La sonda Voyager 1

Le enormi distanze esistenti tra i corpi celesti costituiscono il più grande ostacolo all'esplorazione spaziale. Diviene dunque indispensabile costruire delle sonde che siano in grado di viaggiare più a lungo, arrivando più lontane dalla Terra. L'oggetto costruito dall'uomo che sia arrivato più lontano dal nostro pianeta è la sonda Voyager 1. Seguici su Eagle sera per saperne di più.  

Voyager 1

La sonda spaziale Voyager 1 è una delle prime esploratrici del sistema solare esterno, tuttora in attività benché abbia raggiunto l'eliopausa. Il lancio è avvenuto nell'ambito del Programma Voyager della NASA il 5 settembre 1977 da Cape Canaveral a bordo di un razzo Titan IIIE, pochi giorni dopo la sua sonda gemella Voyager 2, in un'orbita che le avrebbe permesso di raggiungere Giove per prima. Obiettivo principale della missione era il sorvolo dei due pianeti giganti Giove e Saturno, e in particolare del satellite Titano, per studiarne i campi magnetici, gli anelli e fotografarne i rispettivi satelliti. Dopo il sorvolo di Saturno nel 1980 la missione della sonda è stata estesa proseguendo così a raccogliere dati sulle regioni esterne del sistema solare. Nell'agosto del 2012 la Voyager 1 ha oltrepassato l'eliopausa diventando il primo oggetto costruito dall'uomo ad uscire nello spazio interstellare. La sonda sta operando e comunicando dati da più di 43 anni e 1 mese e si trova alla distanza di oltre 150 UA (22 miliardi e 550 milioni di km) dal Sole, facendone l'oggetto artificiale più lontano dalla Terra. È previsto che continuerà ad operare fino al 2025, quando gli RTG smetteranno di fornire abbastanza energia elettrica. Missione primaria della Voyager 1 era studiare Giove e Saturno. La Voyager 1 iniziò a fotografare Giove nel gennaio 1979. La sonda passò vicino a Giove il 5 marzo 1979, e continuò a fotografare il pianeta fino ad aprile. Poco tempo dopo fu la volta della sonda sorella Voyager 2. Le due Voyager fecero numerose scoperte su Giove e i suoi satelliti. La più sorprendente fu la scoperta di vulcani di zolfo su Io, che non erano mai stati osservati né dalla Terra né dal Pioneer 10 o dal Pioneer 11. La sonda proseguì il suo viaggio verso Saturno. Il punto di massimo avvicinamento fu raggiunto il 12 novembre 1980, quando passò ad una distanza di poco più di 120000 km dal pianeta. La sonda fotografò le complesse strutture degli anelli di Saturno, e studiò l'atmosfera di Saturno e di Titano. La sua orbita, progettata per studiare Titano da vicino, la portò fuori dal piano dell'eclittica, impedendole di visitare altri pianeti. Dopo aver oltrepassato Saturno e le sue lune, la sonda si è progressivamente allontanata dal Sole, dirigendosi verso i confini del Sistema solare. Nel novembre 2003 è stato annunciato che secondo l'analisi dei dati registrati la Voyager 1 avrebbe passato il "termination shock" (il confine dove le particelle del vento solare vengono rallentate a velocità subsoniche) nel febbraio 2004. Altri scienziati hanno espresso dubbi in proposito (discussi nella rivista Nature il 6 novembre). Probabilmente serviranno altre analisi, rese difficili anche dal fatto che i rivelatori di vento solare a bordo del Voyager 1 hanno smesso di funzionare nel 1990. Le ultime dichiarazioni indicano che la sonda avrebbe attraversato il termination shock nel dicembre 2004. Dati del dicembre 2012 inviati dalla sonda dimostrano nuove e sensazionali scoperte dei confini del sistema solare. La sonda è entrata in una "autostrada magnetica" che collega il sistema solare allo spazio interstellare. Questa "autostrada" sembrerebbe essere un mezzo di collegamento fra il campo magnetico del sole ed il campo magnetico interstellare. Tutto ciò permette alle particelle cariche all'interno dell'eliosfera di uscire fuori e alle particelle cariche dell'esterno di riversarsi