O que são a Voyager 1 e a sua irmã Voyager 2?
Voyager 1 e Voyager 2 são duas sondas espaciais criadas pela agência espacial americana (NASA) com o objetivo inicial de explorar os planetas Júpiter e Saturno.
Devido aos seus ótimos desempenhos, suas missões foram várias vezes estendidas ao longo dos anos, com destaque para a exploração dos planetas Urano e Netuno, e, recentemente, a investigação do espaço interestelar, “fora” do Sistema Solar.
Imagem: NASA.
A Voyager 1 e a Voyager 2 estão em suas missões desde 1977, explorando lugares longínquos e trazendo importantes dados científicos para ajudar a nossa compreensão do universo.
A Voyager 1 é o objeto feito pelo homem mais distante da Terra atualmente.
Onde estão as sondas Voyager 1 e Voyager 2?
A Voyager 1 está no espaço interestelar desde agosto de 2012, após ter atravessado a heliosfera e alcançado a heliopausa, uma região limite ao redor do Sistema Solar, onde os ventos solares são parados pela influência de fenômenos interestelares.
A Voyager 1 está hoje (25/11/2023) a 24.328.139.687 km de distância da Terra, viajando uma velocidade de 61.500 km/h, aproximadamente. Isso equivale a 163 vezes a distância da Terra ao Sol ou 163 Unidades Astronômicas (UA) .
Imagem: NASA/Adaptação Ciência Mundo.
Já a Voyager 2 está no espaço interestelar desde novembro de 2018, após ter também atravessado a heliosfera e alcançado a heliopausa.
A Voyager 2 está hoje (25/11/2023) a 20.281.060.797 km de distância da Terra, viajando a uma velocidade de 55.227 km/h, aproximadamente. Isso equivale a 136 vezes a distância da Terra ao Sol ou 136 UA.
Essas distâncias são muito maiores do que o afastamento máximo de Plutão até o Sol em seu afélio que é de apenas 49 UA.
Como funcionam as sondas Voyager 1 e Voyager 2?
Estruturalmente, as sondas Voyagers são consideradas gêmeas, pois consistem em duas espaçonaves idênticas, que também são dual redundantes, ou seja, o sistema de cada uma possui tudo em dobro para evitar falhas.
Para corrigir suas rotas, as sondas possuem um sistema de estabilizadores de três eixos controlados por uma espécie de giroscópio que mantém a antena parabólica de alto ganho sempre apontada para a Terra.
Além dos dispositivos de navegação, as Voyagers são equipadas com 11 instrumentos específicos para investigação científica.
Imagem: NASA.
Em virtude da grande distância, a NASA se comunica com as Voyagers aqui da Terra através de antenas com discos gigantes. Em 1987 a agência desenvolveu o Deep Space Network um sistema de antenas espalhadas pelo mundo, que tem o objetivo de facilitar a comunicação com sondas em missões interplanetárias muito distantes.
Ambas as sondas continuam até hoje a transmitir informações científicas do que estão “vendo” e percebendo ao seu redor. A NASA estima que a Voyager 1 e a Voyager 2 continuem operacionais até 2025, quando suas baterias finalmente se esgotarão.
O que tem nos discos de ouro das Voyagers?
Assim como as sondas Pioneer 10 e 11 carregam pequenas placas de metal, que identificam seu local de origem a qualquer viajante do espaço que as encontre no futuro, as sondas Voyager 1 e 2 carregam um disco fonográfico de 12 polegadas de cobre banhado em ouro.
Os discos são uma espécie de cápsula do tempo que servem como uma pequena amostra de nosso mundo para os extraterrestres.
Os discos das Voyagers contêm imagens e sons selecionados por uma equipe liderada por Carl Sagan, que retratam a diversidade da vida e da cultura na Terra.
Imagem: NASA JPL em Wikimedia Commons.
Como foi a missão Voyager? (resumo)
1965 – A “Descoberta” do alinhamento planetário
Em 1965 engenheiros espaciais perceberam, através de cálculos, que um alinhamento planetário, que ocorreria no final da década de 70, permitiria a uma nave lançada da Terra visitar os quatro planetas gigantes gasosos utilizando a gravidade de cada planeta para impulsioná-la.
