L'esplorazione è una cosa, la scienza un'altra, ma si sono unite piuttosto bene nella missione Voyager verso i pianeti esterni, in uscita negli ultimi 35 anni e ancora facendo scoperte.
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Gli esperti stanno lavorando a un esperimento unico che utilizzerà un aeroshell / scudo termico gonfiabile per proteggere un veicolo spaziale quando entra nell'atmosfera di un pianeta o ritorna sulla Terra
Video: scudo termico per veicoli spaziali gonfiabile della NASA
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Le sonde gemelle Voyager sono attualmente in bilico sull'orlo dello spazio interstellare. Entrambi sono immersi nelle pareti spumeggianti della trasparente "bolla eliosferica", dove il vento solare, costituito da particelle soffiate dal sole, si blocca contro i venti stellari che permeano il resto della galassia. Gli astronomi non sanno quanto siano spesse le pareti delle bolle - questo è per i Voyager da accertare - ma si aspettano che le sonde si liberino e inizino a riferire dal grande oltre entro i prossimi tre anni. Questa fase finale della missione scientifica delle sonde dovrebbe durare fino al 2020-2025 circa, quando le loro fonti di energia al plutonio vacilleranno e le loro radio rimarranno silenziose.
Successivamente i Voyager vagheranno per sempre tra le stelle, muti come navi fantasma ma con storie da raccontare. Ognuno porta una capsula del tempo, il "Golden Record", contenente informazioni su dove, quando e che tipo di specie sono stati spediti. Se saranno mai trovati, o da chi, è assolutamente sconosciuto. In tal senso, la missione esplorativa delle sonde è solo all'inizio.
Avendo avuto un ruolo secondario nella missione, come produttore del Golden Record, ho partecipato al primo lancio, il 20 agosto 1977: Carl Sagan mi ha abbracciato e ha gridato: "L'abbiamo fatto!" Per il fragoroso fragore del Titan-Centaur mentre si arrampicava su un cielo blu della Florida in cima a una colonna di fumo in fiamme - ed era tra le centinaia di giornalisti che si presentavano al Jet Propulsion Laboratory (JPL) fuori Los Angeles ogni volta che le sonde spazzavano da un altro pianeta. Questi "incontri", come venivano chiamati, assomigliavano a riunioni scolastiche, in cui quelli di noi riuniti dalla passione o dalla professione hanno assistito reciprocamente ai viaggi dei giovani in carriera verso gli anziani.
Di recente ho incontrato un abile regolare, Edward Stone, il primo e unico scienziato missionario di Voyager. Con gli occhi brillanti, la mantide sottile e notoriamente inarrestabile, Ed è ormai alla fine degli anni '70. Continua a lavorare con entusiasmo su Voyager più altre tre missioni della NASA, incluso l'imminente Solar Probe Plus, progettato per volare coraggiosamente a soli quattro milioni di miglia sopra la superficie ardente del Sole.
"Bisogna ricordare che quando furono lanciati i Voyager", ha ricordato Ed, "l'era spaziale aveva solo 20 anni. Non c'era modo di sapere per quanto tempo avrebbero funzionato queste cose. ”L'agenzia spaziale lanciò due sonde, invece di una sola, come polizza assicurativa contro fallimenti catastrofici a Giove e oltre.
Eppure i Voyager lavorarono, non solo per i 5 anni richiesti dai suoi costruttori, ma per 35 anni e oltre.
Raggiunsero Giove nel 1979, scattando migliaia di foto che rivelavano la complessità dell'atmosfera del pianeta gigante e la sorprendente diversità dei suoi satelliti, dall'Europa ghiacciata ai laghi di lava e vomitando vulcani dell'inferno Io. Superando Giove, raggiunsero abbastanza velocità (in cambio di una impercettibile riduzione dell'inerzia orbitale di Giove) per superare la velocità di fuga del Sole, ottenendo inavvertitamente lo stato di astronave. Le sonde hanno continuato a girare da allora, affascinati dai campi gravitazionali come i rigger quadrati sono dai venti.
