Relación con las Telecomunicaciones

Situación: Voyager, la misión en activo más larga de la NASA.

Star Trek, la película: Un codigo binario simple, transmitiendo por señal de onda portadora; radio

El 8 de septiembre de 1966, tras un episodio piloto descartado y numerosas discusiones con la cadena NBC, por fin sonaba en los hogares estadounidenses la introducción que el productor Gene Roddenberry había escrito para presentar su serie: "El espacio, la última frontera. Estos son los viajes de la nave estelar Enterprise, en una misión que durará cinco años, dedicada a la exploración de mundos desconocidos, al descubrimiento de nuevas vidas y nuevas civilizaciones, hasta alcanzar lugares donde nadie ha podido llegar".

En 1969, la serie fue cancelada después de tres temporadas y 79 episodios. La fidelidad de sus seguidores, el éxito de las repeticiones (sobre todo en Reino Unido) y una serie de animación volvieron a ponerla en el mapa.

Aún así, la productora Paramount había guardado el proyecto en un cajón y no tenía intención alguna de reflotarlo pese a que las reposiciones de la serie y los fans en todo el mundo mantenían viva la llama 'trekkie'. Si bien habían corrido rumores de telefilmes o de una nueva serie, solo el inesperado éxito de 'La guerra de las galaxias' (1977, George Lucas), y en menor medida 'Encuentros en la tercera fase' (1977, Steven Spielberg) llevó a Paramount a desempolvar, y a toda prisa, Star Trek. Leonard Nimoy y William Shatner lo reconocen en sus respectivos libros de memorias: sin 'Star Wars' no hubiera regresado 'Star Trek', y menos aún a las salas de cine. Tanto es así que Nimoy titula uno de los capítulos de su autobiografía "Gracias, George Lucas".

Para este regreso y en pantalla grande, tras incontables bosquejos previos en los que se vieron implicados nombres como los de Ray Bradbury o Harlan Ellison, sería la idea que Roddenberry tenía para el piloto de 'Star Trek: phase II', una serie cuya preproducción había comenzado mientras Paramount decidía qué hacer con el filme y que el anuncio de la cinta terminaría cancelando, la que acabaría convirtiéndose en el germen de la historia que el guion desarrollaría: una sonda espacial de la NASA regresa a la Tierra tras haber adquirido consciencia propia.

Aún sin el guion definitivo, y dadas las prisas por tener la película cuanto antes para aprovechar la ola de éxito de La guerra de las galaxias, el rodaje comenzó en agosto de 1978.

El guionista Harold Livingstone expone claramente el principal problema argumental de la cinta: "Teníamos un maravilloso antagonista, tan omnipotente que poder vencerlo, comunicarse o tener cualquier tipo de relación con él invalidaba el concepto inicial. Nos encontrábamos con una máquina que es un millón de veces más avanzada que nosotros. ¿Cómo íbamos a tratar con ella? ¿En qué nivel? Conforme la historia se desarrollaba todo funcionaba menos el final. ¿Cómo lo resolvías? Si los humanos eran capaces de vencer a tan magnífica máquina, es que no era tan magnífica. Y si realmente lo era, ¿qué podían hacer los humanos para vencerla? ¿Debían vencerla? ¿Quién era el héroe de la historia? (...) Experimenté con gran variedad de aproximaciones...no sabíamos que íbamos a hacer con el final. Siempre terminábamos dándonos contra una pared".

Finalmente, en 1979, se estrenaba la película. Puede que Robert Wise no consiguiera un film perfecto pero sí onírico. La inteligente puesta en escena de Wise, con patrones totalmente clásicos, tratando a la perfección todo lo que rodea a la fuerza alienígena que no es revelada hasta el final, convierte la película en un film de suspense con uno de esos finales sorpresa que alcanza más notoriedad por lo original de la propuesta y lo que se deriva de ella.

