrumentos menores e o sistema de fotografia eletrônica .

Uma sonda espacial com corpo cilíndrico atarracado encimado por uma grande antena parabólica de rádio apontando para a esquerda, um gerador termoelétrico de radioisótopo de três elementos em uma barra que se estende para baixo e instrumentos científicos em uma barra que se estende para cima.  Um disco é fixado ao corpo voltado para a frente esquerda.  Uma longa lança triaxial se estende para a esquerda e duas antenas de rádio se estendem para a esquerda e para a direita.
Diagrama da nave espacial Voyager

O diagrama mostra a antena de alto ganho (HGA) com um prato de 3,7 m (12 pés) de diâmetro conectado ao recipiente decagonal eletrônico oco . Há também um tanque esférico que contém o combustível monopropelente de hidrazina .

O Voyager Golden Record está preso a uma das laterais do ônibus. O painel quadrado em ângulo à direita é o alvo de calibração óptica e o excesso de radiador de calor. Os três geradores termoelétricos radioisótopos (RTGs) são montados ponta a ponta na lança inferior.

A plataforma de varredura compreende: o espectrômetro de interferômetro infravermelho (IRIS) (maior câmera no canto superior direito); o espectrômetro ultravioleta (UVS) logo acima do IRIS; as duas câmeras de vidicon do Imaging Science Subsystem (ISS) à esquerda do UVS; e o Sistema de Fotopolarímetro (PPS) sob a ISS.

Apenas cinco equipes de investigação ainda têm suporte, embora os dados sejam coletados para dois instrumentos adicionais. O Flight Data Subsystem (FDS) e um único gravador digital de oito trilhas (DTR) fornecem as funções de tratamento de dados.

O FDS configura cada instrumento e controla as operações do instrumento. Ele também coleta dados de engenharia e ciências e formata os dados para transmissão . O DTR é usado para registrar dados de alta taxa do Plasma Wave Subsystem (PWS). Os dados são reproduzidos a cada seis meses.

O Imaging Science Subsystem, composto por uma câmera de grande angular e uma de ângulo estreito, é uma versão modificada dos designs de câmera de vídeo de varredura lenta que foram usados ​​nos voos anteriores da Mariner. O Imaging Science Subsystem consiste em duas câmeras do tipo televisão, cada uma com oito filtros em uma roda de filtro comandável montada na frente dos vídeos. Um tem uma lente grande angular de baixa resolução com comprimento focal de 200 mm (7,9 pol.) E uma abertura de f / 3 (a câmera grande angular), enquanto o outro usa uma resolução mais alta de 1.500 mm (59 pol.) De ângulo estreito f / Lente 8,5 (a câmera de ângulo estreito).

