Missioni spaziali su Giove: Sonde Voyager


Le Missioni Voyager



Il disco d'oro del Voyager


disco d'oroAlla fine degli anni sessanta si studiò un'altra grande spedizione interplanetaria, chiamata Outer Planet Grand Tour per compiere una impresa che sfruttava un raro allineamento (solo ogni 200 anni) di tutti i pianeti esterni, da Giove a Plutone. La spedizione prevedeva l'invio di quattro sonde in partenza nel 1977; due verso Giove, Saturno, e Plutone e le altre due verso Giove, Urano e Nettuno.

Dal momento che nella parte esterna del Sistema Solare le radiazioni non sono in grado di alimentare le batterie solari ecco che le sonde Voyager furono dotate di alimentatori che traevano energia dal decadimento radioattivo del plutonio. Data l'enorme distanza le sonde dovevano essere attrezzate per poter operare in modo autonomo e i ricevitori sulla terra (Deep Space Network) dovevano essere resi molto più sensibili in modo da potere ricevere ed interpretare il debole "bisbiglio" dei segnali inviati dalle sonde. Per potere raggiungere le così grandi distanze dei pianeti esterni, fu utilizzato il più potente vettore allora a disposizione: il razzo Titan-Centauro.

I passaggi da un pianeta all'altro sarebbero stati possibili utilizzando la forza di gravità (fionda gravitazionale) dei singoli pianeti per rilanciare i veicoli spaziali verso la meta successiva. L'elevato costo costrinse la NASA ad un ridimensionamento del programma iniziale mantenendo solo due delle quattro sonde: il Voyager 1 e 2. Il lancio di Voyager 2 avvenne il 20 agosto 1977 seguito il 5 settembre da Voyager 1. Il Voyager 1 iniziò la fase di esplorazione di Giove il 4 gennaio 1979 e circa due mesi più tardi raggiunse i confini della magnetosfera gioviana.

Il 3 marzo la sonda incrociò l'orbita di Callisto compiendo, il 5 marzo, il fly-by di Giove "sfiorando" il tetto della copertura nuvolosa da una altezza di 270000 km. L'avvicinamento continuò fino alla distanza di 22000 km dal pianeta. Prima che i dati di Voyager 1 fossero completamente elaborati iniziò il lavoro di osservazione di Voyager 2. La sonda transitò a 126000 km da Callisto. Mentre il veicolo si stava avvicinando a Giove si ebbero delle disfunzioni nella camera televisiva che vennero superate nel luglio del 1979 quando la sonda riprese a trasmettere, da non meno di 1 milione di km, immagini del satellite Io. Seguirono poi gli incontri ravvicinati con Ganimede a 62000 km e con Europa a 206000 km.

Il bilancio dell'eccezionale transito delle due sonde nei pressi di Giove era ragguardevole e includeva la scoperta di un sottile anello di polvere e di tre nuovi satelliti. Entrambe le sonde continuarono il viaggio dirigendosi poi verso il più affascinante pianeta del Sistema Solare, Saturno. Voyager 1 lo raggiunse nel novembre del 1980 concludendo la sua storia di esplorazione. Voyager 2 arrivò a destinazione nell'agosto del 1981 per poi proseguire verso Urano e Nettuno. Nel gennaio del 1986 la sonda sfiorò Urano e giunse nei pressi di Nettuno nell'agosto del 1989.


Voyager 1


 Il Voyager 1 (immagine in alto) venne lanciato il 5 settembre 1977, raggiunse Giove il 5 marzo 1979 e quindi Saturno il 13 novembre 1980. Il Voyager 2 fu lanciato il 20 agosto 1977 (prima del Voyager 1), raggiunse Giove il 7 agosto 1979, Saturno il 26 agosto 1981, Urano il 24 gennaio 1986 e Nettuno l'8 agosto 1989. Il Voyager 2 si avvantaggiò di un raro allineamento planetario, che si verifica ogni 189 anni, per fiondarsi da un pianeta all'altro. Il Voyager 1 avrebbe potuto, teoricamente, dirigersi verso Plutone, ma per correre meno rischi il JPL preferì indirizzarlo su Titano.

