Durante mais de quatro décadas, as sondas espaciais gémeas Voyager navegaram através do nosso Sistema Solar, levando o conhecimento da humanidade sobre o cosmos cada vez mais longe. Lançadas em 1977, as sondas tiraram partido de um raro alinhamento dos planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno), de forma a ganharem velocidade com o mínimo dispêndio de energia – utilizando a gravidade de um planeta para se deslocarem para o seguinte, numa trajectória assistida pelas leis da física – passando por Júpiter em 1979, antes de viajar para Saturno no início da década de 1980.

A Voyager 1 fez um desvio para ver mais de perto os anéis de Saturno, mas essa divergência empurrou a sua órbita para fora da rota de Urano e Neptuno. A Voyager 2 continuou sozinha, passando por Úrano em 1986 e Neptuno em 1989, marcando o fim da missão planetária.

Mas o término dessa missão também marcou o início da fase seguinte das Voyager, a expedição interestelar para investigar as regiões exteriores da heliosfera. Ed Stone, cientista envolvido no projecto desde 1972, explica:

“A heliosfera é a bolha criada pelo vento solar. O vento solar viaja a partir do Sol a velocidades supersónicas, cerca de 400 quilómetros por segundo, e sabíamos que a dada altura iríamos encontrar os limites dessa influência e entrar no espaço interestelar.”

A Voyager 1 foi a primeira a atingir o limite da heliosfera, conhecido como heliopausa, em Agosto de 2012. Quando se encontrava a 150 milhões de quilómetros do Sol (cerca de 120 vezes a distância Terra-Sol), a nave espacial detectou um aumento do número de partículas provenientes de outras estrelas. A Voyager 2 transmitiu os mesmos dados em Novembro de 2018, quando se encontrava sensivelmente à mesma distância.

As Voyagers estão agora a oferecer à humanidade um primeiro olhar in-situ do cosmos para além da nossa vizinhança solar local, mas com 46 anos de viagem, as duas sondas estão a sentir as dores da sua idade. De acordo com os padrões modernos, os seus instrumentos são rudimentares e apenas capazes de medições básicas da energia de partículas e da força e direcção do campo magnético.

Para piorar a situação, os geradores nucleares das Voyager estão a ficar sem energia, obrigando a equipa a desligar alguns dos instrumentos para conservar uns poucos watts. Mesmo assim, os engenheiros da NASA esperam que a missão dure ainda mais cinco a dez anos. Diz Stone:

“Do ponto de vista da engenharia, é uma nova fase da missão. Temos de operar as naves em condições para as quais nunca foram concebidas. Estamos a fazer tudo o que podemos para alargar o nosso conhecimento do espaço interestelar, mas temos que deixar para uma futura missão a obtenção de conhecimentos mais profundos.”

Isso não significa que as Voyagers vão parar. Elas apenas deixarão eventualmente de comunicar connosco. A velocidade vertiginosa (já lá iremos) que levam neste momento não vai sofrer alterações. As sondas vão viajar para sempre, pelas profundidades do cosmos.

 

 

As Voyager são produto da vanguarda tecnológica. De há meio século atrás.

As duas sondas são resultado de um esforço científico e tecnológico impressionante, considerando a engenharia dos anos 70. As melhores mentes da época estavam ocupadas a tornar as Voyager tão fiáveis quanto possível e todos sabemos agora que fizeram um trabalho fantástico.

Cada sonda é composta por nada menos do que 65.000 peças, sem contar com os componentes mais pequenos, como os transístores. Uma vez que um televisor a cores de cinescópio contém cerca de 2.500 peças, cada Voyager tem uma complexidade de circuitos electrónicos equivalente a cerca de 2.000 desses televisores.

