Planetas
Saturno

El primer acercamiento al planeta lo llevó a cabo la sonda Pioneer 11, lanzada a bordo del Atlas Centauro el 6 de abril de 1973 a las 03:11, hora peninsular, desde Cabo Cañaveral. la nave espacial se alejó de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 51.800 kilómetros por hora, igualando la velocidad de su predecesora, la Pioneer 10.

Tras atravesar el cinturón de asteroidesa mediados de marzo de 1974 y sobrevolar Júpiter, detectó el arco de choque de Saturno el 31 de agosto de 1979, a 1,5 millones de kilómetros del planeta, proporcionando la primera evidencia concluyente de la existencia del campo magnético de Saturno. Por fin, a las 18:29:34, hora de Madrid, del 1 de septiembre de 1979, la Pioneer 11 tuvo su máximo acercamiento de Saturno (20.591 km) de Saturno, a una velocidad relativa de aproximadamente 114.000 k/h, convirtiéndose en la primera sonda que tenía un encuentro directo con el planeta.

La idea del equipo Pioneer era pasar por los anillos interiores de Saturno para obtener más información sobre estos y la atmósfera de Saturno, pero el equipo de las Voyager prefería que lo hiciese por el exterior para «probar» el camino que seguiría la Voyager 2, ya que su viaje a Urano y Neptuno produciría más descubrimientos científicos y era conveniente asegurarlos con su precursora Pioneer 11.

Las Voyager 2, además, era mucho más sofisticada (y más cara) y la Pioneer 11 estaba aportando ya suficiente información de los planetas. Por ello, el director de Programas Planetarios de la NASA, Tom Young zanjó el debate entre ambos equipo y anunció que la trayectoria de la Pioneer 11 sería hacia los anillos exteriores del planeta. La decisión no fue bien recibida por los científicos de Pioneer, pero el tiempo parece que le dio la razón: el último gerente de proyecto de Pioneer, Larry Lasher comentó que «la Pioneer 11 se enorgulleció de contribuir al éxito de la Voyager 2 al completar el "Gran Tour" y la exploración de dos de los planetas más exteriores del sistema solar».

Durante el encuentro, la Pioneer 11 tomó 440 imágenes del sistema planetario, alcanzando una resolución en algunas de 90 km. Además de la información transmitida de algunas de las lunas de Saturno, la nave descubrió un delgado anillo fuera del anillo A llamado anillo F y un nuevo satélite de 200 km de diámetro.

La nave espacial registró la temperatura media del planeta (-180 °C) y las fotografías que tomó indicaron una atmósfera más monótona que la de Júpiter. Del análisis de los datos se dedujo que el planeta estaba compuesto principalmente de hidrógeno líquido.

En las siguientes recreaciones se muestra la trayectoria de la nave Pioneer 11.

Los códigos de color son los siguientes:

• Imagen de la izquierda:   Pioneer 11   Sol   Tierra   Júpiter   Saturno.
• Imagen de la derecha:   Pioneer 11   Saturno   Epimeteo   Jano   Mimas   Encélado.

Tras abandonar Saturno, la Pioneer 11 cruzó la órbita de Neptuno el 23 de febrero de 1990, convirtiéndose en la cuarta nave espacial, después de Pioneer 10, Voyager 1 y 2, en hacerlo. La misión se dio por concluida el 30 de septiembre de 1995 (su gemela Pioneer 10 sí sobrevivió al siglo XX), saliendo del sistema solar en dirección opuesta a la de la Pioneer 10, hacia el centro de la galaxia, con orientación hacia la constelación de Scutum. Actualmente viaja a una velocidad de 11.176 km/s. Si nada se interpone en su camino, pasará cerca de la estrella Lambda Aquila en unos cuatro millones de años.

La sonda, de 258,5 kg, contaba con 12 instrumentos científicos:

• Fotopolarímetro de imágenes.
• Magnetómetro de vector de helio (HVM).
• Radiómetro infrarrojo.
• Analizador de plasma cuadrisférico.
• Fotómetro ultravioleta.
• Instrumento de partículas cargadas (CPI).
• Telescopio de rayos cósmicos (CRT).
• Telescopio de tubo Geiger (GTT).
• Detector de asteroides/meteoritos Sísifo (AMD).
• Detectores de meteoritos.
• Detector de radiación atrapada (TRD).
• Magnetómetro de puerta de flujo triaxial.

La nave espacial porta, al igual que su hermana Pioneer 10, una placa con un mensaje para cualquier ser inteligente que pueda encontrarlo.

La sonda Pioneer 11 despegó desde Cabo Cañaveral (Florida, EE. UU.) hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

La sonda Pioneer 11 sobrevoló Saturno hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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Las dos naves espaciales que más lejos han llegado también hicieron su contribución al conocimiento del planeta anillado y sus satélites. Las Voyager 1 y 2, lanzadas en septiembre y agosto¹, respectivamente, de 1977 fueron a continuación de la Pioneer 11 en busca de los gigantes gaseosos. Sin embargo, tras su encuentro con Saturno, ambas naves tomaron rumbos diferentes.