A ideia de se fazer um esforço para construir sondas capazes de realizar um “grand tour” no Sistema Solar foi ganhando popularidade entre os astrônomos, pois este alinhamento ocorre apenas uma vez a cada 176 anos.
Diagrama da trajetória que aproveitou o alinhamento planetário para permitir as sondas Voyager 1 e Voyager 2 visitar os quatro planetas gigantes gasosos e atingir velocidade de escape do Sistema Solar.
Imagem: Wikimedia Commons / NASA.
Em 1969 a NASA propôs o projeto Grand Tour, que tinha o objetivo de visitar os planetas externos através de quatro sondas, onde duas visitariam Júpiter, Saturno e Plutão (que ainda era planeta na época) e as outras duas visitariam Júpiter, Urano e Netuno.
Devido ao alto custo (estimado em 1 bilhão de dólares), o projeto Grand Tour foi cancelado pelo congresso americano e substituído pelo projeto Mariner Jupiter/Saturn que utilizaria apenas duas sondas e era bem mais barato.
1972 – O Projeto Mariner Jupiter/Saturn
Em 1972 foi aprovado o projeto Mariner Jupiter/Saturn que seria uma extensão do projeto Mariner que na época já explorava os planetas internos Marte, Vênus e Mercúrio através de 10 sondas robóticas chamadas Mariners.
Assim, duas novas sondas começaram a ser construídas e foram originalmente batizadas de Mariner 11 e Mariner 12, mas a NASA logo percebeu que os novos dispositivos de exploração eram bem mais avançados do que suas irmãs mais antigas, e por isso, talvez merecessem um novo nome.
O projeto Mariner Jupiter/Saturn original previa a construção de duas sondas para fazer sobrevoos nos planetas Júpiter e Saturno apenas.
Imagem: NASA.
1977 – Projeto Voyager
Em março de 1977, faltando poucos meses para o lançamento das sondas gêmeas Mariners, o projeto foi rebatizado de Voyager.
Imagem: NASA.
A Voyager 2 (antiga Mariner 12) foi a primeira a ser lançada, no dia 20 de agosto de 1977, de Cabo Canaveral, Flórida, a bordo de um foguete Titan-Centaur. Pouco tempo depois, em 5 de setembro, a Voyager 1 (antiga Mariner 11) foi também lançada de Cabo Canaveral a bordo de um foguete Titan-Centaur.
Imagem: NASA.
1979 – Voyager 1 e Voyager 2 visitam Júpiter
No dia 5 de março de 1979, a sonda Voyager 1 fez sua maior aproximação a Júpiter. Os destaques desta visita incluem a descoberta dos primeiros vulcões ativos fora da Terra na lua Io, a confirmação da existência dos anéis de Júpiter e a descoberta de duas novas luas: Tebe e Métis.
Os cientistas também descobriram que a Grande Mancha Vermelha de Júpiter é uma enorme tempestade semelhante a um ciclone, que Ganimedes tem terreno sulcado (sugerindo uma história inicial de atividade tectônica) e que Júpiter tem relâmpagos, sendo esta a primeira vez que esses flashes são detectados fora da Terra.
Imagem: NASA.
Foi observado ainda que a lua Io produz íons de eletricidade em sua superfície que criam um toro (ou rosquinha) ao redor de Júpiter atuando no campo magnético do planeta como um gerador elétrico de milhões de amperes.
No dia 9 de julho, a Voyager 2 também fez sua primeira aproximação a Júpiter. Os destaques do encontro incluem as primeiras imagens do sistema de anéis de Júpiter, a descoberta de uma nova lua (Adrastea) e a descoberta de um possível oceano de água líquida na lua Europa escondido debaixo de uma espessa camada de gelo cheia de rachaduras lineares.
Imagem: NASA
Imagem: NASA.
