Programa Voyager

Pessoal,

Este post está prometido há um tempão e hoje eu vim pagar a promessa! Esta série das missões robóticas ao espaço começou lá em 2020 e são cinco missões no total. As duas primeiras, Ranger e Marine, estão aqui; as duas seguintes, Surveyor e Viking, estão aqui.

O "Planetary Grand Tour", com as duas sondas visitando os gigantes gasosos

Programa Voyager: Exploração Cósmica Sem Fronteiras

O Programa Voyager, conduzido pela NASA, é uma das façanhas mais extraordinárias da exploração espacial, com as sondas Voyager 1 e Voyager 2 redefinindo nosso entendimento do Sistema Solar e do espaço interestelar. Lançadas em 1977, essas espaçonaves aproveitaram um raro alinhamento planetário para visitar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, e hoje continuam a operar como as únicas sondas no meio interestelar.

Criação e Objetivos do Programa Voyager

O Programa Voyager nasceu no final dos anos 1960, inspirado pela descoberta do engenheiro Gary Flandro, do Jet Propulsion Laboratory (JPL), de um alinhamento planetário raro, que ocorre a cada 175 anos. Esse alinhamento permitia que uma espaçonave visitasse Júpiter, Saturno, Urano e Netuno usando a assistência gravitacional, uma técnica que utiliza a gravidade planetária para impulsionar a trajetória, economizando combustível.

Inicialmente concebido como o "Planetary Grand Tour" (veja mais aqui), o programa foi reduzido por restrições orçamentárias, mas aprovado em 1972 com um orçamento de US$ 865 milhões, cobrindo construção, lançamento e operações até o encontro com Netuno, além de US$ 30 milhões para a Voyager Interstellar Mission (VIM).

Os objetivos primários eram:

• Estudar os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, suas atmosferas, campos magnéticos, sistemas de anéis e luas.

• Explorar, se viável, os gigantes de gelo Urano e Netuno, até então pouco conhecidos.

• Coletar dados sobre partículas, campos magnéticos e ondas no ambiente interplanetário.

• Após os sobrevoos planetários, iniciar a VIM para estudar a heliosfera, a heliopausa e o meio interestelar, medindo as propriedades do espaço além da influência do Sol.

A decisão de lançar duas sondas foi estratégica, garantindo redundância contra falhas e permitindo trajetórias complementares para maximizar a cobertura científica. As Voyager foram construídas com base em tecnologias das missões Mariner e Viking, mas adaptadas com inovações específicas, como os RTGs e instrumentos otimizados para o espaço profundo.

Trajetórias das Sondas

As trajetórias das Voyager foram cuidadosamente planejadas para aproveitar o alinhamento planetário e otimizar os encontros planetários. Cada sonda seguiu um caminho distinto, conhecido como JST (Júpiter-Saturno-Titã) para Voyager 1 e JSX (Júpiter-Saturno-Urano-Netuno) para Voyager 2.

Decolagem do Titan III Centaur levando a Voyager 2, em 30/08/1977

• Voyager 1:

  • Lançamento: 5 de setembro de 1977, a bordo de um foguete Titan IIIE-Centaur, a partir de Cabo Canaveral, Flórida.

  • Trajetória: Otimizada para sobrevoos rápidos de Júpiter (5 de março de 1979, a 349.000 km do planeta) e Saturno (12 de novembro de 1980, a 124.000 km), com ênfase no estudo de Titã, a maior lua de Saturno, devido à sua atmosfera densa. O sobrevoo de Titã, a 4.000 km, desviou a sonda para fora do plano da eclíptica, impossibilitando visitas a Urano e Netuno.

  • Pós-Saturno: Direcionada ao espaço interestelar, a Voyager 1 cruzou a heliopausa em 25 de agosto de 2012, a 121 unidades astronômicas (UA, ~18,1 bilhões de km) da Terra, tornando-se o primeiro objeto humano no meio interestelar. Em abril de 2025, está a 167,34 UA, movendo-se a 61.198 km/h em direção à constelação de Ofiúco.

