Voyager 1 si avvicina alla soglia di un giorno luce dalla Terra

• Il 18 novembre Voyager 1 dovrebbe raggiungere una distanza di 16,09 miliardi di miglia dalla Terra, pari a un giorno luce
• A settembre gli ingegneri hanno sostituito tre dispositivi con modelli a minore consumo energetico per prolungare il funzionamento degli strumenti scientifici rimanenti
• Dopo l'interruzione delle comunicazioni del 18–19 ottobre, il segnale è tornato il 20 ottobre; la causa dell'incidente non è ancora stata accertata

La distanza alla quale attendere una risposta richiederà due giorni

Voyager 1 si avvicina a una soglia che mostra chiaramente la portata del suo viaggio: il 18 novembre, come previsto, si troverà a 16,09 miliardi di miglia, ovvero 25,89 miliardi di chilometri, dalla Terra. La luce impiega 24 ore per percorrere questa distanza, perciò la si chiama un giorno luce. Nessun altro oggetto costruito dall'uomo si era mai spinto così lontano. Per la NASA non è solo una data simbolica, ma anche un promemoria della comunicazione estremamente lenta con la sonda.

La velocità di Voyager 1 nello spazio interstellare è di circa 38.000 miglia orarie, ovvero 61.155 chilometri orari. Nonostante questo movimento, la sonda non può scambiare rapidamente dati con la Terra: il segnale radio viaggia alla velocità della luce e il comando impiegherà circa un giorno per raggiungere la sonda. Per il segnale di risposta serviranno altre 24 ore circa. Di conseguenza, anche quando la comunicazione è stabilita, tra l'invio del comando e la ricezione della risposta passano circa due giorni.

La sonda ha lasciato la Terra nel 1977 e ha trascorso nello spazio quasi cinque decenni. Insieme a Voyager 2, ha attraversato il confine dell’eliosfera — un’enorme regione di particelle e campi magnetici generati dal Sole — ed è entrata nello spazio interstellare. Queste sonde restano le uniche ad aver studiato direttamente l’ambiente al di fuori dell’eliosfera. Per questo le loro misurazioni sono importanti non solo come prosecuzione di una missione di lunga data: al momento non ci sono altre missioni in grado di raccogliere dati in questa remota regione.

Risparmio energetico per una sonda che ha quasi mezzo secolo

A settembre il team di Voyager ha completato un intervento per ridurre il consumo energetico della sonda. Gli ingegneri hanno sostituito tre dispositivi con alternative che richiedono meno elettricità; altri tre dispositivi contribuiscono a mantenere la temperatura al livello necessario. L’intervento è stato soprannominato informalmente «Big Bang» e ha richiesto diversi mesi di preparazione. Le sostituzioni sono state eseguite contemporaneamente, così da ridurre il consumo energetico e mantenere una corretta distribuzione del calore all’interno della sonda, nonostante il freddo estremo dello spazio.

Questa sequenza di operazioni era necessaria per via della struttura del sistema di riscaldamento: tutti e sei i dispositivi coinvolti contribuiscono a mantenere la temperatura all’interno della sonda. Secondo la NASA, i tre elementi originali dovevano essere sostituiti insieme, e non separatamente, per non alterare l’equilibrio termico. L’intervento su Voyager 1 è stato effettuato circa sei settimane dopo una procedura analoga su Voyager 2. La NASA prevede che l’aggiornamento prolungherà la vita degli strumenti scientifici ancora attivi di Voyager 1 e consentirà di raccogliere più a lungo dati sullo spazio interstellare.

Entrambe le sonde ricavano energia dai generatori termoelettrici a radioisotopi. Questi sfruttano il calore prodotto dal decadimento radioattivo del plutonio e lo trasformano in energia elettrica. Man mano che questo processo prosegue, la potenza disponibile per le sonde diminuisce: ciascuna perde circa quattro watt di potenza generata all’anno. In quasi 50 anni, questo calo graduale ha lasciato agli ingegneri un margine molto ridotto. La NASA ha già spento le apparecchiature non più necessarie per la fase attuale della missione, così da mantenere in funzione i sistemi ancora operativi.

