Voyager 2
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Instrumentación:
Antena de largo alcance
El Voyager tiene una antena parabólica de 3.7 metros de
diámetro. La transmisión de datos es de una velocidad de
115, 200 bits por segundo. En comparación, el Mariner 4
transmitió imágenes de Marte a 8 y un tercio de bits por
segundo en 1965.
El sistema de comunicación también es utilizado para
estudiar las atmósferas planetarias monitoreando la fuerza de la
señal cuando la nave pasa por detrás del planeta.
Censor del Sol.
El censor ve el Sol a través de un hoyo en la antena.
Instrumentos similares en un lado de la nave localizan la estrella
Canopus. Cuidando que estos censores apunten al Sol y a Canopus, la
orientación de la nave es corregida y la antena apuntará
a la Tierra.
Bus:
Es el cuerpo de la nave, contiene compartimientos para circuitos
electrónicos, como el radio transmisor y la computadora.
Thrusters:
Distribuidos alrededor del Voyager, son 16 thrusters o pequeños
cohetes que funcionan por la descomposición de hidracina. Los
thrusters se usan para cambiar la orientación de la nave o su
velocidad.
Sistema de imágenes:
El sistema de imágenes es un par de cámaras de
televisión acopladas a telescopios con diámetro focal de
200 milímetros y 1500 milímetros de alta
resolución. Las cámaras también tienen varios
filtros así que se pueden tomar fotos a color.
Interferómetro espectrómetro infrarrojo:
Este instrumento capta la radiación infrarroja emitida o
reflejada por los planetas. Esta información indica la
composición y temperatura de las atmósferas de los
planetas.
Fotopolarímetro:
El fotopolarímetro se encarga de atrapar la luz reflejada por
los planetas a diferentes longitudes de onda y ángulos. Los
datos de este instrumento dan información sobre la naturaleza de
las superficies planetarias y partículas en la atmósfera.
Espectrómetro ultravioleta:
Este espectrómetro capta la radiación ultravioleta por
los planetas para determinar la composición y estructura de sus
atmósferas.
Detectores de rayos cósmicos:
Este instrumento registra el número y energía de rayos
cósmicos cercanos a la nave. Los rayos cósmicos son
partículas cargadas que viajan a través del espacio a
velocidades cercanas a la de la luz.
Detectores de partículas cargadas de baja energía:
Estos detectores captan partículas cargadas de baja
energía que son atrapadas en los cinturones de radiación
de los planetas.
Detector de Plasma:
El plasma es un gas compuesto de partículas cargadas con muy
bajas energías. Mientras los otros detectores de
partículas cuentan partículas (valga la redundancia), el
detector de plasma mide las propiedades del gas como su densidad y
presión.
Magnetómetros:
Estos instrumentos miden los campos magnéticos planetarios. Los
detectores están montados en un brazo de 13 metros de longitud
para minimizar la interferencia de los campos magnéticos
generados por los instrumentos electrónicos en la nave.
Antena astronómica de radio:
El recibidor astronómico de radio mide las emisiones de radio de
los planetas. La misma antena es también usada para la
medición de partículas en el plasma. La antena del
Voyager mide 10 metros de largo.
Generadores termoeléctricos radioactivos (RTG):
Tres RTG proveen de energía eléctrica al Voyager. Los
generadores producen 1800 Watts de calor por la desintegración
radiactiva de Plutonio. El calor es convertido a 400 Watts de
energía eléctrica por acopladores térmicos. Los
RTG están montados en un brazo para proteger los instrumentos
científicos del exceso de calor y radioactividad.
Plato de calibración:
Los instrumentos científicos en la plataforma de
exploración están calibrados apuntándolos al plato
de calibración.
Hazañas:
El Voyager 2 fue lanzado en agosto de 1977 utilizando un cohete
propulsor Titán/Centauro no reutilizable. Antes de su
lanzamiento, casi no se sabía nada acerca del los planetas del
Sistema Solar exterior, así que los dos Voyager revolucionaron
en conocimiento que se tiene sobre todos lo planetas que visitó.
El laboratorio de propulsión a chorro (JPL) de la NASA solo
tenía presupuesto para hacer naves que funcionaran fiablemente
hasta Saturno, pero gracias a la excelencia diseño de
ingeniería de la nave y a la sagacidad de los ingenieros del
JPL, al menos el Voyager 2 llegó a explorar Urano y Neptuno; el
Voyager 1 en Saturno, por las ganas de los científicos
planetarios de que se acerque a Titán, salió en una
trayectoria que lo sacaba del plano de la eclíptica. Una curiosa
alineación de los planetas permitió que el Voyager 2
explorara todos los planetas Jovianos: la gravedad de Júpiter
impulsó al Voyager a Saturno, Saturno la impulsó a Urano,
Urano a Neptuno y Neptuno hacia la Heliopausa.