A Voyager 2 observou ainda que seis dos vulcões de Io, descobertos durante o sobrevoo da Voyager 1 ainda estavam em erupção, sugerindo que o fenômeno poderia não só se estender por um longo período como também cessava eventualmente.
1980 – Voyager 1 visita Saturno
Em 9 de novembro de 1980, a Voyager 1 se aproximou de Saturno e de sua maior lua, Titã.
Os destaques do encontro com Saturno incluem a observação de formas fantásticas e intrigantes na estrutura dos anéis, a descoberta de três luas também “dentro” dos anéis do planeta (Atlas, Prometheus e Pandora), e as observações da superfície surpreendentemente brilhante da lua Encélado.
Imagem: NASA.
Os dados coletados do encontro com Titã mostram uma atmosfera espessa, rica em nitrogênio, semelhante à da Terra, sugerindo a possibilidade de mares de metano e etano líquidos na superfície dessa Lua.
Após seu encontro com Saturno, a Voyager 1 começou sua viagem para “fora” do Sistema Solar.
1981 – Voyager 2 visita Saturno
Em 25 de agosto de 1981, a Voyager 2 fez sua maior aproximação a Saturno. Os destaques deste evento incluem a observação de várias luas geladas do planeta, incluindo Tétis, Jápeto, Encélado (que parece ter um terreno geologicamente ativo), e algumas das luas descobertas meses atrás pela Voyager 1.
Imagem: NASA
Análises posteriores das imagens do polo norte de Saturno revelaram uma característica meteorológica incomum, onde uma forma hexagonal aparece na região.
Imagem: NASA.
1986 – Voyager 2 visita Urano
Em 24 de janeiro de 1986 a Voyager 2 fez sua maior aproximação de Urano, sendo a primeira (e única) vez que o sétimo planeta do Sistema Solar foi visto de perto.
Imagem: NASA.
Ao se aproximar, as imagens da Voyager 2 revelam 11 novas luas: Puck, Julieta, Pórcia, Cressida, Desdêmona, Rosalind, Belinda, Perdita, Cordelia, Ophelia e Bianca.
Imagem: NASA.
Imagens impressionantes da lua Miranda mostram que ela provavelmente experimentou períodos de aquecimento, provavelmente provocados por puxões gravitacionais de outras luas de Urano.
Nesta visita da Voyager 2, os cientistas também descobriram que o campo magnético de Urano é inclinado, ou seja, seus polos estão mais próximos do equador, ao contrário da Terra, onde os polos magnéticos e os polos rotacionais estão quase alinhados.
Imagem: NASA
A Voyager 2 é a primeira sonda a obter imagens dos anéis extremamente escuros de Urano e a registrar as baixíssimas temperaturas do planeta que chegam a -214 C (59 Kelvin), um dos lugares mais frios do Sistema Solar.
Este encontro também marcou a primeira vez que o Deep Space Network da NASA, uma matriz de antenas espalhadas pela Terra, fosse utilizado para capturar os sinais fracos de rádio de uma nave espacial muito distante.
1987 – Expansão do sistema de antenas
Para a comunicação com sondas tão distantes, alguns aprimoramentos precisaram ser realizados nas antenas em terra.
Em agosto de 1987, a Deep Space Network da NASA concluiu a expansão de suas grandes antenas parabólicas localizadas nos três complexos de comunicação de Goldstone na Califórnia; de Madri na Espanha; e de Canberra na Austrália.
Os novos dispositivos passaram de 64 metros para 70 metros de largura, melhorando assim nossa capacidade de capturar os fracos sinais de rádio que a Voyager 2 mais tarde mandaria de Netuno.
Imagem: NASA.
1989 – Voyager 2 visita Netuno
Em 25 de agosto de 1989 a Voyager 2 fez sua maior aproximação de Netuno, tornando-se a primeira espaçonave a observar Netuno de perto, e também a primeira a visitar quatro planetas além da Terra.
Imagem: NASA.
Os destaques do encontro incluem a descoberta de seis novas luas (Despina, Galatea, Larissa, Proteus, Naiad e Thalassa), as primeiras imagens dos anéis de Netuno e a descoberta de uma enorme tempestade giratória no sentido anti-horário no hemisfério sul de Netuno, apelidada de “A Grande Mancha Escura”.