Apesar de um iPhone ser milhões de vezes mais potente do que toda a capacidade de computação da NASA da era Apollo combinada, os computadores das Voyager conseguiram fazer coisas incríveis com recursos escassos. Pode parecer incrível, mas a chave de um automóvel actual tem mais poder de computação do que uma das Voyager. Segundo a NASA,

“O sistema das Voyager é um dos mais sofisticados alguma vez concebidos para uma sonda de espaço profundo. Existem sete níveis de redundância contra falhas de nível superior, cada um capaz de cobrir uma multiplicidade de falhas possíveis. As naves podem entrar em modo de segurança numa questão de segundos ou minutos, uma capacidade que é crítica para a sua sobrevivência quando os tempos de comunicação com a Terra se estendem por várias horas enquanto as naves viajavam pelo remoto sistema solar exterior”.

 

Descobertas de referência.

Júpiter – Após uma viagem de 15 meses, a Voyager 1 chegou a Júpiter, seguida pela Voyager 2, alguns meses mais tarde. Uma das primeiras surpresas foi a descoberta de que a sua lua Io parecia ser geologicamente activa, uma caraterística conhecida apenas na Terra. Com um terço do tamanho do nosso planeta, a actividade vulcânica de Io produz o dobro da energia do nosso planeta, tornando-a o local mais geologicamente activo do Sistema Solar.

Os dados da Voyager 1 também revelaram que a magnetosfera de Júpiter era muito maior do que se pensava, estendendo-se até à órbita de Saturno. As medições por infravermelhos indicaram que Júpiter é maioritariamente composto por hidrogénio, com algum hélio e vestígios de água, metano e amoníaco.

 

A grande mancha vermelha de Júpiter, uma tempestade maior que a Terra, como foi vista pelo Voyager 1, em 1979.

 

No ponto de maior aproximação a Júpiter, a Voyager 2 captou outra imagem espantosa, que mostrava um anel estreito a rodear o planeta, algo que se pensava ser impossível no monstro gasoso. Composto por grãos rochosos escuros, levou à especulação de que o anel era feito de detritos de uma lua antiga, com composições semelhantes às das luas recém-descobertas: Thebe, Metis e Adrastea. Ficámos também a saber que a lua Ganímedes, o maior satélite do Sistema Solar, apresenta muitas crateras e uma atmosfera muito fina.

 

 

Saturno – As descobertas feitas pela equipa da Voyager na aproximação a Saturno começaram com o sobrevoo da sua lua Titã. Conhecida por ter uma atmosfera espessa, descobriu-se que era muito mais substancial do que o previsto quando a Voyager 1 passou muito perto das suas nuvens cor de laranja. Até então, pensava-se que Titã era a maior lua do Sistema Solar, mas o diâmetro do centro sólido foi descoberto (através de sinais de rádio) como sendo mais pequeno do que Ganimedes. Titã também tem uma inclinação axial, e a Voyager 2 foi capaz de testemunhar estações distintas à medida que os gases transitavam entre os hemisférios.

 

Saturno, quando a Voyager 1 passou a 5 milhões de quilómetros do planeta, em 1980.

 

A Voyager 1 foi também incumbida de fotografar o intrincado sistema de anéis de Saturno, revelando finas faixas, raios e fendas produzidos pelas luas Prometeu e Pandora. Outras descobertas sobre a influência das luas na estrutura dos anéis revelaram uma nova lua, Pan, uma pequena mancha numa imagem captada pela Voyager 2 da fenda Encke. Este sobrevoo de Saturno marcou o fim da expedição planetária da Voyager 1.

 

Urano – Depois de uma hibernação de cinco anos, a Voyager 2 chegou finalmente a Úrano em 1986, um misterioso mundo novo. A sonda captou imagens do planeta de cor azul-marinho, confirmou que os seus principais constituintes são o hidrogénio e o hélio, registou uma temperatura uniforme de -216 graus centígrados na atmosfera e os dados do magnetómetro mediram o “dia” de Urano: 17,25 horas.

 

Urano, fotografado pela voyager 2 em 1986.

