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¿Qué metieron los científicos en las sondas Voyager que las hizo tan robustas? #voyager #nasa #esa #technology #tecnologia #astronomy #astronomia #science #ciencia #deepsky #solarsystem #sistemasolar #universe #universo #space #espacio

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Tecnología
Transcripción
00:00Es una de las ironías de la vida que no sea la tecnología nueva y puntera la que más
00:05hace avanzar nuestra comprensión de los confines de nuestro sistema solar, sino una vetusta
00:10máquina. Tiene un ordenador de abordo con menos memoria que la que hay en el llavero
00:15de tu coche. A día de hoy sigue utilizando una cinta magnética de 8 pistas de los años
00:2070, lo que la hace más antigua que muchos de los que estáis aquí sentados viendo esto.
00:25Tal es el paradigma de la exploración del espacio profundo, donde las enormes distancias
00:30y los larguísimos tiempos de viaje pueden significar que la tecnología esté anticuada para cuando
00:36haya alcanzado sus objetivos más ambiciosos. Pero es cierto, esa nave espacial récord es,
00:42por supuesto, la sonda Voyager 1, de casi 45 años de antigüedad. Junto con su gemela,
00:48la Voyager 2, se convirtió en el primer objeto de fabricación humana en alcanzar el espacio
00:53interestelar. La NASA tarda más de 21 horas en enviar y recibir señales de radio con la
00:59Voyager 1, cubriendo una distancia de 23.000 millones de kilómetros, frente a unos 20 minutos
01:05para enviar una señal de radio a Marte. Y aunque es asombroso pensar que todavía podemos comunicarnos
01:11con una antena de 3,7 metros a una distancia tan inmensa, es aún más increíble si tenemos
01:17en cuenta que las sondas se basan en una tecnología más propia de un museo que del laboratorio de
01:22propulsión a chorro de la NASA. Para que una tecnología así funcione tan bien y dure tanto
01:27tiempo, debe de ser especial. Entonces, ¿qué secretos esconden en su interior? ¿Cómo fueron
01:33capaces los ingenieros de la Voyager de construir una nave espacial capaz de funcionar continuamente
01:39durante tanto tiempo, batiendo todos los récords? Acompáñame hoy mientras exploramos la tecnología
01:45de las sondas Voyager y aprendemos cómo una serie de astutas decisiones de ingeniería
01:49allanaron el camino para la misión más ambiciosa y asombrosamente exitosa de la historia de la
01:55exploración espacial. Aunque las Voyager 1 y 2 se construyeron inicialmente para una misión de 5 años
02:03destinada a explorar Júpiter y Saturno y sus lunas más grandes, su equipo de científicos e ingenieros
02:09tomaron una serie de decisiones de diseño que permitieron a las sondas resistir durante un
02:15viaje mucho más largo. Recapitulando, tras completar todos sus objetivos iniciales en
02:20Júpiter y Saturno, el equipo de la misión Voyager añadió sobrevuelos a Urano y Neptuno.
02:26Una vez completados estos también, la NASA anunció el inicio de la aún más ambiciosa misión
02:32interestelar de Voyager, con el propósito de explorar los límites exteriores de la esfera de
02:37influencia del Sol y más allá. Este viaje final llevaría a ambas sondas fuera de la eclíptica hasta
02:44partes inexploradas del sistema solar, como el choque de terminación y la heliosfera más densa y caliente
02:50antes de cruzar finalmente la heliopausa hacia el espacio interestelar. Empecemos por una de las
02:57decisiones más importantes, la fuente de energía. Cada sonda está equipada con un generador termoeléctrico
03:03de radioisótopos de larga duración, que convierte el calor del isótopo de plutonio 238 en descomposición
03:09en energía eléctrica. Estos generadores serán capaces de producir 157 vatios de energía eléctrica
03:16al despegar, lo suficiente para alimentar un ordenador portátil y cargar un teléfono móvil.
03:21Puede que no parezca mucho, pero era más de lo que necesitaba la Voyager. Aunque un generador de
03:27radioisótopos significaba que la producción de energía estaba en constante declive, su potencia se
03:33reduciría a la mitad cada 87 con 7 años, seguiría siendo energía suficiente para mantener en
03:39funcionamiento lo esencial de las sondas hasta al menos 2025. Esta energía a largo plazo no fue casual.
03:46Verás, cuando se lanzaron las Voyager en 1977, la NASA se encontró con una oportunidad única. Los
03:54planetas pronto se encontrarían en una alineación única en 176 años, que se había producido por última
04:00vez durante el primer reinado de Napoleón. Esta rara alineación no solo permitiría a las Voyager
04:06visitar Neptuno y Urano con un ajuste mínimo del rumbo, sino que también daría a las sondas una
04:12ayuda gravitatoria de cada uno de los cuatro gigantes exteriores que visitaran, aumentando
04:17así su velocidad más allá de lo que podrían conseguir con la propulsión de sus propios cohetes.
