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Los ingenieros de la NASA han activado con éxito un conjunto de propulsores que la Voyager 1 no había utilizado en décadas para resolver un problema que podría impedir que la nave espacial de 47 años se comunique con la Tierra a miles de millones de kilómetros de distancia.

Cuando la Voyager 1 despegó al espacio el 5 de septiembre de 1977, nadie esperaba que la sonda siguiera funcionando hoy.

Como resultado de su misión excepcionalmente larga, la Voyager 1 enfrenta problemas a medida que sus partes envejecen en los confines helados más allá de nuestro sistema solar. Cuando surge un problema, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, tienen que ser creativos pero aun así tener cuidado sobre cómo reaccionará la nave espacial ante cualquier cambio.

Actualmente, la nave espacial más distante de la Tierra, la Voyager 1, está a unos 24 mil millones de kilómetros (15 mil millones de millas) de distancia. La sonda opera más allá de la heliosfera (la burbuja solar de campos magnéticos y partículas que se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón) donde sus instrumentos recolectan muestras directamente del espacio interestelar.

A principios de este año, los ingenieros notaron un problema cuando el tubo de combustible dentro de uno de los propulsores de la Voyager se obstruyó. Si los propulsores están obstruidos, no pueden generar tanta fuerza para mantener estable la nave espacial. Los propulsores de la Voyager mantienen la nave espacial orientada para que pueda comunicarse con la Tierra.

Si la Voyager 1 no está posicionada de manera que su antena apunte hacia la Tierra, la nave espacial no podrá «escuchar» las órdenes del control de la misión ni enviar datos, según Calla Cofield, especialista en relaciones con los medios del JPL.

«Si los propulsores que mantienen la antena apuntando a la Tierra se obstruyen, la misión habrá terminado», dijo.

El equipo se dio cuenta de que tendrían que enviar comandos a la nave espacial para cambiar a otro conjunto de propulsores, pero la solución no sería sencilla.

No es la primera vez que la Voyager 1 necesita cambiar a otro conjunto de propulsores en las últimas décadas. Afortunadamente, la nave espacial tiene tres conjuntos de propulsores: dos conjuntos de propulsores de actitud y un conjunto dedicado a maniobras de corrección de trayectoria.

La Voyager 1 utilizó los propulsores para diversos fines al pasar por planetas como Júpiter y Saturno en 1979 y 1980, respectivamente.

Ahora, la nave espacial viaja en una trayectoria invariable alejándose de nuestro sistema solar, por lo que sólo necesita un conjunto de propulsores para ayudar a mantener su antena apuntando hacia la Tierra. Para alimentar los propulsores, la hidracina líquida se convierte en gas y se libera en unas 40 bocanadas cortas por día para mantener la Voyager 1 orientada correctamente.

Con el tiempo, los ingenieros descubrieron que un tubo de combustible dentro de los propulsores puede obstruirse con dióxido de silicio, un subproducto del envejecimiento del diafragma de goma del tanque de combustible. A medida que los propulsores se obstruyen, generan menos fuerza.

En 2002, el equipo ordenó a la Voyager 1 que cambiara a su segundo conjunto de propulsores de actitud cuando el primer conjunto mostró signos de obstrucción. Los ingenieros cambiaron nuevamente al propulsor de corrección de trayectoria configurado en 2018 cuando el segundo conjunto también parecía obstruido.

Pero cuando el equipo comprobó recientemente el estado de los propulsores de corrección de trayectoria de la Voyager, estaban incluso más obstruidos que los dos conjuntos de propulsores anteriores.

Cuando el equipo inicialmente cambió la Voyager a propulsores de corrección de trayectoria hace seis años, la abertura del tubo tenía 0,01 pulgadas (0,25 milímetros) de ancho. Pero ahora, la obstrucción lo ha reducido a 0,0015 pulgadas (0,035 milímetros), la mitad del ancho de un cabello humano, según la NASA.

Era hora de volver a otro conjunto de propulsores de actitud.

A medida que la Voyager 1 y su sonda gemela, la Voyager 2, envejecen, el equipo de la misión ha ido apagando lentamente los sistemas no esenciales en ambas naves espaciales para conservar energía, incluidos los calentadores. Como resultado, los componentes de la Voyager 1 están más fríos ahora, y el equipo sabía que no podían simplemente enviar un comando a la Voyager 1 para cambiar inmediatamente a uno de los propulsores de actitud sin hacer algo para calentarlos.

Pero la Voyager 1 no tiene suficiente energía para volver a encender ningún calentador sin apagar algo más, y sus instrumentos científicos son demasiado valiosos para apagarlos si no vuelven a estar en línea, dijo el equipo.

Después de volver a la mesa de dibujo, el equipo se dio cuenta de que podían apagar uno de los calentadores principales de la nave espacial durante aproximadamente una hora, lo que permitiría a los ingenieros encender los calentadores de refuerzo y realizar el cambio de forma segura.

El plan funcionó y, el 27 de agosto, la Voyager 1 volvió a confiar en uno de sus propulsores originales para mantener el contacto con la Tierra.

El equipo ha tomado medidas para utilizar menos los propulsores y espera aprovechar de dos a tres años más el conjunto original, dijo Todd Barber, ingeniero de propulsión de la Voyager.

Después de que la nave espacial agote este conjunto de propulsores, la opción restante de la Voyager 1 es el otro conjunto de propulsores de actitud ya obstruidos.

«Cada decisión que tengamos que tomar en el futuro requerirá mucho más análisis y precaución que nunca», dijo Suzanne Dodd, directora del proyecto Voyager, en un comunicado.

La Voyager 2 también experimentó cambios de propulsor en 1999 y 2019, y “la situación allí es menos grave”, dijo Barber. La Voyager 2 viajó a más de 20 mil millones de kilómetros (12 mil millones de millas) de la Tierra.

La información recopilada por estas sondas de larga duración está ayudando a los científicos a aprender sobre la forma cometaria de la heliosfera y cómo protege a la Tierra de las partículas energizadas y la radiación en el espacio interestelar.