Voyager 1 explora Saturno

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Em 12 de novembro de 1980, a Voyager 1 chegou a 78.000 milhas de Saturno, o segundo maior planeta do sistema solar. Câmeras transmitiram imagens a 950 milhões de milhas de volta à Califórnia, revelando novas informações interessantes sobre os anéis de Saturno. Uma reportagem detalha a descoberta.


Voyager 1 explora Saturno - HISTÓRIA

As espaçonaves gêmeas Voyager 1 e Voyager 2 foram lançadas pela NASA em meses separados no verão de 1977 do Cabo Canaveral, Flórida. Conforme projetado originalmente, as Voyagers deveriam conduzir estudos aproximados de Júpiter e Saturno, dos anéis de Saturno e das luas maiores dos dois planetas.

Para cumprir sua missão de dois planetas, a espaçonave foi construída para durar cinco anos. Mas, à medida que a missão prosseguia, e com a realização bem-sucedida de todos os seus objetivos, os voos adicionais dos dois planetas gigantes externos, Urano e Netuno, mostraram-se possíveis - e irresistíveis para os cientistas e engenheiros da missão na casa dos Voyager no Jato Laboratório de Propulsão em Pasadena, Califórnia.

À medida que a espaçonave voava pelo sistema solar, a reprogramação por controle remoto foi usada para dotar as Voyagers com maiores capacidades do que possuíam quando deixaram a Terra. Sua missão de dois planetas se tornou quatro. Suas vidas de cinco anos se estenderam para 12 ou mais.

Entre eles, as Voyager 1 e 2 explorariam todos os planetas gigantes externos de nosso sistema solar, 48 de suas luas e os sistemas únicos de anéis e campos magnéticos que esses planetas possuem.

Se a missão da Voyager tivesse terminado depois que Júpiter e Saturno voaram sozinho, ela ainda teria fornecido o material para reescrever livros didáticos de astronomia. Mas, tendo dobrado seus já ambiciosos itinerários, as Voyagers retornaram à Terra informações ao longo dos anos que revolucionaram a ciência da astronomia planetária, ajudando a resolver questões-chave enquanto levantam questões intrigantes sobre a origem e evolução dos planetas em nosso sistema solar.

História da missão Voyager

Embora se soubesse que a missão de quatro planetas era possível, era considerado muito caro construir uma espaçonave que pudesse ir longe, carregar os instrumentos necessários e durar o suficiente para cumprir uma missão tão longa. Assim, as Voyagers foram financiadas para conduzir estudos intensivos de sobrevôo apenas em Júpiter e Saturno. Mais de 10.000 trajetórias foram estudadas antes de escolher as duas que permitiriam voos próximos de Júpiter e sua grande lua Io, e Saturno e sua grande lua Titã, a rota de voo escolhida para a Voyager 2, também preservou a opção de continuar para Urano e Netuno.

Do Centro Espacial Kennedy da NASA em Cape Canaveral, Flórida, a Voyager 2 foi lançada primeiro, em 20 de agosto de 1977 A Voyager 1 foi lançada em uma trajetória mais rápida e curta em 5 de setembro de 1977. Ambas as espaçonaves foram entregues ao espaço a bordo de Titan-Centauro dispensáveis foguetes.

A missão principal da Voyager para Júpiter e Saturno trouxe a Voyager 1 para Júpiter em 5 de março de 1979 e Saturno em 12 de novembro de 1980, seguida pela Voyager 2 para Júpiter em 9 de julho de 1979 e Saturno em 25 de agosto de 1981.

A trajetória da Voyager 1, projetada para enviar a espaçonave perto da grande lua Titã e atrás dos anéis de Saturno, dobrou o caminho da espaçonave inexoravelmente para o norte, saindo do plano eclíptico - o plano em que a maioria dos planetas orbita o sol. A Voyager 2 foi projetada para voar por Saturno em um ponto que enviaria automaticamente a espaçonave na direção de Urano.

Após o encontro bem-sucedido com Saturno da Voyager 2, foi mostrado que a Voyager 2 provavelmente seria capaz de voar para Urano com todos os instrumentos em operação. A NASA forneceu financiamento adicional para continuar operando as duas espaçonaves e autorizou o JPL a realizar um sobrevôo de Urano. Posteriormente, a NASA também autorizou a parte Netuno da missão, que foi renomeada como Missão Interestelar Voyager Neptune.

A Voyager 2 encontrou Urano em 24 de janeiro de 1986, retornando fotos detalhadas e outros dados do planeta, suas luas, campo magnético e anéis escuros. Enquanto isso, a Voyager 1 continua avançando, conduzindo estudos do espaço interplanetário. Eventualmente, seus instrumentos podem ser os primeiros de qualquer espaçonave a detectar a heliopausa - a fronteira entre o fim da influência magnética do Sol e o início do espaço interestelar.

Seguindo a aproximação mais próxima da Voyager 2 a Netuno em 25 de agosto de 1989, a espaçonave voou para o sul, abaixo do plano da eclíptica e em um curso que a levará, também, para o espaço interestelar. Refletindo os novos destinos transplanetários das Voyagers, o projeto agora é conhecido como a missão interestelar Voyager.

A Voyager 1 agora está deixando o sistema solar, elevando-se acima do plano da eclíptica em um ângulo de cerca de 35 graus a uma taxa de cerca de 520 milhões de quilômetros (cerca de 320 milhões de milhas) por ano. A Voyager 2 também está saindo do sistema solar, mergulhando abaixo do plano da eclíptica em um ângulo de cerca de 48 graus e uma velocidade de cerca de 470 milhões de quilômetros (cerca de 290 milhões de milhas) por ano.

Ambas as espaçonaves continuarão a estudar as fontes ultravioleta entre as estrelas, e os campos e instrumentos de partículas a bordo das Voyagers continuarão a pesquisar a fronteira entre a influência do Sol e o espaço interestelar. Espera-se que as Voyagers retornem dados valiosos por mais duas ou três décadas. As comunicações serão mantidas até que as fontes de energia nuclear das Voyagers não possam mais fornecer energia elétrica suficiente para alimentar subsistemas críticos.

O custo das missões Voyager 1 e 2 - incluindo o lançamento, as operações da missão desde o lançamento até o encontro com Netuno e as baterias nucleares da espaçonave (fornecidas pelo Departamento de Energia) - é de US $ 865 milhões. A NASA orçou US $ 30 milhões adicionais para financiar a missão interestelar Voyager por dois anos após o encontro com Netuno.

Operações da Voyager

As Voyagers viajam muito longe do Sol para usar painéis solares, elas foram equipadas com fontes de energia chamadas geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs). Esses dispositivos, usados ​​em outras missões espaciais, convertem o calor produzido pela decomposição radioativa natural do plutônio em eletricidade para alimentar os instrumentos da espaçonave, computadores, rádio e outros sistemas.

As espaçonaves são controladas e seus dados retornados através da Deep Space Network (DSN), um sistema global de rastreamento de espaçonaves operado pelo JPL para a NASA. Os complexos de antenas DSN estão localizados no deserto de Mojave, na Califórnia, perto de Madrid, Espanha e em Tidbinbilla, Austrália.

O gerente de projeto da Voyager para a Missão Interestelar é George P. Textor do JPL. O cientista do projeto Voyager é o Dr. Edward C. Stone, do California Institute of Technology. O cientista assistente do projeto para o sobrevoo de Júpiter foi o Dr. Arthur L. Lane, seguido pelo Dr. Ellis D. Miner para os encontros de Saturno, Urano e Netuno. Ambos estão com o JPL.

Júpiter

Júpiter é o maior planeta do sistema solar, composto principalmente de hidrogênio e hélio, com pequenas quantidades de metano, amônia, vapor d'água, vestígios de outros compostos e um núcleo de rocha derretida e gelo. Faixas latitudinais coloridas e nuvens atmosféricas e tempestades ilustram o sistema climático dinâmico de Júpiter. O planeta gigante agora é conhecido por possuir 16 luas. O planeta completa uma órbita do Sol a cada 11,8 anos e seu dia é de 9 horas e 55 minutos.

Embora os astrônomos tenham estudado Júpiter por meio de telescópios na Terra por séculos, os cientistas ficaram surpresos com muitas das descobertas da Voyager.

A Grande Mancha Vermelha foi revelada como uma tempestade complexa movendo-se no sentido anti-horário. Uma série de outras tempestades menores e redemoinhos foram encontrados em todas as nuvens em faixas.

A descoberta de vulcanismo ativo no satélite Io foi facilmente a maior descoberta inesperada em Júpiter. Foi a primeira vez que vulcões ativos foram vistos em outro corpo do sistema solar. Juntas, as Voyagers observaram a erupção de nove vulcões em Io, e há evidências de que outras erupções ocorreram entre os encontros da Voyager.

As plumas dos vulcões se estendem por mais de 300 quilômetros (190 milhas) acima da superfície. As Voyagers observaram o material ejetado em velocidades de até um quilômetro por segundo.

Os vulcões de Io aparentemente se devem ao aquecimento do satélite pelo bombeamento das marés. Io é perturbado em sua órbita por Europa e Ganimedes, dois outros grandes satélites próximos, e então puxado de volta para sua órbita regular por Júpiter. Este cabo de guerra resulta em protuberâncias de maré de até 100 metros (330 pés) na superfície de Io, em comparação com protuberâncias de maré típicas na Terra de um metro (três pés).

Parece que o vulcanismo em Io afeta todo o sistema joviano, sendo a fonte primária de matéria que permeia a magnetosfera de Júpiter - a região do espaço que circunda o planeta influenciada pelo campo magnético joviano. Enxofre, oxigênio e sódio, aparentemente irrompidos pelos muitos vulcões de Io e expelidos da superfície pelo impacto de partículas de alta energia, foram detectados tão distantes quanto a borda externa da magnetosfera a milhões de quilômetros do próprio planeta.

Europa exibiu um grande número de feições lineares que se cruzam nas fotos de baixa resolução da Voyager 1. No início, os cientistas acreditaram que as feições poderiam ser rachaduras profundas, causadas por rachaduras crustais ou processos tectônicos. As fotos de alta resolução mais próximas da Voyager 2, no entanto, deixaram os cientistas perplexos: as características eram tão carentes de relevo topográfico que, como um cientista as descreveu, "podem ter sido pintadas com um marcador de feltro". Existe a possibilidade de Europa estar internamente ativa devido ao aquecimento das marés em um nível de um décimo ou menos do que o de Io. Acredita-se que Europa tenha uma crosta fina (menos de 30 quilômetros ou 18 milhas de espessura) de gelo de água, possivelmente flutuando em um oceano de 50 quilômetros (30 milhas) de profundidade.

Ganimedes acabou por ser a maior lua do sistema solar, com um diâmetro de 5.276 quilômetros (3.280 milhas). Ele mostrou dois tipos distintos de terreno - com crateras e sulcos - sugerindo aos cientistas que toda a crosta gelada de Ganimedes esteve sob tensão por processos tectônicos globais.

Calisto tem uma crosta muito antiga com muitas crateras mostrando anéis remanescentes de enormes crateras de impacto. As maiores crateras foram aparentemente apagadas pelo fluxo da crosta gelada ao longo do tempo geológico. Quase nenhum relevo topográfico é aparente nos remanescentes fantasmas das imensas bacias de impacto, identificáveis ​​apenas por sua cor clara e os anéis reduzidos de cristas concêntricas circundantes.

Um tênue anel de material empoeirado foi encontrado ao redor de Júpiter. Sua borda externa está a 129.000 quilômetros (80.000 milhas) do centro do planeta e se estende para dentro por cerca de 30.000 quilômetros (18.000 milhas).

Dois novos satélites pequenos, Adrastea e Metis, foram encontrados orbitando fora do anel. Um terceiro novo satélite, Tebe, foi descoberto entre as órbitas de Amalthea e Io.