 

A Voyager 2 também observou auroras polares, em posições diferentes das dos pólos de rotação do planeta. As auroras de Úrano produzem uma poderosa radiação de alta energia, removendo qualquer atmosfera das suas luas, o que é demonstrado pelas imagens que a sonda captou dos satélites naturais escuros e poeirentos. Devido à sua trajectória, foi possível captar imagens de perto da lua Miranda, cujas crateras e desfiladeiros inferiram que foi previamente destruída e depois reagregada. Para além destas descobertas, foram encontradas 10 novas luas, e apenas 2 luas foram localizadas perto dos anéis de Úrano: Ofélia e Cordélia.

 

Neptuno – Três anos mais tarde, em 1989, a Voyager 2 chegou ao seu destino planetário final, Neptuno. Um planeta azul-celeste composto principalmente por hidrogénio e hélio, mas com abundantes índices de amoníaco, metano e cianeto de hidrogénio. A sonda mediu o dia de Neptuno em 16,1 horas, descobriu seis novas luas e revelou um muito aguardado sistema de anéis. O anel mais exterior tinha uma largura inconsistente, levando os cientistas a acreditar que os detritos eram de luas antigas, e que as pequenas luas Thalassa e Naiad contribuiriam mais tarde para o sistema.

 

Imagem de Urano, captada pela Voyager 2 em 1989.

 

Para evitar os detritos gelados dos anéis, a trajectória da Voyager foi alterada de modo a passar por Tritão, a maior das luas de Neptuno. Apelidada de “melão” devido à sua superfície rugosa, Tritão revelou uma caraterística surpreendente: géiseres em erupção. A 4,5 mil milhões de quilómetros do Sol, o vulcanismo activo era inesperado, e o remoto satélite tornou-se apenas o terceiro corpo conhecido no Sistema Solar a apresentar esta caraterística.

 

 

Ainda e sempre somando conhecimentos.

As Voyager continuaram a progredir no vácuo, para além do sistema planetário. Inicialmente considerado um vasto espaço vazio, a análise do meio interestelar está a ajudar os cientistas a compreender a matéria negra, o nascimento das estrelas e as origens da vida.

A matéria negra, que será em teoria o material esquivo que mantém a Via Láctea unida, está a ser agora inquirida pelas sondas Voyager. A proposta actual é que a matéria negra é formada por partículas maciças de interação fraca (WIMPs), que não podem ser analisadas pelos instrumentos das sondas. No entanto, poderão detectar as partículas produzidas quando duas WIMPs colidem, num processo conhecido como aniquilação.

Os cientistas esperam também usar as sondas para estudar a matéria interestelar e descobrir mais sobre o ciclo de vida das estrelas e das galáxias. A morte de uma estrela resulta na emissão dos elementos pesados formados a partir da fusão nuclear (o processo que dá energia às estrelas). Estes incluem o carbono, o oxigénio e o ferro, cuja abundância pode ser medida ao longo do tempo. Com menos elementos mais leves, como o hidrogénio e o hélio, no meio interestelar, menos estrelas nascem e menos sistemas como o nosso são formados.

A equipa da NASA que ainda hoje está dedicada ao estudo dos dados que nos chegam das Voyager pretende usar os anos que restam às sondas para aprender o máximo possível sobre o exterior do Sistema Solar. Para além dos que já foram enumerados, os objectivos da missão, nesta fase, incluem: compreender como é que o campo magnético do Sol envolve a heliosfera, medindo as alterações na densidade de partículas, revelar novas informações sobre os ventos interestelares, ouvindo as oscilações do plasma causadas pelas ejecções de massa coronal, e expor as interacções entre a atmosfera solar e os ventos interestelares.

Neste momento, a Voyager 1 já percorreu cerca de 12 mil milhões de quilómetros (viajando a aproximadamente 61.000 hms/h). Os seus instrumentos ainda estão em óptimo estado de funcionamento, com os cientistas a especularem que o sistema de bordo ainda deverá estar funcional durante mais 10 a 20 anos. A Voyager 2 está localizada a mais de 10 mil milhões de quilómetros do nosso planeta, viajando a uma velocidade mais lenta, cerca de de 54.000 kms/h.

