Voyager 1

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Voyager 1
Immagine del veicolo
Voyager probe.jpg
Dati della missione
OperatoreNASA
NSSDC ID1977-084A
SCN10321
DestinazioneGiove, Saturno e spazio interstellare
EsitoLa missione primaria è ormai conclusa ma la sonda è ancora in attività
VettoreTitan IIIE
Lancio5 settembre 1977
Luogo lancioCape Canaveral Air Force Station Space Launch Complex 41
Proprietà veicolo spaziale
Potenza420 W
Peso al lancio825,5 kg
CostruttoreJet Propulsion Laboratory
Sito ufficiale
Programma Voyager
Missione precedenteMissione successiva
Voyager 2

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.

L'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.

Al 1º luglio 2017 la sonda sta operando e comunicando dati da 39 anni e 10 mesi e si trova alla distanza di 139 UA (2,08 × 1010 km) dal Sole, facendone l'oggetto artificiale più lontano dalla Terra.

La sonda è previsto continuerà ad operare fino al 2025 quando gli RTG smetteranno di fornire energia elettrica.

Profilo della missione[modifica | modifica wikitesto]

Parametri orbitali[modifica | modifica wikitesto]

Tipo di orbita Centro Inizio/fine Periastro Afastro Periodo Inclinazione Eccentricità
Viaggio interplanetario Sole dall'8 settembre 1977, 09.08.17 UTC
al 5 marzo 1979, 12.05.26 UTC
1 AU 5,2 AU - 1,032182° 0,797783
Sorvolo di Giove Giove 5 marzo 1979, 12.05.26 UTC 4,89 RG - - 3,979134° 1,318976
Viaggio interplanetario Sole dal 5 marzo 1979, 12.05.26 UTC
al 12 novembre 1980, 23.46.30 UTC
5,2 AU 9,54 AU - 2,48158° 2,30274
Sorvolo di Saturno Saturno 12 novembre 1980, 12.05.26 UTC 3,09 RS - - 65,893904° 2,107561
Viaggio interstellare Sole dal 12 novembre 1980, 23.46.30 UTC 9,54 AU - - 35,76° 3,72472

La missione[modifica | modifica wikitesto]

Missione primaria[modifica | modifica wikitesto]

Giove e Saturno[modifica | modifica wikitesto]

Immagini in sequenza dell'avvicinamento della Voyager I a Giove, da 58 milioni a 31 milioni di chilometri; le immagini sono state prese ogni 10 ore per 28 giorni alla stessa ora locale gioviana, mostrando sempre la macchia rossa al centro dell'immagine.

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 120 000 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.

Missione secondaria[modifica | modifica wikitesto]

Dopo aver oltrepassato Saturno e le sue lune, la sonda si è progressivamente allontanata dal Sole, dirigendosi verso i confini del Sistema solare.

Termination Shock[modifica | modifica wikitesto]

Voyager spacecraft structure.jpg

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.[1]

Autostrada magnetica[modifica | modifica wikitesto]

Dati recenti 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.[2]

Eliopausa[modifica | modifica wikitesto]

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.[1]

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.[3][4]

Spazio interstellare[modifica | modifica wikitesto]

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.[5]

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.[6]

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.[3][4]

Stato attuale[modifica | modifica wikitesto]

Posizione della Voyager I l'8 febbraio 2012: sono visualizzate le orbite planetarie, ma nessun pianeta sarebbe visibile da quella distanza, mentre il Sole avrebbe una magnitudine di -16,4

La Voyager 1 è ancora funzionante ed è l'oggetto costruito dall'uomo più distante dalla Terra avendo superato la sonda Pioneer 10 .[7]

Il 25 febbraio 2017 la Voyager 1 si trovava nello spazio interstellare[3][4] a una distanza di 137,770 UA[7] (equivalenti a 19,096 ore luce[8] o 20,610 miliardi di km[9]) dal Sole.

La sonda si sta allontanando dal sistema solare a una velocità di 17,004 km/s, pari a 3,587 UA all'anno;[7] è in leggerissimo rallentamento a causa dell'attrazione solare.

Futuro[modifica | modifica wikitesto]

La Voyager 1 è alimentata da una batteria RTG che le permetterà di funzionare, seppure in modo limitato, fino al 2025[10] quando avrà raggiunto oltre 25 miliardi di chilometri di distanza dalla Terra.
Tuttavia nel 2025 la comunicazione con la sonda sarà molto improbabile perché il giroscopio, che permette di tenere orientata l'antenna verso la Terra, smetterà di funzionare nel 2017[10], quando è previsto che la sonda si trovi a una distanza dal Sole compresa tra 137 e 141 UA[11].

In base alle previsioni, la Voyager 1 potrebbe raggiungere e analizzare l'ipotetico muro d'idrogeno[12] (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[13] 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.

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 dell'Orsa Minore.[14]

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.

Componenti della sonda[modifica | modifica wikitesto]

L'antenna parabolica di 3.7 metri di diametro.

