Nasa aciona propulsores da Voyager 1 para evitar problemas na comunicação

Engenheiros da Nasa conseguiram ativar um conjunto de propulsores que a Voyager 1 não usava há décadas para resolver um problema que poderia impedir a espaçonave de 47 anos de se comunicar com a Terra, estando a bilhões de quilômetros de distância.

Quando a Voyager 1 foi lançada ao espaço em 5 de setembro de 1977, ninguém esperava que a sonda ainda estivesse operando hoje. Como resultado de sua missão excepcionalmente longa, a espaçonave enfrenta problemas à medida que suas peças envelhecem nas regiões geladas além do nosso Sistema Solar.

Quando surge um problema, os engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa (JPL) em Pasadena, Califórnia, precisam ser criativos, tomando cuidado com a forma como a espaçonave reagirá a qualquer alteração.

Atualmente, a Voyager 1 é a espaçonave mais distante da Terra, estando a cerca de 24 bilhões de quilômetros de distância. A sonda opera além da heliosfera – a bolha de campos magnéticos e partículas do Sol que se estende muito além da órbita de Plutão –, onde seus instrumentos coletam amostras diretamente do espaço interestelar.

No início deste ano, os engenheiros identificaram um problema quando o tubo de combustível de um dos propulsores da Voyager ficou entupido. Se essas peças estiverem obstruídas, elas não conseguem gerar força suficiente para manter a espaçonave estável. Os propulsores da Voyager mantêm a espaçonave orientada de forma que ela possa se comunicar com a Terra.

Se a espaçonave não estiver posicionada de forma que sua antena esteja apontada para nosso planeta, a espaçonave não conseguirá “ouvir” os comandos do controle da missão ou enviar dados de volta, de acordo com Calla Cofield, especialista em relações com a mídia do JPL. “Se os propulsores que mantêm a antena apontada para a Terra ficarem entupidos, isso seria o fim da missão”, disse ela.

A equipe percebeu que teria que enviar comandos para a espaçonave mudar para outro conjunto de propulsores, mas a correção não seria simples.

Um problema recorrente da Voyager 1

Não é a primeira vez que a Voyager 1 precisou mudar para outro conjunto de geradores nas últimas décadas. Felizmente, a espaçonave possui três grupos de propulsores: dois de controle de atitude e um dedicado a manobras de correção de trajetória.

A Voyager 1 utilizou os propulsores para diversas finalidades enquanto sobrevoava planetas como Júpiter e Saturno em 1979 e 1980, respectivamente.

Agora, a espaçonave está viajando em uma trajetória inalterável para longe do nosso Sistema Solar, de modo que precisa apenas de um conjunto de propulsores para manter sua antena apontada para a Terra. Para alimentar essas peças, a hidrazina líquida é convertida em gás e liberada em cerca de 40 pequenos impulsos por dia para manter a Voyager 1 orientada corretamente.

Com o tempo, os engenheiros descobriram que um tubo de combustível dentro dos propulsores pode ficar entupido com dióxido de silício, um subproduto do envelhecimento do diafragma de borracha do tanque. À medida que os geradores ficam obstruídos, eles oferecem menos força.

Em 2002, a equipe comandou a Voyager 1 para mudar para o segundo conjunto de propulsores de controle de atitude quando o primeiro começou a apresentar sinais de entupimento. Os engenheiros mudaram novamente para o grupo de motores de correção de trajetória em 2018, quando o segundo conjunto também mostrou sinais de obstrução.

No entanto, quando a equipe verificou recentemente o status dos instrumentos de correção de trajetória da Voyager, eles estavam ainda mais entupidos do que os dois conjuntos anteriores.

Quando a equipe inicialmente mudou para os propulsores de correção de trajetória, há seis anos, a abertura do tubo era de 0,25 milímetros de diâmetro. Agora, o entupimento a reduziu para 0,035 milímetros – metade da espessura de um fio de cabelo humano, segundo a Nasa.

Fazendo uma troca desafiadora

À medida que a Voyager 1 e sua sonda gêmea, a Voyager 2, envelheceram, a equipe da missão desligou lentamente sistemas não essenciais em ambas as espaçonaves para economizar energia, incluindo aquecedores.

Como resultado, os componentes da Voyager 1 estão mais frios agora, e a equipe sabia que não poderia simplesmente enviar um comando para trocar imediatamente para um dos propulsores de controle de atitude sem antes aquecê-los.

No entanto, a Voyager 1 não tem energia suficiente para ligar os aquecedores sem desligar outra coisa, e seus instrumentos científicos são valiosos demais para serem desligados, pois podem não voltar a funcionar, segundo a equipe.

Após repensar a estratégia, a equipe percebeu que poderia desligar um dos principais aquecedores da espaçonave por cerca de uma hora, permitindo que os engenheiros ligassem os geradores de calor dos propulsores e fizessem a troca com segurança.

Esse plano funcionou, e até 27 de agosto, a Voyager 1 voltou a depender de um dos conjuntos originais de motores para se manter em contato com a Terra.

A equipe tomou medidas para usar os propulsores com menos frequência e espera que o conjunto original dure mais dois ou três anos, disse Todd Barber, engenheiro de propulsão da Voyager.

Quando a espaçonave esgotar esse conjunto de geradores, a única opção restante da Voyager 1 será o outro conjunto de propulsores de controle de atitude já obstruído.

“Todas as decisões que teremos que tomar daqui para frente vão exigir muito mais análise e cautela do que antes”, disse Suzanne Dodd, gerente do projeto Voyager, em um comunicado.

A Voyager 2 também passou por trocas de propulsores em 1999 e 2019, e “a situação lá é menos crítica”, disse Todd Barber. A Voyager 2 já percorreu mais de 20 bilhões de quilômetros desde a Terra.

As informações coletadas por essas sondas de longa duração estão ajudando os cientistas a entender a forma semelhante a um cometa da heliosfera e como ela protege a Terra de partículas energizadas e radiação no espaço interestelar.