  • Marco: Primeira sonda a alcançar o espaço interestelar.

• Voyager 2:

  • Lançamento: 20 de agosto de 1977, também com um Titan IIIE-Centaur.

  • Trajetória: Visitou Júpiter (9 de julho de 1979, a 570.000 km), Saturno (25 de agosto de 1981, a 101.000 km), Urano (24 de janeiro de 1986, a 81.500 km) e Netuno (25 de agosto de 1989, a 4.800 km). A trajetória JSX foi ajustada após o sucesso da Voyager 1, permitindo a exploração dos gigantes de gelo.

  • Pós-Netuno: Seguiu para o espaço interestelar, cruzando a heliopausa em 5 de novembro de 2018, a 119 UA. Em 2025, está a 137 UA, movendo-se a 55.347 km/h em direção à constelação de Pavo.

  • Marco: Única sonda a visitar Urano e Netuno, completando o "Grand Tour".

As trajetórias foram ajustadas com propulsores de hidrazina, usando a assistência gravitacional para acelerar as sondas e direcioná-las aos alvos. Por exemplo, o sobrevoo de Júpiter aumentou a velocidade da Voyager 1 em 16 km/s, reduzindo o tempo de viagem para Saturno. A escolha de trajetórias distintas maximizou a diversidade de dados coletados, com a Voyager 1 priorizando Titã e a Voyager 2 explorando os planetas mais distantes.

Design das Sondas

As Voyager 1 e Voyager 2 são idênticas em design, construídas pelo JPL para suportar longas missões em ambientes hostis. Cada sonda pesa 815 kg (733 kg atuais, após consumo de propelente - em 2017 estimava-se que a Voyager 1 ainda teria 14kg de hidrazina e a Voyager 2 teria 23kg de hidrazina) e possui um barramento central decagonal de 1,8 m de diâmetro, feito de alumínio, que abriga os sistemas eletrônicos. O design incorpora elementos das missões Mariner e Viking, mas foi adaptado para os desafios do espaço profundo. 

• Estrutura:

  • Uma antena parabólica de alto ganho (3,7 m de diâmetro) para comunicação com a Terra.

  • Braços extensíveis: um de 13 m para o magnetômetro, minimizando interferências, e outro de 10 m com antenas de rádio para o Planetary Radio Astronomy (PRA).

  • Plataforma de varredura móvel para alinhar câmeras e espectrômetros aos alvos.

  • 16 propulsores de hidrazina (0,9 N cada) para ajustes de trajetória e controle de atitude.

• Características de Robustez:

  • Sistemas redundantes para computadores, transmissores e receptores, garantindo operação mesmo após falhas.

  • Proteção contra radiação, com blindagem para suportar os intensos cinturões de radiação de Júpiter.

  • Sensores de navegação, incluindo o Canopus Star Tracker e giroscópios, para manter a orientação.

• Disco Dourado:

• Cada sonda carrega o "Voyager Golden Record", um disco de cobre banhado a ouro com 115 imagens, sons da natureza, músicas de diversas culturas e saudações em 55 idiomas, projetado por Carl Sagan como uma mensagem para possíveis civilizações extraterrestres.

Esses discos valem um pouco mais de discussão.

Os "Golden Records" das Voyagers contêm instruções gravadas em suas capas para que possíveis descobridores extraterrestres compreendam como reproduzir seu conteúdo. Abaixo está uma explicação detalhada dessas instruções, que foram cuidadosamente desenhadas para serem universais e compreensíveis por uma inteligência não humana:

1. Material e Contexto:

    O disco é feito de cobre banhado a ouro, com 12 polegadas de diâmetro, projetado para durar bilhões de anos no vácuo espacial. Ele contém sons, imagens e mensagens da Terra, representando a humanidade e sua diversidade cultural.