Voyager 1 è stato costruito dal Jet Propulsion Laboratory[15][16]. Ha 16 propulsori a idrazina, stabilizzatori a tre assi giroscopici e strumenti di riferimento per mantenere la radio della sonda puntata verso la terra. L’insieme di questi strumenti fanno parte del “Attitude and Articulation Control Subsystem (AACS)” insieme a unità ridondanti di molti strumenti e 8 propulsori di backup.

Sistema di comunicazione[modifica | modifica wikitesto]

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 metri di diametro per mandare e ricevere onde radio attraverso le tre “Deep space network” sulla Terra.[17] Quando voyager 1 non ha la possibilità di comunicare direttamente con la terra, il suo nastro digitale può registrare circa 64 kilobytes di dati per trasmetterli in un secondo momento.[18] I segnali che partono dalla sonda impiegano 19 ore per raggiungere la terra.[19]

Unità RTG

Potenza[modifica | modifica wikitesto]

Voyager 1 ha tre generatori termoelettrici a radioisotopi (RTGs). Ogni MHW-RTG contiene 24 sfere di ossido di plutonio-238.[20] I RTGs generavano, al momento del lancio, circa 470 W di potenza elettrica. La rimanente potenza è dissipata come calore residuo.[21] Nonostante il decadimento del plutonio, gli RTGs della navicella continueranno a renderla operativa fino il 2025.[22]

Computer[modifica | modifica wikitesto]

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.[24]

Voyager Golden Record[modifica | modifica wikitesto]

La custodia del Voyager Golden Record
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Voyager Golden Record.

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.[25] Le istruzioni per accedere alle registrazioni sono incise sulla custodia del disco, nel caso "qualcuno lo trovasse".

Foto dai confini del sistema solare[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1990 la sonda ha scattato diverse fotografie ai pianeti del sistema solare quando si trovava ad oltre 6 miliardi di chilometri dalla Terra. La più celebre è la Pale Blue Dot (pallido puntino blu) che mostra la Terra della dimensione di meno di un pixel. Un collage delle altre foto forma un'altra nota foto, ritratto di famiglia.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b NASA Probe Sees Solar Wind Decline, www.jpl.nasa.gov. URL consultato il 31 dicembre 2010.
  2. ^ da astronomia.com.
  3. ^ a b c NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space, www.jpl.nasa.gov. URL consultato il 14 settembre 2013.
  4. ^ a b c How Do We Know When Voyager Reaches Interstellar Space?, www.jpl.nasa.gov. URL consultato il 14 settembre 2013.
  5. ^ Data From NASA's Voyager 1 Point to Interstellar Future, www.jpl.nasa.gov. URL consultato l'8 luglio 2012.
  6. ^ Signs Changing Fast for Voyager at Solar System Edge, www.jpl.nasa.gov. URL consultato il 22 agosto 2012.
  7. ^ a b c Spacecraft escaping the Solar System, Heavens-Above. URL consultato il 15 novembre 2010.
  8. ^ Distanza in ore luce = [ ( km in un'UA × distanza in UA ) / velocità della luce in km/s ] / secondi in un'ora = [ ( 149 597 870,691 km × 134,657 UA ) / 299 792,458 km/s ] / 3 600 .
  9. ^ Distanza in miliardi di km = ( km in un'UA × distanza in UA ) / 1 000 000 000 = ( 149 597 870,691 km × 134,657 UA ) / 1 000 000 000 .
  10. ^ a b Spacecraftlife Lifetime, voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 18 luglio 2010.
  11. ^ Voyager Locations (PDF), voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 15 novembre 2010.
  12. ^ The heliospheric hydrogen wall and astrospheres, adsabs.harvard.edu. URL consultato il 13 agosto 2010.
  13. ^ Astronomy Picture of the Day, antwrp.gsfc.nasa.gov. URL consultato il 10 febbraio 2010.
  14. ^ FAQ, voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 25 agosto 2013 (archiviato dall'url originale il 21 luglio 2011).
  15. ^ By Elizabeth Landau CNN, NASA confirms Voyager 1 probe has left the solar system - CNN.com, su CNN. URL consultato il 09 marzo 2017.
  16. ^ https://tools.wmflabs.org/makeref/, su tools.wmflabs.org. URL consultato il 09 marzo 2017.
  17. ^ JPL.NASA.GOV, Voyager - The Interstellar Mission, su voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 09 marzo 2017.
  18. ^ "NASA News Press Kit 77–136", su forum.nasaspaceflight.com.
  19. ^ JPL.NASA.GOV, Where are the Voyagers - NASA Voyager, su voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 09 marzo 2017.
  20. ^ "U.S. space missions using radioisotope power systems" ( (PDF), su www2.ans.org.
  21. ^ Voyager - Spacecraft Lifetime, su voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 09 marzo 2017.
  22. ^ JPL.NASA.GOV, Voyager - The Interstellar Mission, su voyager.jpl.nasa.gov. URL consultato il 09 marzo 2017.
  23. ^ Ch6-2, su history.nasa.gov. URL consultato il 09 marzo 2017.
  24. ^ Typical Onboard Subsystems--2, su www.au.af.mil. URL consultato il 09 marzo 2017.
  25. ^ Voyager Exits Solar System To Enter Interstellar Space, Spacecraft Data Suggest.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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