La loro nuova alacrità gettò i Viaggiatori da Giove a Saturno in meno di tre anni. Hanno scoperto che Saturno ha non solo i pochi anelli osservati dalla Terra ma migliaia di essi, increspati e attorcigliati dalle interazioni gravitazionali delle molte lune di Saturno.
Lì i due veicoli spaziali si separarono. Il Voyager One osservò da vicino il misterioso satellite Titano, avvolto dalle nuvole, di intenso interesse scientifico perché ha un'atmosfera densa che sembra assomigliare a quella della Terra infantile. La manovra ha permesso agli scienziati di inchiodare il diametro di Titano (3.200 miglia) e migliorare la loro comprensione della sua superficie, dove si pensa che i laghi di etano brillino in un'atmosfera più densa del 60% rispetto a quella terrestre. Ma ha anche lanciato Voyager One fuori dal piano del sistema solare, ponendo fine alla sua missione planetaria.
Il Voyager Two, tuttavia, continuò con Urano nel 1986 e Nettuno nel 1989. Tutte le foto ravvicinate che abbiamo di Urano - uno strano mondo bussò al suo fianco, presumibilmente scontrandosi con un altro corpo massiccio quando il sistema solare era giovane e ribelle —E del Nettuno azzurro ghiaccio, il cui satellite Triton mostrava geyser di azoto che esplodevano attraverso una guaina di superficie di azoto congelato, furono catturati dal Voyager Two.
Agli scienziati piace dire che il significato di una scoperta può essere misurato da quanti precedenti lavori scientifici rende obsoleti. Interi scaffali pieni di libri sui pianeti del Sole furono resi obsoleti dalla missione Voyager e da quelli che seguivano le tracce che ardeva: missioni come Galileo, che orbitò attorno a Giove 34 volte prima di essere deliberatamente incenerita nell'atmosfera gioviana nel 2003 (per assicurarsi che non si schianterebbe mai e non contaminerebbe il satellite Europa di Giove, che potrebbe ospitare un oceano di acqua liquida sotto il suo ghiaccio superficiale), e Cassini, che orbita attorno a Saturno dal 2004. Non è che i libri pre-Voyager fossero scioccamente errati, ma come umani la conoscenza cresce, le nostre prospettive migliorano, alterando il nostro senso di ciò che conta.
Sagan percepì, più chiaramente della maggior parte, il potenziale di Voyager per migliorare le prospettive umane. Su sua richiesta, Voyager One ripensò a San Valentino del 1990 e scattò foto di tutti i pianeti del Sole visti dall'alto sopra l'aereo. La Terra occupò solo un pixel, il famoso punto blu pallido di Carl. "Questa è casa", ha scritto. "Pensa ai fiumi di sangue versati da tutti quei generali ed imperatori in modo che, in gloria e trionfo, possano diventare i padroni momentanei di una frazione di punto."
Voyager One è ora a 11 miliardi di miglia di distanza, al punto che i suoi segnali radio, viaggiando alla velocità della luce, impiegano 16 ore per raggiungere la Terra. Se ti appollaiassi su Voyager One e guardassi indietro verso casa, vedresti il Sole come solo una stella luminosa, a sud di Rigel, con la Terra persa nel suo bagliore. Voyager Two, sulla sua traiettoria abbastanza diversa, ha 13 ore di luce fuori. I segnali radio delle due sonde, catturati quotidianamente dalle grandi antenne paraboliche della Deep Space Network, arrivano a una potenza inferiore a un femtowatt, un milionesimo di miliardesimo di watt.
