Caros Leitores;
O conceito deste artista retrata uma das naves espaciais da
NASA, incluindo a localização do instrumento subsistema de raios cósmicos
(CRS). Ambas as Voyagers foram lançadas com instrumentos CRS operacionais. Crédito:
NASA / JPL-Caltech
Com um planejamento
cuidadoso e traços de criatividade, os engenheiros conseguiram manter as naves
espaciais Voyager 1 e 2 da NASA voando por quase 42 anos - mais do que qualquer
outra espaçonave da história. Para garantir que esses robôs antigos
continuem a retornar os melhores dados científicos possíveis das fronteiras do
espaço, os engenheiros de missão estão implementando um novo plano para
gerenciá-los. E isso envolve fazer escolhas difíceis, particularmente
sobre instrumentos e propulsores.
Uma questão fundamental
é que ambas as Voyagers, lançadas em 1977, têm cada vez menos energia
disponível para executar seus instrumentos científicos e os aquecedores que os
mantêm aquecidos na frieza do espaço profundo. Engenheiros tiveram que
decidir que partes obteriam energia e quais peças teriam que ser desligadas em
ambas as naves espaciais. Mas essas decisões devem ser tomadas mais cedo
para a Voyager 2 do que para a Voyager 1, porque a Voyager 2 tem mais um
instrumento científico que coleta dados - e força de atração - do que seu
irmão.
Depois de longas discussões com a equipe de cientistas,
os gerentes da missão recentemente desligaram um aquecedor do instrumento de
subsistema de raios cósmicos (CRS) da Voyager 2 como parte do novo plano de
gerenciamento de energia. O instrumento de raios cósmicos desempenhou um
papel crucial em novembro passado ao determinar que a Voyager 2 havia saído da heliosfera , a bolha protetora criada por
um fluxo constante (ou vento) de partículas ionizadas do Sol. Desde então,
as duas Voyager têm enviado detalhes sobre como a nossa heliosfera interage com
o vento que flui no espaço interestelar, o espaço entre as estrelas.
As descobertas da missão
da Voyager não apenas fornecem à humanidade observações de um território
verdadeiramente desconhecido, mas também nos ajudam a entender a própria
natureza da energia e da radiação no espaço - informações importantes para
proteger as missões e os astronautas da NASA, mesmo quando mais perto de casa.
Os membros da equipe da missão agora podem confirmar
preliminarmente que o instrumento de raios cósmicos da Voyager 2 ainda está
retornando dados, apesar de cair para um frio menos 74 graus Fahrenheit (menos
59 graus Celsius). Isso é menor do que as temperaturas nas quais o CRS foi
testado há mais de 42 anos (até 49 graus Fahrenheit negativos, ou menos 45
graus Celsius). Outro instrumento da Voyager também continuou a funcionar
por anos depois de cair abaixo das temperaturas em que foi testado.
"É incrível que os
instrumentos da Voyager tenham sido tão resistentes", disse a gerente de
projetos da Voyager, Suzanne Dodd, que trabalha no Laboratório de Propulsão a
Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. "Estamos orgulhosos por terem
resistido ao teste do tempo. As longas vidas da espaçonave significam que
estamos lidando com cenários que nunca pensamos que encontraríamos. Continuaremos
a explorar todas as opções que temos para manter as Voyagers." fazendo a
melhor ciência possível ".
A Voyager 2 continua a
retornar dados de cinco instrumentos enquanto viaja pelo espaço interestelar. Além
do instrumento de raios cósmicos, que detecta partículas em movimento rápido
que podem se originar do Sol ou de fontes externas ao nosso sistema solar, a
espaçonave opera dois instrumentos dedicados ao estudo do plasma (um gás no
qual átomos foram ionizados e elétrons flutuam livremente) e um magnetômetro
(que mede campos magnéticos) para entender as nuvens esparsas de material no
espaço interestelar.
Tomando dados de uma
série de direções, o instrumento de partículas carregadas de baixa energia é
particularmente útil para estudar a transição da sonda para longe da nossa
heliosfera. Como o CRS pode procurar apenas em certas direções fixas, a
equipe científica da Voyager decidiu desligar primeiro o aquecedor do CRS.
