Voyager 1: un día luz de distancia y nuevos misterios
La nave espacial Voyager 1 de la NASA sigue rompiendo récords de distancia. Lanzada hace casi 50 años, se convirtió en el objeto construido por el hombre más lejano de la Tierra cuando superó a la sonda Pioneer 10 en 1998. Fue la primera nave en abandonar la burbuja protectora del sistema solar y será el primer emisario de la humanidad hacia las estrellas.
Las cámaras de la Voyager 1, junto con las de su nave gemela, la Voyager 2, capturaron poderosas megatormentas en el sistema solar exterior, las primeras imágenes de docenas de lunas y detalles nunca antes vistos de los anillos tenues alrededor de Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano. Las imágenes y los datos enviados a casa han dado forma a las teorías sobre cómo se formó y evolucionó el sistema solar, inspiraron misiones posteriores y plantearon suficientes preguntas nuevas como para mantener ocupados a los científicos espaciales durante décadas.
Este mes, la Voyager 1 establecerá otro gran récord. El 18 de noviembre a las 5:16:07 a.m. hora estándar del Este, se convertirá en la primera nave espacial en alcanzar un día luz de la Tierra: la distancia que recorre la luz en 24 horas. Eso es un viaje de 25.9 mil millones de kilómetros, o más de cuatro veces la distancia del Sol a Plutón. En ese punto, las señales de la Tierra tardarán un día completo en llegar a la Voyager 1; y otro día en escucharse la respuesta.
“Nunca imaginé que [la misión] duraría tanto”, dice Linda Spilker, científica planetaria del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, quien comenzó a trabajar en las Voyager poco antes de que las sondas se lanzaran en 1977. Spilker estaba en Cabo Cañaveral, Florida, para el primer lanzamiento. Incluso planificó los nacimientos de sus hijos, ahora en sus 40, alrededor de los hitos de la misión. Después de ausentarse para liderar otra misión, ahora ha regresado como científica principal de Voyager. Otros dos científicos han estado con Voyager desde el principio. Otros aún no habían nacido cuando se lanzó la nave. “Voyager, hasta el día de hoy, es una misión multigeneracional”, dice Spilker.
Pero no es una misión de nostalgia. Todavía hay un mundo de descubrimientos más allá del borde del sistema solar. “Cada pieza de datos, cada día que pasa que obtenemos datos de las Voyager, nos dice algo nuevo”, dice la física Jamie Rankin de la Universidad de Princeton, quien comenzó su doctorado en agosto de 2012, el mismo mes en que la Voyager 1 abandonó el sistema solar hacia los mares fríos y tranquilos del espacio interestelar. “Cada día, está en lugares que nadie ha explorado antes”.
Una misión que superó todas las expectativas
La misión original de las sondas Voyager era explorar las partes exteriores de nuestro sistema solar, que hasta entonces habían permanecido en gran parte misteriosas. Una rara alineación planetaria significaba que una nave lanzada a fines de la década de 1970 podía pasar velozmente por Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, obteniendo un impulso gravitacional de cada planeta que pasaba. Con estas asistencias gravitacionales, la nave podría completar el recorrido en menos de 15 años. Tal alineación no volverá a ocurrir hasta la década de 2150.
El proyecto fue un paso audaz para su época. Cuando comenzó el trabajo a principios de la década de 1970, ninguna nave espacial había ido más allá de Marte. La NASA estableció un objetivo conservador para la misión: sobrevuelos de Júpiter y Saturno. En 1972 y 1973, la NASA lanzó dos sondas Pioneer, que aseguraron que el viaje fuera posible y reunieron datos en el camino. Al igual que con Voyager, había dos naves en caso de que una fallara.
Después de lanzamientos angustiosos y una espera de casi dos años, las Voyager comenzaron a descubrir muchos de los secretos largamente guardados de Júpiter y Saturno, incluidos los volcanes en la luna Io de Júpiter, detalles de la Gran Mancha Roja de Júpiter e indicios de actividad geológica en la luna Encélado de Saturno. Con la misión cumplida, la Voyager 2 pasó por Urano y Neptuno. Tomó las primeras imágenes de los anillos de los planetas y descubrió más de una docena de lunas en el camino. La nave también detectó una tormenta en constante agitación en Neptuno y géiseres en erupción en la luna Tritón de Neptuno.
