A Voyager 1, atualmente a nave espacial mais distante do nosso planeta, desligou mais um instrumento científico enquanto explora o espaço interestelar desconhecido- uma medida que poderá ganhar tempo para uma tentativa ambiciosa de prolongar a impressionante vida útil da sonda.
A NASA enviou um comando a 17 de abril para desativar a experiência de partículas carregadas de baixa energia da nave espacial, ou LECP, na esperança de poupar energia à medida que a Voyager 1 se afasta cada vez mais da Terra, segundo a agência. O mesmo instrumento, que mede a estrutura do espaço entre as estrelas, foi desligado na gémea 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 as suas passagens por Júpiter, Saturno, Úrano 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).
São as únicas naves espaciais activas para além da heliosfera, a bolha de campos magnéticos e partículas do Sol que se estende muito para além da órbita de Plutão. Manter as sondas a funcionar durante muito mais tempo do que a sua vida útil prevista de cinco anos implicou desligar diferentes instrumentos ao longo do tempo para preservar a fonte de alimentação limitada de cada nave espacial.
"Embora desligar um instrumento científico não seja a preferência de ninguém, é a melhor opção disponível", explica 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 as ondas de plasma e outro que mede os campos magnéticos. Continuam a funcionar muito bem, enviando dados de uma região do espaço que nenhuma outra nave humana alguma vez explorou. A equipa continua concentrada em manter os dois Voyagers em funcionamento durante o máximo de tempo possível".
A Voyager 2 tem ainda três instrumentos científicos em funcionamento.
Os engenheiros esperam que a última jogada de sacrifício possa manter a Voyager 1 a funcionar o tempo suficiente para que a equipa possa lançar uma atualização, apelidada de "Big Bang", que poderá permitir à sonda recordista continuar a explorar o espaço mais profundamente- e talvez até reiniciar alguns dos seus instrumentos científicos.
A preparar a correção do "Big Bang"
As duas sondas Voyager funcionam com geradores termoeléctricos de radioisótopos, ou seja, dispositivos que convertem em eletricidade o calor fornecido pelo plutónio em decomposição. Desde que as sondas começaram a voar, há quase meio século, têm vindo a perder cerca de 4 watts de energia por ano.
Gerir o lento mas constante esgotamento de energia obriga os engenheiros a um ato de equilíbrio de alto risco. Desligar instrumentos e aquecedores nas temperaturas gélidas do espaço interestelar arrisca-se a arrefecer as sondas para além de qualquer reparação. Se os tubos de combustível congelarem, as naves espaciais perderão a capacidade de manter as suas antenas apontadas para a Terra e as equipas da NASA perderão o contacto com elas - terminando efetivamente 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 50.º aniversário, um prazo que está a preparar o terreno para um dos passos mais empreendedores da equipa.
A equipa tentará fazer uma grande troca nas sondas Voyager, desligando alguns dispositivos eléctricos e ligando outros que consumam menos energia- mantendo o equilíbrio entre manter cada nave espacial quente e continuar a recolher 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 perto da Terra, servirá inicialmente como objeto de teste durante maio e junho.
Se o Big Bang for bem sucedido na Voyager 2, a equipa tentará a mesma manobra na Voyager 1 em julho- e se resultar, a experiência Low-energy Charged Particles poderá ter uma segunda oportunidade de continuar a sua crucial recolha de dados no espaço interestelar.
"Com o LECP descobrimos as propriedades e os efeitos dos raios cósmicos e das partículas solares, e 'sentimos' as mudanças na região à nossa volta que determinaram quando a Voyager passou do sistema solar para o espaço interestelar", escreve Matt Hill, investigador principal do instrumento no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, num e-mail.
"Temos esperança de que o último plano dos engenheiros da Voyager possa voltar a ligar o LECP na Voyager 1, para que possamos continuar a conhecer as surpresas que esperam a Voyager nestas regiões distantes do espaço", acrescenta. "Eles têm um bom historial de parecerem fazer milagres que esticam o fornecimento de energia restante, mas eventualmente esta série vai acabar."
Uma queda inesperada de energia
Durante uma manobra de rotação programada para 27 de fevereiro, a equipa da missão notou que os níveis de energia da Voyager 1 baixaram inesperadamente. A nave espacial executa habitualmente este tipo de manobras para calibrar o seu instrumento magnetómetro, que mede os campos magnéticos e os ambientes no espaço interestelar.
Se os níveis de energia da Voyager 1 baixassem ainda mais, essa diminuição acionaria um sistema autónomo de segurança chamado sistema de proteção contra falhas de subtensão.
O sistema desligaria os 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 em terra.
"Penso na proteção contra falhas como uma rede de segurança para um trapezista- está lá, mas na verdade o trapezista nunca deve largar o trapézio", diz Badaruddin. "A proteção contra falhas coloca a nave espacial num estado seguro, mas temos de a recuperar 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 ligar-se corretamente, disse.
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, assegurando ao mesmo tempo que a Voyager 1 ainda podia levar a cabo uma missão científica viável.
A experiência "Low-energy Charged Particles" estava no topo da lista. Durante quase 49 anos, o instrumento mediu partículas carregadas como iões, electrões e raios cósmicos provenientes do nosso sistema solar e da galáxia Via Láctea em geral.
As medições forneceram dados sem precedentes sobre regiões de densidade variável para além da heliosfera. Os subsistemas do instrumento incluem um telescópio e um analisador de partículas magnetosféricas, que têm uma visão de 360 graus, graças a uma plataforma rotativa acionada por um motor passo a passo.
Esse pequeno motor, que consome 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 em cerca de 250 mil passos, o suficiente para funcionar durante as passagens da Voyager 1 por Júpiter e Saturno durante um período de quatro anos.
"O motor de passo funcionou sem falhas durante quase 49 anos e mais de 8,5 milhões de passos", escreve Stamatios Krimigis, investigador principal do instrumento no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, numa mensagem de correio eletrónico.
"E, surpreendentemente, continuou a pisar depois de termos desligado o aquecedor suplementar do LECP para poupar energia, e a sua temperatura desceu para -62 graus centígrados. É disto que são feitos os sonhos!"