Imagem: NASA.
Cinco horas após se aproximar de Netuno, a Voyager 2 nos enviou as primeiras visões aproximadas de Tritão, sua maior lua e também a superfície sólida mais fria do Sistema Solar com -235C (ou 38 Kelvin).
Visualmente, Tritão possui terreno com uma textura lembrando a casca de um melão e gêiseres em erupção de gelo de nitrogênio rosado que formam uma calota polar no sul da lua.
Imagem: NASA.
Após o encontro com Netuno, os engenheiros da NASA resolveram desligar as câmeras da Voyager 2, pois a espaçonave nunca mais voaria perto o suficiente de qualquer outro objeto astronômico para tirar fotos novamente.
Isso foi necessário, pois os cientistas queriam dedicar a energia remanescente da sonda ao seu sistema computacional e a outros instrumentos que coletam dados importantes sobre os ventos solares e o espaço interestelar.
A partir desse momento, a Voyager 2 iniciou sua jornada para “fora” do Sistema Solar.
1990 – Última visão da Terra: “um ponto azul pálido”
Em 14 de fevereiro de 1990, a cerca de 6 bilhões de quilômetros do Sol, a Voyager 1 tirou as últimas imagens da missão, que foram batizadas de “Retrato da Família do Sistema Solar”.
Imagem: NASA.
É a única série de imagens que captura Vênus, Terra, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno dispostos em torno do Sol.
A Terra, que foi capturada como um pequeno ponto em um feixe de luz solar, inspirou Carl Sagan na frase “somos apenas um ponto azul pálido”, se referindo a fragilidade e singularidade de nosso planeta natal.
Imagem: NASA.
Depois da transmissão dessas imagens, os engenheiros da NASA também desligaram as câmeras da Voyager 1 com o objetivo de economizar energia para sua missão interestelar.
O futuro das Voyagers
As sondas gêmeas Voyager 1 e 2 estão agora explorando onde nada da Terra chegou antes. Em sua jornada de mais de 40 anos, desde seus lançamentos em 1977, cada uma delas já está muito mais longe da Terra e do Sol do que Plutão.
Em agosto de 2012, a Voyager 1 fez a histórica entrada no espaço interestelar, uma região “fora” do Sistema Solar, repleta de raios cósmicos e material ejetado pela morte de outras estrelas.
A Voyager 2 também entrou no espaço interestelar em 5 de novembro de 2018 e agora os cientistas esperam aprender mais sobre essa região. Ambas as espaçonaves ainda estão enviando informações científicas sobre seus arredores através do Deep Space Network.
As sondas estão operando em modo ultra econômico com o objetivo de reduzir ao máximo o consumo de energia e manter seus instrumentos de leitura científica funcionando pelo maior tempo possível.
Durante todo artigo, dissemos que as Voyagers estão “fora” do Sistema Solar, com aspas na palavra “fora” pois, na verdade, elas ainda estão dentro da zona de influencia gravitacional significativa do Sol, que só termina ao final da Nuvem Oort.
A Voyager 1 e a Voyager 2 só alcançarão os limites internos da Nuvem Oort daqui a 300 anos e só sairão da região daqui a uns 14.000 anos!
A escala é logarítmica de forma que cada nova distância representa 10 vezes a distância anterior.
A seta vermelha mostra a posição da Voyager 1 que só alcançará a Nuvem Oort daqui a 300 anos.
Imagem: NASA / JPL-Caltech em Wikimedia Commons.
Vídeos
Vídeo: Canal “Universos Curioso” em Youtube.
Referências
NELSON, Jhon. Voyager. Jet Propulsion Laboratory. NASA, 2022. Disponível em: <link>. Acesso em: 19 ago 2022.
Cite-nos
SANTOS, Gabriel. Voyager 1 e Voyager 2: Onde estão e o que descobriram até agora? Ciência Mundo, Rio de Janeiro, ago 2022. Disponível em: . Acesso em: .
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
