Sonde spaziali verso i pianeti e oltre

Voyager 1, lanciata nel 1977, si troverà a un giorno luce dalla Terra, circa 26 miliardi di km, nel novembre 2026.

Robot in viaggio per decenni

Gli esseri umani sono stati sulla Luna, ma tutti gli altri mondi che conosciamo da vicino sono stati visitati da robot. Una sonda spaziale trasporta fotocamere e strumenti, una radio per comunicare con la Terra ed energia sufficiente per lavorare per anni, a volte per decenni. La luce solare si indebolisce con la distanza, quindi molte sonde dirette ai pianeti esterni usano generatori a radioisotopi che trasformano in elettricità il calore del decadimento del plutonio. Alcune, come Juno presso Giove, usano invece grandi pannelli solari. Voyager 1 aveva tre generatori a radioisotopi alla partenza, ciascuno capace di fornire circa 158 watt al lancio.

Le fionde gravitazionali

I soli razzi non possono dare a una sonda abbastanza velocità per raggiungere i pianeti esterni. Chi progetta la missione la prende quindi in prestito. Quando una sonda passa vicino a un pianeta in movimento, dalla parte posteriore rispetto al suo moto, la gravità del pianeta la trascina e la rilancia più velocemente, sottraendo una quantità minuscola e impercettibile di energia orbitale al pianeta. Grazie a questa fionda gravitazionale, le Voyager hanno raggiunto i pianeti esterni in anni anziché in decenni. Danuri, nell'unità precedente, ha usato una versione più dolce della stessa idea per risparmiare propellente nel viaggio verso la Luna.

Voyager 1 e 2

Le due Voyager partirono nel 1977: prima Voyager 2 il 20 agosto, poi Voyager 1 il 5 settembre. Voyager 1 seguiva però una rotta più rapida e superò la gemella a dicembre. La NASA indica il massimo avvicinamento di Voyager 1 a Giove il 5 marzo 1979 e a Saturno il 12 novembre 1980. Voyager 2 proseguì verso Urano e Nettuno, impiegando 12 anni per raggiungere Nettuno. È tuttora l'unica sonda ad aver sorvolato questi due pianeti. Nell'agosto 2012 Voyager 1 attraversò l'eliopausa, il confine della bolla di particelle e campo magnetico emessa dal Sole, diventando il primo oggetto costruito dall'uomo a entrare nello spazio interstellare.

Voyager 1 comunica ancora con la Terra. La NASA prevede che raggiunga la distanza di un giorno luce dalla Terra nel novembre 2026: la distanza percorsa dalla luce in 24 ore, circa 26 miliardi di km. A quel punto un comando radio inviato dalla Terra impiega un giorno intero ad arrivare e la risposta un altro giorno a tornare. L'energia disponibile diminuisce, quindi gli ingegneri spengono gli strumenti uno alla volta per mantenere in funzione gli altri.

La distanza rallenta ogni comunicazione. Quando New Horizons sorvolò Plutone, questo distava dalla Terra circa 32 volte la distanza del Sole. I segnali radio, che viaggiano alla velocità della luce, impiegavano quindi circa quattro ore e mezzo ad arrivare: 32 × 149.6 milioni di km ÷ 299 792 km/s ≈ 16 000 s. Nessuno sulla Terra poteva guidare il sorvolo in diretta. La sonda eseguì l'intero incontro seguendo comandi caricati in anticipo e trasmise lentamente le immagini nei mesi successivi.

Plutone e il Sole

New Horizons della NASA fu la prima sonda a visitare Plutone. Dopo quasi un decennio di viaggio raggiunse il massimo avvicinamento il 14 luglio 2015, a circa 7750 miglia (12 500 km) sopra la superficie, all'incirca la distanza tra New York e Mumbai, per poi proseguire nella fascia di Kuiper. Nella direzione opposta, Parker Solar Probe della NASA è stata costruita per toccare il Sole. Il 24 dicembre 2024 è passata a circa 3.8 milioni di miglia (6.1 milioni di km) dalla superficie solare, più vicino di qualunque altra sonda, a circa 430 000 miglia all'ora, ossia circa 192 km al secondo: la massima velocità mai raggiunta da un oggetto costruito dall'uomo.