Os anéis e luas de Júpiter existem dentro de um cinturão de intensa radiação de elétrons e íons aprisionados no campo magnético do planeta. Essas partículas e campos compreendem a magnetosfera joviana, ou ambiente magnético, que se estende de três a sete milhões de quilômetros em direção ao Sol e se estende em forma de biruta pelo menos até a órbita de Saturno - uma distância de 750 milhões de quilômetros (460 milhões de milhas) .

À medida que a magnetosfera gira com Júpiter, ela passa por Io e remove cerca de 1.000 quilogramas (uma tonelada) de material por segundo. O material forma um toro, uma nuvem de íons em forma de donut que brilha no ultravioleta. Os íons pesados ​​do toro migram para fora e sua pressão infla o enxofre mais energético de Júpiter e os íons de oxigênio caem ao longo do campo magnético na atmosfera do planeta, resultando em auroras.

Io atua como um gerador elétrico conforme se move através do campo magnético de Júpiter, desenvolvendo 400.000 volts em seu diâmetro e gerando uma corrente elétrica de 3 milhões de amperes que flui ao longo do campo magnético para a ionosfera do planeta.

Saturno

Saturno é o segundo maior planeta do sistema solar. Demora 29,5 anos terrestres para completar uma órbita do Sol, e seu dia foi cronometrado em 10 horas e 39 minutos. Saturno é conhecido por ter pelo menos 17 luas e um complexo sistema de anéis. Como Júpiter, Saturno é principalmente hidrogênio e hélio. Descobriu-se que sua tonalidade amarela nebulosa era marcada por uma ampla faixa atmosférica semelhante, mas muito mais tênue do que a encontrada em Júpiter. Um exame minucioso dos sistemas de imagem da Voyager revelou ovais de vida longa e outras características atmosféricas geralmente menores do que as de Júpiter.

Talvez as maiores surpresas e os quebra-cabeças tenham sido encontrados pelas Voyagers nos anéis de Saturno. Pensa-se que os anéis se formaram a partir de luas maiores que foram estilhaçadas por impactos de cometas e meteoróides. A poeira resultante e as partículas do tamanho de uma rocha até a casa se acumularam em um amplo plano ao redor do planeta, variando em densidade.

As formas irregulares das oito menores luas de Saturno indicam que elas também são fragmentos de corpos maiores. Estruturas inesperadas, como dobras e raios, foram encontradas além de anéis finos e largos e difusos não observados da Terra. Muito da elaborada estrutura de alguns dos anéis é devido aos efeitos gravitacionais de satélites próximos. Este fenômeno é mais obviamente demonstrado pela relação entre o anel F e duas pequenas luas que "pastorearam" o material do anel. A variação na separação das luas do anel pode causar a aparência dobrada do anel. Luas pastoras também foram encontradas pela Voyager 2 em Urano.

Traços radiais semelhantes a raios no amplo anel B foram encontrados pelas Voyagers. Acredita-se que os recursos sejam compostos de partículas finas do tamanho de uma poeira. Observou-se que os raios se formaram e se dissiparam em imagens de lapso de tempo capturadas pelas Voyagers. Embora a carga eletrostática possa criar raios por levitação de partículas de poeira acima do anel, a causa exata da formação dos raios não é bem compreendida.

Os ventos sopram em velocidades extremamente altas em Saturno - até 1.800 quilômetros por hora (1.100 milhas por hora). Sua direção principalmente de leste indica que os ventos não estão confinados à camada superior de nuvens, mas devem se estender por pelo menos 2.000 quilômetros (1.200 milhas) para baixo na atmosfera. A temperatura característica da atmosfera é de 95 kelvins.

Saturno possui uma grande variedade de satélites em sua órbita, variando de Phoebe, uma pequena lua que viaja em uma órbita retrógrada e provavelmente é um asteróide capturado, a Titã, a lua do tamanho de um planeta com uma espessa atmosfera de nitrogênio-metano. A temperatura e a pressão da superfície de Titã são 94 kelvins (-292 Fahrenheit) e 1,5 atmosferas. A fotoquímica converte algum metano atmosférico em outras moléculas orgânicas, como o etano, que se pensa se acumular em lagos ou oceanos. Outros hidrocarbonetos mais complexos formam as partículas de névoa que eventualmente caem na superfície, cobrindo-a com uma espessa camada de matéria orgânica. A química na atmosfera de Titã pode ser muito parecida com a que ocorreu na Terra antes que a vida evoluísse.

A superfície mais ativa de qualquer lua vista no sistema de Saturno foi a de Enceladus. A superfície brilhante desta lua, marcada por falhas e vales, mostrou evidências de mudança induzida tectonicamente. A Voyager 1 encontrou a lua Mimas marcada por uma cratera tão grande que o impacto que a causou quase quebrou o satélite.

O campo magnético de Saturno é menor do que o de Júpiter, estendendo-se por apenas um ou dois milhões de quilômetros. O eixo do campo está quase perfeitamente alinhado com o eixo de rotação do planeta.

Urano

Urano é o terceiro maior planeta do sistema solar. Ele orbita o Sol a uma distância de cerca de 2,8 bilhões de quilômetros (1,7 bilhão de milhas) e completa uma órbita a cada 84 anos. A duração de um dia em Urano, medida pela Voyager 2, é de 17 horas e 14 minutos.

Urano se distingue pelo fato de estar inclinado para o lado. Acredita-se que sua posição incomum seja o resultado de uma colisão com um corpo do tamanho de um planeta no início da história do sistema solar. Dada sua orientação estranha, com suas regiões polares expostas à luz do sol ou à escuridão por longos períodos, os cientistas não tinham certeza do que esperar em Urano.

A Voyager 2 descobriu que uma das influências mais marcantes dessa posição lateral é seu efeito na cauda do campo magnético, que é inclinado 60 graus em relação ao eixo de rotação do planeta. Foi mostrado que a cauda magnética é torcida pela rotação do planeta em um longo formato de saca-rolhas atrás do planeta.

A presença de um campo magnético em Urano não era conhecida até a chegada da Voyager. A intensidade do campo é aproximadamente comparável à da Terra, embora varie muito mais de ponto a ponto por causa de seu grande deslocamento do centro de Urano. A orientação peculiar do campo magnético sugere que o campo é gerado em uma profundidade intermediária no interior, onde a pressão é alta o suficiente para que a água se torne eletricamente condutora.

Descobriu-se que os cinturões de radiação em Urano eram de intensidade semelhante aos de Saturno. A intensidade da radiação dentro dos cinturões é tal que a irradiação escureceria rapidamente (em 100.000 anos) qualquer metano preso nas superfícies geladas das luas internas e partículas do anel. Isso pode ter contribuído para o escurecimento das superfícies das luas e das partículas do anel, que são quase uniformemente cinzentas.

Uma alta camada de névoa foi detectada ao redor do poste iluminado pelo sol, que também irradiava grandes quantidades de luz ultravioleta, um fenômeno chamado de "claridade diurna". A temperatura média é de cerca de 60 Kelvin (-350 graus Fahrenheit). Surpreendentemente, os pólos iluminados e escuros, e a maior parte do planeta, mostram quase a mesma temperatura no topo das nuvens.

A Voyager encontrou 10 novas luas, elevando o número total para 15. A maioria das novas luas são pequenas, com a maior medindo cerca de 150 quilômetros (cerca de 90 milhas) de diâmetro.

A lua Miranda, a mais interna das cinco grandes luas, revelou-se um dos corpos mais estranhos já vistos no sistema solar. Imagens detalhadas do sobrevôo lunar da Voyager mostraram enormes desfiladeiros com falhas de até 20 quilômetros (12 milhas), camadas de terraços e uma mistura de superfícies antigas e jovens. Uma teoria sustenta que Miranda pode ser uma reagregração de material de uma época anterior, quando a lua foi fraturada por um impacto violento.

As cinco grandes luas parecem ser conglomerados de rochas de gelo como os satélites de Saturno. Titânia é marcada por enormes sistemas de falhas e cânions, indicando algum grau de atividade geológica, provavelmente tectônica, em sua história. Ariel tem a superfície mais brilhante e possivelmente a mais jovem de todas as luas uranianas e também parece ter sofrido uma atividade geológica que levou a muitos vales com falhas e ao que parecem ser fluxos extensos de material gelado. Pouca atividade geológica ocorreu em Umbriel ou Oberon, a julgar por suas superfícies antigas e escuras.

Todos os nove anéis conhecidos anteriormente foram estudados pela espaçonave e mostraram que os anéis uranianos são distintamente diferentes daqueles de Júpiter e Saturno. O sistema de anéis pode ser relativamente jovem e não se formou ao mesmo tempo que Urano.As partículas que compõem os anéis podem ser remanescentes de uma lua que foi quebrada por um impacto de alta velocidade ou rasgada por efeitos gravitacionais.

Netuno

Netuno orbita o Sol a cada 165 anos. É o menor dos gigantes gasosos do nosso sistema solar. Netuno agora é conhecido por ter oito luas, seis das quais foram encontradas pela Voyager. A duração de um dia Neptuniano foi determinada em 16 horas e 6,7 minutos.

Embora Netuno receba apenas três por cento da quantidade de luz solar que Júpiter recebe, é um planeta dinâmico e surpreendentemente mostrou vários pontos grandes e escuros que lembram as tempestades de Júpiter semelhantes a furacões. A maior mancha, apelidada de Grande Mancha Escura, tem aproximadamente o tamanho da Terra e é semelhante à Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Uma pequena nuvem de formato irregular, movendo-se para o leste, foi observada "deslizando" ao redor de Netuno a cada 16 horas ou mais esta "scooter", como os cientistas da Voyager a chamaram, poderia ser uma nuvem subindo acima de um deck de nuvens mais profundo.

Nuvens longas e brilhantes, semelhantes às nuvens cirros da Terra, foram vistas no alto da atmosfera de Netuno. Em baixas latitudes ao norte, a Voyager capturou imagens de faixas de nuvens projetando suas sombras no convés de nuvens abaixo.

Os ventos mais fortes em qualquer planeta foram medidos em Netuno. A maioria dos ventos sopram para oeste, ou oposto à rotação do planeta. Perto da Grande Mancha Escura, os ventos sopram até 2.000 quilômetros (1.200 milhas) por hora.

O campo magnético de Netuno, como o de Urano, revelou-se altamente inclinado - 47 graus do eixo de rotação e deslocado pelo menos 0,55 raios (cerca de 13.500 quilômetros ou 8.500 milhas) do centro físico. Comparando os campos magnéticos dos dois planetas, os cientistas pensam que a orientação extrema pode ser característica dos fluxos nos interiores de Urano e Netuno - e não o resultado no caso de Urano da orientação lateral desse planeta, ou de quaisquer reversões de campo possíveis em qualquer planeta. Os estudos da Voyager sobre ondas de rádio causadas pelo campo magnético revelaram a duração de um dia netuniano. A espaçonave também detectou auroras, mas muito mais fracas do que as da Terra e de outros planetas.

Tritão, a maior das luas de Netuno, mostrou ser não apenas o satélite mais intrigante do sistema netuniano, mas um dos mais interessantes de todo o sistema solar. Ele mostra evidências de uma história geológica notável, e as imagens da Voyager 2 mostraram erupções semelhantes a gêiseres lançando gás nitrogênio invisível e partículas de poeira escura por vários quilômetros na tênue atmosfera. A densidade relativamente alta e a órbita retrógrada de Tritão oferecem fortes evidências de que Tritão não é um membro original da família de Netuno, mas é um objeto capturado. Se for esse o caso, o aquecimento das marés poderia ter derretido Tritão em sua órbita originalmente excêntrica, e a lua poderia até ter estado líquida por até um bilhão de anos após sua captura por Netuno.

Uma atmosfera extremamente fina se estende por cerca de 800 quilômetros (500 milhas) acima da superfície de Tritão. Partículas de nitrogênio podem formar nuvens finas alguns quilômetros acima da superfície. A pressão atmosférica na superfície é de cerca de 14 microbares, 1/70.000 da pressão na superfície da Terra. A temperatura da superfície é de cerca de 38 kelvins (-391 graus Fahrenheit), a temperatura mais fria de qualquer corpo conhecido no sistema solar.