Después de haber pasado por Júpiter(ver «Misiones a Júpiter con otros destinos»), el 5 de marzo de 1979, Voyager 1 se dirigió hacia Saturno, al cual sobrevoló el 12 de noviembre de 1980, acercándose a una distancia de 124.200 km a las 00:46, hora peninsular española, del día 13 (aún día 12 en horario UTC y americano).

Durante su aproximación a Saturno, la Voyager 1 devolvió imágenes espectaculares del planeta y fotografías muy detalladas de sus anillos, que revelaron sus características estructurales, mostrando composiciones distintivas de cada uno, en particular con respecto al tamaño de las partículas.

Las imágenes de la atmósfera de Saturno expusieron que es más dinámica de lo que se esperaba anteriormente. Los instrumentos de la Voyager determinaron que la atmósfera del planeta está compuesta principalmente de hidrógeno, con un 11% de helio y trazas de otros gases. La nave espacial observó velocidades del viento de más de 1.700 km/h. Con los datos enviados por la nave se midió con precisión la velocidad de rotación del planeta, que se calculó en 10 horas y 39,4 minutos por cada vuelta.

La Voyager 1 estudió muchas de las lunas heladas más pequeñas de Saturno durante el encuentro y descubrió tres nuevas, enviando datos nuevos sobre su superficie, composición, etc. La sonda completó sus observaciones del sistema de Saturno el 14 de diciembre de 1980, obteniendo de la gravedad del planeta suficiente aceleración para alcanzar la velocidad de escape del sistema solar en su viaje de no retorno.

La mítica nave espacial emprendió su trayectoria de salida del sistema solar, a una velocidad de 3,5 UA (523 millones de kilómetros) por año y 35 grados por encima del plano de la eclíptica, debido ello a los requisitos específicos para el sobrevuelo de Titán. Por eso se desetimó su viaje a Urano y Neptuno. Ahora es el objeto hecho por el hombre más distante de la historia.

El 14 de febrero de 1990, más de 12 años después de que comenzara su viaje desde la Tierra, la Voyager 1 giró y apuntó hacia el sistema solar. En un mosaico de 60 imágenes, capturó un «Retrato Familiar del sistema solar», en el que veían desde la distancia seis de los planetas (Neptuno, Urano, Saturno, Júpiter, la Tierra y Venus) del sistema solar.

En la foto no aparecen Marte, que estaba oscurecido por la luz solar dispersa que rebotaba en la cámara, Mercurio, que estaba demasiado cerca del Sol, ni el planeta enano Plutón, que era demasiado pequeño, demasiado oscuro y estaba demasiado lejos para ser captado. Urano y Neptuno aparecen alargados debido al movimiento de la nave espacial durante sus exposiciones de cámara de 15 segundos.

En el retrato aparecía la Tierra, como un pálido punto azul, a casi 6.000 millones de kilómetros (40 UA) de distancia (ilustración de la izquierda). En febrero de 2020, para conmemorar el 30 aniversario de la fotografía, la NASA lanzó una versión de esta foto aplicando técnicas modernas de procesamiento de imágenes, pero respetando los datos originales y la intención de quienes planificaron las imágenes (ilustración d la derecha). La imagen inspiró el título del libro del científico Carl Sagan, Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space («punto azul pálido: una visión del futuro humano en el espacio»), en el que escribió «Mira de nuevo ese punto. Eso está aquí. Ese es el hogar. Esos somos nosotros».

Las imágenes de la Tierra se tomaron a las 05:48, hora peninsular española, del 14 de febrero de 1990, solo 34 minutos antes de que la Voyager 1 apagara sus cámaras para siempre (para conservar energía y porque ya no sobrevolaría ningún objeto que fotografiar). Los datos de esas imágenes terminaron de recolectarse el 1 de mayo. Los ingenieros esperan que la Voyager 1 continúe enviando datos del espacio interestelar hasta 2025, momento en que agote la batería que alimenta sus instrumentos

Para llevar a cabo sus estudios durante los encuentros planetarios y para su navegación interplanetaria, la Voyager 1 llevaba los siguientes 11 instrumentos:

• un sistema científico de imágenes (ISS), integrado por cámaras de ángulo estrecho y de ángulo amplio, para fotografiar los planetas y sus satélites;
• un sistema de radiociencia (RSS), para determinar las propiedades físicas de los planetas;
• un espectrómetro de interferómetro infrarrojo (IRIS), para investigar el balance energético local y global y la composición atmosférica;
• un espectrómetro ultravioleta (UVS), para medir las propiedades atmosféricas;
• un magnetómetro (MAG), para analizar los campos magnéticos de los planetas y sus interacciones con el viento solar;
• un espectrómetro de plasma (PLS), para investigar las propiedades microscópicas de los iones de plasma;
• un dispositivo de partículas cargadas de baja energía (LECP), para medir flujos y distribuciones de iones;
• un sistema de detección de rayos cósmicos (CRS), para determinar el origen y comportamiento de la radiación cósmica;
• una investigación de radioastronomía planetaria (PRA), para estudiar las emisiones de radio de Júpiter;
• un fotopolarímetro (PPS), para medir la composición de la superficie de los planetas, y
• un sistema de ondas de plasma (PWS), para estudiar las magnetosferas de los planetas.

