Los Viajes Interestelares

Durante la década de los 70 la NASA/JPL lanzaron cuatro naves interplanetarias e interestelares. La Pioner 10 el 2 de marzo de 1972, la Pioner 11 el 6 de abril de 1973, la voyager 2 el 20 de agosto de 1977 y la Voyager 1 el 5 de septiembre de 1977. Las sondas Pioner y el Voyager 1 abandonaron el Sistema Solar hace tiempo y la Voyager 2 esta a punto de hacerlo.

Pioneer 10

La Pioneer 10 fue la primera misión de la NASA hacia los planetas exteriores y en una trayectoria hacia el exterior del Sistema Solar, que la situaría como el primer vehículo espacial en entrar al espacio interestelar. Para poder alcanzar Jupiter, su velocidad de escape alcanzó 51.682 km/h, siendo el objeto más veloz construido.
En su viaje por el sistema solar, atravesó el cinturón de asteroides hasta Jupiter y sus satélites Callisto, Ganimedes y Europa. Llegando a alcanzar una velocidad de 126.000 km/h en su máximo acercamiento al gran planeta. Aprovechando precisamente la fuera gravitatoria de Jupiter, aceleró hasta alcanzar una velocidad de 132.000 km/h, suficiente para escapar del Sistema Solar y entrar en el medio interestelar.

Originalmente diseñada para un funcionamiento de 21 meses, Pioneer 10 estuvo mas o menos operativa durante 30 años. Estudiando las partículas del viento solar y los rayos cósmicos procedentes de la Galaxia. La misión finalizó el 31 de marzo de 1997, aunque seguía enviando débiles señales. La última señal fue recibida el 23 de enero de 2003 cuando se encontraba a una distancia de 12.23 mil millones de kilómetros de la Tierra. La señal tardó 11 horas y 20minutos en alcanzar la Tierra. Se intentó un último contacto con la Pioneer 10 el 4 de marzo de 2006 sin éxito.

Actualmente se encuentra en el medio interestelar en un viaje de 2millones de años hacia la estrella Aldebaran.
En caso de interceptar vida inteligente, lleva una placa de aluminio con diagramas de un hombre y una mujer, el sistema solar y su localización relativa a 14 pulsars.

placa metálica Pioneer
placa montada en la Pioneer

Pioneer 11

Pioneer 11 fue la primera en fotografiar laszonas polares de Jupiter tres veces más cerca que Pioneer 10,obteniendo unas 200 imágenes de sus satélites. Igual que su gemelala Pioneer 10 utilizó la fuerza gravitatoria de Jupiter para acelerarhacia Saturno, obteniendo 440 imágenes del planeta de los anillos.Después de su visita a Saturno siguió una trayectoria hacia elmedio interestelar en una dirección opuesta a la de Pioneer 10. 22años después de su lanzamiento aun dos instrumentos seguíanoperativos hasta perder contacto definitivamente el 30 de septiembre de 1995.

The Grand Tour

La NASA continuaba con los planes para enviar sondas interplanetarias durante la década de los 70. Misión que recibió el nombre de “Grand Tour” y con la intención de diseñar y construir cuatro astronaves extremadamente complejas para explorar los cinco planetas exteriores del sistema solar. Pero los elevados costes provocaron que solamente se lanzaran dos sondas para explorar Jupiter y Saturno en 1977, los Voyager 1 y 2. Con la idea de que si el primero tenia éxito en Jupiter y Saturno se redirigiria el segundo mediante asistencia gravitatoria hacia Urano y Neptuno. Esto se conseguirá debido a una rara coincidencia geométrica entres los planetas durante la década de los 70 y 80, la denominada carambola cósmica. Esta configuración planetaria ocurre cada 175 años, pudiendo una sonda interplanetaria navegar de un planeta a otro con el mínimo combustible disponible, utilizando solamente la asistencia gravitatoria para acelerar y conseguir la velocidad necesaria para llegar al siguiente planeta.