Las lanzaderas espaciales no son lo suficientemente potentes como para
impulsar al Voyager con propulsión por cohete, así que
aprovecha la gravedad de los planetas con los que se encuentra para que
su fuerza los haga salir disparados en otra dirección (el
planeta que sigue), a esto se le llama ayuda gravitatoria, de
Júpiter recibió una aceleración de 65.000
kilómetros por hora. Ahora, no utiliza energía solar
porque la nave se aleja constantemente de él, así que de
una pastilla de Plutonio extrae energía nuclear para convertirla
en eléctrica y hacer que la nave funcione. Además debe
conocer la posición de la Tierra, la del Sol y la de una
estrella brillante (Canopus) para orientarse en tres dimensiones en el
espacio. Todos los componentes de la nave llevan al menos un sustituto
por si el principal falla, ya que la nave jamás va a volver a la
Tierra. En caso de que esté en dificultades, las computadoras
del Voyager utilizan el “árbol de contingencias ramificadas”, si
tampoco eso funciona, la nave pide ayuda a la Tierra, pero, las ondas
de radio tardan 11 horas a la distancia de Neptuno, así que es
probable que se produzcan más fallos, pero por fortuna hasta
ahora todos han sido resueltos.
En abril de 1978, la omisión de una orden de la Tierra hizo que
la computadora del Voyager 2 desconectara el transmisor principal de
radio y conectara el de reserva. Luego a éste se le descompuso
un condensador y no recibía las órdenes que le mandaban
de la Tierra, así que estuvo siete días fuera de
contacto; luego el software de protección antierrores hizo que
de nuevo se conectara el transmisor principal, pero misteriosamente
también se descompuso, era necesario volver a conectar el
transmisor de reserva, pero no recibía órdenes a causa
del condensador averiado.
Una semana estuvo fuera de contacto hasta que por fin la computadora
conectó el transmisor de reserva, pero había quedado
sensible al calor liberado por la nave cuando algunos componentes
aumentaban o disminuían de potencia. Así que los
ingenieros del JPL le daban las órdenes de antemano a la
computadora para que las entendiera el transmisor de reserva averiado y
no fallara durante los encuentros con los planetas, además
llevaron a cabo pruebas para comprender las implicaciones
térmicas de las operaciones de la nave para que no se
dañe con el calor, así se solucionó en problema.
Otro problema grave ocurrió cuando el Voyager 2 terminó
su encuentro con Saturno en agosto de 1981. La plataforma de
exploración científica (donde se encuentran todos los
instrumentos científicos, incluidas las cámaras de
televisión) se atascó, un apuro terriblemente
desesperante, saber que la nave pasa junto a maravillas sin precedentes
y la nave no puede enfocar nada.
La plataforma de exploración se mueve por actuadores que
contienen trenes de engranajes. Los ingenieros del JPL hicieron
funcionar una copia idéntica para comprender de qué se
trataba el problema en una misión simulada. Falló tras
348 giros, a causa de un fallo de lubricación. Una posible
solución era desatascar la plataforma mediante calentamiento y
enfriamiento alternos para inducir a expandir y contraer los
componentes de la nave, y además diseñaron un sistema
para diagnosticar fallos secundarios, después de eso, la
plataforma de exploración funcionó a la
perfección. Todas las imágenes de Urano y Neptuno se
pudieron tomar gracias a este trabajo.
Otro problema fue que en Urano y Neptuno hay niveles de luz muy bajos,
así que las cámaras debían de hacer largos tiempos
de exposición, pero la nave se movía muy rápido y
las imágenes quedarían borrosas por el movimiento,
así que se enviaron órdenes a los thrusters para que
compensaran la oscilación hecha hasta por detener o poner en
marcha el casette, ya que con gravedad cero cualquier movimiento, por
más leve que parezca, puede estropear una imagen. Y finalmente
para compensar la baja potencia de radio recibida en la Tierra (10-16
de Watt) los radiotelescopios de la Tierra fueron vinculados
electrónicamente para que aumente su sensibilidad. Según
algunos, el sistema de imágenes funcionó mejor en Urano y
Neptuno que en Saturno y Júpiter.
Los Voyager 1 y 2 levan un disco fonográfico de oro con “los
sonidos de la Tierra” en caso de que una posible civilización
extraterrestre los encuentre, durarán 5 mil millones de
años a causa de que no hay casi nada que erosione a las 2 naves.
Actualmente, el Voyager 2 está más allá de Neptuno
y se dirige hacia la Heliopausa para adentrarse en el espacio
interestelar… para siempre.
Jorge Alejandro Tarango Yong - CBA 2003II -
Chihuahua, Chih.