dentro. Pertanto il Voyager 1 sta analizzando particelle cariche provenienti dall'esterno del sistema solare. Gli esperti ritengono però che i dati sul campo magnetico non facciano pensare che sia già nello spazio interstellare, in quanto la direzione delle linee del campo magnetico dovrebbero mutare, quando invece non lo stanno facendo. La sonda si sarebbe immessa sull'autostrada magnetica il 28 luglio 2012 e da allora questa regione si è allontanata e riavvicinata ad essa molte volte. La sonda vi è infine rientrata il 25 agosto 2012. Mentre la sonda sta viaggiando verso lo spazio interstellare, i suoi strumenti continuano a studiare l'ambiente del sistema solare. Gli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA stanno usando gli strumenti a bordo per cercare il punto esatto dell'eliopausa. Il 13 dicembre 2010 è stato dichiarato che nel giugno 2010, a una distanza di circa 114 UA (circa 17 miliardi di km) dal Sole, la Voyager 1 ha rilevato che la velocità del vento solare è diminuita fino a zero, perciò la sonda potrebbe aver raggiunto l'eliopausa, tuttavia sono in corso ulteriori analisi per averne la certezza. Il 13 settembre 2013 è stato dichiarato che il 25 agosto del 2012, a una distanza di circa 121 UA dal Sole, avrebbe superato il confine dell'eliopausa. Ad indicarlo fu una nuova misurazione della densità del plasma di particelle a bassa energia che circondano la sonda, che mostrò un brusco incremento compatibile con le previsioni teoriche. Gli strumenti hanno rivelato una brusca diminuzione dei raggi cosmici solari, la cui intensità è scesa verso valori vicini allo zero. Il 14 giugno 2012 la NASA ha dichiarato che, per effetto del flusso di particelle cosmiche, gli strumenti della sonda hanno registrato segnali nuovi completamente diversi da quelli registrati sinora, per tale ragione si ritiene che la Voyager 1 sia vicina all'ingresso nello spazio interstellare. Successivamente il 3 agosto 2012 la NASA ha dichiarato che due dei tre segnali chiave (che era stato previsto che sarebbero dovuti cambiare nel momento in cui la sonda fosse entrata nello spazio interstellare) sono cambiati rapidamente come non accadeva da 7 anni. Il 12 settembre 2013 la NASA ha confermato che il 25 agosto del 2012 la Voyager 1, a una distanza di circa 121 UA dal Sole, è entrata ufficialmente nello spazio interstellare. La Voyager 1 è ancora funzionante ed è l'oggetto costruito dall'uomo più distante dalla Terra avendo superato la sonda Pioneer 10. Nel 2013 la Voyager 1 ha raggiunto lo spazio interstellare e al 22 ottobre 2020 si trova ad una distanza di 150,826 UA (equivalenti a 20,906 ore luce o 22,563 miliardi di km) dal Sole. La sonda si sta allontanando dal sistema solare a una velocità di 16,9995 km/s, pari ad oltre 3,5 UA all'anno; è in leggerissimo rallentamento a causa dell'attrazione solare. Nel 2018 sono stati attivati dei propulsori nuovamente funzionanti dopo 37 anni di inattività che saranno in grado di estendere la missione. La Voyager 1 è alimentata da una batteria RTG che le permetterà di funzionare, seppure in modo limitato, fino al 2025 quando avrà raggiunto oltre 25 miliardi di chilometri di distanza dalla Terra. In base alle previsioni, la Voyager 1 potrebbe raggiungere e analizzare l'ipotetico muro d'idrogeno (situato tra l'eliopausa e il bow shock), però sarà impossibile che la sonda sia ancora funzionante quando raggiungerà il bow shock situato a circa 230 UA dal Sole; nell'ipotesi che viaggi all'attuale velocità, si può stimare il raggiungimento di tale zona nel 2042, ma in realtà occorrerà più tempo a causa del progressivo leggero rallentamento della sonda. Fra 30 000 anni circa, la Voyager 1 uscirà completamente dalla Nube di Oort ed entrerà nel campo di attrazione gravitazionale di un'altra stella. La sonda si sta dirigendo in direzione della