As novas luas encontradas em Netuno pela Voyager são todas pequenas e permanecem próximas ao plano equatorial de Netuno. Os nomes para as novas luas foram selecionados a partir de divindades aquáticas da mitologia pela União Astronômica Internacional, são eles: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa e Proteus.

A Voyager 2 resolveu muitas das dúvidas que os cientistas tinham sobre os anéis de Netuno. Pesquisas por "arcos de anel", ou anéis parciais, mostraram que os anéis de Netuno na verdade estão completos, mas são tão difusos e o material neles é tão fino que não puderam ser totalmente resolvidos da Terra. Do exterior para dentro, os anéis foram designados Adams, Plateau, Le Verrier e Galle.

Missão interestelar

Enquanto as Voyagers navegam graciosamente ao vento solar, seus campos, partículas e instrumentos de ondas estudam o espaço ao seu redor. Em maio de 1993, os cientistas concluíram que o experimento com ondas de plasma estava captando as emissões de rádio originadas na heliopausa - a borda externa do nosso sistema solar.

A heliopausa é a fronteira mais externa do vento solar, onde o meio interestelar restringe o fluxo externo do vento solar e o confina dentro de uma bolha magnética chamada heliosfera. O vento solar é feito de partículas atômicas eletricamente carregadas, compostas principalmente de hidrogênio ionizado, que fluem do sol para fora.

Exatamente onde está a heliopausa tem sido uma das grandes questões sem resposta da física espacial. Ao estudar as emissões de rádio, os cientistas agora teorizam que a heliopausa existe a cerca de 90 a 120 unidades astronômicas (UA) do sol. (Uma UA é igual a 150 milhões de quilômetros (93 milhões de milhas), ou a distância da Terra ao Sol.

As Voyagers também se tornaram observatórios ultravioleta baseados no espaço e sua localização única no universo dá aos astrônomos o melhor ponto de vista que já tiveram para observar objetos celestes que emitem radiação ultravioleta.

As câmeras da espaçonave foram desligadas e o instrumento ultravioleta é o único experimento na plataforma de varredura que ainda está funcionando. Os cientistas da Voyager esperam continuar a receber dados dos espectrômetros ultravioleta pelo menos até o ano 2000. Naquela época, não havia energia elétrica suficiente para os aquecedores manterem o instrumento ultravioleta aquecido o suficiente para operar.

No entanto, existem vários outros campos e instrumentos de partículas que podem continuar a enviar dados de volta enquanto a espaçonave permanecer viva. Eles incluem: o subsistema de raios cósmicos, o instrumento de partículas de carga de baixa energia, o magnetômetro, o subsistema de plasma, o subsistema de ondas de plasma e o instrumento de radioastronomia planetária. Salvo eventos catastróficos, o JPL deve ser capaz de recuperar essas informações pelo menos nos próximos 20 e talvez até nos próximos 30 anos.

Vistas do Sistema Solar Copyright & # 169 1995-2011 de Calvin J. Hamilton. Todos os direitos reservados. Declaração de privacidade.


Voyager 1: 'A pequena espaçonave que poderia'

Os cientistas podem contestar a localização exata da Voyager 1, mas a espaçonave continua sendo uma das maiores histórias de sucesso da NASA. Dê uma olhada em algumas das imagens incríveis que a sonda forneceu ao seu público terrestre.

Júpiter, sua Grande Mancha Vermelha e três de seus quatro maiores satélites são visíveis nesta foto tirada em 5 de fevereiro de 1979 pela Voyager 1.

Uma visão dramática da Grande Mancha Vermelha de Júpiter e seus arredores foi obtida pela Voyager 1 em 25 de fevereiro de 1979.

Esta imagem de Júpiter foi montada a partir de três negativos em preto e branco de diferentes filtros de cores e recombinados para produzir a imagem colorida.

A Voyager 1 capturou a primeira evidência de um anel ao redor do planeta Júpiter. A exposição múltipla do anel tênue extremamente fino aparece como uma ampla faixa de luz cruzando o centro da imagem. As estrelas de fundo parecem grampos de cabelo quebrados por causa do movimento da espaçonave durante a exposição de 11 minutos. Os pontos pretos são pontos de calibração geométrica na câmera.

Esta imagem em mosaico da lua "Io" de Júpiter mostra uma variedade de características que aparecem ligadas à intensa atividade vulcânica. A característica circular em forma de donut no centro foi identificada como um vulcão em erupção conhecido.

Outra imagem de "Io" mostra uma pluma ativa de um vulcão apelidado de "Loki".

Esta imagem de arquivo da NASA de agosto de 1998 mostra uma foto em cores reais de Saturno montada a partir da espaçonave Voyager 2.

Uma imagem em mosaico dos anéis de Saturno, obtida pela Voyager 1 da NASA em 6 de novembro de 1980, mostra aproximadamente 95 características concêntricas individuais nos anéis. A estrutura do anel foi pensada para ser produzida pela interação gravitacional entre os satélites de Saturno e a órbita das partículas do anel, mas agora foi considerada muito complexa para esta explicação sozinha.

Esta imagem de Rhea, o maior satélite sem ar de Saturno, foi adquirida pela espaçonave Voyager 1 em 11 de novembro de 1980.

A superfície da cratera da lua de Saturno "Mimas" é vista nesta imagem tirada pela Voyager 1 em 12 de novembro de 1980. As crateras de impacto feitas pela queda de detritos cósmicos são mostradas, a maior tem mais de 100 quilômetros (62 milhas) de diâmetro e exibe um pico central proeminente.

A maior e mais externa lua de Urano, Oberon, é vista nesta imagem da Voyager 2, obtida em 22 de janeiro de 1986.

Esta imagem da Terra, apelidada de "Ponto Azul Pálido", é parte do primeiro "retrato" do sistema solar feito pela Voyager 1. A espaçonave adquiriu um total de 60 quadros para um mosaico do sistema solar a uma distância de mais de mais de 4 bilhões de milhas da Terra. A Terra fica bem no centro de um dos raios de luz dispersos, que são o resultado de levar a imagem tão perto do sol.

Esta imagem da lua de Júpiter, "Calisto", foi capturada a uma distância de 350.000 quilômetros. Acredita-se que o grande "alvo" no topo da imagem seja uma bacia de impacto formada no início da história de Calisto. O centro brilhante da bacia tem cerca de 600 quilômetros de diâmetro e o anel externo tem cerca de 2.600 quilômetros de diâmetro.

Um disco de ouro em sua capa foi anexado à sonda espacial Voyager 1 antes do lançamento. O álbum, intitulado "The Sounds Of Earth" contém uma seleção de gravações da vida e da cultura na Terra. A capa também contém instruções para qualquer ser extraterrestre que deseje tocar o disco.

  • Lançada em 1977, a Voyager 1 fazia parte de uma missão de espaçonave gêmea em um tour multiplanetário
  • Um raro alinhamento planetário permitiu que a missão passasse por Júpiter, Saturno, Urano, Netuno
  • As duas Voyagers forneceram uma visão incomparável de nosso sistema solar
  • A NASA anunciou que a Voyager 1 havia deixado a heliosfera no ano passado, mas alguns contestam que

A Arte do Movimento é uma mostra mensal que destaca as inovações mais significativas em ciência e tecnologia que estão ajudando a moldar nosso mundo moderno.

(CNN) - Atravessando a Via Láctea como um eterno explorador - a espaçonave Voyager 1 continua a revelar indiferente os mistérios do sistema solar para uma audiência cativada em direção à Terra.

Vulcões ativos, chuva de metano, gêiseres gelados e detalhes intrincados sobre os anéis de Saturno - a lista de revelações atribuídas à missão parece um romance de ficção científica fantástico, mas revolucionou a astronomia planetária.

Trinta e sete anos após seu lançamento, a Voyager 1 ainda está na vasta extensão do espaço, periodicamente retransmitindo novos dados de volta para casa. Mas em 2013, a NASA fez o anúncio inovador de que a Voyager 1 havia deixado a heliosfera - uma "bolha" de fronteira magnética, se você quiser, que os cientistas usam para explicar a separação do nosso sistema solar do resto da galáxia.

"Isso significa que a Voyager viajou para fora da bolha do nosso sol", explica a gerente de projeto da Voyager, Suzy Dodd. "Os dados que a Voyager 1 nos envia agora são dados de outras estrelas e de erupções de supernovas e o remanescente de estrelas que explodiram ao longo da história."

É uma conquista incrível para uma sonda construída para uma missão inicial de cinco anos. Mas agora, não pela primeira vez desde a declaração extraordinária, dúvidas surgiram sobre se a nave realmente fez a travessia histórica.

Embora as medições tenham permitido à NASA se sentir confiante o suficiente para confirmar a entrada da Voyager 1 no espaço interestelar, dois cientistas da Universidade de Michigan que trabalharam nas missões da Voyager permanecem céticos.

Revivendo o pouso na lua Explosões solares capturadas pela câmera Treinamento de gravidade zero com NASA Manobrando o rover Curiosity da NASA

"Essa controvérsia continuará até que seja resolvida por medidas", disse George Gloeckler, professor de ciências atmosféricas, oceânicas e espaciais da Universidade de Michigan e autor principal de um novo estudo, em um comunicado à imprensa da American Geophysical Union.

Para esse fim, Gloeckler e outro professor da Universidade de Michigan e coautor do estudo Len Fisk, prevêem que, quando a Voyager cruzar o limiar para o espaço interestelar, a sonda identificará uma reversão no campo magnético, que será retransmitida aos cientistas em Terra, determinando conclusivamente a localização da espaçonave. Eles esperam que essa mudança no campo magnético ocorra nos próximos dois anos e, se não acontecer, isso confirmaria que a Voyager 1 já deixou a heliosfera.

Mas embora possamos não saber a localização exata da Voyager 1, sabemos que é uma das espaçonaves de maior sucesso de todos os tempos.

'A pequena espaçonave que poderia'

Lançada individualmente no verão de 1977, a Voyager era uma missão primária de duas espaçonaves desenvolvida pela NASA para explorar Júpiter e Saturno e suas luas maiores.

Após a conclusão bem-sucedida dos objetivos principais da missão Voyager, um raro alinhamento planetário ofereceu oportunidades notáveis ​​para as duas naves continuarem a exploração espacial.

"A Voyager aproveitou o alinhamento dos planetas externos, que são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, para poder passar por todos os quatro desses planetas em um período de 12 anos. Esse alinhamento dos planetas só acontece a cada 176 anos," diz Dodd - que descreveu a Voyager 1 como "a pequena espaçonave que poderia."

Então, em 1980, a missão Voyager foi oficialmente estendida e renomeada como missão interestelar. As sondas agora participavam de uma odisséia exploratória aos confins da heliosfera. e além.

Por meio da reprogramação por controle remoto - um avanço tecnológico indisponível no lançamento - usando o campo gravitacional de Saturno, a sonda Voyager 1 foi disparada como um estilingue em uma trajetória que a levaria para o espaço interestelar.

Enquanto isso, a Voyager 2 foi redirecionada para uma nova rota de vôo, observando Netuno e Urano, antes de eventualmente seguir sua contraparte para fora da heliosfera. Até hoje, continua sendo o único objeto feito pelo homem que visitou Netuno e Urano.

Nada mal para a tecnologia vintage que tem apenas 70 kilobytes de memória a bordo de um iPhone 5 de 16 gigabytes tem mais de 240.000 vezes essa quantidade.

A Voyager 1 está agora tão longe da Terra que os comandos levam mais de 17 horas para alcançá-la. Mas vai demorar um pouco antes que a espaçonave encontre mais planetas.

"Vamos levar 40.000 anos para chegar a três anos-luz do próximo sol ou estrela mais próxima", diz Dodd. "E isso é muito, muito tempo."


História de Saturno

Saturno é facilmente visível a olho nu, por isso é difícil dizer quando o planeta foi descoberto pela primeira vez. Os romanos deram ao planeta o nome de Saturno, o deus da colheita & # 8211 & # 8217s o mesmo que o deus grego Cronos.

Você também pode conferir esses incríveis telescópios que o ajudarão a ver a beleza do planeta Saturno.

