A Voyager 1 continua a explorar o cosmos junto com sua sonda gêmea, a Voyager 2

Ilustração artística da Voyager 1 com as órbitas de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno representadas por círculos vermelhos. Crédito da imagem: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

A Voyager 1 é a primeira espaçonave a viajar além do sistema solar e alcançar o espaço interestelar. 

A sonda foi lançada em 5 de setembro de 1977, cerca de duas semanas após sua gêmea Voyager 2, e em agosto de 2022 está a aproximadamente 23,5 bilhões de quilômetros de distância do nosso planeta, tornando-a a espaçonave mais distante da Terra. A Voyager 1 está atualmente voando pelo espaço a cerca de 17 quilômetros por segundo (38.000 mph), de acordo com o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

As imagens que a Voyager 1 enviou de volta foram usadas em livros escolares e por muitos meios de comunicação por uma geração. A espaçonave também carrega um registro especial, O Disco de Ouro, projetado para transportar vozes e músicas da Terra para o cosmos. 

De acordo com o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), a Voyager 1 tem combustível suficiente para manter seus instrumentos funcionando até pelo menos 2025. Até então, a espaçonave estará a aproximadamente 22,1 bilhões de quilômetros de distância do sol.  

O GRANDE PASSEIO

As missões Voyager aproveitaram um alinhamento especial dos planetas exteriores que acontece apenas uma vez a cada 176 anos. Esse alinhamento permite que a espaçonave faça um "estilingue" gravitacional de um planeta para o outro, fazendo o uso mais eficiente de seu combustível limitado.

A NASA originalmente planejava enviar duas espaçonaves passando por Júpiter, Saturno e Plutão e duas outras sondas por Júpiter, Urano e Netuno. Razões orçamentárias forçaram a agência a reduzir seus planos, mas a NASA ainda tirou muito proveito das duas Voyagers que lançou.

A Voyager 2 passou por Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, enquanto a Voyager 1 se concentrou em Júpiter e Saturno.

Reconhecendo que as Voyagers eventualmente voariam para o espaço interestelar, a NASA autorizou a produção de dois Discos de Ouro a serem colocados a bordo da espaçonave. Sons que vão desde o canto das baleias até a música de Chuck Berry foram colocados a bordo, bem como saudações faladas em 55 idiomas.

A espaçonave gêmea Voyager da NASA foi lançada em agosto e setembro de 1977. A bordo de cada espaçonave há um disco de ouro, uma coleção de imagens, sons e saudações da Terra. São 117 imagens e saudações em 54 idiomas em cada disco, com uma variedade de sons naturais e produzidos pelo homem, como tempestades, vulcões, lançamentos de foguetes, aviões e animais. Crédito da imagem: NASA)

Os discos de cobre banhados a ouro de 30 centímetros de largura também incluíam ilustrações mostrando como operá-los e a posição do sol entre os pulsares próximos (um tipo de cadáver estelar de rotação rápida conhecida como estrela de nêutrons), no caso de extraterrestres algum dia tropeçar na espaçonave e se perguntar de onde elas vieram.

Ambas as espaçonaves são alimentadas por três geradores termoelétricos de radioisótopos, dispositivos que convertem o calor liberado pelo decaimento radioativo do plutônio em eletricidade. Ambas as sondas foram equipadas com 10 instrumentos científicos, incluindo um sistema de imagem de duas câmeras, vários espectrômetros, um magnetômetro e uma engrenagem que detecta partículas carregadas de baixa energia e raios cósmicos de alta energia. Os membros da equipe da missão também usaram o sistema de comunicação das Voyagers para ajudá-los a estudar planetas e luas, elevando o número total de investigações científicas em cada nave para 11.

VOYAGER 1 SOBREVOO DE JÚPITER

A Voyager 1 quase não decolou no lançamento, como seu foguete veio a ficar 3,5 segundos sem combustível em 5 de setembro de 1977.

Mas a sonda chegou com segurança ao espaço e passou por sua gêmea após o lançamento, ultrapassando o cinturão de asteroides principal entre Marte e Júpiter antes da Voyager 2. As primeiras fotos de Júpiter da Voyager 1 foram enviadas de volta à Terra em abril de 1978, quando a sonda estava a 266 milhões de quilômetros de casa.

Além disso, a Voyager 1 enviou fotos de Europa mostrando uma superfície relativamente lisa dividida por linhas, sugerindo gelo e talvez até um oceano embaixo. (Observações e análises subsequentes revelaram que Europa provavelmente abriga um enorme oceano subterrâneo de água líquida, que pode até ser capaz de suportar vida semelhante à da Terra.)

