Voyager 1 si avvicina allo spazio interstellare


#1

Un altro traguardo è stato raggiunto dalla 33enne Voyager 1, la mitica sonda spaziale della NASA/JPL lanciata nel 1977: in questi mesi è stata raggiunta la zona antecedente lo spazio interstellare dove l’effetto del vento solare è diventato nullo. Il punto più lontano mai raggiunto da una macchina progettata dall’uomo.

Voyager dista 17.4 miliardi di km dal Sole, a 115 Unità Astronomiche, ossia 115 volte la distanza della Terra dal Sole, e si trova nella zona dello spazio interplanetario dove la velocità del gas ionizzato o plasma, emanato direttamente dalla nostra stella, diventa nulla: l’effetto sarebbe dato - secondo gli scienziati - dalla deflessione del vento solare data dalla pressione del vento interstellare che si presenta nella regione tra le sfere di influenza delle stelle. In sostanza il vento interstellare farebbe deviare il vento solare e in questa zona l’effetto del secondo diventerebbe nullo. Questa conferma è molto importante per il longevo programma Voyager, considerato che consiste nel primo passaggio attraverso l’eliosfera, la regione delimitata dall’eliopausa in cui l’effetto del vento solare è maggiore di quella del mezzo interstellare.

L’eliosfera può essere considerata una bolla su scala di un centinaio di unità astronomiche, che immerge il sistema solare ed in cui il plasma ionizzato viaggia a velocità supersoniche fino all’onda d’urto di terminazione, attraverso cui il suo effetto cala drammaticamente prima della zona chiamata “heliosheath”, che si trova dopo l’onda d’urto e che precede lo spazio interstellare.

Voyager, lanciata il 5 settembre 1977, ha passato attraverso il termination shock a dicembre 2004 ed in questi anni ha misurato l’effetto del vento solare attraverso lo strato della heliosheath, utilizzando il Low-Energy Charged Particle Instrument. A giugno 2010 la velocità del vento solare era stata stimata come quasi nulla ed il team del JPL di Pasadena ha atteso altri sei mesi di dati per confermare questi dati, cioè la diminuzione della velocità del solar wind di 20 km/s/anno dal 2007, in cui era di 60 km/s.

Il team degli scienziati coinvolti nel programma Voyager crede che la Voyager 1 non sia ancora entrata nello spazio interstellare vero e proprio, cosa che comporterebbe una maggiore densità delle particelle fredde rispetto a quelle calde. Attualmente si stanno aggiornando i modelli della struttura dell’eliosfera e degli strati esterni dell’heliosheath per stimare quando - si crede entro 4 anni - questo piccolo ambasciatore dell’uomo possa raggiungere veramente la via delle stelle.

Fonte: NASA/JPL


#2

Alcune immagini



#3

Una curiosità personale: quanto tempo ci vuole (più o meno) perchè il segnale di Voyager raggiunga la terra? E credete siano possibili interazioni con il software di bordo?


#4

Grazie a google… http://www.google.com/search?aq=f&sourceid=chrome&ie=UTF-8&q=17.3+billion+km+/+c

(17.3 billion kilometers) / the speed of light = 16.0296079 hours

Se per interazion intendi se è in grado di ricevere comandi, la risposta è si.
Lo stesso vale per Voyager2, anche se con qualche problema.


#5

è impressionante come una tecnologia (seppur avanzata) di 50 anni fà, funzioni ancora bene e senza mai un problema.

è proprio vero, non ci sono più le cose di una volta :slight_smile:


#6

eh sì… però è anche vero che non si spendono più i soldi di una volta :flushed:


#7

però è anche vero che spendi meno, ma a volte li butti via tutti in quanto un guasto rischia di compromettere una missione, magari durata anni di attesa… (vedi sonda Akatsuki)


#8

quanti soldi è costato il programma voyager dalla progettazione al lancio delle due sonde?

non trovo nessun dato economico al riguardo…


#9

Grazie Michael, ma non sapevo fosse possibile sapere con precisione a che distanza fosse arrivato V-ger (Star Trek 1 docet). Ecco perchè avevo scritto con approssimazione. Non sapevo per nulla che fosse ancora comandabile, come interazione intendevo solo software. Riguardo a Voyager 2 invece ero convinto che ormai non rispondesse più.

Oddio, 50: 33 anni (5 settembre 1977) :ok_hand: :wink:


#10

Giusto… mi ricordavo 67 e poi ho arrotondato per eccesso…

La tecnologia e l’elettronica è cresciuta in modo esponenziale… quindi cmq possiamo dire (che nonostante basi solide) e pur sempre una tecnologia vecchia… ma che funziona.