Ninguém percebeu que o planeta tinha anéis até que Galileu girou seu telescópio rudimentar no planeta em 1610. Claro, Galileu não percebeu o que estava olhando e pensou que os anéis eram grandes luas em ambos os lados do planeta.

Não foi até que Christian Huygens usasse um telescópio melhor para ver se eles eram na verdade anéis. Huygens também foi o primeiro a descobrir a maior lua de Saturno, Titã.

Jean-Domanique Cassini descobriu a lacuna nos anéis de Saturno & # 8217s, mais tarde chamada de Divisão Cassini, e foi o primeiro a ver mais 4 luas de Saturno & # 8217s: Iapetus, Rhea, Tethys e Dione.

Não houve muitas outras descobertas importantes sobre Saturno até que a espaçonave voou nos anos 70 e 80. A Pioneer 11 da NASA e # 8217s foi a primeira espaçonave a visitar Saturno, ficando a 20.000 km das camadas de nuvens do planeta e # 8217s. Foi seguida pela Voyager 1 em 1980 e pela Voyager 2 em agosto de 1981.

Foi só em julho de 2004 que a espaçonave Cassini da NASA e # 8217s chegou a Saturno e começou a exploração mais detalhada do sistema. A Cassini realizou vários sobrevôos de muitas das luas de Saturno & # 8217s e enviou de volta milhares de imagens do planeta e suas luas. Ele descobriu 4 novas luas, um novo anel e viu mares de hidrocarbonetos líquidos em Titã.

Este artigo foi publicado quando a Cassini terminou a metade de sua missão principal e discute muitas das descobertas feitas até agora, e outro artigo quando sua missão principal foi concluída.

Este artigo apresenta uma linha do tempo da história de Saturno e mais história da NASA.

Gravamos dois episódios de Elenco de Astronomia sobre Saturno. O primeiro é o Episódio 59: Saturno, e o segundo é o Episódio 61: Saturno e luas de # 8217.


1980: Encontro com Saturno

A próxima parada na odisséia cósmica da Voyager 1 foi Saturno e seu sistema de luas e anéis. Ele fez sua abordagem mais próxima do gigante gasoso em 12 de novembro de 1980, chegando a 64.200 quilômetros (40.000 milhas) do topo das nuvens do planeta. Ele enviou de volta as primeiras fotos de alta resolução dos anéis de Saturno e descobriu que a atmosfera gasosa do planeta era feita quase inteiramente de hidrogênio e hélio, tornando-o o único planeta menos denso que a água. Ele também tirou fotos em close de algumas das muitas luas de Saturno.


Como as missões da Voyager se tornaram um grande tour pelo Sistema Solar

Lançadas há quase 40 anos, as missões Voyager começaram como uma alternativa barata ao Grand Tour em que estão agora.

No ano passado, a Voyager 1 ganhou as manchetes toda vez que parece que a espaçonave de 36 anos cruzou o espaço interestelar. Mas cada anúncio foi marcado com dúvidas, e o status interestelar da Voyager 1 foi rapidamente revogado.

Ed Stone, o principal cientista por trás da missão Voyager, anunciou que a espaçonave está realmente voando pelo ambiente desconhecido do espaço interestelar, tornando-a a primeira na história a fazê-lo (embora ainda não tenha deixado o Sistema Solar para trás).

Este anúncio histórico marca mais do que apenas uma conquista tecnológica. O fato de a espaçonave Voyager ter durado tanto tempo e continuar a retornar dados científicos valiosos é um triunfo incrível para os homens e mulheres por trás da missão. A história da Voyager é uma ilustração brilhante de como uma equipe de cientistas pode transformar uma única missão em um grande projeto de ciência imbuído de tecnologia para fazê-lo durar muito além de sua vida útil pretendida. E à luz desse sucesso, é incrível que não vimos mais missões construídas ao longo do modelo Voyager.

Voyager em poucas palavras

A missão Voyager está entre as missões planetárias mais conhecidas da NASA. Duas espaçonaves gêmeas, Voyager 1 e Voyager 2, foram lançadas no outono de 1977. Cada uma visitou Júpiter e depois Saturno para completar suas missões primárias antes de voar em direções diferentes. A Voyager 1 voou para o norte do avião em que todos os planetas orbitam, enquanto a Voyager 2 foi direcionado para visitar Urano e Netuno.

Depois de seus encontros planetários finais na década de 1980, as duas espaçonaves estão avançando em direção à borda de nosso Sistema Solar. E desde então, os cientistas aguardam ansiosamente o momento em que as espaçonaves cruzariam para o espaço interestelar. Isso significa deixar a heliosfera, a bolha de plasma originada do nosso Sol que envolve todo o Sistema Solar. Isso é o que a Voyager 1 acabou de fazer.

A Voyager 1 não se propôs a ser a primeira espaçonave interestelar da história, e a Voyager 2 não se propôs a visitar todos os quatro planetas gigantes ... mas antes que fossem missões de dois planetas, a NASA esperava que sua exploração dos planetas exteriores fosse um grande caso.

Chegar a este ponto é como a cereja em um bolo já coberto de glacê. A Voyager 1 não planejou ser a primeira espaçonave interestelar da história, e a Voyager 2 não planejou visitar todos os quatro planetas gigantes. Ambos lançados como sobrevôos de planetas duplos relativamente simples de Júpiter e Saturno. Mas antes de serem missões de dois planetas, a NASA esperava que sua exploração dos planetas exteriores fosse um grande acontecimento.

Origens do Grand Tour

A NASA começou a pensar em seu futuro depois da Apollo em 1965, três anos antes de a primeira missão tripulada do programa lunar voar. Havia uma série de possíveis missões tripuladas no horizonte, desde a exploração de nossos planetas vizinhos à construção de uma estação espacial orbital. Mas também houve um movimento para trazer a exploração planetária não tripulada para o primeiro plano, e a aparência dessas missões caiu para o Conselho de Ciência Espacial da Academia Nacional de Ciências. Em uma reunião naquele verão, o conselho preparou um estudo instando a NASA a mudar seu foco da Lua para os planetas, dando atenção especial a Marte e Vênus, sem ignorar os planetas gigantes externos.

O estudo sugeriu que a NASA explore os planetas externos com uma série de pequenas espaçonaves de reconhecimento ou com uma grande missão de pesquisa multiplanetária. A última missão foi uma opção atraente. Não apenas lançar uma espaçonave mais barato do que lançar uma série de outras menores, o perfil de vários planetas tirou proveito de um alinhamento planetário que ocorre uma vez em 175 anos, que por acaso estava no horizonte uma janela de lançamento favorável para um levantamento de vários planetas de Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão existiram entre 1976 e 1980. Mas o apoio à missão multiplanetária não foi unânime. Muitos cientistas preferiram várias pequenas missões que trouxeram redundância à exploração planetária, bem como a chance de aprimorar cada missão para responder a uma pergunta específica.

A escolha entre essas missões perfiladas coube ao Grupo de Trabalho de Planetas Externos da NASA estabelecido em 1969. O Grupo de Trabalho endossou a missão de sobrevôo de vários planetas, mas a expandiu de uma para duas missões, cada uma das quais visitaria três planetas - um Júpiter-Saturno-Plutão missão lançada em 1977, e uma missão Júpiter-Urano-Netuno lançada em 1979. Duas missões em vez de uma poderiam visitar todos os cinco planetas em um período de tempo mais curto, simplificando a tecnologia. Depois que os cientistas do Conselho de Ciência Espacial apoiaram essa decisão, a administração da NASA incluiu este Grand Tour (GT) em seu pedido de financiamento de 1971.

Talvez o maior campeão da missão de sobrevôo de vários planetas tenha sido o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. Em 1967, muito antes que a sede da NASA formalmente aprovasse o projeto, o JPL começou a promover a ideia do GT como uma missão do JPL. E a missão que o JPL imaginou, fez jus ao seu nome. Consistia em quatro lançamentos: duas missões Júpiter-Saturno-Plutão em 1976 e 1977 e duas missões Júpiter-Urano-Netuno em 1979.

No centro de todas as quatro missões estava uma nova nave espacial a ser desenvolvida pelo JPL chamada TOPS. Projetada para durar até 10 anos, o tempo que cada espaçonave precisaria para visitar três planetas, o coração desta nova espaçonave era um computador de autoteste e reparo chamado STAR. O JPL argumentou que, embora a espaçonave mais durável e o computador sofisticado aumentem tanto o custo quanto o peso da missão, o desenvolvimento dessas novas tecnologias criaria muitos empregos.

Desenho da experiência

Quando a ideia do GT tomou forma, uma coisa ficou clara: enviar uma única espaçonave para visitar os planetas externos era uma missão extremamente cara. Enviar quatro era impossível. E a era de orçamentos inchados estava chegando ao fim rapidamente. Quando Richard Nixon assumiu a presidência em janeiro de 1969, ele trouxe cortes de orçamento ainda mais rígidos para o financiamento já minguante da NASA. Para Nixon, o espaço não era mais um campo de batalha da Guerra Fria e o Apollo, que ele via como um programa Kennedy, não valia a pena continuar.

Nixon, em vez disso, escolheu o programa do ônibus espacial. Entre o novo ônibus espacial e a missão Viking existente de pousar duas naves em Marte, estava claro que Nixon não aprovaria uma missão GT também.

Não querendo engavetar a ideia, a NASA voltou à prancheta para considerar alternativas mais baratas. Felizmente, a agência e o JPL especificamente tinham experiência anterior com missões planetárias para aproveitar o programa Mariner.

A série de missões Mariner foi projetada para lançar a primeira espaçonave dos Estados Unidos para outros planetas, especificamente Marte e Vênus. O programa atingiu este objetivo: a Mariner 2 se tornou a primeira espaçonave a voar por Vênus em 1962 e a Mariner 4 conseguiu dar uma boa olhada em Marte em 1965. O programa Mariner viu até o uso bem-sucedido de um voo planetário para estilingue de um planeta para nas próximas. Uma missão do tipo Mariner para Júpiter e Saturno seria outra missão de voo duplo com tecnologia familiar. Parecia que explorar os planetas externos aconteceria de forma fragmentada, mas pelo menos estava dentro do orçamento da NASA.

O pedido de orçamento de 1973 da NASA incluiu financiamento para um par de espaçonaves da classe Mariner, a espaçonave Mariner Júpiter-Saturno a ser lançada em 1977. Essas missões seriam alternativas de dois planetas ao GT. As missões começaram a existir em 18 de maio de 1972.

A Voyager 2, a única do par na trajetória certa, seria capaz de visitar Urano e, eventualmente, Netuno. Não tinha sido rápido ou certo, mas as peças do antigo Grand Tour estavam finalmente se juntando.

De Mariner a Voyager

Para reduzir o custo geral, a NASA decidiu deixar o projeto e a construção da espaçonave Mariner Júpiter-Saturno para o JPL, em vez de negociar com um empreiteiro externo. Isso teve o efeito bônus de dar aos cientistas e engenheiros do JPL a oportunidade de preservar sua visão mais ampla para a missão GT. Embora a palavra oficial fosse que o Mariner Júpiter-Saturno visitaria Urano e Netuno apenas se os encontros com Saturno fossem bem-sucedidos, a equipe do JPL tinha toda a intenção de construir uma nave espacial que durasse o suficiente para visitar todos os planetas gigantes.

Desde o início, a equipe entendeu o enorme potencial da missão, que poderia ser uma das missões verdadeiramente notáveis, se não a mais notável, em todo o programa de exploração planetária. Eles se propuseram a preencher esse potencial.

A missão Mariner Júpiter-Saturno desenvolvida sob Stone, um físico magnetosférico do JPL que começou a trabalhar na ideia do GT em 1970 e foi nomeado o cientista-chefe da missão em 1972. À medida que tomava forma, o projeto do Mariner foi complementado com subsistemas projetados para aumentar a longevidade da missão, tecnologia que estava sendo usada nos orbitadores Viking de Marte.