2. Instruções Visuais na Capa:

• Diagrama do Estilete e Reprodução: A capa mostra um desenho do toca-discos e do estilete (a agulha) que deve ser usado para tocar o disco. O estilete está ilustrado em duas posições: uma para mostrar como ele deve ser encaixado e outra para indicar sua posição durante a reprodução.
• Velocidade de Rotação: Há um símbolo indicando a velocidade correta de rotação do disco (16⅔ rotações por minuto). Isso é reforçado por um diagrama que usa o tempo de transição de um átomo de hidrogênio (0,7 bilionésimos de segundo) como unidade de tempo universal, permitindo que a velocidade seja calculada.
• Formato do Sinal: Um diagrama explica que o conteúdo do disco é codificado em sinais analógicos. Ele mostra como as ondas sonoras e as imagens (convertidas em sinais de vídeo) são gravadas em forma de sulcos no disco. As instruções indicam que o sinal deve ser lido em uma sequência linear.

3. Decodificação das Imagens:

• Formato de Vídeo: As imagens são codificadas em 512 linhas verticais, e a instrução inclui um exemplo de como o sinal de vídeo deve ser interpretado para reconstruir uma imagem. Um círculo é usado como imagem de teste: se a imagem for reconstruída corretamente, o círculo aparecerá na proporção correta.
• Primeira Imagem como Chave: A primeira imagem gravada no disco é um círculo perfeito, servindo como uma verificação para garantir que o sistema de reprodução está funcionando corretamente.

4. Localização da Terra:

    A capa inclui um mapa estelar que mostra a posição do Sol em relação a 14 pulsares (estrelas de nêutrons que emitem pulsos regulares). Cada linha indica a distância e o período dos pulsos desses pulsares, usando a mesma unidade de tempo do átomo de hidrogênio. Isso permite que uma civilização avançada triangule a posição do nosso sistema solar na galáxia.

5. Símbolos Universais:

    As instruções evitam linguagem humana e usam símbolos baseados em princípios científicos universais, como a física do hidrogênio e a geometria. Por exemplo, o diagrama do átomo de hidrogênio (com seus dois estados de spin) é usado como base para todas as medições de tempo e distância.

6. Conteúdo do Disco:

    Embora as instruções não detalhem o conteúdo, elas garantem que, se o disco for reproduzido corretamente, o ouvinte terá acesso a:

• Sons: Saudações em 55 idiomas, sons naturais (como vento, trovões e animais) e uma seleção de músicas de diversas culturas.
• Imagens: 115 imagens codificadas, incluindo fotografias da Terra, diagramas científicos e representações da vida humana.
• Mensagem: Uma mensagem gravada do então presidente dos EUA, Jimmy Carter, e do secretário-geral da ONU, Kurt Waldheim.

7. Propósito das Instruções:

    As instruções foram desenhadas por uma equipe liderada por Carl Sagan para serem o mais universais possível, assumindo que qualquer civilização capaz de encontrar e recuperar o disco teria conhecimento avançado de física e matemática. O objetivo é não apenas permitir a reprodução do disco, mas também fornecer um contexto sobre quem somos e onde estamos no universo.

8. Controversas e preocupações:

    A inclusão do mapa estelar no Disco de Ouro das Voyagers, indicando a localização da Terra em relação a 14 pulsares, gerou debates desde seu planejamento em 1977, com preocupações centradas em segurança, ética e as implicações de revelar nossa posição a possíveis civilizações extraterrestres.

Um dos principais temores era que o mapa permita a uma civilização avançada e hostil localizar a Terra, funcionando como um "farol" cósmico. Esse risco, levantado por figuras como Stephen Hawking, compara o contato com extraterrestres a encontros históricos entre culturas tecnologicamente díspares, como a chegada dos europeus nas Américas. No entanto, Carl Sagan e a equipe do projeto argumentaram que sinais de rádio terrestres, como transmissões de TV, já tornam a Terra detectável, minimizando o risco adicional do disco.

Outro ponto de controvérsia era a questão ética de revelar nossa localização sem consenso global, já que a decisão foi tomada por um pequeno grupo de cientistas e pela NASA, sem consulta ampla, o que alguns consideraram uma abordagem elitista. Sagan defendeu que o disco era um gesto simbólico, com baixa probabilidade de ser encontrado devido ao vasto espaço interestelar e à lenta velocidade das sondas.