A aproximação mais próxima da Voyager 1 de Júpiter foi em 5 de março de 1979, quando chegou a 280.000 km dos topos das nuvens turbulentas. Então chegou a hora da sonda apontar para Saturno.

VOYAGER 1 VISITA SATURNO E SUAS LUAS

Os cientistas só tiveram que esperar cerca de um ano, até 1980, para obter fotos em close de Saturno. Como Júpiter, o planeta dos anéis acabou sendo cheio de surpresas.

Um dos alvos da Voyager 1 foi o anel F, uma estrutura fina descoberta apenas no ano anterior pela sonda Pioneer 11 da NASA. A câmera de alta resolução da Voyager detectou duas novas luas, Prometheus e Pandora, cujas órbitas mantêm o material gelado no anel F em uma órbita definida. Também descobriu Atlas e um novo anel, o anel G, e tirou imagens de várias outras luas de Saturno.

Um enigma para os astrônomos era Titã, a segunda maior lua do sistema solar (depois de Ganimedes de Júpiter). Fotos em close de Titã não mostravam nada além de uma névoa laranja, levando a anos de especulação sobre como era por baixo. Não seria até meados dos anos 2000 que a humanidade descobriria, graças a fotos tiradas sob a neblina pela sonda atmosférica Huygens da Agência Espacial Europeia.

O encontro com Saturno marcou o fim da missão primária da Voyager 1. O foco então mudou para rastrear a nave de 720 kg (1.590 libras) enquanto acelerava em direção ao espaço interestelar.

Duas décadas antes de atingir esse marco, no entanto, a Voyager 1 tirou uma das fotos mais icônicas da história dos voos espaciais. Em 14 de fevereiro de 1990, a sonda voltou sua câmera para a Terra e tirou uma imagem de seu planeta natal a 6 bilhões de quilômetros de distância. A foto mostra a Terra como um pequeno ponto suspenso em um raio de luz solar. 

A Voyager 1 tirou dezenas de outras fotos naquele dia, capturando cinco outros planetas e o sol em um "retrato de família do sistema solar" de várias imagens. Mas a imagem do Pálido Ponto Azul se destaca, lembrando-nos que a Terra é um pequeno posto avançado de vida em um universo incompreensivelmente vasto.

VOYAGER 1 ENTRA NO ESPAÇO INTERESTELAR

A Voyager 1 deixou a heliosfera, a bolha gigante de partículas carregadas que o sol sopra em torno de si mesmo, em agosto de 2012, soltando-se no espaço interestelar. A descoberta foi tornada pública em um estudo publicado na revista Science no ano seguinte.

Os resultados vieram à tona depois que uma poderosa erupção solar foi registrada pelo instrumento de ondas de plasma da Voyager 1 entre 9 de abril e 22 de maio de 2013. A erupção fez com que os elétrons perto da Voyager 1 vibrassem. A partir das oscilações, os pesquisadores descobriram que os arredores da Voyager 1 tinham uma densidade maior do que a encontrada dentro da heliosfera.

Parece contraditório que a densidade de elétrons seja maior no espaço interestelar do que na vizinhança do sol. Mas os pesquisadores explicaram que, na borda da heliosfera, a densidade dos elétrons é dramaticamente baixa em comparação com locais próximos à Terra. 

Os pesquisadores então voltaram atrás nos dados da Voyager 1 e estabeleceram a data oficial de partida para 25 de agosto de 2012. A data foi fixada não apenas pelas oscilações dos elétrons, mas também pelas medições da espaçonave de partículas solares carregadas. 

Naquele dia fatídico, que foi o mesmo dia em que o astronauta da Apollo 11, Neil Armstrong, morreu, a sonda viu uma queda de 1.000 vezes nessas partículas e um aumento de 9% nos raios cósmicos galácticos que vêm de fora do sistema solar. Nesse ponto, a Voyager 1 estava a 18,11 bilhões de km (11,25 bilhões de milhas) do Sol, ou cerca de 121 unidades astronômicas (UA).

Uma UA é a distância média Terra-Sol, cerca de 150 milhões de km (93 milhões de milhas).

AS AVENTURAS INTERESTELARES DA VOYAGER 1

Você pode acompanhar a distância atual e o status da missão da Voyager 1 neste site da NASA.

Desde que voou para o espaço interestelar, a Voyager 1 enviou uma variedade de informações valiosas sobre as condições nesta zona do universo. Suas descobertas incluem mostrar que a radiação cósmica lá fora é muito intensa e demonstrar como as partículas carregadas do sol interagem com as emitidas por outras estrelas, disse o cientista do projeto da missão Ed Stone, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena.