“Los aspectos más destacados de Voyager fueron claramente los encuentros planetarios”, dijo Ed Stone, el científico principal original de la misión, en una entrevista con la NASA antes de su muerte en 2024. “Tuvimos una vida de descubrimientos empaquetada en cada uno de ellos”.
El descubrimiento que cambió nuestra visión del sistema solar exterior
Las estrellas indiscutibles de estos encuentros fueron las imágenes compartidas en informes de noticias y transmisiones de televisión a medida que los planetas y sus lunas aparecían. La luna Io de Júpiter resultó ser de un sorprendente color anaranjado moteado que parecía una pizza. Una humilde imagen de navegación de esa luna llevó a uno de los descubrimientos más sorprendentes de toda la misión.
Cuatro días después del máximo acercamiento de la Voyager 1 a Júpiter, cuando la emoción se había calmado, la astrónoma del proyecto Linda Morabito del Laboratorio de Propulsión a Chorro comenzó a procesar imágenes adicionales de Io. Estas imágenes se habían tomado después del sobrevuelo, cuando Voyager miraba hacia atrás por encima de su hombro. Mientras Morabito mejoraba el brillo de una imagen, vio una extraña formación bulbosa que sobresalía del borde de Io. “¿Qué es eso?”, se preguntó. Su supervisor tuvo la misma reacción: “Jesús, ¿qué es eso?”, recordó que dijo.
El bulbo resultó ser una pluma volcánica, una fuente de fuego en erupción que se extendía 250 kilómetros por encima de la superficie de Io. Fue el primer descubrimiento de vulcanismo activo en otro lugar que no fuera la Tierra, y transformó nuestra visión del sistema solar exterior. En lugar de un congelador frío e inerte, era una región burbujeante y dinámica. Los hallazgos inspiraron muchas misiones futuras. Mientras visitaba Júpiter de 1995 a 2003, la sonda Galileo descubrió que Europa podría tener un océano subsuperficial que podría ser hospitalario para la vida. Cuando la sonda Cassini orbitó Saturno de 2004 a 2017, descubrió que la luna Encélado también tiene un océano potencialmente habitable que arroja géiseres helados al espacio.
En 1990, con la Voyager 1 a unos 6 mil millones de kilómetros del Sol, el astrónomo Carl Sagan convenció a los líderes de la misión de girar la nave hacia atrás para una última mirada a los planetas. La Voyager 1 tomó un retrato familiar en el que la Tierra aparecía tenuemente como un “pálido punto azul”, dijo Sagan. “Todos los que amas, todos los que conoces, todos de los que alguna vez oíste hablar, cada ser humano que alguna vez existió, vivió sus vidas… en una mota de polvo suspendida en un rayo de sol”, escribió en el libro de 1994 Un punto azul pálido.
Para ahorrar energía, las cámaras de la Voyager 2 se apagaron en 1989. Después del retrato familiar, las cámaras de la Voyager 1 también se apagaron. Hacia donde se dirigían las naves, no habría mucho que ver. Las sondas ahora se dirigían hacia fuera del sistema solar por sus propios caminos separados, ambas hacia un límite misterioso que ningún emisario humano había cruzado jamás. En esta siguiente fase de su viaje, nadie sabía qué esperar. ¿Cuánto tiempo seguirían comunicándose las naves? ¿Hasta dónde llegarían las poderosas fuerzas que impulsan el Sol? ¿Y cómo sería probar el espacio interestelar?
Cruzando la heliopausa: el verdadero borde del sistema solar
Durante sus primeros 35 años en el espacio, la Voyager 1 estuvo envuelta en el viento solar. Este flujo de partículas calientes y cargadas fluye constantemente desde el Sol, formando una vasta burbuja llamada heliosfera. La burbuja rodea el sistema solar, protegiéndolo de la radiación cósmica; se extiende miles de millones de kilómetros más allá de los planetas hasta un límite llamado heliopausa. Los heliofísicos consideran este límite, donde el viento solar choca con el espacio interestelar, como el borde del sistema solar, aunque la influencia gravitacional del Sol se extiende mucho más allá.