Havia também preocupações técnicas sobre a precisão do mapa estelar a longo prazo, já que pulsares desaceleram e estrelas se movem, podendo tornar o mapa obsoleto ou impreciso em milhões de anos. A equipe contrargumentou que a escolha de pulsares garante estabilidade por longos períodos, e a unidade de tempo baseada no átomo de hidrogênio permite ajustes.

Filosoficamente, a decisão toca no Paradoxo de Fermi, que questiona a ausência de contato extraterrestre apesar da provável existência de vida na galáxia. Alguns sugerem que civilizações avançadas adotam o "silêncio cósmico" para evitar detecção, e revelar nossa posição poderia violar essa cautela, conforme a "hipótese do zoológico". Sagan, otimista, acreditava que civilizações capazes de encontrar o disco seriam curiosas ou benevolentes, vendo o projeto como uma chance de diálogo cósmico.

Por fim, havia um impacto psicológico e cultural, com a exposição da Terra ao desconhecido gerando ansiedade em alguns, amplificada por narrativas de ficção científica sobre contatos ameaçadores. Ainda assim, o Disco de Ouro é amplamente visto como uma celebração da humanidade, simbolizando esperança e curiosidade, apesar dos riscos.

As controvérsias refletem o equilíbrio entre a ambição de explorar e a prudência diante do desconhecido, mas a chance de o disco ser encontrado permanece mínima, tornando-o mais um símbolo do que uma ameaça prática.

O conteúdo pode ser visto aqui e aqui. Recomendo muitíssimo que vejam!

O design foi um equilíbrio entre robustez, eficiência energética e capacidade científica, permitindo que as sondas operassem por quase cinco décadas, muito além da missão primária de cinco anos.

Instrumentos Científicos

Cada Voyager carrega 10 instrumentos científicos, além da antena de rádio, totalizando 105 kg, projetados para estudar planetas, luas, anéis, campos magnéticos, partículas e ondas. Abaixo está a lista completa, com descrições detalhadas e status em 2025.

• Imaging Science Subsystem (ISS):

  • Duas câmeras (grande angular de 200 mm e estreita de 1500 mm) com sensores vidicon de 800x800 pixels para imagens visíveis. Capturou fotos icônicas, como o "Pale Blue Dot". Desligadas em 14/02/1990 (Voyager 1) e 10/10/1989-05/12/1989 (Voyager 2) para economizar energia.

• Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer (IRIS):

  • Mediu temperaturas e composições químicas de atmosferas planetárias, como metano em Titã. Desligado em 07/12/2011 (Voyager 1) e 12/11/1998 (Voyager 2).

• Ultraviolet Spectrometer (UVS):

  • Detectou luz ultravioleta para estudar atmosferas, auroras e processos físicos. Ainda operacional na Voyager 1 (plataforma fixa), mas desligado na Voyager 2 em 1998.

• Photopolarimeter Subsystem (PPS):

  • Analisou propriedades de partículas atmosféricas e superfícies por polarização da luz. Desligado em 1980 (Voyager 1) e 1991 (Voyager 2) devido a degradação.

• Cosmic Ray Subsystem (CRS):

  • Detecta partículas de alta energia do Sol, planetas e fontes galácticas. Ainda operacional em ambas as sondas, crucial para estudar o meio interestelar.

• Low-Energy Charged Particles (LECP):

  • Mede partículas de baixa energia em plasmas planetários e interplanetários. Ainda operacional, fornecendo dados sobre ventos solares.

• Magnetometer (MAG):

  • Estuda campos magnéticos planetários e interestelares com dois sensores triaxiais (baixo e alto campo). Operacional, medindo o campo magnético interestelar.

• Plasma Subsystem (PLS):

  • Analisa plasma de baixa energia e vento solar, medindo densidade e velocidade. Desligado em 15/01/2008 (Voyager 1) e 21/02/2008 (Voyager 2) devido a restrições de energia.

