El espacio interestelar y las naves Voyager
Lejos del abrazo cálido del Sol, el límite de nuestro sistema solar parecería ser un lugar frío, vacío y oscuro.
Durante muchos años se pensó que ese enorme espacio entre nosotros y la estrella más cercana era un vasto territorio de la nada.
Hasta hace poco, era una zona que la humanidad sólo podía apreciar en la distancia. Los astrónomos apenas le ponían atención, preferían enfocar su tiempo y sus recursos a masas estelares, estrellas vecinas, galaxias y nebulosas.
Pero dos naves, construidas y lanzadas al espacio en los años 70, nos están dando los primeros atisbos de esta extraña región que es conocida como el espacio interestelar.
El gran salto de la humanidad al espacio interestelar —el espacio entre las estrellas— está en marcha. Las sondas Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA se encuentran en el espacio interestelar.
Por el momento, enviar humanos al límite del espacio interestelar, y mucho menos a través del vacío cósmico hacia otras estrellas, sigue siendo ciencia ficción.
Pero científicos e ingenieros están desarrollando habilidades y tecnologías que podrían ayudarnos a llegar allí algún día.
Aquí tienes 10 cosas que hemos aprendido sobre el viaje interestelar.
1. El espacio entre estrellas
El espacio interestelar a menudo se denomina espacio entre las estrellas, pero más específicamente, es la región entre la heliosfera de nuestro Sol y las astrosferas de otras estrellas.
Nuestra heliosfera es una vasta burbuja de plasma, un gas de partículas cargadas, que emana del Sol. Esta emanación se conoce como viento solar. La burbuja rodea al Sol y se extiende más allá de los planetas.
Ambas naves espaciales Voyager tuvieron que viajar más de 17 mil millones de kilómetros desde el Sol para cruzar el borde de la heliosfera. Esta burbuja se mueve a través del espacio interestelar mientras el Sol orbita el centro de la Vía Láctea. A medida que nuestra heliosfera surca el espacio, crea una onda de proa, como la que forma la proa de un barco.
2. ¿Ya llegamos? No. En serio, este viaje va a llevar un tiempo.
Dado que el motor warp sigue siendo solo una fantasía, llegar al espacio interestelar lleva mucho tiempo en la actualidad. La Voyager 1, la primera nave espacial en lograrlo, estaba a unas 122 Unidades Astronómicas (la Tierra está a una Unidad Astronómica, o UA, del Sol), es decir, a unos 18 000 millones de kilómetros del Sol, cuando salió de la heliosfera y entró en el espacio interestelar.
La nave espacial despegó de Florida en 1977 y entró en el espacio interestelar el 25 de agosto de 2012. Ese es un viaje de 35 años. Por supuesto, la Voyager 1 no fue directa al espacio interestelar; tomó la ruta panorámica y recorrió primero Júpiter y Saturno.
La Voyager 2, viajando más lento que la Voyager 1, también recorrió Urano y Neptuno, y tardó 41 años en llegar al espacio interestelar.
3. ¿Cómo se ve ahí fuera?
¿Dónde están mis fotos interestelares? Lo siento, no hay selfies de la Voyager. Después de que la Voyager 1 tomara imágenes en 1990 para el "Retrato Familiar del Sistema Solar", que incluía la famosa foto del "Punto Azul Pálido", las cámaras se apagaron para ahorrar energía y memoria para la futura misión interestelar.
Además, se eliminó el software de la cámara, y los ordenadores en tierra que lo entendían ya no existen. Las cámaras también han estado expuestas a frío extremo durante muchos años. Por lo tanto, incluso si los responsables de la misión reconstruyeran los ordenadores en tierra, recargaran el software de la cámara y las volvieran a encender, no está claro que funcionaran.
Si te sirve de consuelo, ahora no hay mucho que ver para las Voyager, salvo las estrellas, y no se verían muy diferentes a como se veían en 1990.