As capacidades da espaçonave continuam a surpreender os engenheiros. Em dezembro de 2017, por exemplo, a NASA anunciou que a Voyager 1 usou com sucesso seus propulsores de backup para se orientar para "conversar" com a Terra. Os propulsores de manobra de correção de trajetória (TCM) não eram usados desde novembro de 1980, durante o sobrevoo da Voyager 1 por Saturno. Desde então, a espaçonave usou principalmente seus propulsores de controle de atitude padrão para estabilizar a espaçonave na orientação correta para se comunicar com a Terra. 

À medida que o desempenho dos propulsores de controle de atitude começou a se deteriorar, no entanto, a NASA decidiu testar os propulsores TCM, uma ideia que poderia prolongar a vida operacional da Voyager 1. Esse teste finalmente deu certo. 

"Com esses propulsores que ainda funcionam após 37 anos sem uso, poderemos estender a vida útil da espaçonave Voyager 1 em dois a três anos", disse a gerente de projeto da Voyager, Suzanne Dodd, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA em Southern California, disse em um comunicado em dezembro de 2017.

Os membros da equipe da missão também tomaram outras medidas para prolongar a vida útil da Voyager 1. Por exemplo, eles desligaram as câmeras da espaçonave logo após a foto do Pálido Ponto Azul ser tirada para ajudar a conservar a fonte de alimentação limitada da Voyager 1. (As câmeras não captariam muito na escuridão do espaço profundo de qualquer maneira.) Ao longo dos anos, a equipe da missão desligou cinco outros instrumentos científicos também, deixando a Voyager 1 com quatro que ainda estão funcionando, o Subsistema de Raio Cósmico, o instrumento de partículas carregadas de baixa energia, O Magnetômetro e o Subsistema de Ondas de Plasma. (Medidas semelhantes foram tomadas com a Voyager 2, que atualmente possui cinco instrumentos operacionais.)

A espaçonave Voyager celebrou 45 anos no espaço em 2022, um marco monumental para as sondas gêmeas.

“Ao longo dos últimos 45 anos, as missões Voyager foram essenciais para fornecer esse conhecimento e ajudaram a mudar nossa compreensão do sol e sua influência de maneiras que nenhuma outra espaçonave pode”, diz Nicola Fox, diretor da Divisão de Heliofísica na sede da NASA em Washington, em um comunicado da NASA.

“Hoje, enquanto as duas Voyager exploram o espaço interestelar, elas estão fornecendo à humanidade observações de território desconhecido”, disse Linda Spilker, vice-cientista do projeto da Voyager no JPL no mesmo comunicado da NASA.

"Esta é a primeira vez que conseguimos estudar diretamente como uma estrela, nosso Sol, interage com as partículas e campos magnéticos fora de nossa heliosfera, ajudando os cientistas a entender a vizinhança local entre as estrelas, derrubando algumas das teorias sobre essa região, e fornecendo informações importantes para futuras missões." Continua Spilker.

O próximo grande encontro da Voyager 1 ocorrerá em 40.000 anos quando a sonda chegar a 1,7 anos-luz da estrela AC +79 3888. (A estrela está a aproximadamente 17,5 anos-luz da Terra.) No entanto, a queda no fornecimento de energia da Voyager 1 significa que ela provavelmente deixará de coletar dados científicos por volta de 2025.

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RECURSOS ADICIONAIS

• Você pode aprender muito mais sobre o projeto, os instrumentos científicos e os objetivos da missão das Voyagers no site Voyager do JPL. A NASA tem muitas informações detalhadas sobre a foto Pálido Ponto Azul, incluindo o grande papel de Carl Sagan em fazer isso acontecer, acesse aqui. 
• E se você estiver interessado no Disco de Ouro, confira esta peça detalhada da New Yorker por Timothy Ferris, que produziu o artefato histórico. 
• Explore a história da Voyager com esta linha do tempo interativa, cortesia da NASA.

BIBLIOGRAFIA

• Bell, Jim. "A Era Interestelar: Por Dentro da Missão Voyager de Quarenta Anos", Duton, 2015.
• Landau, Elizabeth. "The Voyagers in popular culture", 1º de dezembro de 2017. https://www.nasa.gov/feature/jpl/the-voyagers-in-popular-culture
• PBS, "Voyager: Uma história em fotos." https://www.pbs.org/the-farthest/mission/voyager-history-photos/

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Referência:

HOWELL, Elizabeth; DOBRIJEVIC, Daisy. Voyager 1: Facts about Earth's farthest spacecraft. Space, Nova York, 23, ago. 2022. Seção: References. Disponível em: <https://www.space.com/17688-voyager-1.html>. Acesso em: 30, ago. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.