A Voyager 1, a nave espacial mais distante do nosso planeta, desligou outro instrumento científico enquanto explora o espaço interestelar desconhecido – um movimento que pode ganhar tempo para uma tentativa ambiciosa de prolongar a impressionante vida útil da sonda.
A NASA enviou um comando em 17 de abril para desativar o experimento de partículas carregadas de baixa energia da espaçonave, ou LECP, na esperança de economizar energia à medida que a Voyager 1 se afasta da Terra a cada dia, de acordo com a agência. O mesmo instrumento, que mede a estrutura do espaço entre as estrelas, foi desligado na gêmea da Voyager 1, a Voyager 2, em março de 2025.
As sondas foram lançadas com semanas de intervalo em 1977, cada uma equipada com um conjunto de 10 instrumentos científicos destinados a ajudar nas suas passagens por Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno. A Voyager 1 está atualmente a cerca de 25,40 mil milhões de quilómetros (16 mil milhões de milhas) da Terra, enquanto a Voyager 2 está a cerca de 21,35 mil milhões de quilómetros (13 mil milhões de milhas) de distância.
Eles são a única espaçonave ativa além da heliosfera, a bolha solar de campos magnéticos e partículas que se estende muito além da órbita de Plutão. Manter as sondas operando por muito mais tempo do que a vida útil esperada de cinco anos significou desligar diferentes instrumentos ao longo do tempo para preservar o fornecimento limitado de energia de cada espaçonave.
“Embora desligar um instrumento científico não seja a preferência de ninguém, é a melhor opção disponível”, disse Kareem Badaruddin, gestor da missão Voyager no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.
“A Voyager 1 ainda tem dois instrumentos científicos em funcionamento – um que escuta ondas de plasma e outro que mede campos magnéticos. Eles ainda estão funcionando muito bem, enviando dados de uma região do espaço que nenhuma outra nave feita pelo homem jamais explorou. A equipe continua focada em manter ambas as Voyagers funcionando pelo maior tempo possível.”
Três instrumentos científicos funcionais permanecem na Voyager 2.
Os engenheiros esperam que o último movimento sacrificial possa manter a Voyager 1 em operação por tempo suficiente para que a equipe possa potencialmente lançar uma atualização, apelidada de “Big Bang”, que poderia permitir que a sonda recorde continuasse explorando mais profundamente o espaço – e talvez até mesmo reiniciasse alguns de seus instrumentos científicos.
Preparando a correção do ‘Big Bang’
Ambas as sondas Voyager funcionam com geradores termoelétricos de radioisótopos, ou dispositivos que convertem o calor fornecido pela decomposição do plutônio em eletricidade. Desde que as sondas começaram a voar, há quase meio século, têm perdido cerca de 4 watts de potência por ano.
Gerenciar o consumo lento, mas constante de energia leva os engenheiros a um ato de equilíbrio de alto risco. Desligar instrumentos e aquecedores nas temperaturas geladas do espaço interestelar corre o risco de resfriar as sondas sem possibilidade de reparo. Se as linhas de combustível congelarem, a nave espacial perderia a capacidade de manter as suas antenas apontadas para a Terra e as equipas da NASA perderiam contacto com elas – encerrando efectivamente as missões.
Os engenheiros acreditam que o encerramento da maior parte da experiência de Partículas Carregadas de Baixa Energia permitirá à Voyager 1 continuar a voar com dois instrumentos funcionais durante cerca de um ano. Prolongar a vida da missão por tanto tempo poderia levar a Voyager 1 ao seu aniversário de 50 anos, um prazo que está preparando o terreno para um dos passos mais empreendedores da equipe até agora.
A equipe tentará fazer uma grande troca nas sondas Voyager, desligando alguns dispositivos alimentados e ligando alternativas que consomem menos energia – mantendo o equilíbrio de manter cada espaçonave aquecida enquanto continua a capturar dados científicos.
Este “Big Bang” ocorreria de uma só vez, para uma nave espacial de cada vez. A Voyager 2, que tem um pouco mais de potência e está relativamente mais próxima da Terra, servirá inicialmente como cobaia durante maio e junho.