Los científicos esperaban que las Voyager cruzaran la heliopausa, pero no sabían cuándo, ni qué encontrarían las naves cuando lo hicieran. Rankin acababa de comenzar su doctorado en Caltech cuando en agosto de 2012 la Voyager 1 detectó un salto abrupto en el número de rayos cósmicos de alta energía junto con una caída en las partículas solares, lo que sugería que la nave había cruzado el límite. Pero las mediciones del campo magnético sugerían lo contrario. En cambio, esas mediciones indicaban que el Sol aún ejercía cierta influencia. El campo magnético interestelar se desviaba alrededor de la heliosfera como un río alrededor de una roca. Un instrumento de Voyager que podría haber resuelto la cuestión de si la sonda había pasado la heliopausa ya no funcionaba.
Pero los científicos tuvieron un golpe de suerte en abril de 2013 cuando una erupción en el Sol envió una onda de presión hacia afuera. Hizo vibrar los electrones alrededor de la Voyager 1, lo que permitió a los científicos estimar la densidad de partículas cargadas cercanas. Los resultados mostraron que la Voyager 1 de hecho había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012, cuando estaba a unos 18 mil millones de kilómetros de distancia, o 120 veces la distancia de la Tierra al Sol. Los datos de la Voyager 2 luego respaldaron ese hallazgo.
“Este es el comienzo de una nueva era de exploración para nosotros”, dijo Stone a Science News en 2013. Pero la línea entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar no es sólida. El alcance del Sol se extiende más lejos de lo que nadie esperaba, y “este límite no es muy nítido ni muy delgado”, dice el físico Jeewoo Park del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Con la Voyager al otro lado de la heliopausa, las velocidades de las partículas y las temperaturas del gas han disminuido. El campo magnético es más débil. Incluso las partículas de polvo son aproximadamente la mitad de abundantes en comparación con el interior de la heliosfera.
“En su mayor parte, ha sido muy tranquilo y muy consistente”, dice Rankin. Pero no está completamente en silencio. En cuatro ocasiones, los científicos vieron picos en la intensidad del campo magnético y en las mediciones de densidad de partículas alrededor de la sonda. Después del cuarto, a mediados de 2020, esos números se han mantenido altos. Nadie sabe por qué. Quizás la Voyager 1 continúa cabalgando las réplicas de las erupciones solares, dice Park, quien informó sobre los eventos en junio en The Astrophysical Journal. Dónde comienza el espacio interestelar puro sigue siendo una pregunta abierta. También lo es la forma de la heliosfera. La mayoría de los científicos piensa que es alargada, como un cometa, pero otros creen que es una esfera o incluso un croissant. Los telescopios espaciales lanzados en 2008 y 2025, el Explorador de la Frontera Interestelar y la Sonda de Mapeo y Aceleración Interestelar, podrían ayudar a responder esa pregunta.
El futuro de las Voyager: mensajeras silenciosas
Mientras tanto, las sondas Voyager navegan silenciosamente hacia adelante. Los científicos estiman que las fuentes de energía a bordo que mantienen funcionando los instrumentos de las naves se agotarán en 10 a 15 años, lo que les impedirá enviar datos a la Tierra. Nuestra conversación llegará a su fin. Pero el viaje continúa. La Voyager 2 se acercará a una estrella enana roja conocida como Ross 248 en unos 42,000 años, acercándose a 700 días luz. Pasarán 44,000 años antes de que la Voyager 1 se encuentre con otra estrella, Gliese 445, a una distancia similar.
“Las Voyager se convierten en nuestros embajadores silenciosos, un poco de nosotros que continúa en el espacio”, dice Spilker. Llevan un mensaje, en caso de que alguien lo encuentre, contenido en el Disco de Oro. Una copia del disco fonográfico, que está recubierto de oro, viaja en cada una de las sondas. Los despachos de larga distancia presentan vistas y sonidos de la Tierra, incluido un mapa del sistema solar; imágenes de monumentos de la Tierra; saludos en docenas de idiomas; y los sonidos del canto de las ballenas, risas, compositores clásicos y cantos navajos. Esa cápsula del tiempo captura el optimismo y la promesa de la misión, dice Spilker. “Bien podría sobrevivir a la humanidad”.