Voyager 1

Su lanzamiento se efectuó el 5 de septiembre de 1977 con el objetivo de sobrevolar Jupiter y Saturno. Al llegar a Júpiter en febrero de 1979 descubrió un delgado anillo de menos de 30 km de espesor y la aproximación máxima sobre el planeta fue de 280.000 km. Siguiendo encuentros con algunos de sus satélites, Amaltea, Io, Europa, Ganimedes y Callisto. Obteniendo espectaculares fotografías. Las más espectaculares fueron sobre Io, con sus colores amarillo, naranja y marrón y 8 volcanes activos lanzando material de Io al espacio. Descubrió dos nuevos satélites de Jupiter, Thebe y Metis

Volcan en Io captado por Voyager 1

Voyager 2

Su lanzamiento se efectuó el 20 de agosto de 1977, después del Voyager 1. Supero con tranquilidad el paso a través del cinturón de asteroides al igual que su gemela Voyager 1, continuando hacia Jupiter y Saturno. Su transmisor principal dejo de funcionar el 5 de abril de 1978 siendo necesario utilizar el backup a partir de entonces. Empezó a transmitir imágenes de Jupiter el 24 de abril de 1979 y sobrevoló sus lunas, especialmente Europa, Callisto, Ganimedes y Io donde observo sus volcanes mucho más cerca que el Voyager 1.

Volcanes en Io captados por Voyager 2

El máximo acercamiento a Jupiter fue el 9 de julio de 1979 a 645.000 km, dos horas después corregía el rumbo en un viaje de dos años hacia Saturno, llegando al sexto planeta el 22 de agosto de 1981. Observando con mayor detalle el sistema de anillos y atravesándolos a una velocidad de 13 km/s, chocando con miles de granos de polvo micrométricos durante algunos minutos, siendo necesario que los cohetes de control de actitud se encendieran varias veces para estabilizar la nave. Fotografió tambien las lunas Hyperion, Enceladus, Tethys y Phoebe y las recientes descubiertas Helene, Telesto y Calypso.

Saturno visto por Voyager 2

Ante el éxito de Jupiter y Saturno el control de misión decidió llevar el Voyager 2 hacia una viaje de 4 años y medio hacia Urano. Sobrevoló Urano el 24 de enero de 1986 a una distancia de 81.500 km, descubriendo 10 nuevos satélites (Puck, Portia, Juliet, Cressida,Rosalind, Belinda, Desdemona, Cordelia, Ophelia y Bianca) y dos nuevos anillos.

Encontró vientos de 724 km/h en la atmósfera de Urano y un océano de agua hirviendo a 800 km debajo de las nubes. El 14 de febrero de 1986 puso rumbo hacia Neptuno en un viaje de 7 mil millones de kilómetros de distancia. El  25 de agosto de 1989 sobrevolaba Neptuno en su máximo acercamiento de 4.800 km sobre las nubes del planeta gigante. Descubriendo seis nuevas lunas (Proteus, Larissa,Despina, Galatea, Thalassa y Naiad), cuatro nuevos anillos y una gran actividad atmosférica, con vientos de 1100 km/h. Siendo el hidrógeno el elemento más abundante junto con el metano que le confiere su característico color azul. Para finalizar su misión de 12 años fotografió la luna Tritón.

Neptuno fotografiado por Voyager 2

Posteriormente se redirigió la nave hacia fuera del sistema solar y se colocaron sus instrumentos en modo de conservación de la energía. Renombrando la misión como Misión Interestelar del Voyager (Voyager Interestellar Mission).

Misión Interestelar

De las cuatro naves lanzadas fuera del sistema solar en la década de los 70, las Voyager 1,2 y el Pioneer 11 fueron en la direccióndel ápex solar, que es la dirección aparente en la que el Sol se mueve en la Galaxia. En cambio la Pioneer 10 se mueve en sentido contrario.