Instrumentos científicos

Lista de instrumentos científicos
Nome do instrumento Abreviação Descrição
Imaging Science System
ISS
Utilizou um sistema de duas câmeras (ângulo estreito / grande angular) para fornecer imagens de Júpiter, Saturno e outros objetos ao longo da trajetória. Mais
Filtros
Filtros de câmera de ângulo estreito
Nome Comprimento de onda Espectro Sensibilidade
Claro
280-640 nm
Voyager - Filtros - Clear.png
UV
280-370 nm
Voyager - Filtros - UV.png
Tolet
350–450 nm
Voyager - Filtros - Violet.png
Azul
430-530 nm
Voyager - Filtros - Blue.png
'
'
Clear.png
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Verde
530-640 nm
Voyager - Filtros - Green.png
'
'
Clear.png
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laranja
590-640 nm
Voyager - Filtros - Orange.png
'
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Clear.png
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Filtros de câmera grande angular
Nome Comprimento de onda Espectro Sensibilidade
Claro
280-640 nm
Voyager - Filtros - Clear.png
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Clear.png
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Tolet
350–450 nm
Voyager - Filtros - Violet.png
Azul
430-530 nm
Voyager - Filtros - Blue.png
CH 4 -U
536-546 nm
Voyager - Filtros - CH4U.png
Verde
530-640 nm
Voyager - Filtros - Green.png
Na -D
588-590 nm
Voyager - Filtros - NaD.png
laranja
590-640 nm
Voyager - Filtros - Orange.png
CH 4 -JST
614-624 nm
Voyager - Filtros - CH4JST.png
Radio Science System
RSS
Utilizou o sistema de telecomunicações da espaçonave Voyager para determinar as propriedades físicas de planetas e satélites (ionosferas, atmosferas, massas, campos de gravidade, densidades) e a quantidade e distribuição de tamanho do material nos anéis de Saturno e as dimensões dos anéis. Mais
Espectrômetro de interferômetro infravermelho
ÍRIS
Investigou o balanço energético global e local e a composição atmosférica. Perfis verticais de temperatura também foram obtidos dos planetas e satélites, bem como a composição, propriedades térmicas e tamanho das partículas nos anéis de Saturno . Mais
Espectrômetro Ultravioleta
UVS
Projetado para medir as propriedades atmosféricas e para medir a radiação. Mais
Magnetômetro Triaxial Fluxgate
MAG
Projetado para investigar os campos magnéticos de Júpiter e Saturno, a interação do vento solar com as magnetosferas desses planetas e o campo magnético interplanetário até a fronteira do vento solar com o campo magnético interestelar e além, se cruzado. Mais
Espectrômetro de plasma
PLS
Investigou as propriedades macroscópicas dos íons do plasma e mediu elétrons na faixa de energia de 5 eV a 1 keV. Mais
Instrumento de partículas carregadas de baixa energia
LECP
Mede o diferencial em fluxos de energia e distribuições angulares de íons, elétrons e o diferencial na composição de íons de energia. Mais
Sistema de Raios Cósmicos
CRS
Determina o processo de origem e aceleração, história de vida e contribuição dinâmica dos raios cósmicos interestelares, a nucleossíntese de elementos em fontes de raios cósmicos, o comportamento dos raios cósmicos no meio interplanetário e o ambiente de partículas energéticas planetárias aprisionadas. Mais
Investigação de radioastronomia planetária
PRA
Utilizou um receptor de rádio de frequência de varredura para estudar os sinais de emissão de rádio de Júpiter e Saturno. Mais
Sistema Fotopolarímetro
PPS
Utilizou um telescópio Cassegrain tipo Dahl-Kirkham de 6 polegadas f / 1.4 com uma roda analisadora contendo cinco analisadores de 0,60,120,45 e 135 graus e uma roda de filtro com oito bandas espectrais cobrindo 2350 a 7500A para coletar informações sobre a textura e composição da superfície de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno e informações sobre as propriedades de dispersão atmosférica e densidade para esses planetas. Mais
Plasma Wave Subsystem
PWS
Fornece medições contínuas e independentes da bainha dos perfis de densidade de elétrons em Júpiter e Saturno, bem como informações básicas sobre a interação onda-partícula local, útil no estudo das magnetosferas. (veja também Plasma ) Mais

Computadores e processamento de dados

Existem três tipos diferentes de computador na espaçonave Voyager, dois de cada tipo, às vezes usados ​​para redundância. Eles são computadores proprietários, personalizados, construídos a partir de circuitos integrados CMOS e TTL de média escala e componentes discretos. O número total de palavras entre os seis computadores é de cerca de 32K. Voyager 1 e Voyager 2 têm sistemas de computador idênticos.

O Computer Command System (CCS), o controlador central da espaçonave, é composto por dois processadores do tipo interrupção de palavra de 18 bits com 4096 palavras cada uma de memória de fio folheado não volátil . Durante a maior parte da missão Voyager, os dois computadores CCS em cada espaçonave foram usados ​​de forma não redundante para aumentar o comando e a capacidade de processamento da espaçonave. O CCS é quase idêntico ao sistema utilizado na espaçonave Viking.

O Flight Data System (FDS) são duas máquinas de palavras de 16 bits com memórias modulares e 8.198 palavras cada.

O Sistema de Controle de Atitude e Articulação (AACS) consiste em duas máquinas de palavras de 18 bits com 4096 palavras cada.

Ao contrário dos demais instrumentos de bordo, o funcionamento das câmeras para luz visível não é autônomo, mas controlado por uma tabela de parâmetros de imagem contida em um dos computadores digitais de bordo , o Flight Data Subsystem (FDS). As sondas espaciais mais recentes, desde cerca de 1990, geralmente têm câmeras completamente autônomas .

O subsistema de comando do computador (CCS) controla as câmeras. O CCS contém programas de computador fixos , como decodificação de comandos, detecção de falhas e rotinas de correção, rotinas de apontamento de antenas e rotinas de sequenciamento de espaçonaves. Este computador é uma versão melhorada daquele que foi usado no orbitador Viking . O hardware em ambos os subsistemas CCS customizados nas Voyagers é idêntico. Há apenas uma pequena modificação de software para um deles que possui um subsistema científico que o outro não possui.

O Subsistema de Controle de Atitude e Articulação (AACS) controla a orientação da espaçonave (sua atitude). Ele mantém a antena de alto ganho apontando para a Terra, controla as mudanças de atitude e aponta a plataforma de varredura. Os sistemas AACS customizados em ambas as embarcações são idênticos.