• Plasma Wave Subsystem (PWS):

  • Detecta ondas de plasma e interações onda-partícula, como as causadas por relâmpagos em Júpiter. Operacional na Voyager 1, mas desligado na Voyager 2 em 2024 para economizar energia.

• Planetary Radio Astronomy (PRA):

  • Estudou emissões de rádio planetárias, como as de Júpiter (kilométricas e hectométricas). Desligado em 19/04/2016 (Voyager 1) e 12/11/1998 (Voyager 2).

• Radio Science Subsystem (RSS):

  • Usou o sistema de comunicação para estudar atmosferas, anéis e gravidade planetária por refração de sinais. Não usado desde Netuno (1989).

Os instrumentos foram projetados para complementar uns aos outros, permitindo medições simultâneas de fenômenos complexos, como campos magnéticos e partículas energéticas, durante os sobrevoos planetários.

Computadores de Bordo e Processamento de Dados

As Voyager possuem três sistemas de computadores redundantes, totalizando seis por sonda, projetados para robustez em vez de velocidade. Eles operam sem microprocessadores modernos, usando circuitos integrados personalizados e memória limitada, mas robustos e extremamente confiáveis.

• Computer Command Subsystem (CCS):

  • Função: Gerencia comandos da Terra, decodificação, correção de falhas e sequenciamento de operações.

  • Memória: 69,63 KB (4.096 palavras de 18 bits), dividida entre volátil e não volátil. Permite reprogramação em voo para novas rotinas, como as usadas na VIM.

  • Software: Escrito em Fortran 5, portado para Fortran 77, com atualizações em C. Não há sistema operacional moderno; o software é composto por rotinas fixas e programas específicos.

  • Curiosidade: O CCS da Voyager 2 detém o recorde do Guinness de maior período de operação contínua de um computador (desde 20/08/1977).

• Flight Data Subsystem (FDS):

  • Função: Coleta, formata e armazena dados científicos e de engenharia. Gerencia o Digital Tape Recorder (DTR) com 64 MB de capacidade, usado quando a transmissão em tempo real não é possível.

  • Desafios: Em 2023, a Voyager 1 sofreu corrupção de 3% da memória do FDS, exigindo a remoção de código obsoleto (como rotinas de Júpiter) para restaurar operações. A baixa taxa de dados (160 bits/s) torna a reprogramação lenta, com atualizações levando semanas.

• Attitude and Articulation Control Subsystem (AACS):

  • Função: Controla a orientação da sonda, apontando a antena para a Terra e a plataforma de varredura para alvos.

  • Design: Baseado no CCS das Viking, com palavras de 18 bits (12 bits para endereços, 6 bits para códigos de operação). Usa giroscópios e sensores estelares, como o Canopus Star Tracker.

Processamento de Dados:

• Os dados científicos são coletados pelos instrumentos, formatados pelo FDS e armazenados no DTR ou transmitidos diretamente. Durante os encontros planetários, a taxa de transmissão atingia 7,2 kbps (X-banda), mas hoje é limitada a 160 bits/s devido à distância e à potência reduzida.

• A telemetria inclui 139 parâmetros de engenharia (como temperatura e voltagem) e dados científicos, enviados ao Deep Space Network (DSN). Em terra, os dados são processados em sistemas modernos, mas a bordo, o processamento é mínimo, com compressão básica para imagens.

• A reprogramação em voo foi essencial para a longevidade. Por exemplo, após Netuno, o software da Voyager 2 foi atualizado para priorizar medições interestelares, como as do CRS e MAG.

A ausência de um sistema operacional complexo reduz a sobrecarga, e a redundância garante operação mesmo após falhas, como a perda de um receptor de rádio na Voyager 2 em 1978 e corrupção de memória na Voyager 1 em 2023.