Situación de Voyater 1, 2 y Pioneer 1,2

En noviembre de 1998, 21 años después de ser lanzada la Voyager 2 aun continuaba siendo operativa. El 5 de noviembre de 2017 se encontraba a una distancia de 17.378 millones de kilómetros de la Tierra viajando a una velocidad de 15,4 km/s ( 55.440 km/h) relativa al Sol. A esa velocidad recorrerá un año luz en 19.390 años. Los datos procedentes de los instrumentos de detección de rayos cósmicos, experimento de partículas cargadas de baja energía, el magnetómetro, experimento de ondas de plasma y el espectrometro de plasma pueden estar operativos hasta el 2025-30. La potencia de los Voyager desciende en 4 watts por año, se estima que en 2030 se apagara completamente.

El objetivo de la Voyager Interestellar Mission (VIM) es extender la exploración del sistema solar más allá de los planetas exteriores, hacia los límites de la influencia del Sol y quizá más allá. Los Voyager continúan observando las condiciones del sistema solar exterior y buscando el contorno de la heliopausa, los límites del campo magnético solar y el viento solar. El choque entre el viento solar y el medio interestelar puede ser detectado a partir de las partículas que inciden en los detectores de partículas de los Voyager.

Interaccción entre el Sistema Solar y el medio interestelar

La misión interestelar es la extensión de la primera misión completada en 1989 por el Voyager 2 cuando sobrevoló Neptuno. Consiste en determinar la frontera entre el sistema solar y el medio interestelar y estudiar el espacio interestelar. Según la distancia al Sol el viento interestelar retiene al viento solar, creando una onda de choque donde se manifiesta la interacción entre las partículas solares y las partículas interestelares.

La Voyager 1 paso la zona de choque y se encuentra ya en el espacio interestelar. Se reconoce por la relación entre el nivel de partículas cargadas que se originan dentro del sistema solar (en color verde) y el nivel de rayos cósmicos originados fuera del sistema solar (en color naranja). Esto sugiere que la Voyager 1 entro en el medio interestelar el 25 de agosto de 2012 cuando el nivel de partículas interiores ( en verde ) se acerco casi a 0.0 y el de partículas exteriores (en naranja) se acerco a 2.0.

Detector de particulas del Voyager 1

Actualmente el Voyager 1 se encuentra a 21.650 millones de kilómetros de la Tierra y se aleja a una velocidad de unos 17 kilómetros por segundo, unos 61.200 kilómetros por hora.

Voyager 2 se encuentra a 17.885 millones de kilómetros de laTierra y se aleja a una velocidad de 15,4 km/s, que son 55.440 km/h. Se cree que puede estar entrando en el espacio interestelar, pues empezaba a registrar un aumento en el nivel de los rayos cósmicos (color naranja) originados fuera del sistema solar, a partir de finales del mes de agosto de 2018. Estos datos indicarían que el Voyager 2 se encuentra en los límites del sistema solar, denominado heliopausa.

Detector de particulas del Voyager 2

Hay que tener en cuenta que estos datos no son el signo definitivo de que la sonda esta atravesando la heliopausa. Precisamente el nivel a caído en picado en estos últimos días, como puede apreciarse en el gráfico del registro de partículas por segundo.

particulas/segundo

La incógnita sobre si la Voyager 2 esta entrando en el medio interestelar o no continua abierta.

Recordemos la película de Star Treck “La conquista del espacio”, donde una inmensa nave procedente del espacio exterior amenazaba a la Tierra. Era el Voyager que volvía para encontrarse con su creador, después de adquirir más tecnología y conocimiento durante sus contactos con alienigenas. Quien sabe que encontraran las Voyager en su camino a las estrellas.

Voyager 1,2 y Pioneer 10,11 en su viaje interestelar
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Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
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3 respuestas a Los Viajes Interestelares

  1. Carles Paul dijo:

    Parece ser que efectivamente la Voyager 2 ha entrado en el espacio interestelar.

  2. Anónimo dijo:

    Hola Carles fascinante la información y excelentes fotos Saludos! desde México, ojalá puedas contarnos algo sobre materia oscura.

  3. Carles Paul dijo:

    Grácias…bueno…a ver si tengo tiempo.

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