Interruzione delle comunicazioni e passaggio automatico al sistema di riserva

Quando Voyager 1 partì nel 1977, a bordo aveva dieci strumenti scientifici. Alcuni furono disattivati dopo il completamento dei sorvoli dei pianeti esterni, mentre altri continuarono a esplorare regioni sempre più remote dello spazio. Le riserve di energia limitate hanno già costretto la NASA a spegnere due strumenti scientifici negli ultimi anni. In questo contesto, preservare gli strumenti rimasti ha un valore pratico: consentono di continuare a osservare direttamente l’ambiente oltre l’eliosfera, dove finora non sono state inviate altre sonde per effettuare misurazioni.

Prima di attuare il «Big Bang», la NASA avrebbe potuto trovarsi nella necessità di spegnere un altro strumento di Voyager 1 già nell’estate del 2027. Il risparmio energetico ottenuto con successo dovrebbe posticipare questa eventualità; tuttavia, la fonte non afferma che l’ammodernamento garantisca il funzionamento di tutti gli strumenti fino a una data precisa. I generatori continuano a perdere potenza e la sonda, ormai prossima ai cinquant’anni, potrebbe incontrare nuove difficoltà tecniche. Si tratta quindi di prolungare le capacità della missione, non di eliminare i limiti legati all’alimentazione.

Nel frattempo, gli ingegneri stanno cercando di capire l’interruzione delle comunicazioni avvenuta il 18 e 19 ottobre. Durante due sessioni programmate, a distanza di 24 ore l’una dall’altra, la Deep Space Network non ha ricevuto segnali radio da Voyager 1. Dopo due tentativi senza successo, il segnale è ricomparso inaspettatamente il 20 ottobre, circa 48 ore dopo l’inizio dell’interruzione. Secondo la NASA, da allora le comunicazioni sono rimaste attive e gli specialisti hanno inviato comandi alla sonda per indagare sull’accaduto.

Che cosa significa la soglia di un giorno luce

La Deep Space Network è un sistema di grandi antenne radio situate in tre località nel mondo. Consente alla NASA di scambiare segnali con le sonde che operano nei pressi della Luna e a distanze molto maggiori. Al momento dell’incidente, Voyager 1 si trovava a circa 16 miliardi di miglia, ovvero 24 miliardi di chilometri, dalla Terra. La fonte non specifica che cosa abbia causato la mancata ricezione del segnale durante le due sessioni. Pertanto, il ripristino dei contatti non può ancora essere considerato una spiegazione definitiva del guasto.

Durante le verifiche, gli ingegneri hanno scoperto che un gruppo di propulsori di assetto di Voyager 1 aveva smesso di funzionare, dopodiché la sonda ha attivato automaticamente i propulsori di riserva. Il passaggio rientra nel sistema di protezione dai guasti: i computer di bordo possono rilevare un possibile problema, passare alle apparecchiature di riserva, stabilizzare la sonda e sospendere le normali operazioni. Questo dà al team a terra il tempo di valutare le condizioni della sonda e decidere come procedere. Tuttavia, la NASA non ha ancora stabilito se sia stata proprio questa anomalia a causare la perdita di comunicazione.

Karim Badaruddin, responsabile della missione Voyager presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha osservato che è la prima volta che il team assiste a un comportamento simile da parte della sonda, ma che a questo punto della missione bisogna aspettarsi degli imprevisti. Ha inoltre espresso sollievo per il ripristino delle comunicazioni e il desiderio di capire la causa dell’accaduto. La prossima tappa importante, il raggiungimento della distanza di un giorno-luce previsto per il 18 novembre, non elimina questa incertezza: la sonda continua a funzionare, ma la sua energia è limitata e le indagini sull’incidente sono ancora in corso.

Fonte: ScienceDaily