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Los ingenieros de la NASA lograron operar un conjunto de propulsores que la Voyager 1 no ha usado en décadas para resolver un problema que podría impedir que la nave espacial de 47 años se comunique con la Tierra a miles de millones de kilómetros de distancia.
Cuando la Voyager 1 despegó al espacio el 5 de septiembre de 1977, nadie esperaba que la sonda todavía estuviera operativa hoy.
Debido a su misión excepcionalmente larga, la Voyager 1 está experimentando problemas a medida que sus componentes envejecen en los gélidos confines de nuestro sistema solar. Cuando surge un problema, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, deben ser creativos y al mismo tiempo permanecer atentos a cómo reaccionará la nave espacial ante cualquier cambio.
La Voyager 1, la nave espacial más alejada de la Tierra, está aproximadamente a 15 mil millones de millas de la Tierra. La sonda opera más allá 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 detectaron un problema cuando el tubo de combustible dentro de uno de los propulsores de la Voyager se obstruyó. Si los propulsores están obstruidos, no pueden generar suficiente fuerza para mantener estable la nave espacial. Los propulsores de la Voyager mantienen la nave espacial orientada para que pueda comunicarse con la Tierra.
Si la Voyager 1 no está colocada de manera que su antena apunte hacia la Tierra, la nave espacial no puede «escuchar» las órdenes del control de la misión ni enviar datos, según Calla Cofield, especialista en comunicaciones del JPL.
«Si los propulsores que mantienen la antena apuntando hacia la Tierra se obstruyen, será el final de la misión», dijo.
El equipo se dio cuenta de que necesitarían enviar comandos a la nave espacial para cambiar a otro conjunto de propulsores, pero la solución no sería sencilla.
Esta no es la primera vez que la Voyager 1 ha tenido que cambiar de hélice en las últimas décadas. Afortunadamente, la nave espacial tiene tres grupos de propulsores: dos grupos de propulsores de actitud y un grupo dedicado a maniobras de corrección de trayectoria.
La Voyager 1 utilizó los propulsores para diversos fines mientras pasaba por planetas como Júpiter y Saturno en 1979 y 1980, respectivamente.
La nave espacial ahora sigue una trayectoria sin cambios alejándose de nuestro sistema solar. Por lo tanto, sólo requiere un conjunto de propulsores para mantener su antena apuntando hacia la Tierra. Para alimentar los propulsores, la hidracina líquida se convierte en gas y se libera en aproximadamente 40 bocanadas por día para mantener a la Voyager 1 correctamente orientada.
Con el tiempo, los ingenieros descubrieron que un tubo de combustible dentro de los propulsores podría obstruirse con dióxido de silicio, un subproducto del envejecimiento del diafragma de goma del tanque de combustible. Cuando los propulsores se obstruyen, generan menos fuerza.
En 2002, el equipo ordenó a la Voyager 1 que cambiara a su segundo conjunto de propulsores de propulsión de actitud cuando el primer conjunto mostró signos de obstrucción. Los ingenieros volvieron a cambiar al propulsor de corrección de trayectoria en 2018, cuando el segundo conjunto también parecía obstruido.
Pero cuando el equipo comprobó recientemente el estado de los propulsores de corrección de trayectoria de la Voyager, estaban incluso más obstruidos que los dos conjuntos de propulsores anteriores.
Hace seis años, cuando el equipo actualizó la Voyager con propulsores de corrección de trayectoria, la abertura del tubo medía 0,25 mm de ancho. Pero hoy la obstrucción lo ha reducido a 0,35 mm de ancho, o la mitad del ancho de un cabello humano, según la NASA.
Era hora de volver a otro conjunto de propulsores de propulsión de actitud.
A medida que la Voyager 1 y su sonda hermana, la Voyager 2, han envejecido, el equipo de la misión ha ido apagando gradualmente los sistemas no esenciales en ambas naves espaciales para ahorrar energía, incluidos los calentadores. Como resultado, los componentes de la Voyager 1 ahora están más fríos y el equipo sabía que no podían simplemente enviar un comando a la Voyager 1 para cambiar inmediatamente a uno de los propulsores de propulsión de actitud sin hacer algo para calentarlos.
Pero la Voyager 1 no tiene suficiente energía para volver a encender los calentadores sin apagar algo más, y sus instrumentos científicos son demasiado valiosos para apagarlos en caso de que no se vuelvan a encender, dijo el equipo.
Después de volver a la mesa de dibujo, el equipo se dio cuenta de que podían 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, para el 27 de agosto, la Voyager 1 volvía a depender de uno de sus propulsores originales para mantenerse en contacto con la Tierra.
El equipo ha tomado medidas para utilizar menos propulsores y espera poder operar el sistema original durante otros dos o tres años, dijo Todd Barber, ingeniero de propulsión de la Voyager.
Una vez que la nave espacial haya agotado este conjunto de propulsores, la opción restante de la Voyager 1 es el otro conjunto de propulsores de actitud ya abarrotado.
«Cualquier decisión que tengamos que tomar en el futuro requerirá mucho más análisis y cautela que antes», dijo en un comunicado la directora del proyecto Voyager, Suzanne Dodd.
La Voyager 2 también sufrió cambios de propulsor en 1999 y 2019, y «la situación es menos grave», dijo Barber. La Voyager 2 viajó más de 20 mil millones de kilómetros desde la Tierra.
La información recopilada por estas sondas de larga duración ayuda a los científicos a comprender mejor la forma cometaria de la heliosfera y cómo protege a la Tierra de las partículas energéticas y la radiación en el espacio interestelar.