Tem sido erroneamente relatado na Internet que as sondas espaciais Voyager foram controlados por uma versão do RCA 1802 (RCA CDP1802 "COSMAC" microprocessador ), mas tais afirmações não são suportados pelos documentos de design principais. O microprocessador CDP1802 foi usado posteriormente na sonda espacial Galileo , que foi projetada e construída anos depois. A eletrônica de controle digital das Voyagers não era baseada em um chip de circuito integrado microprocessado.

Comunicações

Os uplink comunicações são executados via S-band comunicações de microondas . As comunicações de downlink são realizadas por um transmissor de micro - ondas de banda X a bordo da espaçonave, com um transmissor de banda S como back-up. Todas as comunicações de longo alcance de e para as duas Voyagers foram realizadas usando suas antenas de alto ganho de 3,7 metros (12 pés). A antena de alto ganho tem uma largura de feixe de 0,5 ° para banda X e 2,3 ° para banda S. (A antena de baixo ganho tem um ganho de 7 dB e largura de feixe de 60 °.)

Por causa da lei do quadrado inverso nas comunicações de rádio , as taxas de dados digitais usadas nos downlinks das Voyagers têm diminuído continuamente à medida que se distanciam da Terra. Por exemplo, a taxa de dados usada de Júpiter foi de cerca de 115.000 bits por segundo. Isso foi reduzido pela metade na distância de Saturno, e tem diminuído continuamente desde então. Algumas medidas foram tomadas no terreno ao longo do caminho para reduzir os efeitos da lei do inverso do quadrado. Entre 1982 e 1985, os diâmetros das três principais antenas parabólicas da Deep Space Network foram aumentados de 64 para 70 m (210 para 230 pés), aumentando drasticamente suas áreas de coleta de sinais fracos de microondas.

Enquanto a nave estava entre Saturno e Urano, o software de bordo foi atualizado para fazer um certo grau de compressão de imagem e usar uma codificação de correção de erros Reed-Solomon mais eficiente .

RTGs para o programa Voyager

Então, entre 1986 e 1989, novas técnicas foram postas em prática para combinar os sinais de várias antenas no solo em um sinal mais poderoso, em uma espécie de conjunto de antenas . Isso foi feito em Goldstone, Califórnia , Canberra e Madrid usando as antenas parabólicas adicionais disponíveis lá. Além disso, na Austrália, o Parkes Radio Telescope foi trazido para o array a tempo do sobrevoo de Netuno em 1989. Nos Estados Unidos, o Very Large Array no Novo México foi colocado em uso temporário junto com as antenas do Deep Rede Espacial em Goldstone. O uso dessa nova tecnologia de arranjos de antenas ajudou a compensar a imensa distância de rádio de Netuno à Terra.

Poder

A energia elétrica é fornecida por três geradores termoelétricos (RTGs) com radioisótopos MHW-RTG . Eles são alimentados por plutônio-238 (distinto do isótopo Pu-239 usado em armas nucleares) e forneciam aproximadamente 470 W a 30 volts DC quando a espaçonave foi lançada. O plutônio-238 decai com meia-vida de 87,74 anos, então RTGs que usam Pu-238 perderão um fator de 1−0,5 (1 / 87,74) = 0,79% de sua produção de energia por ano.

Em 2011, 34 anos após o lançamento, a energia térmica gerada por tal RTG seria reduzida para (1/2) (34 / 87,74) ≈ 76% de sua energia inicial. Os termopares RTG , que convertem energia térmica em eletricidade, também se degradam com o tempo, reduzindo a energia elétrica disponível abaixo desse nível calculado.

Em 7 de outubro de 2011, a potência gerada pela Voyager 1 e Voyager 2 caiu para 267,9 W e 269,2 W, respectivamente, cerca de 57% da potência no lançamento. O nível de saída de energia foi melhor do que as previsões pré-lançamento com base em um modelo conservador de degradação de termopar. À medida que a energia elétrica diminui, as cargas da espaçonave devem ser desligadas, eliminando alguns recursos. Pode haver energia insuficiente para comunicações em 2032.

Missão interestelar Voyager

A Voyager 1 cruzou a heliopausa, ou a borda da heliosfera , em agosto de 2012. A
Voyager 2 cruzou a heliosfera em novembro de 2018.