Fecha estelar 7410.2 (año de gracia de 2271), una de las sondas Voyager lanzadas en 1977 para recopilar información por el universo, vuelve a la Tierra, tras un largo viaje en el que ha aprendido de todo, al encuentro con su creador.

Un planteamiento realmente 'trekkie': la búsqueda de Dios por parte del hombre a través de los siglos representada en el viaje de una máquina terrestre buscando a su creador.

Voyager 1 y 2: viajeras, interestelares.

El 25 de agosto de 2012 la Voyager 1 llegaba al espacio interestelar, convirtiéndose en el primer objeto fabricado por el ser humano que lo alcanzaba.

El 10 de diciembre de 2018 la NASA informaba que la sonda exploratoria multiplanetaria Voyager 2 había entrado en el espacio interestelar, convirtiéndose así en el segundo objeto creado por el hombre que más lejos ha llegado en el espacio. La Voyager 2 ya acompaña a su hermana la Voyager 1 tras haber salido de la heliosfera, la burbuja de plasma creada por nuestro Sol que abarca la mayor parte de nuestro sistema solar.

Curiosamente, fue Voyager 2 la primera en ser lanzada, el 20 de agosto de 1977, mientras Voyager 1 lo fue el 5 de septiembre. Las dos despegaron en una ventana de lanzamiento que les permitía realizar una asistencia gravitatoria en Júpiter para alcanzar los confines exteriores del Sistema Solar visitando, de paso, Saturno, Urano y Neptuno. Era una alineación de órbitas de las que los científicos se habían dado cuenta a finales de los 60. La misión se aprobó en 1972. La razón del porqué la Voyager 1 llegó mucho antes al espacio interestelar es porque salió antes de la eclíptica y en un ángulo diferente.

Los fines de Voyager 1 y Voyager 2 eran explorar el Sistema Solar exterior llegando más lejos de lo que lo habían hecho las misiones Pioneer 10 y 11. En ese aspecto, ampliarían los datos obtenidos por ellas en Júpiter y Saturno y visitarían por primera vez Urano y Neptuno. Además, los ingenieros confiaban en que pudieran seguir funcionando hasta escapar de la heliosfera, la zona de influencia del Sol, y convertirse en los artefactos de fabricación humana que más lejos habían llegado.

Desde principios de los 90, las sondas Voyager entraron en lo que se denominó la Misión Interestelar. Se apagaron todos los sistemas que no eran imprescindibles para que las sondas completaran la parte más ambiciosa de su viaje, conseguir salir de los confines del Sistema Solar. Esos confines están marcados por la zona de influencia del viento solar, la heliosfera, y por un área que ejerce como última frontera antes de entrar en el espacio interestelar: la heliopausa. Voyager 1 fue la primera en adentrarse en ella, en 2004, mientras Voyager 2 lo hizo tres años más tarde. En la heliopausa, el viento solar pierde velocidad y se calienta, y empieza a notarse la influencia del medio interestelar. Los datos obtenidos por Voyager 2 de esa zona han permitido estudiar con más detenimiento cómo ese medio interestelar influye en la frontera exterior de la heliosfera, situada a unas 100 unidades astronómicas del Sol. La Voyager 2 ha estado en el espacio durante 41 años viajando a una velocidad estimada de 55.000 kilómetros por hora, lo que la convierte en la misión en activo más larga de la NASA.

Voyager 1 y Voyager 2 se encuentran actualmente a más de 100 unidades astronómicas de la Tierra (una unidad astronómica equivale a la distancia entre la Tierra y el Sol), por lo que comunicarse con ellas es cada vez más difícil. La NASA utiliza sus antenas de 70 metros de diámetro de su Red de Espacio Profundo en Goldstone (EE.UU.), Canberra (Australia) y Robledo de Chavela (España) para poder captar sus señales. Recibir datos de Voyager 1 y mandarle instrucciones de vuelta tarda más de 30 horas. Y cada vez le queda menos combustible y menos energía para seguir operando, aunque los científicos creen que podrán seguir comunicándose con ambas naves, tal vez, hasta 2025.

