Voyager 1

Publicado em 23/11/25, escrito por Helena.

A Voyager 1 é uma das missões espaciais mais duradouras e emblemáticas da história da exploração espacial, lançada pelos Estados Unidos em 5 de setembro de 1977. Inicialmente concebida para sobrevoar os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, a missão foi ampliada para explorar as regiões mais externas do Sistema Solar e, posteriormente, o espaço interestelar.

Esta sonda está atualmente fora da heliosfera, na região além da heliopausa, que é o limite da bolha de partículas energéticas e campos magnéticos gerados pelo Sol. Embora tenha sido lançada após sua gêmea Voyager 2, a Voyager 1 viajou uma rota mais rápida, ultrapassando-a em 15 dezembro de 1977.

O que é a Voyager 1?

Desde seu início, a missão da sonda tem sido a investigação detalhada do nosso sistema solar. Atualmente, ela encontra-se na região interestelar, além da heliopausa, onde interage com os campos magnéticos solares e a zona de partículas energéticas que formam uma bolha ao redor do Sol. Embora tenha sido lançada após a Voyager 2, a Voyager 1 acelerou seu giro, o que a permitiu atravessar o cinturão de asteroides antes da sua sonda irmã, ultrapassando-a em 15 de dezembro de 1977.

Aprofundamento: Sobre Voyager 1

Nave espacial: Voyager 1.

Nação: Estados Unidos da América (EUA).

Objetivos: sobrevoar Júpiter e Saturno.

Massa da espaçonave: 1.592 libras (721,9 quilogramas).

Energia da nave espacial: Três geradores termoelétricos de radioisótopos de centenas de watts (MHW-RTGs) empilhados em série em um lançamento, produzindo cerca de 158 W cada, sem lançamento.

Design e Gestão de Missão: NASA / Laboratório de Propulsão a Jato (JPL).

Veículo de lançamento: Titan IIIE-Centaur (TC-6 / Titan no. 23E-6 / Centaur D-1T).

Data e hora do lançamento: 5 de setembro de 1977 / 12:56:01 UT.

Dados importantes: 5 de março de 1979: sobrevoo de Júpiter - maior aproximação.

12 de novembro de 1980: sobrevoo de Saturno - maior aproximação.

17 de fevereiro de 1998: tornou-se o objeto mais distante feito pelo homem após ultrapassar o Pioneer 10 da NASA.

1º de janeiro de 1990: a missão interestelar Voyager (VIM) começou oficialmente.

16 de agosto de 2006: 100 unidades astronômicas alcançadas.

Agosto de 2012: a Voyager 1 entra no espaço interestelar.

Local de lançamento: Cabo Canaveral, Flórida / Complexo de Lançamento 41.

Instrumentos científicos: 1. Sistema de Ciência de Imagem (ISS)

2. Espectrômetro Ultravioleta (UVS)

3. Espectrômetro de Interferômetro Infravermelho (IRIS)

4. Experimento de Radioastronomia Planetária (PRA)

5. Fotopolarímetro (PPS)

6. Magnetômetro Triaxial Fluxgate (MAG)

7. Espectrômetro de Plasma (PLS)

8. Experimento de Partículas Carregadas de Baixa Energia (LECP)

9. Experimento de Ondas de Plasma (PWS)

10. Telescópio de Raios Cósmicos (CRS)

11. Sistema de Ciência de Rádio (RSS)

Aprofundamento: Missão Voyager 1

A Voyager 1 deu início à sua investigação de Júpiter em abril de 1978, quando estava situada a cerca de 265 milhões de milhas (aproximadamente 426 milhões de quilômetros) do planeta. Durante essa aproximação, a sonda capturou imagens a cada 96 segundos, permitindo a criação de um vídeo em time-lapse. As fotografias revelaram uma atmosfera joviana significativamente mais agitada do que a observada nas missões anteriores das sondas Pioneer 10 e 11.

No começo de 1979, a Voyager 1 identificou um discreto sistema de anéis circundando Júpiter. O ponto de maior proximidade entre a sonda e o gigante gasoso foi registrado às 12h05 (UT) do dia 5 de março de 1979, quando a distância entre eles era de aproximadamente 280.000 km. Durante sua passagem, a sonda observou várias luas do planeta, como Amalteia, Calisto, Europa, Ganimedes e Io, além de detectar duas luas até então desconhecidas, Métis e Tebe.