Mesmo a esta velocidade, serão necessários 600.000 anos para que a Voyager 2 chegue a Sirius, a estrela que fica a cerca de 8 anos-luz da Terra. A Voyager 1, por outro lado, chegará às proximidade da AC+79 3888, uma das estrelas mais próximas do sol, num período de tempo semelhante.

 

Uma mensagem à procura de quem a decifre.

À medida que as gémeas Voyager prosseguem as suas viagens pelo espaço interestelar, são incumbidas de uma última missão: saudar civilizações extraterrestres. Muito tempo depois da Terra ter perdido o contacto com as sondas, os discos dourados fixados no exterior de cada nave têm o potencial de ligar o nosso mundo a qualquer outra civilização inteligente que possam encontrar.

 

 

Em 1977, foi encomendada uma cápsula do tempo sob a forma de um disco de 12 polegadas para adornar cada uma das Voyager, contendo uma grande quantidade de informação que retrata a Terra e a humanidade. Para além das inscrições no disco de cobre banhado a ouro sobre como o decifrar, há também uma amostra ultra-pura de urânio-238 para determinar a idade da sonda quando for acedida por alguma civilização alienígena (devido à taxa de decaimento radioactivo), juntamente com um mapa para localizar o nosso Sol, com referência a 14 pulsares conhecidos. O conteúdo do Disco de Ouro, que inclui 116 imagens codificadas em formato analógico, saudações em 55 línguas, 12 minutos de sons naturais da Terra e 90 minutos de música, foi coligido por Carl Sagan e Frank Drake, do SETI, depois de colaborarem com historiadores, artistas e etnólogos para criar uma mensagem o mais universal possível.

 

Um Pálido Ponto Azul.

Até agora, apenas a New Horizons, que passou por Plutão a 14 de julho de 2015, e está agora a dirigir-se para a heliopausa, foi capaz de acompanhar a aventura das Voyager. Mas a sua fonte de energia pode também falhar em breve. Embora existam ideias para uma sonda interestelar, tecnologicamente mais evoluída, que siga na senda das Voyager, ainda não foi selecionada para construção e poderá nunca vir a ser construída.

No entanto, em vez de lamentar o lento fim da sua missão, a equipa da Voyager preferiu celebrar o caminho percorrido. Ed Stone parece pensar exactamente assim:

“Acho que é algo de muito excitante. Estas são as primeiras naves espaciais a deixar a sua bolha estelar e agora estamos a aprender o que podemos no tempo que nos resta antes de se tornarem os nossos embaixadores silenciosos a orbitar a Via Láctea durante milhares de milhões de anos”.

Em 1990, a Voyager 1 estava a 6,4 mil milhões de quilómetros de casa. Carl Sagan sugeriu que a nave espacial tirasse uma última fotografia ao planeta de que é originária.

 

A Terra (pixel branco sobre raio púrpura) vista pela Voyager 1, quando viajava a 4 mil milhões de quilómetros do planeta azul.

 

A imagem, tirada a 14 de fevereiro, mostra o nosso planeta como um único ponto no centro de um feixe laranja criado pela dispersão da luz dentro da câmara. Embora a foto tenha pouco interesse científico, o seu verdadeiro valor é melhor resumido pelo próprio Sagan, no seu livro de 1994, Pale Blue Dot.

“Olho de novo para aquele ponto. É a nossa casa. Somos nós. Nesse ponto de poeira suspenso num raio de sol, todos os que amamos, todos os que conhecemos, todos aqueles de quem já ouvimos falar, todos os seres humanos que alguma vez viveram as suas vidas… Para mim, a imagem sublinha a nossa responsabilidade de lidarmos mais amavelmente uns com os outros e de preservarmos e acarinharmos o pálido ponto azul, o único lar que alguma vez conhecemos.”