La Voyager 1, como su gemela, la Voyager 2, transportan sendos discos chapados en oro que contienen información sobre su planeta de origen, incluidas grabaciones de sonidos terrestres, música y saludos en 55 idiomas. También se incluyen instrucciones sobre cómo reproducir el disco.

En noviembre de 2023 se observó que los datos enviados por la nave eran incoherentes, faltos de sentido. Tras analizar la situación se comprobó que el error residía en el ordenador de a bordo llamado Flight Data System (FDS), «sistema de datos de vuelo», que recopila todos los datos de los instrumentos así com el estado de salud de la nave empaquetándolos para que puedan ser enviados a la Tierra en cada emisión. Tras un complejo conjunto de operaciones, el 22 de abril de 2024 los ingenieros consiguienron por fin restablecen la comunicación.

En cuanto a los instrumentos de la nave, se han ido apagando para poder mantener con vida a la nave el mayor tiempo posible. Él último elemento apagado ha sido el subsistema de rayos cósmicos, en febrero de 2025, permaneciendo activos solo tres.

También se cita esta sonda en la sección de «Misiones a Júpiter».

La Voyager 1 despegó desde Cabo Cañaveral hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

La Voyager 1 sobrevoló Saturno hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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Por su parte, la Voyager 2, que se lanzó el 20 de agosto de 1977, fue superada por la Voyager 1 antes de acabar ese año, sobrevolando Júpiter el 9 de julio de 1979, 4 meses después que aquella, y alcanzando la máxima aproximación a Saturno el 26 de agosto de 1981, con más de 9 meses de retraso sobre su gemela. Sin embargo, esta voló unos 23.000 kilómetros más cerca de Saturno que Voyager 1, siendo su sobrevuelo más próximo a Saturno a las 03:21 (hora de Madrid), a 101.000 kilómetros.

Utilizando su fotopolarímetro, un instrumento que había fallado en la Voyager 1, la Voyager 2 proporcionó datos e imágenes más detalladas de los «radios»² y torceduras del anillo, y también del anillo F y sus lunas pastoras, ya conocido por la Voyager 1. Los datos de la Voyager 2 sugirieron que el anillo A de Saturno podría tener solo unos 300 metros de grosor.

Entre las fotos de alta precisión tomadas por la sonda, destacan las dos recogidas en los márgenees de este texto. En la fotografía de la izquierda, tomada a 4 millones de kilómetros, se aprecian de forma clara las numerosas características llamadas «radios» en el anillo B; su apariencia muy afilada y estrecha sugiere tiempos de formación cortos. En la ilustración de la derecha se destacan, con el falso color, las variaciones de color debidas a las diferencias en la composición de las partículas que forman los anillos, realzadas al combinar marcos ultraviloetas, transparente y naranja. Se tomó desde 8,9 millones de km, 9 días antes de la máxima aproximación, y abarca unos 68.000 km de arriba a abajo.

La sonda atravesó el plano de los anillos de Saturno a 13 km/s, fase en la que fue golpeada por miles de granos de polvo del tamaño de una micra que crearon pun soplo de plasma a medida que se vaporizaban. Debido a que las partículas cambiaron reiteradamente la actitud del vehículo, los impulsores de control de altitud se dispararon automáticamente en repetidas ocasiones para estabilizar la nave.

Además de reportaje fotográfico del planeta, Voyager 2 también tomo imágenes de algunas lunas de Saturno, como Jápeto, Hiperión, Encélado, Tetis y Febe, y de las recién descubiertas Helena, Telesto y Calipso.

Mientras la Voyager 1 estaba saliendo del plano eclíptico, la Voyager 2 continuó su viaje en busca de los dos planetas exteriores que faltaban por explorar, Urano y Neptuno. A constinuación, la sonda siguió un curso por debajo del plano de la eclíptica fuera del sistema solar. A 56 millones de kilómetros después del encuentro con el último planeta, los instrumentos de la Voyager 2 se pusieron en modo de bajo consumo para conservar energía. Como sucede con la Voyager 1, se han ido apagando sistemas para poder rentabilizar al máximo la energía del generador.

Después del encuentro con Neptuno, la NASA cambió formalmente el nombre de todo el proyecto a Misión Interestelar Voyager (VIM). En esta página web de la NASA se muestra un indicador a tiempo real de la distancia de ambas Voyagers al Sol y a la Tierra.

La nave era igual a la Voyager 1 y portaba los mismos instrumentos que los citados anteriormente para aquella.

Voyager 2 sobrevoló Saturno hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.