O encontro mais próximo da Voyager 1 com Saturno ocorreu às 23h46 (UT) de 12 de novembro de 1980, a uma distância estimada de 126.000 km. A exploração do sistema saturnino foi tão relevante quanto a anterior em Júpiter. A sonda descobriu cinco novas luas, além de um anel inédito e uma estrutura complexa nos anéis já conhecidos, incluindo “luas pastoras” responsáveis por manter a definição de certos anéis. Durante a missão, foram fotografadas as luas Dione, Encélado, Mimas, Reia, Tétis e Titã, todas apresentando composição majoritariamente de gelo d’água.

As imagens captadas da lua Titã revelaram uma densa atmosfera, que ocultava totalmente sua superfície. Mais tarde, a sonda Cassini identificou a composição dessa atmosfera como sendo predominantemente nitrogênio (cerca de 90%), com metano e hidrocarbonetos complexos, sugerindo a possibilidade de reações químicas prebióticas nesse ambiente.

Após a passagem por Saturno, a Voyager 1 seguiu uma trajetória para o norte, afastando-se do plano orbital elíptico, com uma velocidade aproximada de 3,5 Unidades Astronômicas (UA) por ano. Em razão das manobras específicas necessárias para a passagem por Titã, a sonda não teve rota direcionada para os planetas Urano e Netuno.

As últimas 64 imagens da Voyager 1 foram compostas em um mosaico obtido a cerca de 40 UA do Sol. Essa "fotografia da família" do sistema solar excluiu Mercúrio e Marte, pois não estavam visíveis na ocasião. A imagem da Terra ficou conhecida como o “Pálido Ponto Azul”, popularizada pelo livro do cientista Carl Sagan (1934-1996), que integrou a equipe da Voyager. Ao todo, as duas sondas capturaram cerca de 67.000 imagens durante suas missões.

A Missão Interestelar Voyager (VIM) teve início em 1º de janeiro de 1990, com o propósito de expandir o alcance da exploração para os limites externos da influência solar e além.

• Em 17 de fevereiro de 1998, a sonda Voyager 1 se tornou o objeto criado por humanos mais distante na existência quando - a um espaço de 69,4 UA do Sol - “superou” a Pioneer 10.

• Em 16 de dezembro de 2004, a Voyager 1 adentrou na Heliosheath (região da heliosfera que fica entre a heliopausa e o choque de terminação. Nesta região o vento solar é desacelerado ao interagir com o meio interestelar, tornando-se turbulento).

• Em 25 de agosto de 2012, a espaçonave se tornou a primeira a sair da heliosfera e iniciou as medidas sobre o novo ambiente curioso. 

 A Voyager 1 mantém até hoje sua comunicação com a Rede de Espaço Profundo da NASA, continuando a transmitir dados de quatro instrumentos científicos ainda operacionais: o detector de partículas carregadas de baixa energia, o magnetômetro, o telescópio de raios cósmicos e o sensor de ondas plasmáticas.

Ambas as sondas Voyager carregam uma mensagem destinada a possíveis formas de vida extraterrestre, contida em um disco de cobre revestido a ouro, com diâmetro de 30 centímetros. Semelhante às placas das sondas Pioneer 10 e 11, o Disco de Ouro da Voyager apresenta símbolos gravados que indicam a posição da Terra em relação a diversos pulsares. O disco traz também instruções de reprodução, semelhante a um toca-discos de vinil.

O conteúdo em áudio do disco abrange saudações em 55 línguas diferentes, 90 minutos de músicas variadas que vão desde compositores clássicos como Mozart e Bach até artistas como Blind Willie Johnson e Chuck Berry, além de 35 sons representativos da vida terrestre, incluindo risos e cantos de baleias. Há ainda 115 imagens que ilustram aspectos da vida no planeta Terra, além de mensagens gravadas do então secretário-geral da ONU, Kurt Waldheim, e do presidente dos Estados Unidos na época, Jimmy Carter.