A missão principal da Voyager foi concluída em 1989, com o sobrevoo de Netuno pela Voyager 2 . A missão interestelar Voyager (VIM) é uma extensão da missão, que começou quando as duas espaçonaves já estavam em vôo há mais de 12 anos. A Divisão de Heliofísica da Diretoria de Missão Científica da NASA conduziu uma Avaliação Sênior de Heliofísica em 2008. O painel concluiu que o VIM "é uma missão absolutamente imperativa para continuar" e que o financiamento do VIM "está próximo do nível ideal e aumentou o DSN ( Deep Space Network ) o suporte é garantido. "

O principal objetivo do VIM é estender a exploração do Sistema Solar além dos planetas externos até o limite externo e, se possível, até além. As Voyagers continuam procurando a fronteira da heliopausa, que é o limite externo do campo magnético solar. A passagem pela fronteira da heliopausa permitirá que a espaçonave faça medições dos campos interestelares, partículas e ondas não afetadas pelo vento solar .

Toda a plataforma de varredura da Voyager 2 , incluindo todos os instrumentos da plataforma, foi desligada em 1998. Todos os instrumentos da plataforma da Voyager 1 , exceto o espectrômetro ultravioleta (UVS), também foram desligados.

A plataforma de varredura da Voyager 1 foi programada para ficar off-line no final de 2000, mas foi deixada ativada para investigar a emissão de UV na direção do vento. Os dados do UVS ainda são capturados, mas as varreduras não são mais possíveis.

As operações giroscópicas terminaram em 2016 para a Voyager 2 e em 2017 para a Voyager 1 . Operações giroscópicas são usadas para girar a sonda 360 graus seis vezes por ano para medir o campo magnético da espaçonave, que é então subtraído dos dados científicos do magnetômetro.

As duas espaçonaves continuam a operar, com alguma perda na redundância do subsistema, mas mantêm a capacidade de retornar dados científicos de um complemento total de instrumentos científicos da missão interestelar Voyager (VIM).

Ambas as espaçonaves também têm energia elétrica adequada e propelente de controle de atitude para continuar operando até cerca de 2025, após o qual pode não haver energia elétrica para apoiar a operação de instrumentos científicos; o retorno de dados científicos e as operações de espaçonaves cessarão.

Detalhes da missão

Este diagrama sobre a heliosfera foi lançado em 28 de junho de 2013 e incorpora os resultados da espaçonave Voyager.

No início do VIM, a Voyager 1 estava a uma distância de 40 UA da Terra, enquanto a Voyager 2 estava a 31 UA. O VIM está em três fases: choque de terminação, exploração de heliosheath e fase de exploração interestelar. A espaçonave começou VIM em um ambiente controlado pelo campo magnético do Sol com as partículas de plasma sendo dominadas por aquelas contidas no vento solar supersônico em expansão. Este é o ambiente característico da fase de choque de terminação. A alguma distância do Sol, o vento solar supersônico será impedido de se expandir pelo vento interestelar. A primeira característica encontrada por uma espaçonave como resultado dessa interação interestelar vento-vento solar foi o choque de terminação onde o vento solar desacelera para a velocidade subsônica e ocorrem grandes mudanças na direção do fluxo de plasma e na orientação do campo magnético.

A Voyager 1 completou a fase de choque de terminação em dezembro de 2004 a uma distância de 94 UA enquanto a Voyager 2 a completou em agosto de 2007 a uma distância de 84 UA. Depois de entrar na heliosheath, a espaçonave está em uma área que é dominada pelo campo magnético do Sol e pelas partículas do vento solar. Depois de passar pela heliosheath, as duas Voyagers iniciarão a fase de exploração interestelar.

O limite externo da heliosheath é chamado de heliopausa, que é para onde a espaçonave se dirige agora. Esta é a região onde a influência do Sol começa a diminuir e o espaço interestelar pode ser detectado. Voyager 1 é escapar do sistema solar com a velocidade de 3,6 UA por ano 35 ° norte do elíptica na direcção geral do ápice solar em Hercules , enquanto Voyager 2 ' s de velocidade é de cerca de 3,3 UA por ano, a posição 48 ° sul de a eclíptica. A espaçonave Voyager eventualmente irá para as estrelas. Em cerca de 40.000 anos , a Voyager 1 estará dentro de 1,6 anos-luz (ly) de AC + 79 3888, também conhecido como Gliese 445 , que está se aproximando do sol. Em 40.000 anos a Voyager 2 estará a 1,7 anos de Ross 248 (outra estrela que está se aproximando do Sol) e em 296.000 anos ela passará a 4,6 anos de Sirius, que é a estrela mais brilhante no céu noturno.