Por ordem da NASA, a Comissão de Energia Atômica atualizou as baterias de plutônio a serem lançadas com a espaçonave Mariner Júpiter-Saturno para que pudessem durar mais de dez anos, resolvendo o problema de alimentar a espaçonave até seu eventual encontro com Netuno. Um adicional de US $ 7 milhões para o programa permitiu uma série de aprimoramentos científicos e tecnológicos, entre os quais um computador reprogramável semelhante ao conceito STAR que havia sido cancelado junto com a espaçonave TOPS.

A carga útil da ciência também foi desenvolvida com a longevidade em mente. A NASA organizou os cientistas da missão em 11 equipes científicas correspondentes às 11 áreas de investigação: imagem, ciência de rádio, espectroscopia infravermelha e ultravioleta, magnetometria, partículas carregadas, raios cósmicos, fotopolarimetria, radioastronomia planetária, plasma e material particulado. Quanto aos objetivos específicos, as propriedades físicas das plantas gigantes - características da superfície, períodos de rotação, balanços de energia e regimes térmicos dos planetas e luas, e investigação dos campos eletromagnéticos e gravitacionais em todo o Sistema Solar - foram as principais preocupações.

Rolando com os socos

Em 4 de março de 1977, cerca de seis meses antes do lançamento, as espaçonaves gêmeas Mariner Júpiter-Saturno foram renomeadas como Voyagers 1 e 2. A Voyager 2 foi lançada primeiro em 22 de agosto e a Voyager 1 em seguida em 5 de setembro.

Não demorou muito para que os sistemas e instrumentos começassem a falhar. Antes de chegar a Júpiter, a plataforma de varredura da Voyager 1, que gira em três eixos e aponta as câmeras, espectrômetros e fotopolarímetro nas direções mais cientificamente interessantes, travou. A plataforma de varredura da Voyager 2 também travou após seu encontro com Saturno.

A Voyager 2 também teve problemas significativos com seus sistemas de rádio falhando no início da missão, mas uma série de comandos carregados no computador reprogramável garantiu que os cientistas teriam pelo menos comunicação mínima com seu proxy quando encontrasse planetas. E ambas as espaçonaves foram afetadas pelos altos níveis de radiação em torno de Júpiter, os comandos tornaram-se difíceis de enviar e alguns instrumentos foram danificados. Mas a ameaça consistente de fracasso total nunca foi realizada.

Quando a Voyager 1 deixou Saturno em 1980, o retorno científico da missão foi muito impressionante, e a Voyager 2 foi considerada com boa saúde o suficiente para que a missão recebesse uma extensão. A Voyager 2, a única do par na trajetória certa, seria capaz de visitar Urano e, eventualmente, Netuno. Não tinha sido rápido ou certo, mas as peças do antigo Grand Tour estavam finalmente se juntando.

A Voyager 1 está prestes a deixar o sistema solar após ter sido lançada há 35 anos, tornando-se o objeto artificial mais distante da Terra e muito perto de entrar no espaço interestelar [AP]

O sucesso contínuo nas missões primárias e estendidas deve-se, em grande parte, ao aprimoramento contínuo da equipe de ciência para as espaçonaves à medida que voam para longe da Terra a cada minuto. Ao atualizar a câmera Mariner 10 para a imagem do Mercúrio, os engenheiros do JPL desenvolveram uma nova técnica eletrônica que lê o sinal da imagem três vezes mais lentamente. Eles aplicaram a mesma técnica às câmeras Voyager e descobriram que não apenas facilitava a transferência de dados de Saturno, mas também era um procedimento necessário para obter imagens em Urano.

Os engenheiros também desenvolveram um novo tipo de codificação que prometia transmissão de dados sem erros, e isso foi transmitido para a Voyager 2 em preparação para seu encontro com Urano. Uma vez que a Deep Space Network da NASA de estações de rastreamento tornou-se incapaz de garantir uma comunicação consistente com a espaçonave Voyager cada vez mais distante, os engenheiros do JPL pegaram emprestada uma técnica da radioastronomia e colocaram duas antenas juntas para melhorar a força do sinal. Entre os locais de rastreamento que atualizou, a NASA atualizou as instalações do radiotelescópio Very Large Array no Novo México, tornando-o imediatamente o ponto de comunicação para o encontro da Voyager 2 com Netuno e uma instalação de última geração para astronomia de radar planetário.

Um sucesso incrível

Esta revisão e atualização contínuas continuam a ser uma parte importante do sucesso da Voyager, assim como a familiaridade da equipe com a missão. E, mais recentemente, o uso inteligente de instrumentos para responder a perguntas que eles não foram projetados para responder, permitiu que a equipe de ciência continuasse fazendo novas descobertas. Caso em questão, o anúncio do status interestelar da Voyager 1. O plasma é o principal indicador de que a espaçonave está em uma nova região do espaço, mas o instrumento de medição de plasma da Voyager 1 falhou há muito tempo. Portanto, a equipe usou as duas antenas que medem os campos magnéticos. Uma mudança na direção do campo magnético, eles determinaram, era indicativa de uma mudança no ambiente do plasma. Isso é exatamente o que a Voyager 1 registrou ao passar para o espaço interestelar.

É incrível pensar que as missões Voyager que nos levaram em um grande tour pelo Sistema Solar começaram como a versão mais barata da missão Grand Tour ideal. E a missão ainda não acabou. Ambas as espaçonaves Voyager ainda estão conversando com a Terra com os instrumentos que possuem e que ainda estão funcionando, retornando informações sobre os confins do sistema solar e do espaço interestelar.

Mas eles não podem durar para sempre. A partir de 2020, a equipe de ciência terá que desligar um instrumento por ano para preservar a energia. Em 2025, com o combustível esgotado, as duas espaçonaves serão permanentemente desligadas. Esperançosamente, até lá, teremos uma nova missão espacial de longo prazo no oleoduto. Mesmo que seja pequeno, tem potencial para se transformar em algo muito maior.

Amy Shira Teitel tem formação acadêmica em história da ciência e agora trabalha como redatora científica freelance especializada em história de voos espaciais. Ela mantém seu próprio blog, Vintage Space, e contribui regularmente para Discovery News, Scientific American, Motherboard, DVICE.


Segredos revelados de Saturno e # 8217s: 40º aniversário da passagem aérea da Voyager 1

Em 1980, a Voyager 1 se tornou a segunda sonda espacial a voar além do planeta Saturno. As Voyagers 1 e 2 eram sondas espaciais gêmeas lançadas em 1977. Elas foram projetadas para o que seria chamado de grande turnê dos planetas exteriores. Um raro alinhamento de planetas que ocorre apenas a cada 175 anos permitiria que uma sonda espacial visitasse todos os quatro gigantes gasosos externos. Tanto a Voyager 1 quanto a Voyager 2 voariam além de Júpiter e Saturno. A Voyager 2 continuaria para Urano em 1986 e, finalmente, Netuno em 1989.

Em 1 de setembro de 1979, a Pioneer 11 se tornou a primeira sonda espacial a voar além de Saturno. As câmeras e instrumentos nesta sonda não eram tão sofisticados quanto os da Voyager. Caberia às sondas da Voyager revelar verdadeiramente em detalhes a majestade de Saturno e suas luas. Em 12 de novembro de 1980, a Voyager 1 fez uma aproximação de Saturno, chegando a 124.000 quilômetros do topo das nuvens de Saturno e # 8217s. A sonda confirmou que a maior parte da atmosfera de Saturno & # 8217s é composta de gás hidrogênio. A Voyager 1 mediu a rotação de Saturno em 10 horas e 39 minutos. Centenas de fotos de Saturno e seu sistema de anéis foram tiradas. Determinou-se que os anéis eram feitos quase inteiramente de gelo de água, com uma pequena quantidade de material rochoso.

Imagem de Saturno da Voyager em cores falsas

Além de estudar Saturno de perto, a Voyager 1 também fotografou e coletou dados sobre as muitas luas de Saturno. De particular interesse foi a maior lua de Saturno & # 8217, Titã. Titã é única no sistema solar por ser a única lua com uma atmosfera espessa e substancial.A atmosfera de Titã é amplamente composta de nitrogênio com nuvens de metano e etano e fumaça orgânica rica em nitrogênio. Para fazer um sobrevoo de Titã, a Voyager 1 não poderia continuar para Urano e Netuno. O encontro do Titan foi considerado muito importante pelos cientistas da missão. Se a Voyager 1 não tivesse conseguido adquirir os dados de Titã, a Voyager 2 teria sido redirecionada para Titã e não teria continuado para Urano e Netuno.

Superfície de Titan & # 8217s obtida pela Huygen & # 8217s Titan Lander Probe

Após o encontro bem-sucedido com Saturno e sua lua Titã, a Voyager 1 continuaria em uma jornada para a heliopausa. A heliopausa é o limite teórico onde o vento solar do Sol é interrompido pelo meio interestelar. Aqui, a força do vento solar não é mais grande o suficiente para empurrar de volta os ventos estelares das estrelas ao redor. Em 25 de agosto de 2012, a Voyager 1 se tornou a primeira espaçonave a cruzar a heliopausa e entrar no meio interestelar.

Outras espaçonaves também visitariam Saturno. A Voyager 2 passaria voando em agosto de 1981. A espaçonave Cassini entrou em órbita ao redor de Saturno em 1º de julho de 2004. A Cassini continuaria a enviar fotos e dados até o fim da missão em 15 de setembro de 2017, quando a trajetória da sonda & # 8217s a levou na atmosfera superior de Saturno, onde foi queimado. A espaçonave Cassini também entregou a sonda Huygens Titan. Huygens se tornou a primeira espaçonave a pousar em Titã em 14 de janeiro de 2005, dando-nos nossas primeiras vistas detalhadas da superfície desta lua misteriosa.

Foi a espaçonave Voyager 1 em novembro de 1980, embora ela realmente tenha pavimentado o caminho para essas missões futuras, dando-nos nossa primeira visão de perto de Saturno, seus anéis e suas luas. Uma verdadeira missão histórica na exploração do espaço.

Imagem da Voyager tirada em 3 de novembro de 1980 de Saturno e duas de suas luas: Tethys e Dione

Voyager 1: 'A pequena espaçonave que poderia'

Os cientistas podem contestar a localização exata da Voyager 1, mas a espaçonave continua sendo uma das maiores histórias de sucesso da NASA. Dê uma olhada em algumas das imagens incríveis que a sonda forneceu ao seu público terrestre.

Júpiter, sua Grande Mancha Vermelha e três de seus quatro maiores satélites são visíveis nesta foto tirada em 5 de fevereiro de 1979 pela Voyager 1.

Uma visão dramática da Grande Mancha Vermelha de Júpiter e seus arredores foi obtida pela Voyager 1 em 25 de fevereiro de 1979.

Esta imagem de Júpiter foi montada a partir de três negativos em preto e branco de diferentes filtros de cores e recombinados para produzir a imagem colorida.

A Voyager 1 capturou a primeira evidência de um anel ao redor do planeta Júpiter. A exposição múltipla do anel tênue extremamente fino aparece como uma ampla faixa de luz cruzando o centro da imagem. As estrelas de fundo parecem grampos de cabelo quebrados por causa do movimento da espaçonave durante a exposição de 11 minutos. Os pontos pretos são pontos de calibração geométrica na câmera.

Esta imagem em mosaico da lua "Io" de Júpiter mostra uma variedade de características que aparecem ligadas à intensa atividade vulcânica. A característica circular em forma de donut no centro foi identificada como um vulcão em erupção conhecido.

Outra imagem de "Io" mostra uma pluma ativa de um vulcão apelidado de "Loki".

Esta imagem de arquivo da NASA de agosto de 1998 mostra uma foto em cores reais de Saturno montada a partir da espaçonave Voyager 2.

Uma imagem em mosaico dos anéis de Saturno, obtida pela Voyager 1 da NASA em 6 de novembro de 1980, mostra aproximadamente 95 características concêntricas individuais nos anéis. A estrutura do anel foi pensada para ser produzida pela interação gravitacional entre os satélites de Saturno e a órbita das partículas do anel, mas agora foi considerada muito complexa para esta explicação sozinha.