4. ¿Sonidos de silencio?
No si sabes escuchar. No deberías poder oír nada en el espacio interestelar, porque es un vacío casi perfecto: prácticamente no hay ningún medio por el que las ondas sonoras viajen, como el aire.
Pero los instrumentos de la Voyager son mucho más sensibles que nuestros oídos, y pudieron "escuchar" otros tipos de ondas que viajan a través del medio interestelar. Lo que oyeron fue música para los oídos de los científicos.
Don Gurnett, investigador principal del instrumento Plasma Wave Science de la Voyager 1, reprodujo una grabación de audio con datos de ondas de plasma en una conferencia de prensa en septiembre de 2013. Los sonidos, explicó, eran evidencia sólida de que la Voyager 1 había abandonado la heliosfera y se encontraba en el espacio interestelar.
En rigor, el instrumento de ondas de plasma no detecta sonido. Detecta ondas en el plasma generadas por erupciones solares, conocidas como eyecciones de masa coronal.
Estas ondas influyen en el medio interestelar, por lo que la Voyager puede detectarlas tanto dentro como fuera de la heliosfera. El plasma está tan diluido que las ondas que lo atraviesan serían demasiado débiles para que nuestros oídos las detecten.
Pero, como algunas de esas ondas caen en el rango de la "frecuencia de audio", Gurnett solo tuvo que amplificar el sonido para que fueran audibles para el oído humano.
5. ¿No tuvimos un visitante interestelar?
Un objeto intrigante pasó rápidamente por nuestro sistema solar a finales de 2017. Estaba en una trayectoria empinada que le dijo a los científicos que no era de por aquí.
Determinaron que era del espacio interestelar, el primer objeto confirmado de otro sistema solar en visitar nuestro sistema solar. Los científicos llamaron al objeto 'Oumuamua, una palabra hawaiana que significa "visitante de lejos que llega primero". Entonces, ¿qué era?
Debido a que 'Oumuamua fue el primero de su tipo y no fue observado con gran detalle a corta distancia, los investigadores encontraron difícil sacar conclusiones. Pero fuera lo que fuera, era grande, se movía rápido y estaba dando vueltas por el espacio.
'Oumuamua es muy alargado y se estima que mide menos de 800 metros en su dimensión más larga. Fue detectado por última vez alejándose del Sol a aproximadamente 87,3 kilómetros por segundo, en su camino de regreso al espacio interestelar. Después de enero de 2018, 'Oumuamua ya no era visible para los telescopios, ni siquiera en el espacio.
6. Ir audazmente a donde ninguna nave espacial ha ido antes.
Solo dos naves espaciales han llegado al espacio interestelar. La Voyager 1 fue la primera, en agosto de 2012. Seis años después, su gemela, la Voyager 2, entró en el espacio interestelar el 5 de noviembre de 2018.
La sonda New Horizons, que exploró Plutón y el objeto del Cinturón de Kuiper llamado Arrokoth, también se dirige hacia el espacio interestelar, generalmente en dirección a la constelación de Sagitario. Las Pioneer 10 y Pioneer 11 de la NASA han dejado de funcionar, pero también se adentran en el espacio interestelar como naves fantasma.
La Pioneer 10 se dirige hacia la estrella roja Aldebarán, en la constelación de Tauro. La Pioneer 11 viaja hacia el centro de la galaxia en dirección a Sagitario.
7. Velocidad de escape: lo que se necesita para viajar entre estrellas.
Cientos de naves espaciales se han lanzado más allá de la Tierra, así que ¿por qué solo cinco naves espaciales salen de nuestro sistema solar?
Bueno, la mayoría de las naves espaciales no están diseñadas para salir del sistema solar. Están diseñadas para sobrevolar, orbitar o aterrizar en un planeta. Para ir al espacio interestelar, una sonda debe ser lanzada a una órbita específica y mediante un cohete lo suficientemente potente como para darle la velocidad necesaria para liberarse de la gravedad solar. Incluso con nuestros cohetes más grandes, algunas sondas necesitan un impulso.