Grazie a queste due sonde, la nostra conoscenza dei quattro pianeti giganti, dei loro satelliti e dei loro anelli, è diventata immensa. I Voyager scoprirono che Giove ha una complicata dinamica atmosferica, fulmini e aurore. Furono scoperti tre nuovi satelliti. Due delle sorprese più grandi furono che Giove ha degli anelli e che su Io ci sono vulcani solforosi in attività, con grossi effetti sulla magnetosfera di Giove.

Quando le due sonde raggiunsero Saturno, scoprirono più di 1000 anelli e 7 satelliti, compresi i previsti satelliti "pastori" che mantengono stabili gli anelli. Le condizioni meteorologiche erano tranquille al confronto di quelle di Giove: una serie di correnti molto poco variabili (è noto un ciclo di 33 anni di una grande macchia bianca). L'atmosfera di Titano apparve nuvolosa. L'aspetto di Mimas fu davvero sorprendente: un grande cratere da impatto lo faceva apparire come la Stella Morta. Ma la vera sorpresa fu l'aspetto degli anelli: trecce, occhielli e raggi erano tanto inaspettati quanto difficili da spiegare.


Voyager 2


Il Voyager 2, grazie ad eroici sforzi di ingegneria e di programmazione, continuò la missione verso Urano e Nettuno. Urano apparve quasi del tutto monocromatico; una scoperta strana fu che il suo asse magnetico è molto inclinato rispetto al già notevolmente inclinato asse di rotazione, e ciò dà a Urano una magnetosfera particolare. Canali ghiacciati furono trovati su Ariel; Miranda apparve come un bizzarro miscuglio di materiali differenti. Vennero inoltre scoperti dieci satelliti e un ulteriore anello.

Al contrario di Urano, Nettuno apparve più attivo dal punto di vista meteorologico, presentando numerose formazioni nuvolose. Gli archi negli anelli si rivelarono essere chiazze luminose di un anello. Vennero scoperti due altri anelli e sei ulteriori satelliti. Si scoprì che anche l'asse magnetico di Nettuno è obliquo. Tritone sembrò simile ad un melone con geysers (che cosa c'è di liquido a 38 K)

Se non succedono incidenti imprevisti, dovremmo essere in grado di mantenere i contatti con entrambi i Voyager almeno fino all'anno 2030. Tutte e due le sonde hanno una scorta di idrazina: si calcola che il Voyager 1 ne avrà abbastanza fino al 2040 e il Voyager 2 fino al 2034. Il fattore limitativo è rappresentato dai RTG (generatori termici a radioisotopi), giacché l'energia di tali generatori sta lentamente diminuendo ogni anno. Entro il 2000 non ci sarà abbastanza energia per gli strumenti UVS (spettrometri ultravioletti). Entro il 2010 l'energia sarà diminuita al punto che non tutti gli strumenti potranno essere accesi nello stesso istante. Allora entrerà in azione un progetto di risparmio energetico, che alternerà l'accensione dei vari strumenti. Con questo sistema le sonde potranno durare per altri 10 anni, poi l'energia sarà insufficiente per mantenerle in vita.

voyager
Sono ancora operativi dopo più di 15 anni di permanenza nello spazio e stanno viaggiando fuori dal sistema solare. Si pensa che i due Voyager dureranno fino al 2015, quando terminerà l'energia fornita dai loro generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG). Le loro traiettorie forniscono una prova negativa circa l'esistenza di pianeti al di là di Plutone. La loro prossima scoperta scientifica dovrebbe essere la localizzazione dell'eliopausa. Alcune emissioni radio a bassa frequenza, che si ritiene essere originate in prossimità dell'eliopausa, sono già state rilevate da entrambe le sonde.

In foto: Voyager 1 e 2 : record in comune


Entrambi i Voyager stanno utilizzano i loro spettrometri ultravioletti per mappare l'eliosfera e studiare il vento interstellare. I rilevatori di raggi cosmici stanno osservando gli spettri dei raggi nella zona esterna dell'eliosfera.

Voyager 1 ha superato il Pioneer 10 e ora è l'oggetto creato dall'uomo più lontano nello spazio.



Parte dell'articolo è tratto e modificato da :
"http://www.bo.astro.it/~universo/venere/Sole-Pianeti/planets/giospa1.htm"



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