A Voyager 1, que cruzou o espaço interestelar em agosto de 2012, continua
a coletar dados de seu instrumento de raios cósmicos, além de um instrumento de
plasma, o magnetômetro e o instrumento de partículas carregadas de baixa
energia.
Por que desligar os
aquecedores?
Lançadas separadamente
em 1977, as duas Voyagers estão agora a mais de 11 bilhões de milhas (18
bilhões de quilômetros) do Sol e longe de seu calor. Os engenheiros
precisam controlar cuidadosamente a temperatura em ambas as naves espaciais
para mantê-las em funcionamento. Por exemplo, se as linhas de combustível
que alimentam os propulsores que mantêm a espaçonave orientada congelarem, as
antenas da Voyager poderiam parar de apontar para a Terra. Isso impediria
que engenheiros enviassem comandos para a espaçonave ou recebessem dados
científicos. Então as naves espaciais foram projetadas para se aquecerem.
Mas a execução de
aquecedores - e instrumentos - requer energia, que está constantemente
diminuindo nas duas Voyagers.
Cada uma das sondas é
alimentada por três geradores termoelétricos de radioisótopo, ou RTGs, que
produzem calor através do decaimento natural de radioisótopos de plutônio-238 e
convertem esse calor em energia elétrica. Como a energia térmica do
plutônio nos RTGs diminui e sua eficiência interna diminui com o tempo, cada
espaçonave produz cerca de 4 watts a menos de energia elétrica a cada ano. Isso
significa que os geradores produzem cerca de 40% menos do que fizeram no
lançamento há quase 42 anos, limitando o número de sistemas que podem ser executados
na espaçonave.
O novo plano de
gerenciamento de energia da missão explora várias opções para lidar com a
diminuição da oferta de energia em ambas as espaçonaves, incluindo o
desligamento de aquecedores de instrumentos adicionais nos próximos anos.
Revving Up Old Jet Packs
Outro desafio enfrentado por engenheiros é o
gerenciamento da degradação de alguns dos propulsores de espaçonaves, que
disparam em minúsculos pulsos, ou puffs, para girar sutilmente a espaçonave. Isso
se tornou um problema em 2017, quando os controladores da missão notaram que um
conjunto de propulsores na Voyager 1 precisava emitir mais puffs para manter a
antena da espaçonave apontada para a Terra. Para garantir que a espaçonave
continuaria a manter a orientação adequada, a equipe acionou outro conjunto de propulsores na Voyager 1, que
não era usada em 37 anos.
Os atuais propulsores da
Voyager 2 também começaram a se degradar. Os gerentes da missão decidiram
fazer o mesmo acionamento de propulsor naquela sonda este mês. A Voyager 2
usou pela última vez esses propulsores (conhecidos como impulsores de manobra
de correção de trajetória) durante seu encontro com Netuno em 1989.
Muitas Milhas Antes de Dormir
O plano dos engenheiros para gerenciar peças de potência
e envelhecimento deve garantir que a Voyager 1 e 2 possam continuar a coletar
dados do espaço interestelar por vários anos. Os dados das Voyagers
continuam a fornecer aos cientistas observações nunca antes vistas de nosso
limite com o espaço interestelar, complementando o IBEX (Interstellar Boundary
Explorer ) da NASA , uma missão que está detectando remotamente
esse limite. NASA está também a preparar a Interstellar Mapping and
Acceleration Probe ( IMAP ), devido ao lançamento em
2024, para capitalizar sobre as observações dos exploradores.
"Ambas as sondas
Voyager estão explorando regiões nunca antes visitadas, então todos os dias são
um dia de descobertas", disse o cientista do Projeto Voyager, Ed Stone,
que trabalha na Caltech. "A Voyager vai nos surpreender com novos
insights sobre o espaço profundo".
As naves espaciais da
Voyager foram construídas pela JPL, que continua a operar ambas. JPL é uma
divisão da Caltech em Pasadena. As missões da Voyager fazem parte do
Observatório do Sistema Heliofísico da NASA, patrocinado pela Divisão de
Heliofísica da Diretoria da Missão Científica em Washington. Para mais
informações sobre a espaçonave Voyager, visite:
Contato de mídia de notícias
Fonte: NASA / 08 de Julho de 2019
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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