La sonda Voyager 2 circondata dai suoi ingegneri, il 23 marzo 1977.
© NASA/JPL/Caltech
Le due sonde Voyager partirono per lo spazio nel secolo scorso, al tramonto degli anni '70, quando né Thomas Pesquet né Emmanuel Macron erano nati! Dopo aver fotografato Giove, Saturno, Urano, Nettuno, le loro molteplici lune, scattando la famosa foto di famiglia del Sistema Solare e la leggendaria immagine Punto blu pallido (Un punto azzurro pallidouna fotografia della Terra scattata dall'enorme distanza di 6 miliardi di chilometri), questi veicoli spaziali sono ancora al lavoro, 47 anni dopo il loro decollo. Vivi ma feriti, la metà degli strumenti di misurazione scientifici sono ora spenti per risparmiare energia.
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Questa solidità ed efficienza incutono ovviamente rispetto, ma da dove vengono? Come riescono la NASA, il JPL (centro di ricerca americano responsabile delle missioni spaziali robotiche) e altri team di ingegneri a terra a mantenere in servizio queste due macchine oggi, quando entrambe si trovano a più di 20 miliardi di chilometri da noi?
“Non li abbiamo progettati per durare 30 o 40 anni [mais] per non fallire”
Non dimentichiamo che queste navi trasportano il Documento d'Oro, il nostro messaggio rivolto a possibili civiltà extraterrestri, ma soprattutto la testimonianza della vita terrestre, dai nostri filamenti di DNA al canto delle balene attraverso la nostra matematica. C'è voluto un anno perché la commissione presieduta dal famoso astronomo e astrofisico Carl Sagan scegliesse gli elementi da incidere su questo disco placcato in nichel, poi in oro.
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John Casani, responsabile del progetto Voyager dal 1975 al 1977, spiega con quale stato d'animo e con quale obiettivo furono costruite queste macchine indistruttibili in un'epoca in cui l'informatica era ancora rudimentale. Sì, indistruttibili, perché si stima che Voyager 1 e 2 sopravviveranno alla morte del Sole e del nostro stesso pianeta…
John Casani davanti alla Voyager e al mitico Golden Record.
©Nasa/JPL/Caltech
Una delle chiavi è la ridondanza: ogni parte ha il suo doppio, e anche le macchine sono doppie!
Il principio della ridondanza dei componenti è portato al suo apice poiché le sonde Voyager stesse formano una coppia. Ogni sistema “vitale” ha quindi il suo sostituto, nel caso in cui si presenti un problema. Ma non è tutto!
La batteria della sonda, deputata ad alimentare il tutto, è un generatore termoelettrico che funziona grazie alla disintegrazione del radioisotopo plutonio 238. Quest'ultimo rilascia molto calore per chilogrammo (trasformato quindi in elettricità) e poche radiazioni gamma. Il suo tempo di dimezzamento radioattivo è di 87 anni, ciò lascia quindi un certo margine. Sfortunatamente, nulla dura per sempre: Voyager 1 e 2 perdono circa 4 W di potenza ogni anno e un giorno saranno fredde come l'Universo ghiacciato…
Questa è la batteria utilizzata da Voyager 1 e 2, alimentata da plutonio 238.
©Nasa/JPL/Caltech
Puoi anche seguire Voyager 1 e Voyager 2 in tempo reale grazie a questa pagina della NASA!
Le soluzioni all’invecchiamento devono essere creative!
Nel 1977, i linguaggi informatici non erano quelli usati oggi e, ovviamente, erano meno efficienti, con alcuni attuali codici a due righe che ne prendevano 15 nei linguaggi dell'epoca (in particolare l'assembly). Tuttavia, gli ingegneri informatici in grado di codificare in Fortran per comunicare con le sonde Voyager non sono più comuni nelle strade.
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Così, durante un grosso bug alla fine del 2023, la Voyager 1 ha inviato dati senza alcun significato, come se fosse afasica: nessuno capiva nulla dei suoi segnali. Ci sono voluti diversi mesi prima che il team capisse il problema e lo risolvesse da 15 miliardi di miglia di distanza. Il chip (FDS) che immagazzinava la memoria era infatti danneggiato ed il codice doveva essere riscritto e poi reinserito nel sistema. Con intelligenza e sapendo che lo spazio di memoria disponibile non era più sufficiente, gli ingegneri informatici hanno frammentato questo programma cruciale in sottoparti e nella primavera del 2024 hanno rimesso tutto in funzione.
La gioia del team di ingegneri quando dopo cinque mesi di “battaglia spaziale”, sono riusciti a “curare” la Voyager 1.
©Nasa/JPL/Caltech
Purtroppo, la Voyager 1 come la Voyager 2 perde inesorabilmente energia e si raffredda. Un giorno, o meglio una notte cosmica, saranno troppo lontani ed esausti perché potremo seguirli. Poi andranno alla deriva per miliardi di anni, portando con sé il ricordo della nostra esistenza e queste parole del figlio di Carl Sagan: “Ciao dai figli della Terra”…
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