04:22Sin embargo, este estrecho margen dio a la NASA un plazo estricto. No hubo tiempo suficiente para
04:28planificar misiones de seguimiento, y el Congreso de los Estados Unidos no destinó fondos suficientes
04:33para una expedición más larga, como el Grand Tour que la NASA propuso en un principio. Así que,
04:38¿qué hizo el equipo de la Voyager? Idearon una serie de proezas de ingeniería para optimizar las
04:44sondas para una misión potencialmente más larga, y esperaron fervientemente que llegara la financiación.
04:50Y es que en la NASA no solo son tremendamente listos, sino que están bien formados y saben que los
04:56éxitos se cosechan a largo plazo. Por eso, nuestro patrocinador de hoy es la Universidad de las
05:02Espérides. En la Universidad de las Espérides, las clases son 100% online en remoto, tanto en
05:08directo como asincrónicamente, lo cual creo que os parecerá genial a muchos de vosotros. Me ha llamado
05:15la atención su grado en Relaciones Internacionales, donde mezclan lo clásico con lo moderno. Es decir,
05:21te enseñan la base tradicional que encontrarías en cualquier universidad respetable, pero también
05:26le añaden nuevas tendencias y enfoques para analizar los entresijos internacionales, incluyendo los
05:32modelos de la Escuela de Elección Pública y el papel de la economía. Algo interesante en el siempre
05:38cambiante mundo de las Relaciones Internacionales, como sabrás si sigues este canal.
05:44Las Espérides es una universidad con una clara vocación global, con profesorado internacional,
05:49incluyendo ilustres personalidades como Juan Ramón Rayo. Además, las clases son flexibles,
05:55con metodologías muy prácticas, centradas en la colaboración. En definitiva, me ha parecido
06:02un grado interesante del que saldrás conociendo los problemas globales y cómo afrontarlos, y la
06:07guinda es que podrás capacitarte desde la comodidad de tu hogar. Todo con la calidad de la enseñanza
06:13europea, gracias a la Universidad de las Espérides. Y siguiendo con el vídeo, cada una de las sondas
06:20Voyager está equipada con 11 instrumentos científicos. La mayoría de ellos tienen redundancias en caso de
06:26avería, que pueden activarse y desactivarse para ahorrar energía. Para ajustar el rumbo y la
06:32orientación, las sondas están equipadas con giroscopios para la estabilización, instrumentos de
06:37referenciación y 16 propulsores de hidracina, incluidos 8 de reserva. Los respaldos fueron
06:43clave para la longevidad de las sondas Voyager. Resultaron vitales cuando los propulsores principales
06:48de la Voyager 2 dejaron de funcionar después de 37 años. Sus propulsores de reserva tuvieron que
06:55activarse tras cuatro décadas de inactividad, y adivina qué, funcionaron perfectamente, poniendo
07:01de relieve su excelente ingeniería. Las Voyager también llevan ordenadores de abordo hechos a
07:06medida, anticuados para los estándares actuales, pero que eran la vanguardia en 1977. Las cámaras de
07:13gran angular y teleobjetivo de las sondas están controladas por un subsistema de mando informático,
07:19que tiene programas como rutinas de detección y corrección de fallos. Otra clave de su éxito
07:24residía en sus ordenadores. Cada sonda tenía un ordenador llamado subsistema de control de actitud y
07:30articulación. Y no, no regaña a las Voyager cuando se vuelven rebeldes. Actitud se refiere a la
07:36orientación de las sondas con respecto a la Tierra, sin la cual sus antenas de alta ganancia serían
07:41incapaces de enviar o recibir señales de la red del espacio profundo de la NASA. Esto es muy importante,
07:47ya que los transmisores de las sondas solo tienen la potencia de la bombilla de una nevera, y a
07:53distancias tan inmensas, sus señales de radio se convierten en susurros apenas detectables. Para
07:59comunicarse con el equipo de Voyager y viceversa, las antenas de las sondas deben estar orientadas
08:04hacia la Tierra y, a su vez, la red del espacio profundo debe saber exactamente dónde se encuentran.