Esta imagem de Rhea, o maior satélite sem ar de Saturno, foi adquirida pela espaçonave Voyager 1 em 11 de novembro de 1980.

A superfície da cratera da lua de Saturno "Mimas" é vista nesta imagem tirada pela Voyager 1 em 12 de novembro de 1980. As crateras de impacto feitas pela queda de detritos cósmicos são mostradas, a maior tem mais de 100 quilômetros (62 milhas) de diâmetro e exibe um pico central proeminente.

A maior e mais externa lua de Urano, Oberon, é vista nesta imagem da Voyager 2, obtida em 22 de janeiro de 1986.

Esta imagem da Terra, apelidada de "Ponto Azul Pálido", é parte do primeiro "retrato" do sistema solar feito pela Voyager 1. A espaçonave adquiriu um total de 60 quadros para um mosaico do sistema solar a uma distância de mais de mais de 4 bilhões de milhas da Terra. A Terra fica bem no centro de um dos raios de luz dispersos, que são o resultado de levar a imagem tão perto do sol.

Esta imagem da lua de Júpiter, "Calisto", foi capturada a uma distância de 350.000 quilômetros. Acredita-se que o grande "alvo" no topo da imagem seja uma bacia de impacto formada no início da história de Calisto. O centro brilhante da bacia tem cerca de 600 quilômetros de diâmetro e o anel externo tem cerca de 2.600 quilômetros de diâmetro.

Um disco de ouro em sua capa foi anexado à sonda espacial Voyager 1 antes do lançamento. O álbum, intitulado "The Sounds Of Earth" contém uma seleção de gravações da vida e da cultura na Terra. A capa também contém instruções para qualquer ser extraterrestre que deseje tocar o disco.

  • Lançada em 1977, a Voyager 1 fazia parte de uma missão de espaçonave gêmea em um tour multiplanetário
  • Um raro alinhamento planetário permitiu que a missão passasse por Júpiter, Saturno, Urano, Netuno
  • As duas Voyagers forneceram uma visão incomparável de nosso sistema solar
  • A NASA anunciou que a Voyager 1 havia deixado a heliosfera no ano passado, mas alguns contestam que

A Arte do Movimento é uma mostra mensal que destaca as inovações mais significativas em ciência e tecnologia que estão ajudando a moldar nosso mundo moderno.

(CNN) - Atravessando a Via Láctea como um eterno explorador - a espaçonave Voyager 1 continua a revelar indiferente os mistérios do sistema solar para uma audiência cativada em direção à Terra.

Vulcões ativos, chuva de metano, gêiseres gelados e detalhes intrincados sobre os anéis de Saturno - a lista de revelações atribuídas à missão parece um romance de ficção científica fantástico, mas revolucionou a astronomia planetária.

Trinta e sete anos após seu lançamento, a Voyager 1 ainda está na vasta extensão do espaço, periodicamente retransmitindo novos dados de volta para casa. Mas em 2013, a NASA fez o anúncio inovador de que a Voyager 1 havia deixado a heliosfera - uma "bolha" de fronteira magnética, se você quiser, que os cientistas usam para explicar a separação do nosso sistema solar do resto da galáxia.

"Isso significa que a Voyager viajou para fora da bolha do nosso sol", explica a gerente de projeto da Voyager, Suzy Dodd. "Os dados que a Voyager 1 nos envia agora são dados de outras estrelas e de erupções de supernovas e o remanescente de estrelas que explodiram ao longo da história."

É uma conquista incrível para uma sonda construída para uma missão inicial de cinco anos. Mas agora, não pela primeira vez desde a declaração extraordinária, dúvidas surgiram sobre se a nave realmente fez a travessia histórica.

Embora as medições tenham permitido à NASA se sentir confiante o suficiente para confirmar a entrada da Voyager 1 no espaço interestelar, dois cientistas da Universidade de Michigan que trabalharam nas missões da Voyager permanecem céticos.

Revivendo o pouso na lua Explosões solares capturadas pela câmera Treinamento de gravidade zero com NASA Manobrando o rover Curiosity da NASA

"Essa controvérsia continuará até que seja resolvida por medidas", disse George Gloeckler, professor de ciências atmosféricas, oceânicas e espaciais da Universidade de Michigan e autor principal de um novo estudo, em um comunicado à imprensa da American Geophysical Union.

Para esse fim, Gloeckler e outro professor da Universidade de Michigan e coautor do estudo Len Fisk, prevêem que, quando a Voyager cruzar o limiar para o espaço interestelar, a sonda identificará uma reversão no campo magnético, que será retransmitida aos cientistas em Terra, determinando conclusivamente a localização da espaçonave. Eles esperam que essa mudança no campo magnético ocorra nos próximos dois anos e, se não acontecer, isso confirmaria que a Voyager 1 já deixou a heliosfera.

Mas embora possamos não saber a localização exata da Voyager 1, sabemos que é uma das espaçonaves de maior sucesso de todos os tempos.

'A pequena espaçonave que poderia'

Lançada individualmente no verão de 1977, a Voyager era uma missão primária de duas espaçonaves desenvolvida pela NASA para explorar Júpiter e Saturno e suas luas maiores.

Após a conclusão bem-sucedida dos objetivos principais da missão Voyager, um raro alinhamento planetário ofereceu oportunidades notáveis ​​para as duas naves continuarem a exploração espacial.

"A Voyager aproveitou o alinhamento dos planetas externos, que são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, para poder passar por todos os quatro desses planetas em um período de 12 anos. Esse alinhamento dos planetas só acontece a cada 176 anos," diz Dodd - que descreveu a Voyager 1 como "a pequena espaçonave que poderia."

Então, em 1980, a missão Voyager foi oficialmente estendida e renomeada como missão interestelar. As sondas agora participavam de uma odisséia exploratória aos confins da heliosfera. e além.

Por meio da reprogramação por controle remoto - um avanço tecnológico indisponível no lançamento - usando o campo gravitacional de Saturno, a sonda Voyager 1 foi disparada como um estilingue em uma trajetória que a levaria para o espaço interestelar.

Enquanto isso, a Voyager 2 foi redirecionada para uma nova rota de vôo, observando Netuno e Urano, antes de eventualmente seguir sua contraparte para fora da heliosfera. Até hoje, continua sendo o único objeto feito pelo homem que visitou Netuno e Urano.

Nada mal para a tecnologia vintage que tem apenas 70 kilobytes de memória a bordo de um iPhone 5 de 16 gigabytes tem mais de 240.000 vezes essa quantidade.

A Voyager 1 está agora tão longe da Terra que os comandos levam mais de 17 horas para alcançá-la. Mas vai demorar um pouco antes que a espaçonave encontre mais planetas.

"Vamos levar 40.000 anos para chegar a três anos-luz do próximo sol ou estrela mais próxima", diz Dodd. "E isso é muito, muito tempo."


Voyager 1 explora Saturno - HISTÓRIA

Os encontros das Voyager 1 e 2 com Saturno ocorreram com nove meses de intervalo, em novembro de 1980 e agosto de 1981. A Voyager 1 está deixando o sistema solar. A Voyager 2 completou seu encontro com Urano em janeiro de 1986 e com Netuno em agosto de 1989, e agora também está saindo do sistema solar.

Os dois encontros com Saturno aumentaram nosso conhecimento e alteraram nossa compreensão de Saturno. As observações estendidas e de perto forneceram dados de alta resolução muito diferentes das imagens reunidas durante séculos de estudos baseados na Terra.

Aqui está um resumo das descobertas científicas das duas Voyagers em Saturno.

A atmosfera de Saturno é quase inteiramente de hidrogênio e hélio. A Voyager 1 descobriu que cerca de 7 por cento do volume da atmosfera superior de Saturno é hélio (em comparação com 11 por cento da atmosfera de Júpiter), enquanto quase todo o resto é hidrogênio. Uma vez que se esperava que a abundância de hélio interno de Saturno fosse igual à de Júpiter e do Sol, a menor abundância de hélio na alta atmosfera pode significar que o hélio mais pesado pode estar afundando lentamente através do hidrogênio de Saturno, o que pode explicar o excesso de calor que Saturno irradia sobre a energia recebe do sol. (Saturno é o único planeta menos denso que a água. No caso improvável de um lago ser encontrado grande o suficiente, Saturno flutuaria nele.)

Contrastes suaves e diferenças de cores em Saturno podem ser o resultado de uma mistura mais horizontal ou menos produção de cores localizadas do que na atmosfera de Júpiter. Enquanto a Voyager 1 viu poucas marcações, as câmeras mais sensíveis da Voyager 2 viram muitas: ovais de vida longa, características inclinadas em zonas de cisalhamento leste-oeste e outras semelhantes, mas geralmente menores do que em Júpiter.

Os ventos sopram em alta velocidade em Saturno. Perto do equador, as Voyagers mediram ventos de cerca de 500 metros por segundo (1.100 milhas por hora). O vento sopra principalmente na direção leste. Os ventos mais fortes são encontrados perto do equador, e a velocidade cai uniformemente em latitudes mais altas. Em latitudes maiores que 35 & # 176, os ventos alternam para leste e oeste conforme a latitude aumenta. A dominância marcada de correntes de jato para o leste indica que os ventos não estão confinados à camada de nuvens, mas devem se estender para dentro pelo menos 2.000 quilômetros (1.200 milhas). Além disso, as medições da Voyager 2 mostram uma notável simetria norte-sul que leva alguns cientistas a sugerir que os ventos podem se estender de norte a sul através do interior do planeta.

Enquanto a Voyager 2 estava atrás de Saturno, seu feixe de rádio penetrou na alta atmosfera e mediu a temperatura e a densidade. As temperaturas mínimas de 82 Kelvin (-312 e # 176F) foram encontradas no nível de 70 milibares (a pressão na superfície da Terra é de 1.000 milibares). A temperatura aumentou para 143 Kelvins (-202 e # 176F) nos níveis mais profundos sondados - cerca de 1.200 milibares. Perto do pólo norte, as temperaturas eram cerca de 10 & # 176C (18 & # 176F) mais frias em 100 milibares do que em latitudes médias. A diferença pode ser sazonal.

As Voyagers encontraram emissões ultravioleta semelhantes às auroras de hidrogênio em latitudes médias na atmosfera e auroras em latitudes polares (acima de 65 e # 176). A atividade auroral de alto nível pode levar à formação de moléculas complexas de hidrocarbonetos que são transportadas em direção ao equador. As auroras de latitude média, que ocorrem apenas em regiões iluminadas pelo sol, permanecem um enigma, uma vez que o bombardeio por elétrons e íons, conhecido por causar auroras na Terra, ocorre principalmente em latitudes altas.

Ambas as Voyagers mediram a rotação de Saturno (a duração de um dia) em 10 horas, 39 minutos e 24 segundos.

Talvez as maiores surpresas e os quebra-cabeças mais desconcertantes que as duas Voyagers encontraram estejam nos anéis.

A Voyager 1 encontrou muita estrutura nos anéis A, B e C clássicos. Alguns cientistas sugerem que a estrutura pode ser cachos e lacunas não resolvidas. As fotos da Voyager 1 eram de resolução mais baixa do que as da Voyager 2, e os cientistas inicialmente acreditaram que as lacunas poderiam ser criadas por minúsculos satélites orbitando dentro dos anéis e removendo bandas de partículas. Uma dessas lacunas foi detectada na borda interna da Divisão Cassini.

As medições da Voyager 2 forneceram os dados de que os cientistas precisam para entender a estrutura. Fotos de alta resolução da borda interna da Divisão Cassini não mostraram nenhum sinal de satélites maiores que cinco a nove quilômetros (três a seis milhas). Nenhuma busca sistemática foi realizada em outras lacunas de anel.

O fotopolarímetro da Voyager 2 forneceu mais surpresas. O instrumento mediu as mudanças na luz das estrelas de Delta Scorpii enquanto a Voyager 2 voava acima dos anéis e a luz passava por eles. O fotopolarímetro pode resolver estruturas menores que 300 metros (1.000 pés).