Las Voyager aprovecharon una rara disposición de los planetas exteriores que ocurre aproximadamente cada 176 años. Las sondas utilizaron asistencia gravitatoria para oscilar de un planeta a otro sin necesidad de grandes sistemas de propulsión. Tres de los sobrevuelos aumentaron la velocidad de las sondas lo suficiente como para llevarlas al siguiente planeta, elevándose aún más lejos de la gravedad solar.
8. Superadores Cósmicos: Sigo explorando después de todos estos años.
Las Voyager 1 y 2 se lanzaron con 16 días de diferencia en 1977. La Voyager 2 se lanzó primero, pero la Voyager 1 seguía una trayectoria más rápida. Son las naves espaciales con mayor tiempo de operación continua. Entre ambas, han explorado todos los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar.
Si bien las sondas se encuentran ahora en el espacio interestelar, aún no han abandonado el sistema solar. Se considera que el límite del sistema solar está más allá de la Nube de Oort, un conjunto de pequeños objetos que aún se encuentran bajo la influencia del Sol.
La mayoría de los cometas que visitan el sistema solar interior provienen de la Nube de Oort. Las sondas podrían tardar 300 años en alcanzar el límite interior de esa región.
9. Bien, las Voyager han llegado al espacio interestelar. ¿Y ahora qué?
Con el tiempo, las Voyager pasarán por otras estrellas. La Voyager 1 está escapando del sistema solar a una velocidad de aproximadamente 3,5 UA por año, a 35 grados del plano eclíptico hacia el norte, en la dirección general del ápice solar, que es la dirección del movimiento del Sol en relación con las estrellas cercanas.
La Voyager 1 dejará el sistema solar apuntando hacia la constelación de Ofiuco. En el año 40.272 d. C. (más de 38.200 años a partir de ahora), la Voyager 1 se acercará a 1,7 años luz de una oscura estrella ahora en la constelación de la Osa Menor (la Osa Menor o Carro Pequeño) llamada Gliese 445.
La Voyager 2 está escapando del sistema solar a una velocidad de aproximadamente 3,1 UA por año hacia las constelaciones de Sagitario y Pavo. En unos 40.000 años, la Voyager 2 se acercará a unos 1,7 años luz de una estrella llamada Ross 248, una pequeña estrella que ahora se encuentra en la constelación de Andrómeda.
Después de eso, las Voyager están destinadas a orbitar la Vía Láctea como embajadoras silenciosas de la Tierra, quizás para siempre. Cada nave espacial lleva un Disco Dorado con sonidos, imágenes y mensajes de la Tierra.
10. Más allá de las Voyager:
Próximos pasos para explorar el espacio interestelar
No hay planes actuales de la NASA para enviar nuevas naves espaciales al espacio interestelar, pero los investigadores están explorando diversas ideas y conceptos sobre lo que podría ser posible y científicamente valioso.
Sin embargo, hay dos satélites de la NASA diseñados para estudiar el espacio interestelar desde relativamente cerca de la Tierra. El Interstellar Boundary Explorer (IBEX) es un pequeño satélite que ya orbita la Tierra. IBEX tiene instrumentos especiales que recopilan datos para crear el primer mapa del límite del espacio interestelar.
La NASA se prepara para el lanzamiento de la Sonda de Mapeo y Aceleración Interestelar (IMAP) en 2025.
La nave espacial se ubicará a aproximadamente 1,6 millones de kilómetros de la Tierra, en dirección al Sol, en el llamado primer punto de Lagrange o L1. Esto ayudará a los investigadores a comprender mejor el límite de la heliosfera.
Algunas canciones del disco de oro que viaja en una Voyager:
¡Hasta el próximo jueves, amigos!
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