08:10De lo contrario, estarían perdidas, como una aguja en un pajar de 287 mil millones de kilómetros. Cada
08:18nave Voyager tiene una antena de 3,7 metros para la transmisión en tiempo real y una grabadora
08:24digital de 8 pistas capaz de almacenar en memoria intermedia 536 megabits para futuras transmisiones,
08:31suficiente para almacenar 100 fotografías. Aunque esto supuso un gran avance respecto a las anteriores
08:37sondas Pioneer, que no disponían de almacenamiento de datos a bordo, sigue siendo una fracción de lo
08:42que puede almacenar hoy en día el smartphone que llevas en el bolsillo. A pesar de estas limitaciones,
08:47las grabadoras se construyeron para durar. Odetics, su fabricante, afirmaba que sus grabadoras podían
08:54procesar más de 4.000 kilómetros de cinta sin desgastarse. Tuvieron que soportar los entornos
08:59más duros imaginables y someterse a rigores que nunca antes se habían probado. Aún así,
09:04las grabadoras funcionaron sin pérdida de datos ni fallos hasta que finalmente se desconectaron para
09:10conservar energía. Nada mal para máquinas 12 años más antiguas que el Internet. La durabilidad fue una de
09:16las principales preocupaciones durante la planificación de la Voyager. Hay muchas incógnitas
09:22en una misión de esta magnitud. Para llegar a Júpiter, las dos Voyager tendrían que atravesar
09:27el cinturón de asteroides. Los científicos creían que esta región destrozaría cualquier nave espacial
09:32que intentara atravesarla. Sin embargo, las Pioneer 10 y 11 habían logrado atravesar anteriormente el
09:39cinturón de asteroides, lo que envalentonó al equipo de la Voyager para repetir la hazaña. Sin embargo,
09:45el fracaso habría significado el desastre antes incluso de que las sondas hubieran alcanzado su
09:51primer objetivo. Afortunadamente, ambas sondas atravesaron el cinturón de asteroides sin sufrir
09:57daños, y ahora sabemos que en su mayor parte se trata de espacio vacío gracias a ellas. A pesar de
10:03todos estos éxitos y de que las sondas funcionaron mucho mejor de lo que podrían esperar sus ingenieros,
10:08mientras las dos naves espaciales viajaban por la inmensidad entre planetas, aún quedaba al menos un
10:13obstáculo por superar. ¿Qué les ocurriría a las sondas en las temperaturas extremadamente frías del
10:19espacio interestelar? La NASA instaló múltiples calentadores para mantener operativa la maquinaria.
10:25Sin embargo, cuando la potencia de las sondas disminuyó, la NASA tuvo que apagar algunos de
10:30los calentadores para conservar energía. Cuando se apagó el calentador del detector de rayos cósmicos hace
10:36dos años, su temperatura cayó en picado unos 70 grados centígrados. Ni qué decir tiene que enviar
10:42un equipo de reparación a 23.000 millones de kilómetros en el espacio no es una opción.
10:48Así que todo el mundo pensó que el instrumento se rompería, pero siguió funcionando sin problemas.
10:54El hecho de que las sondas hayan funcionado tan bien durante 45 años es un testimonio de su
10:59resistencia y su ingeniería. Pero en cualquier misión tan larga y ambiciosa, siempre hay cosas que
11:05nadie puede predecir. No todo en las misiones Voyager ha funcionado a la perfección. El equipo
11:10de la Voyager lo aprendió hace poco, cuando la Voyager 1 empezó a enviar misteriosas señales
11:16codificadas. Hablo de ello con más profundidad en otro de mis vídeos, que deberías ver, por cierto.
11:21Pero en una reunión de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina celebrada en
11:26junio de 2022, la NASA anunció que el sistema de articulación y control de actitud de la Voyager 1
11:32había estado emitiendo secuencias extrañas, como filas de ceros que parecían no tener sentido.
11:38Aunque la propia sonda funcionaba con normalidad, conocíamos su velocidad y distancia y seguía
11:44respondiendo y recibiendo órdenes, sus datos telemétricos eran un completo caos. En otras
11:49palabras, la Voyager 1 no tenía ni idea de dónde estaba. Lamentablemente, esto resultó ser un signo
11:55de fallo del ordenador. Y aunque los científicos pudieron encontrar una solución pasando a una copia
12:01de seguridad, llegará un día en que no queden respaldos. Aún así, tenemos mucho que agradecer.
12:06La Voyager 1 ha viajado más lejos que cualquier otro objeto fabricado por el hombre, incluida su
12:12gemela, la Voyager 2. Su tecnología, aunque rudimentaria para los estándares actuales,
12:18ha demostrado realmente lo que se puede hacer, incluso con herramientas sencillas. Sus descubrimientos
12:24han supuesto un avance monumental en nuestra comprensión de nuestro sistema solar. Cuando inevitablemente,
12:30digamos adiós a esta antigua amiga y su gemela, la Voyager 2, habrá llegado el momento de aplicar
12:36las lecciones de ingeniería del pasado e intentar recrear su magia con una sucesora. Ya existe una
12:43propuesta del laboratorio de física aplicada John Hopkins para una sonda interestelar que se lanzaría
12:49en 2036 y llegaría al espacio interestelar en solo 15 años. Quizás esta futura sonda llegue aún más
12:56lejos y más rápido que las Voyager. Por supuesto, aunque lo consiga, cuando conteste desde los
13:02confines del espacio interestelar, también será cosa del pasado. Pero eso es inspirador,
13:07porque más sabe el diablo por viejo que por diablo. Gracias por tu visita y nos vemos en el futuro.
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