Se o Big Bang for bem-sucedido na Voyager 2, a equipe tentará a mesma manobra na Voyager 1 em julho — e se funcionar, o experimento de Partículas Carregadas de Baixa Energia poderá ter uma segunda chance de continuar sua coleta crucial de dados no espaço interestelar.
“Com o LECP descobrimos propriedades e efeitos dos raios cósmicos e das partículas solares, e ‘sentimos’ as mudanças na região que nos rodeia que determinaram quando a Voyager passou do sistema solar para o espaço interestelar”, escreveu Matt Hill, investigador principal do instrumento no Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins, por e-mail.
“Temos esperança de que o último plano dos engenheiros da Voyager seja capaz de ligar novamente o LECP na Voyager 1, para nos permitir continuar a aprender quaisquer surpresas que aguardam a Voyager nestas regiões distantes do espaço”, acrescentou. “Eles têm um bom histórico de realizar milagres que esticam a fonte de alimentação restante, mas eventualmente essa seqüência terminará.”
Uma queda inesperada no poder
Uma ilustração mostra alguns dos instrumentos localizados em cada espaçonave Voyager. – NASA/JPL-Caltech
Durante uma manobra de rotação programada para 27 de fevereiro, a equipe da missão notou que os níveis de potência da Voyager 1 caíram inesperadamente. A espaçonave executa rotineiramente essas manobras para calibrar seu instrumento magnetômetro, que mede campos magnéticos e ambientes no espaço interestelar.
Se os níveis de potência da Voyager 1 caíssem ainda mais, tal diminuição acionaria um sistema de proteção contra falhas autônomo chamado sistema de proteção contra falhas de subtensão. O sistema desligaria componentes da Voyager, e a recuperação de qualquer coisa que fosse desligada durante o processo automático exigiria um esforço de recuperação demorado e arriscado por parte dos engenheiros no solo.
“Penso na proteção contra falhas como uma rede de segurança para um trapezista – ela existe, mas na verdade o trapezista nunca deve largar o trapézio”, disse Badaruddin. “A proteção contra falhas coloca a espaçonave em um estado seguro, mas devemos nos recuperar dela e ‘voltar ao trapézio’”.
A proteção contra falhas também interrompe temporariamente qualquer transmissão de dados científicos da Voyager para a Terra e aumenta o risco de os instrumentos científicos não voltarem a funcionar corretamente, disse ele.
Os engenheiros da missão estavam prontos para agir e consultaram uma lista que tinham compilado juntamente com a equipa científica anos antes sobre a ordem pela qual queriam desligar vários instrumentos, garantindo ao mesmo tempo que a Voyager 1 ainda pudesse realizar uma missão científica viável.
O experimento de partículas carregadas de baixa energia estava no topo da lista. Durante quase 49 anos, o instrumento mediu partículas carregadas como iões, eletrões e raios cósmicos provenientes do nosso sistema solar, bem como da galáxia Via Láctea de forma mais ampla. As medições forneceram dados extraordinários sobre regiões de densidade variável além da heliosfera.
Os subsistemas do instrumento incluem um telescópio e um analisador de partículas magnetosféricas, que possuem visão de 360 graus, graças a uma plataforma rotativa acionada por um motor de passo.
Esse pequeno motor, que utiliza apenas 0,5 watts, permanecerá ligado – o que significa que o próprio instrumento poderá ser reativado no futuro se houver energia suficiente.
Na Terra, o motor de passo foi testado para cerca de 250.000 passos, o suficiente para operar durante os sobrevôos da Voyager 1 por Júpiter e Saturno durante um período de quatro anos.
“O stepper funcionou perfeitamente por quase 49 anos e mais de 8,5 milhões de passos”, escreveu Stamatios Krimigis, investigador principal do instrumento no Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins, por e-mail. “E, surpreendentemente, continuou a funcionar depois de desligarmos o aquecedor suplementar LECP para poupar energia, e a sua temperatura caiu para -62 graus centígrados.
É disso que os sonhos são feitos!”
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