O experimento de ocultação de estrelas mostrou que existem poucas lacunas claras nos anéis. A estrutura no anel B, em vez disso, parece ser variações nas ondas de densidade ou outras formas estacionárias de ondas. As ondas de densidade são formadas pelos efeitos gravitacionais dos satélites de Saturno. (Os pontos ressonantes são lugares onde uma partícula orbitaria Saturno na metade ou um terço do tempo necessário para um satélite, como Mimas.) Por exemplo, no ponto ressonante 2: 1 com Janus (1980S1), uma série de ondas de densidade de propagação externa tem cerca de 60 gramas de material por centímetro quadrado de área do anel e a velocidade das partículas em relação umas às outras é de cerca de um milímetro por segundo. A estrutura em pequena escala dos anéis pode, portanto, ser transitória, embora características em escala maior, como as Divisões Cassini e Encke, pareçam mais permanentes.

As bordas dos anéis onde existem poucas lacunas são tão afiadas que o anel deve ter menos de cerca de 200 metros (650 pés) de espessura e pode ter apenas 10 metros (33 pés) de espessura.

Em quase todos os casos em que lacunas claras aparecem nos anéis, anéis excêntricos são encontrados. Todos mostram variações de brilho. Algumas diferenças devem-se à existência de aglomerados ou dobras e outras à ausência quase total de material. Alguns cientistas acreditam que a única explicação plausível para as regiões claras e os anéis crespos é a presença de satélites próximos não detectados.

Dois anéis separados e descontínuos foram encontrados na lacuna do anel A, conhecida como Encke's Gap, a cerca de 73.000 quilômetros (45.000 milhas) do topo das nuvens de Saturno. Em alta resolução, pelo menos um dos cachos tem vários fios.

O anel F de Saturno foi descoberto pela Pioneer 11 em 1979. Fotos do anel F tiradas pela Voyager 1 mostraram três fios separados que parecem torcidos ou trançados. Em resolução mais alta, a Voyager 2 encontrou cinco fios separados em uma região que não tinha nenhuma trança aparente e, surpreendentemente, revelou apenas uma pequena região onde o anel F parecia torcido. O fotopolarímetro encontrou o mais brilhante dos fios do anel F foi subdividido em pelo menos 10 fios. Acredita-se que as torções se originem em perturbações gravitacionais causadas por um dos dois satélites pastores, Prometheus (1980S27). Aglomerados no anel F aparecem uniformemente distribuídos ao redor do anel a cada 9.000 quilômetros (5.600 milhas), um espaçamento que quase coincide com o movimento relativo das partículas do anel F e do satélite pastor interno em um período orbital. Por analogia, mecanismos semelhantes podem estar operando para os cachos pervertidos que existem em Encke Gap.

Os raios encontrados no anel B aparecem apenas em distâncias radiais entre 43.000 quilômetros (27.000 milhas) e 57.000 quilômetros (35.000 milhas) acima das nuvens de Saturno. Alguns raios, aqueles que se pensa serem formados mais recentemente, são estreitos e têm um alinhamento radial, e parecem corotar com o campo magnético de Saturno em 10 horas e 39,4 minutos. Os raios mais largos e menos radiais parecem ter se formado antes dos exemplos estreitos e parecem seguir órbitas Keplerianas. Áreas individuais rodam a velocidades governadas por distâncias do centro do planeta. Em alguns casos, os cientistas acreditam ter visto evidências de que novos raios são reproduzidos sobre os mais antigos. Sua formação não se restringe a regiões próximas à sombra do planeta, mas parece favorecer uma determinada longitude saturnina. À medida que ambas as espaçonaves se aproximavam de Saturno, os raios pareciam escuros contra um fundo de anel brilhante. À medida que as Voyagers partiam, os raios pareciam mais brilhantes do que as áreas circunvizinhas do anel, indicando que o material se espalha refletia a luz do sol de forma mais eficiente para a frente, uma qualidade que é característica de partículas finas do tamanho de poeira. Os raios também são visíveis em ângulos de fase elevados na luz refletida de Saturno na parte inferior não iluminada dos anéis.

Outro desafio que os cientistas enfrentam para entender os anéis é que mesmo as dimensões gerais não parecem permanecer verdadeiras em todas as posições ao redor de Saturno: a distância da borda externa do anel B, perto de uma ressonância 2: 1 com Mimas, varia em pelo menos 140 quilômetros (90 milhas) e provavelmente em até 200 quilômetros (120 milhas). Além disso, a forma elíptica da borda externa não segue uma órbita Kepleriana, uma vez que Saturno está no centro da elipse, ao invés de em um foco. Os efeitos gravitacionais de Mimas são provavelmente responsáveis ​​pela forma elíptica, bem como pela largura variável do vão Huygens entre o anel B e a Divisão Cassini.

Titã é o maior dos satélites de Saturno. É o segundo maior satélite do sistema solar e o único que sabe ter uma atmosfera densa.

Pode ser o corpo mais interessante, de uma perspectiva terrestre, do sistema solar. Por quase duas décadas, os cientistas espaciais procuraram por pistas sobre a Terra primitiva. A química na atmosfera de Titã pode ser semelhante ao que ocorreu na atmosfera da Terra vários bilhões de anos atrás.

Por causa de sua atmosfera espessa e opaca, os astrônomos acreditavam que Titã era o maior satélite do sistema solar. Suas medições eram necessariamente limitadas aos topos das nuvens. A aproximação aproximada da Voyager 1 e a rádio-ocultação diamétrica mostram que o diâmetro da superfície de Titã é de apenas 5.150 quilômetros (3.200 milhas) - ligeiramente menor que Ganimedes, o maior satélite de Júpiter. Ambos são maiores que Mercúrio. A densidade de Titã parece ser cerca de duas vezes a do gelo de água, podendo ser composta de quantidades quase iguais de rocha e gelo.

A superfície de Titã não pode ser vista em nenhuma foto da Voyager, ela está escondida por uma densa névoa fotoquímica cuja camada principal está a cerca de 300 quilômetros (200 milhas) acima da superfície de Titã. Várias camadas de névoa distintas e destacadas podem ser vistas acima da camada de névoa opaca. As camadas de névoa se fundem com a camada principal sobre o pólo norte de Titã, formando o que os cientistas pensaram ser um capuz escuro. O capô foi considerado, nas melhores condições de visualização da Voyager 2, um anel escuro ao redor do pólo. O hemisfério sul é ligeiramente mais brilhante do que o norte, possivelmente o resultado de efeitos sazonais. Quando as Voyagers passaram voando, a temporada em Titã era equivalente a meados de abril e início de maio na Terra, ou início da primavera no hemisfério norte e início do outono no sul.

A pressão atmosférica perto da superfície de Titã é de cerca de 1,6 bar, 60 por cento maior do que a da Terra. A atmosfera é composta principalmente de nitrogênio, também o principal constituinte da atmosfera terrestre.

A temperatura da superfície parece ser de cerca de 95 Kelvins (-289 e # 176F), apenas 4 Kelvins acima da temperatura de ponto triplo do metano. O metano, no entanto, parece estar abaixo de sua pressão de saturação perto da superfície dos rios de Titã e lagos de metano provavelmente não existem, apesar da tentadora analogia com a água na Terra. Por outro lado, os cientistas acreditam que existem lagos de etano, e provavelmente o metano está dissolvido no etano. O metano de Titã, por meio da fotoquímica contínua, é convertido em etano, acetileno, etileno e (quando combinado com nitrogênio) cianeto de hidrogênio. O último é uma molécula especialmente importante - é um bloco de construção de aminoácidos. A baixa temperatura de Titã, sem dúvida, inibe a química orgânica mais complexa.

Titã não possui campo magnético intrínseco, portanto, não possui núcleo líquido com condução e convecção elétrica. Sua interação com a magnetosfera de Saturno cria uma esteira magnética atrás de Titã. O grande satélite também serve como fonte de átomos de hidrogênio neutros e carregados na magnetosfera de Saturno.

Antes do primeiro encontro da Voyager, os astrônomos acreditavam que Saturno tinha 11 satélites. Agora eles sabem que tem pelo menos 17 e possivelmente mais. Três dos 17 foram descobertos pela Voyager 1. Três possíveis satélites adicionais foram identificados em dados de imagem desde o encontro da Voyager 2. (Três outros foram descobertos em observações baseadas no solo.)

O satélite mais interno, Atlas, orbita próximo à borda externa do anel A e tem cerca de 40 por 20 quilômetros (25 por 15 milhas) de tamanho. Foi descoberto nas imagens da Voyager 1.

O próximo satélite a sair, Prometeu, controla a borda interna do anel F e tem cerca de 140 por 100 por 80 quilômetros (90 por 60 por 50 milhas) de tamanho. Em seguida vem Pandora, o pastor externo do anel F e tem 110 por 90 por 80 quilômetros (70 por 55 por 50 milhas) de tamanho. Ambos os pastores foram encontrados pela Voyager 1.

Em seguida estão Epimeteu e Jano, que compartilham aproximadamente a mesma órbita - 91.000 quilômetros (56.600 milhas) acima das nuvens. À medida que se aproximam, os satélites trocam órbitas (o externo está a cerca de 50 quilômetros, ou 30 milhas, mais longe de Saturno do que o interno). Janus tem 220 por 200 por 160 quilômetros (140 por 125 por 100 milhas), e Epimeteu tem 140 por 120 por 100 quilômetros (90 por 70 por 50 milhas) de tamanho. Ambos foram descobertos por observadores baseados em terra.

Um novo satélite, Helene, compartilha a órbita de Dione, cerca de 60 & # 176 à frente de seu companheiro maior, e é chamado de Trojan Dione. Tem cerca de 36 por 32 por 30 quilômetros (22 por 20 por 19 milhas). Helene foi descoberta em fotografias baseadas no solo.

Dois outros satélites são chamados de Tethys Trojans porque eles giram em torno de Saturno na mesma órbita de Tethys, cerca de 60 & # 176 à frente e atrás desse corpo. Eles são Telesto (o cavalo de Tróia principal) e Calypso (o cavalo de Tróia posterior). Ambos foram encontrados em 1981 entre observações terrestres feitas em 1980. Telesto tem 34 por 28 por 26 quilômetros (21 por 17 por 16 milhas) e Calypso tem 34 por 22 por 22 quilômetros (21 por 14 por 14 milhas).

Existem três satélites não confirmados. Um circunda Saturno na órbita de Dione, um segundo está localizado entre as órbitas de Tethys e Dione, e o terceiro, entre Dione e Rhea. Todos os três foram encontrados em fotografias da Voyager, mas não foram confirmados por mais de um avistamento.

Mimas, Enceladus, Tethys, Dione e Rhea são aproximadamente esféricos em forma e parecem ser compostos principalmente de gelo de água. Encélado reflete quase 100% da luz solar que o atinge. Todos os cinco satélites representam uma faixa de tamanho que não havia sido explorada antes.

Mimas, Tethys, Dione e Rhea são todos com crateras Enceladus parece ter de longe a superfície mais ativa de qualquer satélite no sistema (com a possível exceção de Titã, cuja superfície não foi fotografada). Pelo menos cinco tipos de terreno foram identificados em Enceladus. Embora crateras possam ser vistas em partes de sua superfície, a falta de crateras em outras áreas implica uma idade inferior a algumas centenas de milhões de anos para as regiões mais jovens. Parece provável que partes da superfície ainda estejam passando por mudanças, já que algumas áreas são cobertas por planícies onduladas sem nenhuma evidência de crateras até o limite de resolução das câmeras da Voyager 2 (2 quilômetros ou 1,2 milhas). Um padrão de falhas lineares cruza outras áreas. Não é provável que um satélite tão pequeno como Enceladus tenha material radioativo suficiente para produzir a modificação. Uma fonte mais provável de aquecimento parece ser a interação das marés com Saturno, causada por perturbações na órbita de Enceladus por Dione (como o satélite de Júpiter Io). As teorias do aquecimento das marés não prevêem a geração de energia suficiente para explicar todo o aquecimento que deve ter ocorrido. Por refletir muita luz solar, a temperatura atual da superfície de Enceladus é de apenas 72 Kelvins (-330 e # 176F).