Não se espera que a espaçonave colida com uma estrela por 1 sextilhão (10 20 ) anos.

Em outubro de 2020, os astrônomos relataram um aumento significativo e inesperado na densidade no espaço além do Sistema Solar, conforme detectado pelas sondas espaciais Voyager 1 e Voyager 2 . De acordo com os pesquisadores, isso implica que "o gradiente de densidade é uma característica em grande escala do VLISM ( meio interestelar muito local ) na direção geral do nariz heliosférico ".

Telemetria

A telemetria chega à unidade de modulação de telemetria (TMU) separadamente como um canal de "taxa baixa" de 40 bits por segundo (bit / s) e um canal de "taxa alta".

A telemetria de baixa taxa é roteada através do TMU de modo que só pode ser downlinked como bits não codificados (em outras palavras, não há correção de erro). Em alta taxa, um de um conjunto de taxas entre 10 bit / se 115,2 kbit / s é downlinked como símbolos codificados.

Visto de 6 bilhões de quilômetros (3,7 bilhões de milhas), a Terra aparece como um " ponto azul claro " (a mancha branco-azulada aproximadamente na metade da faixa de luz à direita).

O TMU codifica o fluxo de dados de alta taxa com um código convolucional tendo comprimento de restrição de 7 com uma taxa de símbolo igual a duas vezes a taxa de bits (k = 7, r = 1/2)

A telemetria Voyager opera com estas taxas de transmissão:

  • 7200, reproduções de gravador de 1400 bit / s
  • Campos, partículas e ondas em tempo real de 600 bits / s; UVS completo; Engenharia
  • Campos, partículas e ondas em tempo real de 160 bit / s; Subconjunto UVS; Engenharia
  • Dados de engenharia em tempo real de 40 bits / s, sem dados científicos.

Nota: Em 160 e 600 bit / s, diferentes tipos de dados são intercalados.

A nave Voyager tem três formatos diferentes de telemetria:

Nota alta

  • CR-5T (ISA 35395) Science, observe que pode conter alguns dados de engenharia.
  • FD-12 maior precisão (e resolução de tempo) Dados de engenharia, observe que alguns dados científicos também podem ser codificados.

Taxa baixa

  • Engenharia EL-40, observe que este formato pode conter alguns dados científicos, mas nem todos os sistemas representados.
    Este é um formato abreviado, com truncamento de dados para alguns subsistemas.

Entende-se que há uma sobreposição substancial da telemetria EL-40 e CR-5T (ISA 35395), mas os dados EL-40 mais simples não têm a resolução da telemetria CR-5T. Pelo menos quando se trata de representar a eletricidade disponível para os subsistemas, o EL-40 só transmite em incrementos inteiros - portanto, comportamentos semelhantes são esperados em outros lugares.

Despejos de memória estão disponíveis em ambos os formatos de engenharia. Esses procedimentos de diagnóstico de rotina detectaram e corrigiram problemas de mudança de bit de memória intermitente, bem como detectaram o problema de mudança de bit permanente que causou um evento de perda de dados de duas semanas em meados de 2010.

A capa do disco de ouro

Voyager Golden Record

Ambas as espaçonaves carregam um registro fonográfico dourado de 12 polegadas (30 cm) que contém imagens e sons da Terra, direções simbólicas na capa para reproduzir o registro e dados detalhando a localização da Terra. O registro pretende ser uma combinação de cápsula do tempo e uma mensagem interestelar para qualquer civilização, alienígena ou humano de um futuro distante, que possa recuperar qualquer uma das Voyagers. O conteúdo deste registro foi selecionado por um comitê que incluiu Timothy Ferris e foi presidido por Carl Sagan .

Ponto Azul Pálido

As descobertas do programa Voyager durante a fase primária de sua missão, incluindo novas fotos coloridas em close dos planetas principais, foram regularmente documentadas por meios de comunicação impressos e eletrônicos. Entre as mais conhecidas delas está uma imagem da Terra como um ponto azul claro , tirada em 1990 pela Voyager 1 e popularizada por Carl Sagan,

Considere novamente aquele ponto. Isso está aqui. Essa é a minha casa. Somos nós ... A Terra é um estágio muito pequeno em uma vasta arena cósmica ... Em minha opinião, talvez não haja melhor demonstração da loucura dos conceitos humanos do que esta imagem distante de nosso minúsculo mundo. Para mim, isso ressalta nossa responsabilidade de lidarmos com mais bondade e compaixão uns com os outros e preservar e valorizar aquele ponto azul claro, o único lar que já conhecemos.

Veja também

Referências

links externos

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