(Foto, de 1976, de la antena de una de las Voyager)

Las Voyager deben mantener la antena de alta ganancia de 3,66 metros de diámetro apuntada hacia la Tierra con un error de 0,1º, lo que requiere el encendido de los propulsores de la nave de cuando en cuando —la nave se orienta y sabe dónde apuntar su antena gracias a la propia señal de comunicaciones, un sensor solar y dos sensores de la estrella Canopus (aunque la Voyager 1 también toma Alfa Centauri como referencia)—. Para ello las Voyager fueron equipadas con 16 impulsores de 0,89 newtons de empuje a base de hidrazina. Doce de estos impulsores —AP (Attitude Propulsion)— sirven para controlar la orientación de la nave y forman dos grupos redundantes. Los otros cuatro fueron diseñados para maniobras de corrección de trayectoria (TCM), maniobras éstas más energéticas.

En 2014 saltaron las alarmas en el equipo de las Voyager al comprobar que las prestaciones de los propulsores de orientación se estaba deteriorando muy rápidamente, consumiendo más y más hidrazina en cada encendido (curiosamente, ambas sondas han sufrido la pérdida de uno de estos impulsores a lo largo de su misión, uno encargado del giro en la Voyager 1 y otro encargado del cabeceo y la guiñada en la Voyager 2). Pese a que la cantidad de combustible que se usa en los impulsores es muy pequeña, cada gota de hidrazina es preciosa pues no se puede repostar ni regenerar. Ambas naves fueron lanzadas con 104 kg de hidrazina almacenados en un tanque de titanio de 71 centímetros de diámetro situado en el cuerpo central del vehículo. La alimentación de hidrazina a los propulsores se asegura mediante helio presurizado a 3,1 megapascales. Antes del problema con los impulsores la NASA calculaba que la Voyager 1 tenía reservas de hidrazina hasta 2040 y hasta 2034 para la Voyager 2 (esta última realizó dos sobrevuelos planetarios adicionales, Urano y Neptuno, por lo que gastó más combustible durante los mismos).

Pero la disminución en las prestaciones de los propulsores de la Voyager 1 amenazaba con acabar con la vida útil de la sonda antes incluso de que los tres generadores de radioisótopos (RTG) dejasen de generar la potencia eléctrica necesaria para operar la nave. Cierto es que la pérdida en prestaciones no era dramática, pero iba a más. Hasta ese momento el principal factor que limitaba las operaciones de la Voyager 1 eran los RTG. Fue entonces cuando la NASA sopesó la opción de usar los cuatro propulsores TCM que no se habían empleado desde el 8 de noviembre de 1980, antes del encuentro con Saturno. Al haber sido usados durante menos tiempo que el resto no deberían mostrar signos de degradación y, por lo tanto, la sonda podría ahorrar una preciosa cantidad de hidrazina. El problema era que estos propulsores fueron programados para funcionar de manera continua en vez de con pulsos de diez milisegundos, como el resto. El equipo de la Voyager 1 tuvo que llevar a cabo una auténtica labor de arqueología espacial para estudiar la documentación del software de la nave, en ensamblador, y asegurarse de que los propulsores TCM eran capaces de generar impulsos de muy corta duración sin riesgo de perder la misión.

Finalmente, el 28 de noviembre de 2017 la Voyager 1 encendió los propulsores TCM por primera vez en cuarenta años... y funcionaron como estaba previsto, aunque hubo que esperar nada menos que 19 horas para confirmar el éxito de la prueba: el tiempo que tarda la luz en viajar desde el espacio interestelar hasta nuestro planeta. Un pequeño gran logro y un auténtico tributo a los que diseñaron las Voyager. No obstante, la elección también tiene sus desventajas, ya que es necesario calentar estos propulsores antes de cada uso hasta los 116 ºC, un requisito complicado dado el escaso presupuesto energético proporcionado por los RTG (cada calefactor tiene 1,4 vatios de potencia mínima a 30 voltios). Cuando los generadores de radioisótopos no generen la suficiente potencia eléctrica será imposible usar los calefactores y entonces se volverán a usar los propulsores de control de posición a pesar de que estén degradados.