costellazione dell'Ofiuco e tra circa 38 000 anni passerà ad una distanza di circa 1,7 anni luce dalla stella Gliese 445 situata nella costellazione della Giraffa. Il sistema di comunicazione radio di Voyager 1 è stato progettato per essere usato oltre il limite del sistema solare. Il sistema di comunicazione include un'antenna parabolica di 3,7 m di diametro per mandare e ricevere onde radio attraverso le tre "Deep space network" sulla Terra. Quando Voyager 1 non ha la possibilità di comunicare direttamente con la Terra, il suo nastro digitale può registrare circa 64 kB di dati, per trasmetterli in un secondo momento. Attualmente, i segnali che partono dalla sonda impiegano 21 ore per raggiungere la Terra. Voyager 1 ha tre generatori termoelettrici a radioisotopi (RTGs). Ogni MHW-RTG contiene 24 sfere di ossido di plutonio-238. Gli RTGs generavano, al momento del lancio, circa 470 W di potenza elettrica. La rimanente potenza è dissipata come calore residuo. Nonostante il decadimento del plutonio, gli RTGs della navicella continueranno a renderla operativa fino il 2025. Il "computer command Subsystem" (CCS) controlla le macchine fotografiche. Il CCS contiene inoltre programmi per la decodifica dei comandi, correzione delle routine e rilevamento degli errori, routine di puntamento dell'antenna. Questo computer è una versione migliorata di quello che fu usato nel Viking Orbiters.[23]"The attidude and articulation control Subsystem" (AACS) controlla l'orientamento della navicella. Mantiene l'antenna puntata verso la terra, controlla i cambiamenti di assetto e punta le piattaforme di scan. Il Voyager Golden Record è un disco registrato placcato in oro contenente immagini e suoni della Terra, che la sonda, così come il Voyager 2, porta con sé. I contenuti della registrazione furono selezionati da un comitato presieduto da Carl Sagan. Le istruzioni per accedere alle registrazioni sono incise sulla custodia del disco, nel caso "qualcuno lo trovasse". Lanciata il 5 settembre del 1977 Voyager 1 è la sonda spaziale di NASA che ha contribuito (assieme al programma omonimo) a cambiare in maniera radicale le conoscenze scientifiche e l'interesse del grande pubblico per l'esplorazione del Sistema Solare. Dotata di un generatore a energia atomica (con 24 sfere pressate di plutonio-238), Voyager 1 vanta il record di oggetto prodotto dall'uomo attualmente più distante dalla Terra. La sonda ha superato le 150 unità astronomiche (AU) dal pianeta di origine, e ora viaggia nello spazio esterno al Sistema Solare noto come "medium interstellare". A oltre 40 anni di distanza dal lancio, Voyager 1 e Voyager 2 continuano a funzionare e a comunicare con il team di controllo NASA presso il JPL (Jet Propulsion Laboratory) grazie alle gigantesche antenne terrestri del Deep Space Network. NASA offre un vero e proprio "stato di missione" sulle due sonde, aggiornato in tempo quasi-reale e accessibile liberamente dal pubblico a questa pagina Web. Il Mission Status delle due Voyager include il tempo di missione intercorso dal lancio, la distanza dalla Terra e dal Sole (in miglia e AU) la velocità in relazione al Sole (in miglia orarie), lo stato degli strumenti di bordo. Particolarmente interessante è poi la riproduzione tridimensionale del "viaggio" delle due Voyager, con i dati sulla posizione di Voyager 1 e Voyager 2 in relazione ai pianeti e agli altri oggetti celesti aggiornati in tempo reale. Voyager 1 e il programma Voyager rappresentano una delle imprese spaziali più solide e iconiche di NASA, un monumento all'ingegno e alla voglia di esplorazione del genere umano che continua ad animare dibattiti e celebrazioni a più di quattro decenni dall'avvio della missione. Appena sei giorni fa, Voyager 1 ha festeggiato il superamento dei 14 miliardi di miglia (22,5 miliardi di chilometri) di distanza dalla Terra.