A nova geração que conversa com o passado interestelar

Nshan Kazaryan, com apenas 25 anos, é mais jovem que as sondas espaciais Voyager 1 e 2, com as quais se comunica diariamente. Ele faz parte de uma nova equipe de engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, na Califórnia, que dedicam seus esforços para manter em funcionamento estas naves lançadas em 1977. “À medida que uma pessoa envelhece, passa a ter problemas. Com uma nave espacial é parecido. Quanto mais velha fica, mais problemas surgem”, compara Kazaryan, cujos pais ainda não haviam nascido quando as Voyagers iniciaram sua jornada épica.

Trabalhar com estas naves envelhecidas exige engenhosidade, persistência e uma paciência considerável. Cada comando enviado por Kazaryan a uma das sondas leva dias para ser respondido, devido à vasta distância que o sinal de rádio precisa percorrer. A Voyager 1 encontra-se a quase 25,7 bilhões de quilômetros, enquanto a Voyager 2 está a 21,4 bilhões de quilômetros – distâncias que superam em mais de quatro vezes a jornada até Plutão.

Estas naves gêmeas, que já sobrevoaram os planetas gigantes do nosso sistema solar, enviando imagens icônicas como a Grande Mancha Vermelha de Júpiter e os anéis de Saturno, continuam a se afastar da Terra a uma velocidade impressionante de 48.280 quilômetros por hora. A Voyager 1 atingiu o espaço interestelar em 2012, seguida pela Voyager 2 seis anos depois, tornando-se as primeiras criações humanas a cruzar essa fronteira cósmica.

Desafios de um futuro incerto

O objetivo atual da NASA é que as Voyagers continuem a coletar observações sobre o espaço entre as estrelas pelo maior tempo possível. No entanto, essa missão está se tornando cada vez mais desafiadora devido à diminuição da energia fornecida pelas baterias de plutônio das espaçonaves. Para prolongar sua vida útil, os engenheiros precisam correr riscos calculados.

“Somos como piratas”, descreve Kareem Badaruddin, gerente da missão Voyager. “Ninguém gosta de operar tão perto do limite, mas já nos sentimos bastante à vontade com isso, porque é a nossa única opção.” Recentemente, a equipe realizou uma manobra chamada “Big Bang” na Voyager 2, um remanejamento de sistemas elétricos que economizou cerca de 10 watts de potência. Essa economia, equivalente à energia de uma ou duas lâmpadas, pode estender a missão em aproximadamente dois anos, até 2031. Uma operação semelhante está em andamento para a Voyager 1, com a esperança de mantê-la funcionando até 2030.

Questões da idade: os entraves da longevidade

Três problemas crônicos ameaçam o fim das missões Voyager. O primeiro é o entupimento das linhas de combustível por resíduos de silicone de uma bolsa interna, que obstrui o fluxo da hidrazina, o propelente da nave. A situação é comparada a artérias obstruídas em um organismo humano. Se um número excessivo de propulsores falhar, a nave perderá a capacidade de direcionar sua antena para a Terra, resultando na perda de comunicação.

Para mitigar esse problema, os propulsores são acionados com menos frequência, permitindo que a antena se desvie mais antes de ser reposicionada, e as linhas de propelente são alternadas periodicamente. O segundo desafio é manter as linhas de combustível aquecidas, pois a hidrazina congelada também causaria bloqueios e danos. Os aquecedores existentes, no entanto, consomem energia elétrica, um recurso que está se tornando perigosamente escasso.

A terceira condição crônica está ligada às baterias de plutônio, conhecidas como geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs). Estes dispositivos, que originalmente forneciam cerca de 470 watts para cada Voyager, têm sua produção de energia diminuindo com o decaimento radioativo do plutônio. Consequentemente, instrumentos científicos foram sendo desligados sequencialmente. Na Voyager 2, com apenas 216 watts, apenas três de dez instrumentos ainda coletam dados. Na Voyager 1, com menos energia ainda, restam apenas dois.

O “Big Bang” e a busca por cada watt

A equipe da missão buscou incansavelmente maneiras de reduzir o consumo de energia. Um exemplo notável foi a decisão de desligar o gravador de fita digital da Voyager 1, quebrado há décadas, mas mantido ligado por gerar calor suficiente para aquecer tubulações de propelente próximas. A alternativa era ligar um aquecedor dedicado, que consumia menos energia, mas apresentava riscos, como o congelamento da hidrazina.

Diante dessa necessidade, surgiu a ideia do “Big Bang”. Sugerida pelo engenheiro David Woerner, a iniciativa propunha a implementação de múltiplas mudanças simultaneamente para equilibrar as necessidades de calor e energia, ao mesmo tempo que reduzia o consumo geral. Após nove meses de análise, os engenheiros se convenceram de que a manobra era viável e os benefícios superavam os riscos.

A operação foi realizada em três etapas na Voyager 2, começando em maio com uma mudança temporária de 40 minutos para verificar o funcionamento de sistemas como o aquecedor próximo ao gravador de fita. Em junho, a nave permaneceu na nova configuração por seis horas para validar as previsões de temperatura. Finalmente, no mês passado, a mudança tornou-se permanente. A NASA espera que esta estratégia possa prolongar a vida útil das sondas por mais alguns anos, permitindo novas descobertas no vasto e misterioso espaço interestelar.

Descobertas em território desconhecido

Embora as Voyagers não capturem mais imagens coloridas como faziam em suas passagens pelos planetas gigantes – a última imagem do Sistema Solar, um “retrato de família”, foi tirada pela Voyager 1 em 1990 –, elas continuam a desvendar os segredos do espaço interestelar. Em meados de 2020, a Voyager 1 registrou uma alteração significativa no campo magnético e na densidade do plasma naquela região, um fenômeno que persiste até hoje e cujas causas ainda são um mistério.

Com o aumento de energia proporcionado pelo “Big Bang”, a equipe da NASA considera reativar alguns dos instrumentos científicos inativos das sondas para coletar dados adicionais, mesmo que por um curto período. Essa decisão, no entanto, envolve riscos e ainda está sendo avaliada, com a possibilidade de adiar a reativação para após o 50º aniversário das missões.

Linda J. Spilker, cientista planetária do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que esteve envolvida na missão desde seu lançamento, expressou a importância de testemunhar o fim dessas pioneiras. Com um orçamento anual de US$ 5 milhões, que é modesto para os padrões da agência espacial, a equipe trabalha incansavelmente para estender ao máximo a vida útil das Voyagers, na esperança de que cada dia adicional possa trazer uma nova descoberta sobre o universo.