Pero, independientemente de los ahorros de hidrazina, las Voyager tienen los días contados por culpa de sus RTG. Los generadores de las Voyager (del modelo MHW-RTG) siguen perdiendo unos 4,3 vatios de potencia cada año de forma inexorable por culpa de la desintegración de los 4,5 kg de plutonio-238. La NASA calcula que se requieren 200 vatios para mantener operativa la Voyager 1 sin ningún instrumento científico en activo, una cifra que es ligeramente inferior en el caso de la Voyager 2 (198 vatios). La mayor parte de esta potencia se destina a emitir a través de la antena principal una señal de solo 20 vatios. Aunque los instrumentos principales se apagaron hace tiempo y únicamente se mantienen los experimentos asociados con el estudio de partículas y el plasma, a partir de 2020 la NASA se verá obligada a desconectar para siempre estos instrumentos uno a uno debido a la falta progresiva de potencia eléctrica. La 'muerte' de las dos sondas tendrá lugar en algún momento a partir de 2025 aproximadamente.

Otro factor que limita la misión es la comunicación. Desde el año 2010 la NASA solo puede comunicarse con la Voyager 1 usando las antenas más grandes de la red de espacio profundo (DSN) de la NASA, de 70 metros de diámetro. Y ahora la Voyager 2 también requiere el empleo de estas antenas, más caras de usar, con la complejidad añadida de que no todas las antenas de la DSN pueden apuntar a las naves debido a su posición en el cielo. Y tampoco se puede desdeñar la pérdida de conocimiento a medida que la documentación original se pierde o el personal involucrado en la misión se jubila o fallece. En este punto llama especialmente la atención el problema relativo al software de las naves.

Las sondas tienen una memoria de solo 4 KiloBytes en dos procesadores redundantes, lo que llevó a los programadores a usar todo tipo de trucos para exprimir al máximo las limitadas capacidades de cómputo de la sonda. Si a eso se añade todo tipo de parches y expansiones que ha sufrido el software en estos años, resulta un código peligrosamente caótico que requiere de un enorme grado de experiencia para ser interpretado. La NASA mantiene simuladores de software para asegurarse de que cualquier instrucción que se envíe a las sondas no termine en desastre, pero cuesta mucho formar a los jóvenes programadores en las arcanas artes del software ensamblador de los años 70.

El viaje de estos mensajeros de la humanidad no terminará cuando envíen su última señal. Las dos sondas seguirán vagando por el espacio interestelar para siempre.

Cada una de las Voyager está compuesta por 65.000 partes individuales, y uno de sus rasgos más característicos es el brazo en el que se sitúan sus once instrumentos científicos. En esta imagen del modelo de prueba (que no fue lanzado), se aprecian todos los instrumentos de la plataforma de escaneado, como era conocida, que podía apuntar a sus objetivos con una precisión de una décima de grado. Incluía cámaras, magnetómetros, un experimento de ondas de radio, sensores de partículas cargadas y plasma... Conforme las Voyager fueron adentrándose en la frontera exterior del Sistema Solar, todos estos intrumentos se apagaron para ahorrar energía, con la excepción del magnetómetro, el espectrómetro de ultravioleta, un detector de partículas cargadas, otro de rayos cósmicos y un sensor de plasma. Todos ellos eran necesarios para detectar si las sondas traspasaban la frontera del Sistema Solar.

Ahora solo resta esperar si alguna de ellas regresa, quién sabe si para dentro de unos 250 años.