Fotos de Mimas mostram uma enorme cratera de impacto. A cratera, chamada Herschel, tem 130 quilômetros (80 milhas) de largura, um terço do diâmetro de Mimas. Herschel tem 10 quilômetros (6 milhas) de profundidade, com uma montanha central quase tão alta quanto o Monte Everest na Terra.

Fotos de Tethys tiradas pela Voyager 2 mostram uma cratera de impacto ainda maior, chamada Odysseus, quase um terço do diâmetro de Tethys e maior que Mimas. Em contraste com o Herschel de Mimas, o solo de Odisseu voltou à forma original da superfície, provavelmente devido à maior gravidade de Tethys e à relativa fluidez da água gelada. Uma fratura gigantesca cobre três quartos da circunferência de Tethys. A fissura tem aproximadamente o tamanho que os cientistas preveriam se o Tétis já fosse fluido e sua crosta endurecida antes do interior, embora não se esperasse que a expansão do interior devido ao congelamento causasse apenas uma grande rachadura. O desfiladeiro foi denominado Ithaca Chasma. A temperatura da superfície de Tethys é 86 Kelvins (-305 e # 176F).

Hyperion não mostra nenhuma evidência de atividade interna. Sua forma irregular causa um fenômeno incomum: cada vez que o Hyperion passa por Titã, a gravidade do satélite maior dá um puxão no Hyperion e ele tomba de forma irregular, mudando a orientação. A forma irregular de Hyperion e a evidência de bombardeio de meteoros fazem com que pareça ser a superfície mais antiga do sistema de Saturno.

Há muito que se sabe que Iápeto tem grandes diferenças no brilho da superfície. O brilho do material da superfície no lado posterior foi medido em 50%, enquanto o material no lado frontal reflete apenas 5% da luz solar. A maior parte do material escuro é distribuída em um padrão centralizado diretamente na superfície principal, causando conjecturas de que o material escuro em órbita de Saturno foi varrido por Jápeto. A face posterior de Iapetus, no entanto, tem crateras com piso escuro. Isso implica que o material escuro se originou no interior do satélite. É possível que o material escuro no hemisfério anterior tenha sido exposto por ablação (erosão) de uma cobertura superficial fina e brilhante.

A Voyager 2 fotografou Phoebe depois de passar por Saturno. Phoebe orbita Saturno em uma direção retrógrada (oposta à direção das órbitas dos outros satélites) em um plano muito mais próximo da eclíptica do que do plano equatorial de Saturno. A Voyager 2 descobriu que Phoebe tem uma forma aproximadamente circular e reflete cerca de 6% da luz solar. Também é bastante vermelho. Phoebe gira em torno de seu eixo uma vez a cada nove horas. Assim, ao contrário dos outros satélites saturnianos (exceto Hyperion), ele nem sempre mostra a mesma face para o planeta. Se, como os cientistas acreditam, Phoebe é um asteróide capturado com sua composição inalterada desde sua formação no sistema solar externo, é o primeiro objeto que foi fotografado a uma distância próxima o suficiente para mostrar a forma e o brilho da superfície.

Tanto Dione quanto Rhea têm listras brilhantes e finas que se destacam contra uma superfície já brilhante. As estrias são provavelmente o resultado de gelo que evoluiu do interior ao longo de fraturas na crosta.

O tamanho da magnetosfera de Saturno é determinado pela pressão externa do vento solar. Quando a Voyager 2 entrou na magnetosfera, a pressão do vento solar era alta e a magnetoesfera estendeu-se apenas 19 raios de Saturno (1,1 milhão de quilômetros ou 712.000 milhas) na direção do sol. Várias horas depois, no entanto, a pressão do vento solar caiu e a magnetoesfera de Saturno aumentou em um período de seis horas. Aparentemente, ele permaneceu inflado por pelo menos três dias, já que era 70 por cento maior quando a Voyager 2 cruzou a fronteira magnética na perna de saída.

Ao contrário de todos os outros planetas cujos campos magnéticos foram medidos, o campo de Saturno tem uma inclinação de menos de um grau em relação aos pólos de rotação. Esse raro alinhamento foi medido pela Pioneer 11 em 1979 e posteriormente confirmado pelas Voyagers 1 e 2.

Várias regiões distintas foram identificadas na magnetosfera de Saturno. Dentro de cerca de 400.000 quilômetros (250.000 milhas) há um toro de íons H + e O +, provavelmente originando-se do gelo de água espirrado das superfícies de Dione e Tethys. (Os íons são átomos de hidrogênio e oxigênio carregados positivamente que perderam um elétron.) Fortes emissões de ondas de plasma parecem estar associadas ao toro interno.

Nas regiões externas do toro interno, alguns íons foram acelerados a altas velocidades. Em termos de temperaturas, essas velocidades correspondem a 400 milhões a 500 milhões de Kelvins (700 a 900 milhões de graus F).

Do lado de fora do toro interno, há uma espessa camada de plasma que se estende por cerca de 1 milhão de quilômetros (620.000 milhas). A fonte de material na folha de plasma externa é provavelmente a ionosfera de Saturno, a atmosfera de Titã e o toro de hidrogênio neutro que circunda Titã entre 500.000 quilômetros (300.000 milhas) e 1,5 milhão de quilômetros (1 milhão de milhas).

As emissões de rádio de Saturno mudaram entre os encontros da Voyager 1 e 2. A Voyager 2 detectou a cauda magnética de Júpiter quando a espaçonave se aproximou de Saturno no inverno e no início da primavera de 1981. Logo depois, quando se acreditou que Saturno estava banhado na cauda magnética de Júpiter, o as emissões de rádio quilométricas do planeta anelado eram indetectáveis.

Durante partes do encontro com Saturno da Voyager 2, emissões de rádio quilométricas novamente não foram detectadas. As observações são consistentes com o fato de Saturno estar imerso na cauda magnética de Júpiter, assim como a aparente redução na pressão do vento solar mencionada anteriormente, embora os cientistas da Voyager digam não ter nenhuma evidência direta de que esses efeitos foram causados ​​pela cauda magnética de Júpiter.

Vistas do Sistema Solar Copyright & # 169 1995-2011 de Calvin J. Hamilton. Todos os direitos reservados. Declaração de privacidade.


40 anos atrás: Voyager 1 explora Júpiter

[NASA] Hoje, a Voyager 1 é a espaçonave mais distante da Terra, a mais de 13 bilhões de milhas de distância. Quarenta anos atrás, a espaçonave estava bem perto do início de sua incrível jornada através e fora de nosso sistema solar. Em 5 de março de 1979, a Voyager 1 estava se aproximando mais de Júpiter.

[Trajetória da Voyager 1 através do sistema Jupiteriano.]

Embora não tenha sido a primeira a explorar o planeta gigante, a Pioneer 10 e 11 completaram voos anteriores em 1973 e 1974, respectivamente, a Voyager carregou instrumentos sofisticados para conduzir investigações mais aprofundadas. Gerenciadas pelo Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, Califórnia, as Voyagers eram um par de espaçonaves lançadas em 1977 para explorar os planetas exteriores. Inicialmente direcionada apenas para visitar Júpiter e Saturno, a Voyager 2 passou a investigar Urano e Netuno também, aproveitando um raro alinhamento planetário que ocorre uma vez a cada 175 anos para usar a gravidade de um planeta para redirecioná-lo para o próximo.

[Esquema da espaçonave Voyager, ilustrando os experimentos científicos.]

O conjunto de 11 instrumentos incluiu: um sistema de imagem científica que consiste em câmeras de ângulo estreito e grande angular para fotografar o planeta e seus satélites um sistema de ciência de rádio para determinar as propriedades físicas do planeta um espectrômetro de interferômetro infravermelho para investigar o equilíbrio de energia local e global e composição atmosférica um espectrômetro ultravioleta para medir propriedades atmosféricas um magnetômetro para analisar o campo magnético do planeta e interação com o vento solar um espectrômetro de plasma para investigar propriedades microscópicas de íons de plasma um dispositivo de partícula carregada de baixa energia para medir fluxos e distribuições de íons uma detecção de raios cósmicos sistema para determinar a origem e o comportamento da radiação cósmica uma investigação de radioastronomia planetária para estudar as emissões de rádio de Júpiter um fotopolarímetro para medir a composição da superfície do planeta e um sistema de ondas de plasma para estudar a magnetosfera do planeta.

[Lançamento da Voyager 1, 5 de setembro de 1977.]

Duas semanas após seu lançamento na Flórida em 5 de setembro de 1977, a Voyager 1 voltou suas câmeras para seu planeta natal e obteve a primeira imagem de quadro único do sistema Terra-Lua, fornecendo uma amostra das futuras descobertas nos planetas exteriores. Ele cruzou com sucesso o cinturão de asteróides entre 10 de dezembro de 1977 e 8 de setembro de 1978.

[A primeira imagem de quadro único do sistema Terra-Lua, obtida pela Voyager 1.]

A espaçonave iniciou sua fase de encontro com o sistema de Júpiter em 6 de janeiro de 1979, enviando de volta suas primeiras imagens e fazendo as primeiras medições científicas. Em 5 de março, ainda em direção ao planeta, ele voou a 262.000 milhas da pequena lua interna de Júpiter, Amalthea, tirando a primeira fotografia de close-up desse satélite revelando que ele tinha forma oblonga e cor avermelhada. Cerca de cinco horas depois, a Voyager 1 fez sua abordagem mais próxima de Júpiter, voando a 174.000 milhas do topo das nuvens do planeta. Na perna de saída de seu encontro, ele voou e fotografou os grandes satélites Io (aproximação mais próxima de 12.800 milhas), Europa (456.000 milhas), Ganimedes (71.300 milhas) e Calisto (78.600 milhas), todos descobertos pelo astrônomo italiano Galileu em 1610 usando seu telescópio recém-inventado. As imagens da Voyager revelaram que cada satélite tem uma aparência única, sendo a descoberta mais notável um vulcão ativo em Io.

[Imagem composta dos quatro grandes satélites galileanos de Júpiter, mostrados em escala (sentido horário a partir do canto superior esquerdo) Io, Europa, Calisto e Ganimedes.]

A Voyager 1 também descobriu duas luas até então desconhecidas orbitando Júpiter, mais tarde chamadas de Tebe e Metis. Olhando para trás, para Júpiter sendo iluminado pelo Sol, a Voyager 1 descobriu que o planeta é cercado por um fino anel. As observações de Júpiter foram concluídas em 13 de abril.

[A Voyager 1 pegou a imagem de Júpiter iluminada pelo Sol e descobriu que o planeta tem um sistema de anéis finos.]

Depois de sua exploração bem-sucedida do sistema de Júpiter, a Voyager 1 navegou em direção a Saturno. Durante seu encontro em novembro de 1980, a espaçonave retornou uma riqueza de informações sobre o planeta, seus anéis espetaculares e seus satélites, especialmente Titã, conhecido por ter uma atmosfera densa. A gravidade de Saturno transmitiu aceleração suficiente na Voyager 1 para que ela atingisse a velocidade de escape do sistema solar. Mais de 41 anos após o seu lançamento, vários dos instrumentos da espaçonave ainda estão retornando dados úteis sobre as condições nas bordas do sistema solar e até mesmo além.

[Modelo da espaçonave Voyager]

Em agosto de 2012, a Voyager 1 cruzou a heliopausa, a fronteira entre a heliosfera, a região do espaço em forma de bolha criada pelo Sol e o meio interestelar. Espera-se que a Voyager 1 continue a retornar dados do espaço interestelar até cerca de 2025. E apenas no caso de um dia ser encontrado por uma inteligência alienígena, a Voyager 1 e sua gêmea carregam registros folheados a ouro que contêm informações sobre seu planeta natal, incluindo gravações de sons terrestres, música e saudações em 55 idiomas. Instruções sobre como reproduzir o registro também estão incluídas.


Assista o vídeo: Voyager 1 at Saturn