Dove si trova oggi Voyager 1: missione e viaggio della sonda partita nel 1977 e ancora in funzione

Il 5 settembre 1977 partiva da Cape Canaveral la missione Voyager 1 della NASA, a bordo di un razzo Titan IIIE. 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.

Insieme alla gemella Voyager 2, lanciata due settimane prima, Voyager 1 rappresenta una delle missioni più importanti nella storia dell’esplorazione del Sistema Solare. Quasi mezzo secolo dopo la  sonda si trova ad una distanza di oltre 25 miliardi di chilometri dalla Terra, una distanza così grande che un segnale radio impiega quasi 23 ore solo per raggiungerla.

Allo stato attuale la missione Voyager 1 è ancora operativa: come confermato dalla NASA, il prossimo 18 novembre 2026 (alle 11:16 ora italiana) la sonda raggiungerà la distanza di un giorno luce dalla Terra, cioè 25,902 miliardi di chilometri. Sarà il primo oggetto costruito dall'uomo a raggiungere questa distanza.

La sonda è alimentata da generatori termoelettrici a radioisotopi basati sul decadimento del plutonio-238 che si degrada lentamente nel tempo e che consente alla navicella di avere una fonte di energia a distanze, dove la luce del Sole non sarebbe sufficiente per alimentari i sistemi di bordo.

Perché furono costruite le sonde Voyager e perché sono state lanciate insieme?

La risposta ha a che fare con un'opportunità astronomica rarissima. Nel 1965, il fisico Gary Flandro del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA calcolò che tra il 1976 e il 1978 i quattro pianeti esterni del Sistema Solare (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) si sarebbero trovati in un allineamento eccezionale, che si ripresenta soltanto ogni 175 anni.

Quell'allineamento rendeva possibile sfruttare la cosiddetta fionda gravitazionale, una tecnica adottata in astrodinamica per risparmiare combustibile. Una sonda in un’orbita interplanetaria avvicinandosi a un pianeta sottrae un po' della sua energia gravitazionale e viene catapultata verso il pianeta successivo a velocità molto maggiore, senza consumare carburante. Senza quell'allineamento visitare tutti e quattro i giganti gassosi con una sola traiettoria sarebbe stato semplicemente impossibile con la tecnologia dell'epoca e ancora oggi richiederebbe capacità e costi che renderebbero la missione difficilmente realizzabile.

Fu così che la NASA decise di costruire due sonde identiche e di lanciarle a pochi giorni di distanza l'una dall'altra, seguendo traiettorie diverse per avvicinarsi ai pianeti da angolazioni differenti. Ognuna pesava quasi 700 kg ed era dotata di dieci strumenti scientifici, dalle macchine fotografiche agli strumenti per lo studio della composizione dei pianeti, delle radiazioni cosmiche e del campo magnetico.

Tra i protagonisti intellettuali della missione c'è Carl Sagan, astrofisico e divulgatore conosciutissimo della televisione americana, che alla missione Voyager diede un compito aggiuntivo molto particolare. Fu lui a proporre di inserire a bordo un messaggio per eventuali civiltà extraterrestri.

Dove si trova oggi Voyager 1?

Voyager 1 sta  viaggiando ad una velocità di  quasi 61.000 km/h rispetto ad esso e il prossimo 18 novembre 2026 Voyager 1 raggiungerà la distanza di un giorno luce dalla Terra, ovvero 25.902 miliardi di chilometri, la distanza percorsa dalla luce in 24 ore. Alla velocità media di un aereo di linea ci vorrebbero circa 3,5 milioni di anni per coprire la distanza coperta finora dalla sonda.

Ma dove si trova esattamente Voyager 1? Il confine del Sistema Solare infatti è definito in diversi modi. Innanzitutto il Sole emette continuamente un flusso di particelle cariche chiamato vento solare, che si espande in tutte le direzioni formando una gigantesca bolla attorno al Sistema Solare, l'eliosfera. Il limite esterno di questa bolla è il punto in cui il vento solare si scontra con il mezzo interstellare e viene bloccato, che si chiama eliopausa. Oltre l'eliopausa viene definito l’inizio dello spazio interstellare, ovvero il gas di  materia estremamente rarefatta che riempie lo spazio tra le stelle all'interno di una galassia.

Eppure nonostante abbia oltrepassato l’eliopausa, Voyager 1 non ha ancora lasciato completamente il Sistema Solare. Tra la sonda e il vero confine gravitazionale del Sole si estende la Nube di Oort. Si tratta di una sfera immensa ipotizzata ma mai osservata direttamente che avvolge il Sistema Solare e contiene miliardi di oggetti ghiacciati, i nuclei delle comete a lungo periodo che ogni tanto cadono verso il Sole.