PS. io sono da sempre un sostenitore dei russi… quello che non c’è non si rompe, e quello che funziona perché cambiarlo :slight_smile:


#11

… e consideriamo che continuerà a lavorare fino al 2020-2025, in funzione del numero degli strumenti che verranno via via spenti :slight_smile: quindi potenzialmente quasi 50 anni :wink:


#12

Per chi è curioso della parte di comunicazione dei Voyager, consiglio questo essenziale documento Nasa: http://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/Descanso4–Voyager_new.pdf

Gli amplificatori di potenza RF erano (e sono ancora nei satelliti attuali) a valvole, con tecnologia risalente agli anni '30 (tubi ad onda progressiva, TWT). Funzionano da oltre trent’anni, e continuano a trasmettere dati scientifici. I Voyager dovrebbero avere potenza elettrica sufficiente per trasmettere almeno fino al 2023, e idrazina per il controllo di assetto fino al 2040. Poi… V_ger …

L’anno scorso, ad un symposium di radioamatori a Modena, ho parlato di tecniche per la ricezione dei satelliti, ed anche dei Voyager. La presentazione di allora è in http://www.arimodena.it/symposium/edizioni/edizione-2010/relazioni/relazione_ik1odo_domenica.pdf - si parla di Voyager nelle pagine 27-33. Poi, se qualcuno vuole le tracce audio per provare ad ascoltarlo, mi contatti :slight_smile:


#13

mi piacerebbe poterne vedere una copia e studiarla…

ho studia molto su questa sonda, e sono rimasto sorpreso dal sistema di alimentazione
[per l’energia ho scoperto che viene usato una speciale batteria atomica che altro non è che un nucleo di plutonio 238 che tende a mantenere una certo calore a causa del naturale decadimento radioattivo e un convertitore che sfrutta l’effetto Seebeck per trasformare il calore in energia elettrica (una specie di cella di peltier che funziona al contrario)]

ho capito più o meno il funzionamento dei sistemi di assetto

la parte di immagazzinamento dati (su nastro magnetico, strano che non si sia ancora intrecciato :slight_smile: )

ma non riesco a capire come faccia ad orientarsi, usa dei punti di riferimento?? o ha dei dati prestabiliti??


#14

Scusate, ma questa “durata di vita” della sonda, era prevista oppure si tratta anche in questao caso, come in molti altri, di un prolungamento non programmato e inaspettato (o garantito, come meglio credete)?


#15

Concordo appieno!!!


#16

che io sappia erano nate principalmente per esplorare Giove e Saturno poi si colse un vantaggioso allineamento per ammirare anche Nettuno e Urano…

poi credo che il resto è venuto di conseguenza dal fatto che le sonde funzionavano ancora e poteva essere sfruttate.

credo che l’obbiettivo primario fosse quello sopra, ma sicuramente avevano già calcolato la possibilità di andare oltre…


#17

No beh, la distanza l’ho presa da Wikipedia che la dava aggiornata al 13 Dicembre.
Ma credo sia ragionevolmente esatta, grazie alle analisi dei segnali radio.

E… V-ger era la inesistente Voyager 6.


#18

@ djeasy
Sei giovane… all’inizio degli anni '80 c’erano in giro parecchi articoli di riviste sulle sonde Voyager, e su come erano state progettate, e sui problemi tecnici incontrati dopo il lancio. Per me (allora mi occupavo di trasmissione di dati e di sistemi di codifica) leggrli era un sballo :slight_smile:

Credo che il prolungamento della missione sia una conseguenza naturale dei principi di progetto. Non essendoci a bordo batterie (AFAIK), l’RTG deve essere in grado di fornire la potenza di picco richiesta dalla sonda durante i momenti critici del viaggio, in particolare durante i flyby dei pianeti gassosi: fotocamere, assetto, strumenti dei plasmi, registratore dati, fotopolarimetri… tutto assieme.
Per sua stessa natura l’RTG ha un tempo di dimezzamento della potenza disponibile di decine di anni, dovuto al decadimento radioattivo ma anche alla degradazione delle giunzioni di termopila causato dal bombardamento radioattivo del plutonio. Quindi, il progetto dimensionato per avere una potenza adeguata durante i flyby garantisce una lunga vita utile della sorgente primaria.
L’orientamento è dato da due star trackers, cioè sistemi optoelettronici che puntano un certo numero di stelle, e su quelle mantengono l’assetto della navicella. Di solito viene tracciata Canopo, che è particolarmente facile da individuare nel cielo australe. In più c’è un sensore di Sole che guarda attraverso un foro nella parabola.
La storia dei Voyagers è piena di aneddoti tecnologici… basta scavare un pò in rete per scoprire le acrobazie che i tecnici del JPL hanno dovuto fare negli anni per mantenerle in funzione. In particolare, su Voyager 2 si sono guastati tutti e due i ricevitori di telecomando; si riesce a mantenere il contatto solo usando sporchi trucchi per passare nel secondo ricevitore, che non è completamente guasto. Su Voyager 1 si è rotto l’oscillatore ultrastabile (“USO”) che è fondamentale per il tracking e ranging; poi sono difettosi alcuni amplificatori di potenza RF, e parti della memoria del processore. Insomma, un sistema che dimostra gli anni, tenuto assieme con astuzia, perseveranza e grazie alla ridondanza.

Ultima cosa, il team di progetto aveva ben presente la ppossibilità di estendere la missione oltre Giove e Saturno. Per considerazioni politiche (=soldi) la cosa non fu prospettata immediatamente, e poi si provvide a trovare nelle pieghe del bilancio Nasa i fondi per estendere la missione. Per ulteriori info c’è un ottimo libro:
NASA’s Voyager Missions: Exploring the Outer Solar System and Beyond (Springer Praxis Books / Space Exploration) by Ben Evans and David M. Harland (33 dollari da Amazon)


#19

una sonda eccezionale indubbiamente


#20

Wow… tutto ciò mi lascia senza parole… ma quindi vuol dire che al JPL continuano a fare training per nuovi flight controllers per una missione lanciata 35 anni fa? Voglio dire, la maggior parte di quelli che erano al lancio ormai sarà in pensione…