Sistema de Energia

O gerador termoelétrico de radioisótopos de centenas de watts ou Multihundred-watt

radioisotope thermoelectric generator (MHW RTG)

As Voyager são alimentadas por três geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs), que convertem o calor do decaimento de plutônio-238 em eletricidade. Cada RTG produzia 157,7 watts no lançamento, totalizando 470 watts por sonda. O decaimento reduz a potência em ~4 watts/ano, e em 2025, as sondas operam com cerca de 225 watts.

• Gerenciamento de Energia:

  • Instrumentos foram desligados progressivamente para economizar energia. Por exemplo, as câmeras foram desativadas após os sobrevoos planetários, e o PWS da Voyager 2 foi desligado em 2024.

  • O sistema de aquecimento, essencial para manter os componentes a temperaturas operacionais (-79°C a 76°C), consome energia significativa. Sensores de temperatura (RTDs) monitoram 177 pontos em cada sonda.

  • A expectativa é manter pelo menos um instrumento ativo até 2027-2030, quando a potência cair abaixo do mínimo operacional (~200 watts), encerrando a missão.

• Desafios:

  • A baixa potência exige priorização de instrumentos. O CRS, LECP, MAG e PWS (Voyager 1) são mantidos ativos por sua relevância na VIM.

  • Em 2019, a Voyager 2 enfrentou um pico de consumo que desligou instrumentos temporariamente, exigindo intervenção manual do DSN.

Os RTGs foram uma inovação crítica, permitindo missões de longa duração onde painéis solares seriam ineficazes devido à distância do Sol.

Missões do Programa Voyager

O Programa Voyager foi dividido em duas fases principais:

• Voyager Planetary Mission (1977-1989):

  • Focada nos sobrevoos de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A Voyager 1 completou sua missão primária em Saturno (1980), enquanto a Voyager 2 estendeu a exploração até Netuno (1989).

  • Encontros planetários:

    • Júpiter: Voyager 1 (05/03/1979), Voyager 2 (09/07/1979).

    • Saturno: Voyager 1 (12/11/1980), Voyager 2 (25/08/1981).

    • Urano: Voyager 2 (24/01/1986).

    • Netuno: Voyager 2 (25/08/1989).

• Voyager Interstellar Mission (VIM, 1990-presente):

  • Iniciada após Netuno, a VIM estuda a heliosfera, a heliopausa e o meio interestelar. Dividida em três fases:

    • Termination Shock Phase: Até a zona de choque de terminação (~2004 para Voyager 1, ~2007 para Voyager 2).

    • Heliosheath Exploration Phase: Até a heliopausa (2012 para Voyager 1, 2018 para Voyager 2).

    • Interstellar Mission Phase: Dados sobre o meio interestelar, com foco em partículas cósmicas, campos magnéticos e ondas de plasma.

As missões foram planejadas para cinco anos, mas a robustez das sondas permitiu quase 50 anos de operação, com dados ainda sendo recebidos em 2025.

Principais Descobertas

As Voyager 1 e 2 transformaram nosso conhecimento do Sistema Solar e do espaço interestelar. Abaixo, as descobertas mais significativas, organizadas por sonda e planeta.

Voyager 1

• Júpiter (1979):

  • Descobriu um sistema de anéis finos, até então desconhecido, com partículas de poeira.

  • Identificou vulcanismo ativo na lua Io, com plumas eruptivas de até 300 km, o primeiro caso de vulcanismo extraterrestre.

  • Descobriu duas novas luas: Thebe e Metis.

  • Observou a Grande Mancha Vermelha como uma tempestade anticiclônica com ventos de 432 km/h e mediu padrões climáticos complexos.

• Saturno (1980):

  • Revelou estruturas intricadas nos anéis, incluindo tranças, dobras e "raios" causados por interações eletrostáticas.

  • Descobriu cinco novas luas (Atlas, Prometheus, Pandora, Calypso, Telesto) e confirmou o anel G.

  • Estudou a atmosfera de Titã, rica em nitrogênio e metano, sugerindo condições químicas prebióticas.

• Espaço Interestelar (2012):

  • Cruzou a heliopausa em 25/08/2012, confirmando a transição para o meio interestelar.

