40 anos depois, as Voyager ainda querem chegar às estrelas

As naves espaciais mais longínquas e de longa duração da Humanidade, a Voyager 1 e 2, alcançam 40 anos de operação e exploração durante os meses de agosto e setembro.

Apesar da sua grande distância, continuam a comunicar diariamente com a NASA, ainda estudando a fronteira final. A sua história não só afetou gerações atuais e futuras de cientistas e engenheiros, mas também a cultura da Terra, incluindo filmes, arte e música.

Cada nave transporta um Disco Dourado com sons, imagens e mensagens da Terra. Uma vez que as sondas poderão ter uma duração de milhares de milhões de anos (de existência, não de operação), estes discos, verdadeiras cápsulas do tempo, poderão muito bem um dia ser os únicos vestígios da civilização humana.

“Acredito que poucas missões podem chegar aos calcanhares das Voyager durante as suas quatro décadas de exploração,” afirma Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas da NASA na sede da agência espacial.

“Elas educaram-nos para as maravilhas desconhecidas do Universo e inspiraram verdadeiramente a humanidade para continuar a explorar o nosso Sistema Solar e além.”

As Voyager estabeleceram inúmeros recordes nas suas viagens sem paralelo.

Em 2012, a Voyager 1, lançada no dia 5 de setembro de 1977, tornou-se na única nave espacial a entrar no espaço interestelar.  A Voyager 2, lançada no dia 20 de agosto de 1977, é a única nave espacial a ter passado por todos os quatros planetas exteriores – Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno.

Os seus vários encontros planetários incluem a descoberta dos primeiros vulcões ativos para lá da Terra, na lua de Júpiter, Io; pistas de um oceano subterrâneo na lua de Júpiter, Europa; a atmosfera mais parecida com a da Terra, na lua de Saturno, Titã; a gelada lua desordenada de Úrano, Miranda; e os geysers gelados da lua de Neptuno, Tritão.

Embora as sondas há muito tenham deixado os planetas para trás – e nem chegarão remotamente perto de outra estrela nos próximos 40.000 anos – as duas ainda transmitem observações sobre as condições onde a influência do nosso Sol diminui e o espaço interestelar começa.

A Voyager 1, agora a quase 21 mil milhões de quilómetros da Terra, viaja através do espaço interestelar para norte, para fora do plano dos planetas. A sonda informou os investigadores que os raios cósmicos, núcleos atómicos acelerados até quase à velocidade da luz, são quase quatro vezes mais abundantes no espaço interestelar do que na vizinhança da Terra.

Isto significa que a heliosfera, o volume parecido com uma bolha que contém os planetas do Sistema Solar e o vento solar, age efetivamente como um escudo de radiação para os planetas. A Voyager 1 também sugeriu que o campo magnético do meio interestelar local é enrolado em torno da heliosfera.

A Voyager 2, agora a mais de 17 mil milhões de quilómetros da Terra, viaja para sul e espera-se que entre no espaço interestelar nos próximos anos.

As diferentes direções das duas Voyager permitem com que os cientistas comparem agora duas regiões do espaço onde a heliosfera interage com o meio interestelar envolvente usando instrumentos que medem partículas carregadas, campos magnéticos, ondas de rádio de baixa frequência e plasma do vento solar.

Quando a Voyager 2 chegar ao meio interestelar, os cientistas também poderão “provar” o meio simultaneamente a partir de dois locais diferentes.

“Nenhum de nós sabia, quando as lançámos há 40 anos atrás, que ainda estariam a trabalhar e a continuar esta viagem pioneira,” afirma Ed Stone, cientista do projeto Voyager, com base no Caltech, Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia.

“A coisa mais excitante que vão descobrir nos próximos cinco anos é provavelmente algo que não sabíamos que estava por ser descoberto.”

As gémeas Voyager têm sido prodígios cósmicos, graças à visão dos desenhadores da missão. Ao preparem-nas para o ambiente de radiação em Júpiter, o mais severo de todos os planetas no Sistema Solar, as naves espaciais estão bem apetrechadas para as suas viagens subsequentes.

Ambas as Voyager estão equipadas com fontes de alimentação bastante duradouras, bem como sistemas redundantes que permitem que as sondas alternem para sistemas de backup de forma autónoma quando necessário. Cada Voyager transporta três geradores termoelétricos de radioisótopos, dispositivos que usam a energia do calor gerado pelo decaimento do Plutónio 238 – do qual metade desaparecerá apenas após 88 anos.

O espaço é praticamente vazio, pelo que que as Voyager não estão num nível significativo de risco de bombardeamento por objetos grandes. No entanto, o ambiente espacial interestelar da Voyager 1 não é totalmente vazio: tem nuvens de material diluído remanescente de estrelas que explodiram como supernovas há milhões de anos.

Este material não representa um perigo para a nave espacial, mas é uma parte fundamental do ambiente que a missão Voyager está a ajudar os cientistas a estudar e a caracterizar.

Tendo em conta que a energia das Voyager diminui 4 watts por ano, os engenheiros estão a aprender como operar as gémeas sob restrições de potência cada vez mais apertadas.

E, para maximizar a expetativa de vida das Voyager, também têm que consultar documentos escritos décadas antes que descrevem comandos e software, além da experiência dos antigos engenheiros das Voyager.

“A tecnologia já tem várias gerações e é preciso alguém com experiência em design da década de 1970 para compreender como é que as naves operam e que atualizações podem ser feitas para permitir com que continuem a operar hoje e no futuro,” comenta Suzanne Dodd, gestora do projeto Voyager no JPL da NASA em Pasadena, Califórnia.

Os membros da equipa estimam que terão que desligar o último instrumento científico até 2030. No entanto, mesmo depois das naves espaciais se remeterem finalmente ao silêncio, continuarão nas suas trajetórias à velocidade atual de 48.280 km/h, completando uma órbita da Via Láctea a cada 225 milhões de anos.

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