Una volta che i Voyager raggiungono lo spazio interstellare, incontreranno un ambiente così diverso dai dintorni della Terra da sfidare le nostre idee casalinghe su cosa significhi andare in qualche luogo. Il sole e tutte le altre stelle che vediamo nel cielo stanno orbitando attorno al centro della galassia della Via Lattea. La loro velocità orbitale - qui fuori nei sobborghi, a circa 27.000 anni luce dal centro della galassia - è di 220 chilometri al secondo. Sono 500.000 miglia all'ora, più di dieci volte la velocità dei Voyager di 40.000 mph rispetto al Sole. Quindi, quando parliamo delle velocità dei Voyager, parliamo di piccoli incrementi, come quello di un'auto che entra in un'autostrada senza pedaggio e percorre corsie di traffico accelerato.
Le persone chiedono quando uno dei Voyager incontrerà un'altra stella. La risposta, secondo i navigatori di JPL, è che Voyager Two, tra 40.000 anni, passerà entro 1, 7 anni luce dalla stella nana rossa Ross 248. Ma ciò che significa veramente è che Ross 248, spazzando Voyager Two come un lontano il transatlantico visto da una scialuppa di salvataggio, sarà visto dalla prospettiva di Voyager Two per illuminarsi lentamente nel corso dei millenni, quindi dimmerarsi per molti altri.
E questo è tutto. I Voyager gireranno intorno alla galassia, sorpassando alcune stelle e venendo sorpassati da altri ma raramente si avvicinano a nessuno. Come te, io e tutto il resto, la galassia è per lo più spazio: sparare con un colpo di fucile da un bordo all'altro del disco e le probabilità non sono un singolo proiettile colpirà una stella o un pianeta. Quindi i Voyager dovrebbero rimanere alla deriva nello spazio per sempre, cioè a meno che uno di loro alla fine non si presenti sullo schermo radar di un'astronave aliena e venga preso a bordo a bordo.
Il che ci riporta al "Golden Record", il messaggio di Voyager per secoli. È un disco di rame placcato in oro, 12 pollici di diametro, contenente suoni della Terra, saluti in 55 lingue parlate dall'87 percento della popolazione mondiale, 115 fotografie con codifica analogica e 90 minuti di musica che vanno dai toni puri della campana del Pigmeo ragazze che cantano in una foresta nello Zaire alla Cavatina di Beethoven e al "Johnny B. Goode" di Chuck Berry. Per facilitare la riproduzione, la custodia in alluminio che racchiude ogni disco porta una cartuccia phono in ceramica e un diagramma che mostra come usarla. (La velocità di riproduzione corretta, 16 e 2/3 rpm, è schematicamente definita in termini di tempo di transizione fondamentale dell'atomo di idrogeno.) Il caso del record mostra anche una mappa pulsar, che mostra la posizione della Terra all'epoca del lancio e una patch di uranio-238 dalla cui emivita si può dedurre il tempo trascorso dal lancio.
La tecnologia, sebbene obsoleta, ha il vantaggio della longevità. Come ricordano le iscrizioni cuneiformi dell'Età del Ferro, le scanalature tagliate in un mezzo stabile possono durare a lungo. I registri Voyager dovrebbero rimanere riproducibili per almeno un miliardo di anni prima di soccombere all'erosione da parte di micrometeoriti e raggi cosmici. Un miliardo di anni è 5 volte più antico dell'Oceano Atlantico, 5.000 volte più lungo dell'esistenza dell'Homo sapiens .
È vero, come dice Ed Stone, che "Voyager è un'incredibile macchina di scoperta, che scopre cose che non sapevamo nemmeno di non conoscere." Ma ogni sonda è anche dura come un chiodo, più veloce di una capsula del tempo a velocità elevata, che trasporta doni offerti senza alcuna speranza di ritorno. Se gli extraterrestri dovessero mai intercettarlo, questo fatto potrebbe parlare di volumi. Suggerisce che, per quanto primitivi e ignoranti, qualcosa in noi era abbastanza espansivo da considerare che non eravamo i soli scienziati dell'universo, né i suoi unici esploratori.