  • Descobriu que a heliosfera bloqueia ~70% da radiação cósmica galáctica.

  • Detectou "bolhas magnéticas" na heliopausa e nenhuma mudança significativa na direção do campo magnético solar.

Voyager 2

• Júpiter (1979):

  • Confirmou o vulcanismo em Io e observou relâmpagos na atmosfera joviana.

  • Descobriu uma 14ª lua, Adrastea.

• Saturno (1981):

  • Fotografou luas como Hiperion (superfície esponjosa), Encélado (superfície brilhante), Tétis e Febe, revelando diversidade geológica.

  • Identificou "luas pastoras" (Prometheus e Pandora) que estabilizam os anéis.

• Urano (1986):

  • Descobriu 10 novas luas, incluindo Puck e Perdita (identificada em 1999 em imagens arquivadas).

  • Revelou um campo magnético desalinhado (inclinado 59° em relação ao eixo de rotação), com auroras amplamente distribuídas.

  • Observou dois novos anéis e mediu uma atmosfera composta por hidrogênio, hélio e metano.

• Netuno (1989):

  • Descobriu seis novas luas (Proteus, Larissa, Despina, Galatea, Thalassa, Naiad) e quatro anéis completos, com arcos brilhantes.

  • Identificou a Grande Mancha Escura, uma tempestade com ventos de 2.400 km/h, e o "Scooter", uma nuvem em movimento rápido.

  • Confirmou que o metano absorve luz vermelha, dando a Netuno sua cor azul.

• Espaço Interestelar (2018):

  • Cruzou a heliopausa em 05/11/2018, detectando um aumento abrupto em partículas cósmicas e uma queda no vento solar.

  • Forneceu dados complementares sobre a interação entre a heliosfera e o meio interestelar.

Comunicação com a Terra

As Voyager se comunicam com a Terra por meio do NASA Deep Space Network (DSN), usando antenas de 70 m e 34 m em Goldstone (EUA), Canberra (Austrália) e Madri (Espanha). A antena parabólica de 3,7 m de cada sonda transmite sinais em duas bandas:

• S-Banda (2,3 GHz): Usada para dados de engenharia a 40 bits/s e comandos de uplink a 16 bits/s. Desativada após os encontros planetários.

• X-Banda (8,4 GHz): Transmite dados científicos e de engenharia, com taxas de até 7,2 kbps durante sobrevoos e 160 bits/s atualmente.

• Potência do Sinal: O transmissor de 22,4 watts gera sinais que, a 24 bilhões de km, chegam à Terra com 0,1 bilionésimo de watt. O DSN usa amplificação de sinal e combinação de antenas para captar esses sinais fracos.

• Latência: Em 2025, os sinais da Voyager 1 levam 22,5 horas para chegar à Terra, e os da Voyager 2, 19 horas, devido às suas distâncias.

• Desafios: Em 2023, a Voyager 2 perdeu alinhamento da antena, mas um comando de alta potência do DSN e um reset autônomo do AACS restauraram a comunicação. O AACS usa sensores estelares e giroscópios para manter a antena apontada para a Terra.

O Programa Voyager é um marco da engenhosidade humana, com as sondas Voyager 1 e Voyager 2 superando todas as expectativas ao operar por quase 50 anos. Aproveitando um alinhamento planetário único, elas revelaram os segredos de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, desde vulcões em Io até tempestades em Netuno, e hoje exploram o meio interestelar, fornecendo dados únicos sobre a heliosfera e além. Seu design robusto, com RTGs, computadores redundantes e instrumentos versáteis, permitiu uma longevidade excepcional, enquanto a comunicação via DSN demonstra a precisão da engenharia espacial. Carregando o Disco Dourado, as Voyager são embaixadoras da humanidade, um legado que pode perdurar por bilhões de anos. Até que sua energia se esgote, por volta de 2027-2030, elas continuarão a inspirar e ensinar, redefinindo os limites da exploração cósmica.