Voyager: la misión de la NASA que amplió su recorrido de Júpiter y Saturno a los cuatro gigantes exteriores

Las sondas Voyager de la NASA partieron en 1977 con el objetivo de estudiar de cerca Júpiter y Saturno, incluidos los anillos de Saturno y las lunas mayores de ambos planetas. El plan se amplió cuando fue posible prolongar el itinerario de Voyager 2 hasta Urano y Neptuno. Entre las dos naves exploraron los cuatro planetas gigantes exteriores, 48 de sus lunas y los sistemas de anillos y campos magnéticos de esos mundos, según la historia de la misión Voyager publicada por la NASA.

La geometría de los planetas y la asistencia gravitatoria

El diseño de la misión aprovechó una configuración poco frecuente de los planetas exteriores que se produce aproximadamente cada 175 años. En una trayectoria adecuada, una nave puede pasar de un planeta al siguiente sin necesitar grandes sistemas de propulsión a bordo. En cada encuentro, la gravedad del planeta curva la trayectoria de la nave y aumenta su velocidad, ayudándola a continuar hacia el siguiente destino. Esta técnica se conoce como asistencia gravitatoria.

La NASA indica que, gracias a esta configuración, el tiempo de vuelo previsto hasta Neptuno se redujo de 30 a 12 años. Aunque se sabía que un recorrido por cuatro planetas era posible, se consideró demasiado costoso construir una nave que pudiera cubrir esa distancia, llevar los instrumentos necesarios y funcionar durante el tiempo requerido. Por eso, el programa financiado se centró en sobrevuelos de Júpiter y Saturno. Antes de seleccionar las rutas se estudiaron más de 10.000 trayectorias. Las elegidas permitían encuentros cercanos con Júpiter y su luna Io, y con Saturno y su luna Titán; la trayectoria de Voyager 2 conservó la opción de seguir hacia Urano y Neptuno.

Dos lanzamientos y una ruta que se prolongó

Voyager 2 despegó primero, el 20 de agosto de 1977, desde Cabo Cañaveral, Florida. Voyager 1 fue lanzada el 5 de septiembre en una trayectoria más rápida y corta. Ambas viajaron a bordo de cohetes Titan-Centaur y fueron construidas para una misión de cinco años. A medida que avanzaba el recorrido, los equipos en tierra también reprogramaron las sondas para dotarlas de capacidades adicionales.

Voyager 1 llegó a Júpiter el 5 de marzo de 1979 y a Saturno el 12 de noviembre de 1980. Voyager 2 pasó por Júpiter el 9 de julio de 1979 y por Saturno el 25 de agosto de 1981. Su trayectoria tras Saturno permitió continuar hacia Urano, al que llegó en enero de 1986, y después hacia Neptuno, alcanzado en agosto de 1989. La NASA autorizó las etapas adicionales a medida que la misión avanzaba. En cambio, el recorrido de Voyager 1, diseñado para pasar cerca de Titán y por detrás de los anillos de Saturno, la llevó al norte del plano en el que orbitan la mayoría de los planetas.

Júpiter e Io: actividad volcánica y magnetosfera

Las cámaras de ambas sondas tomaron más de 33.000 imágenes de Júpiter y de sus cinco satélites principales, además de registrar otras mediciones. Según la NASA, los sobrevuelos revelaron procesos físicos, geológicos y atmosféricos que no se conocían a partir de las observaciones anteriores. Uno de los hallazgos destacados fue la actividad volcánica de Io, la primera ocasión en que se observaron volcanes activos en otro cuerpo del sistema solar.

Las observaciones también conectaron la actividad de Io con el entorno de Júpiter. En el borde exterior de la magnetosfera del planeta se detectaron azufre, oxígeno y sodio, elementos que, según la explicación de la NASA, habrían sido expulsados por los volcanes de Io o desprendidos de su superficie por el impacto de partículas de alta energía. La magnetosfera es la región espacial que rodea un planeta y está influida principalmente por su campo magnético. Así, el material observado situó la actividad de la luna en el contexto más amplio del sistema joviano.

Saturno: vientos, atmósfera y una posible explicación

Los sobrevuelos de Saturno aportaron observaciones cercanas y datos de alta resolución. Cerca del ecuador, las sondas midieron vientos de unos 500 metros por segundo. También registraron estructuras atmosféricas, emisiones ultravioletas de hidrógeno y auroras en las regiones polares. Las dos naves midieron la rotación de Saturno en 10 horas, 39 minutos y 24 segundos.

Voyager 1 encontró que el helio constituía alrededor del 7 % del volumen de la atmósfera superior de Saturno; la página de la NASA compara esa proporción con el 11 % de la atmósfera de Júpiter. La fuente plantea que la menor proporción de helio en las capas superiores de Saturno podría indicar que el helio, más pesado, se hunde lentamente a través del hidrógeno. Esa posibilidad, añade, podría ayudar a explicar el exceso de calor que Saturno emite respecto de la energía que recibe del Sol. La explicación está formulada como una hipótesis posible, no como una conclusión definitiva.

Urano, Neptuno y el alcance de la misión

En enero de 1986, Voyager 2 pasó cerca de Urano y transmitió imágenes y abundantes datos sobre el planeta, sus lunas, anillos, atmósfera, interior y entorno magnético. Las imágenes de sus cinco lunas mayores mostraron superficies con historias geológicas diversas. Las cámaras detectaron también 11 lunas que no se habían observado antes, y los instrumentos identificaron dos anillos nuevos. En agosto de 1989, la sonda completó su encuentro con Neptuno.

La secuencia de visitas convirtió la misión inicialmente centrada en Júpiter y Saturno en un recorrido por los cuatro gigantes exteriores. La NASA cifra en 48 las lunas exploradas entre Voyager 1 y Voyager 2, además de los sistemas de anillos y campos magnéticos de esos planetas. Las observaciones de Io, las mediciones de los vientos de Saturno y los datos enviados desde Urano ilustran la variedad de resultados que se obtuvieron durante los sobrevuelos. En el caso de Saturno, la relación propuesta entre el helio y el calor que emite sigue expresada por la fuente como una posible explicación.