Em 21 de agosto de 2024, a Voyager 1 encontrava-se a aproximadamente 164,7 Unidades Astronômicas (UA) da Terra, deslocando-se a uma velocidade de cerca de 38.026,79 milhas por hora (aproximadamente 17,0 km/s) em relação ao Sol.

Objetivos

As sondas gêmeas Voyager 1 e 2 tem seus objetivos maiores para cada planeta, sendo:

1. Investigar circulação, dinâmica, estrutura e composição das atmosferas dos planetas;

2. Caracterizar a morfologia, geologia  e estados físicos dos satélites dos planetas;

3. Fornecer valores aprimorados para massa, tamanho, e forma dos planetas, seus satélites e qualquer anel;

4. Determinar a estrutura do campo magnético e caracterizar a composição e distribuição de partículas energéticas aprisionadas e plsm nele contidos.

Naves e subsistemas

Cada sonda apresentava uma estrutura principal em forma de decaedro, com aproximadamente 47 cm de altura e 1,78 m de largura entre as faces opostas. No topo dessa estrutura, estava montada uma antena parabólica de alto ganho, com 3,66 m de altura. A maioria dos instrumentos científicos foi fixada em uma lança específica que se estendia cerca de 2,5 metros para fora da nave. Na extremidade dessa lança havia uma plataforma direcionável, equipada com dispositivos para sensoriamento remoto, espectroscopia e captura de imagens. Em posições variadas ao longo da lança científica, estavam instalados detectores de plasma e partículas carregadas.

Magnômetros localizavam-se numa lança separada, estendendo-se 13 metros na direção oposta à lança principal. Uma terceira lança abrigava os geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs), posicionados longe dos instrumentos para minimizar interferências. Da espaçonave também se projetavam duas antenas chicote, com 10 metros de comprimento cada, orientadas perpendicularmente entre si, usadas para pesquisas de ondas plasmáticas e radioastronomia dos planetas.

A estabilização da sonda em três eixos permitia longos períodos de observação focada e integração, garantindo que os instrumentos na plataforma de varredura pudessem operar com precisão. O fornecimento energético era garantido por três geradores termoelétricos de radioisótopos, montados juntos em uma lança articulada, firmemente apoiada na estrutura principal. Cada RTG continha em um invólucro de berílio um núcleo de óxido de plutônio-238 (PuO2) com cerca de 4,6 cm de diâmetro e 50,8 cm de comprimento, pesando 39 kg. A radioatividade do plutônio gerava calor através do seu decaimento, calor este convertido em energia elétrica por meio de dispositivos termoelétricos bimetálicos. A produção de energia diminui gradualmente conforme o combustível radioativo é consumido.

No lançamento, a Voyager 1 gerava aproximadamente 470 W de energia em 30 V de corrente contínua, valor que havia caído para cerca de 335 W no início de 1997, quase 19,5 anos após o lançamento. À medida que a energia disponível diminui, também são reduzidas as cargas e a operação dos instrumentos científicos. Estimativas de 1998 indicavam que a nave poderia continuar realizando operações instrumentais limitadas até pelo menos 2020.

A comunicação da sonda era realizada principalmente por meio de uma antena de alto ganho, com uma antena de baixo ganho como reserva. A antena de alto ganho suportava o tráfego de dados nas bandas X e S, sendo a Voyager a primeira nave a empregar a banda X como frequência principal de telemetria de downlink. Os dados coletados podiam ser armazenados a bordo em um gravador digital para posterior retransmissão à Terra.

Devido à enorme distância da Terra e ao consequente atraso no envio de comandos, a Voyager foi projetada para agir com alto grau de autonomia. Para tal, possui três computadores interligados que gerenciam as sequências complexas de manobra e operação dos instrumentos. O Subsistema de Comando do Computador (CCS) organiza e envia aos demais computadores as ordens agendadas. O Subsistema de Controle de Atitude e Articulação (AACS) é responsável pelo posicionamento e direcionamento da nave e dos instrumentos. O Subsistema de Dados de Voo (FDS) controla os instrumentos, incluindo ajustes em suas configurações e taxas de telemetria. Cada um desses sistemas apresenta redundância em seus componentes para garantir a continuidade das operações. O AACS conta ainda com rastreadores estelares e sensores solares redundantes, assegurando um controle preciso da orientação da espaçonave.

Fonte: NASA