Voyager 1 non ha ancora raggiunto nemmeno il bordo interno di questa nube (il confine interno è stimato a circa 2000 unità astronomiche, ovvero duemila volta la distanza della Terra dal Sole) e quando lo farà, tra circa 300 anni, ci vorranno ancora circa 30.000 anni per attraversarla completamente fino al suo confine più esterno a circa 100.000 unità astronomiche. Solo allora la sonda entrerà nel campo gravitazionale di un'altra stella. Alla sua attuale velocità Voyager 1 impiegherebbe circa 73.000 anni per raggiungere Proxima Centauri, la stella più vicina al Sistema Solare.

Le scoperte nel Sistema Solare

Prima di avventurarsi nello spazio interstellare, Voyager 1 ha attraversato il Sistema Solare restituendo immagini e dati che hanno rivoluzionato la nostra comprensione dei pianeti giganti.

Durante il sorvolo ravvicinato di Giove nel 1979, la Voyager 1 scoprì che il satellite naturale Io è vulcanicamente attivo, unico corpo del sistema solare oltre alla Terra. Prima di Voyager, Io era considerata una luna morta come le altre: la scoperta di vulcani attivi fu un caso scientifico. Le sonde Voyager furono anche in grado di osservare per la prima volta gli anelli planetari di Giove, caratteristica che si pensava fosse peculiarità del solo Saturno.

Voyager 1 prese anche l’immagine ravvicinata dell'atmosfera di Giove. Fu misurata la temperatura delle nubi, osservato il movimento dei venti nelle bande e nelle zone, rilevati fulmini nell'emisfero buio e misurata la velocità della materia che costituisce la Grande Macchia Rossa, rivelandone la natura anticiclonica.

Successivamente Voyager 1 raggiunse il massimo avvicinamento a Saturno il 12 novembre 1980, appena 20 mesi dopo il sorvolo ravvicinato di Giove. Passò a circa 125.000 km dalla copertura nuvolosa del pianeta con gli anelli. Nella fase di avvicinamento aveva sfiorato Titano, la luna maggiore di Saturno, ritenuto un obiettivo scientifico del massimo interesse.

Poi arrivò uno dei momenti più iconici di tutta la storia dell’esplorazione planetaria. Il 14 febbraio 1990, quando Voyager 1 si trovava già oltre l'orbita di Nettuno, Carl Sagan convinse la NASA a fare qualcosa di insolito. La sonda venne ruotata verso la Terra per scattare una serie di fotografie da miliardi di chilometri di distanza.  Nella fotografia il pianeta appare come un minuscolo punto contro la vastità dello spazio, tra le bande di luce solare riflesse dalla fotocamera. Quella fotografia prese il nome di Pale Blue Dot (pallido puntino azzurro) e diventò una delle immagini più celebri rese pubbliche dalle sonde.

Un messaggio per altre civiltà aliene

A bordo di Voyager 1 e Voyager 2 è contenuto un oggetto particolare, il Golden Record, ovvero un disco placcato d'oro che contiene un messaggio. Si tratta di una capsula del tempo cosmica destinata a sopravvivere miliardi di anni nello spazio interstellare.

Carl Sagan fu così incaricato dalla NASA di progettare un messaggio che potesse essere recapitato ad un’ipotetica civiltà aliena che in futuro si fosse imbattuta in una delle sonde Voyager durante il loro lungo viaggio. Sulle sonde vennero così fissati due dischi fonografici simili ad un vinile ma composti invece da rame placcato in oro.

Il contenuto del disco venne selezionato per la NASA da una commissione guidata da Carl Sagan dell'Università Cornell. Sagan e la commissione misero insieme una varietà di 115 immagini e un gran numero di suoni naturali, come quelli prodotti dalle onde, dal vento, dai tuoni e suoni prodotti da animali, come il canto degli uccelli e delle balene. Con questi venne inserita una selezione musicale proveniente da diverse culture e diverse epoche, oltre ai saluti di abitanti della Terra in 55 lingue diverse e la riproduzione del messaggio del presidente degli USA Jimmy Carter e del Segretario generale delle Nazioni Unite Kurt Waldheim.

Sulla copertina del disco sono incise le istruzioni in linguaggio simbolico e aritmetica binaria per riprodurlo, con tanto di puntina e giradischi inclusi. Il disco contiene un campione di uranio 238, il cui lungo tempo di dimezzamento di quasi 4,5 miliardi di anni permetterebbe di determinare l'età del disco a chiunque eventualmente lo trovasse.

Un interessante aneddoto: nel primo lungometraggio della serie di Star Trek intitolato The Motion Picture, un evento come quello ipotizzato da Carl Sagan è stato descritto e ampliato nella trama del film. L'astronave nota come V'ger altri non è che una versione evoluta e potenziata di un'antica sonda terrestre chiamata Voyager 6, erede delle precedenti missioni omonime. Nel film la sonda, lanciata dalla Terra nel XX secolo, si era persa nello spazio profondo ed era finita in un buco nero. Raccolta da una civiltà aliena di macchine viventi, era stata ricostruita e potenziata con una tecnologia avanzatissima, con lo scopo di continuare la sua missione, ovvero raccogliere tutta la conoscenza possibile dell'universo e riportarla al suo creatore, cioè l'umanità stessa.

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