Los ingenieros que trabajan en la sonda Voyager 1 de la NASA, que vuela hace años por el espacio interestelar, han logrado solucionar un problema con los propulsores de la nave espacial.
Estos propulsores mantienen al explorador distante apuntando hacia la Tierra para que pueda recibir comandos, enviar datos de ingeniería y proporcionar los datos científicos únicos que está recopilando.
Después de 47 años, un tubo de combustible dentro de los propulsores se ha obstruido con dióxido de silicio, un subproducto que aparece con el tiempo a partir de un diafragma de goma en el tanque de combustible de la nave espacial. La obstrucción reduce la eficiencia con la que los propulsores pueden generar fuerza. Después de semanas de planificación cuidadosa, el equipo cambió la nave espacial a un conjunto diferente de propulsores.
Los propulsores se alimentan con hidracina líquida, que se convierte en gases y se libera en bocanadas de decenas de milisegundos de duración para inclinar suavemente la antena de la nave espacial hacia la Tierra. Si el propulsor obstruido estuviera en buen estado, necesitaría realizar alrededor de 40 de estos pulsos cortos por día.
Ambas sondas Voyager cuentan con tres conjuntos, o ramas, de propulsores: dos conjuntos de propulsores de propulsión de actitud y un conjunto de propulsores de maniobra de corrección de trayectoria. Durante los sobrevuelos planetarios de la misión, ambos tipos de propulsores se utilizaron para diferentes propósitos. Pero como la Voyager 1 viaja por una ruta invariable fuera del sistema solar, sus necesidades de propulsores son más simples, y cualquiera de las ramas de propulsores se puede utilizar para apuntar la nave espacial hacia la Tierra.
En 2002, el equipo de ingeniería de la misión, con sede en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, notó que algunos tubos de combustible en la rama de propulsión de actitud que se usaba para apuntar se estaban obstruyendo, por lo que el equipo cambió a la segunda rama. Cuando esa rama mostró signos de obstrucción en 2018, el equipo cambió a los propulsores de maniobra de corrección de trayectoria y ha estado utilizando esa rama desde entonces.
Ahora, esos tubos de propulsión de corrección de trayectoria están aún más obstruidos que las ramas originales cuando el equipo los cambió en 2018, informa la NASA.
Los tubos obstruidos están ubicados dentro de los propulsores y dirigen el combustible a los lechos catalíticos, donde se convierte en gases. (Estos son diferentes a los tubos de combustible que envían hidracina a los propulsores). Donde la abertura del tubo tenía originalmente solo 0,25 milímetros de diámetro, la obstrucción lo ha reducido a 0,035 mm), o aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano. Como resultado, el equipo necesitaba volver a cambiar a una de las ramas de propulsión de actitud.
El desafío de la edad
Cambiar a diferentes propulsores habría sido una operación relativamente simple para la misión en 1980 o incluso 2002. Pero la edad de la nave espacial (47 años) ha introducido nuevos desafíos, principalmente relacionados con el suministro de energía y la temperatura. La misión ha apagado todos los sistemas no esenciales a bordo, incluidos algunos calentadores, en ambas naves espaciales para conservar su suministro de energía eléctrica, que se reduce gradualmente y que se genera mediante la descomposición del plutonio.
Si bien esas medidas han funcionado para reducir la energía, también han provocado que la nave espacial se enfríe, un efecto agravado por la pérdida de otros sistemas no esenciales que producían calor. En consecuencia, las ramas de los propulsores de propulsión de actitud se han enfriado y encenderlas en ese estado podría dañarlas, lo que dejaría los propulsores inutilizables.
El equipo determinó que la mejor opción sería calentar los propulsores antes del cambio encendiendo lo que se había considerado calentadores no esenciales. Sin embargo, como ocurre con tantos desafíos que ha enfrentado el equipo de la Voyager, esto presentó un enigma: el suministro de energía de la nave espacial es tan bajo que encender los calentadores no esenciales requeriría que la misión apagara algo más para proporcionarles la electricidad adecuada, y todo lo que está funcionando actualmente se considera esencial.
Tras estudiar el problema, descartaron apagar uno de los instrumentos científicos que aún estaban en funcionamiento durante un tiempo limitado porque existe el riesgo de que el instrumento no vuelva a funcionar. Después de un estudio y una planificación adicionales, el equipo de ingeniería determinó que podían apagar de forma segura uno de los calentadores principales de la nave espacial durante una hora, liberando suficiente energía para encender los calentadores de los propulsores.
Funcionó. El 27 de agosto, confirmaron que la rama de propulsión necesaria estaba de nuevo en funcionamiento, ayudando a apuntar a la Voyager 1 hacia la Tierra.
“Todas las decisiones que tendremos que tomar en el futuro requerirán mucho más análisis y precaución que antes”, dijo Suzanne Dodd, directora del proyecto Voyager en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, que gestiona la Voyager para la NASA.
Las naves espaciales Voyager están explorando el espacio interestelar, la región fuera de la burbuja de partículas y campos magnéticos creada por el sol, donde es probable que ninguna otra nave espacial visite durante mucho tiempo. El equipo científico de la misión está trabajando para mantener las Voyager en funcionamiento durante el mayor tiempo posible, para que puedan seguir revelando cómo es el entorno interestelar, según los planes de la NASA.
