Quali e quanti sono gli oggetti lanciati nello spazio che hanno già abbandonato o che abbandoneranno il Sistema Solare?

Quando si parla dei confini del Sistema Solare spesso vengono nominate un paio di sonde spaziali, tra le prime che l'umanità abbia mai inviato nello spazio. Oggetti tanto straordinari quanto longevi grazie a tecnologie di un'epoca in cui si costruivano oggetti tecnologici con la massima cura, fatti per durare (senza date di scadenza precise), con la speranza che potessero sopravvivere al meglio in un ambiente ritenuto, giustamente, estremamente ostile.

Attualmente sono cinque le sonde spaziali che sono riuscite ad abbandonare definitivamente l'orbita gravitazionale del Sole. Le capostipiti di questa epopea sono state le Pioneer 10 e 11, lanciate dalla NASA nei primi anni 70 e destinate ad esplorare i pianeti esterni del sistema solare, i giganti gassosi, ma ne sono seguite delle altre.

Le pioniere gemelle dello spazio profondo con vocazioni diverse

La Pioneer 10, lanciata nel 1972, fu la prima sonda in assoluto a superare la fascia degli asteroidi (la regione di spazio compresa tra le orbite dei pianeti Marte e Giove) e a fornire le prime immagini ravvicinate di Giove nel 1973, svelando anche dettagli inediti sulla sua magnetosfera.

La sua gemella, la Pioneer 11, lanciata nel 1973, pur essendo una copia strutturale, fu equipaggiata e manovrata per una missione più estesa. Infatti, dopo aver sorvolato Giove, utilizzò la spinta gravitazionale del gigante gassoso (fionda gravitazionale) per puntare verso Saturno, diventando nel 1979 la prima sonda a osservare da vicino il sesto pianeta e a individuare nuovi anelli. Rispettivamente nel 2003 e nel 1995 abbiamo perso i contatti con queste 2 sonde.

Progettate da Carl Sagan e Frank Drake per comunicare l'origine delle sonde a un'eventuale intelligenza extraterrestre, avevano inciso sulla superficie simboli scientifici e universali come delle figure umane stilizzate, la transizione dell'idrogeno, la mappa delle pulsar visibili dalla Terra e la descrizione del Sistema Solare.

Le Voyager, messaggere dell'umanità

Costruite come sonde gemelle identiche, dotate di un sofisticato sistema di comunicazione e di strumenti per l'analisi dei campi magnetici, delle particelle e per l'imaging planetario, le due sonde furono inizialmente programmate per esplorare il sistema di Giove e Saturno.

Tuttavia, già in fase di pianificazione si decise di diversificare il loro destino. La Voyager 1 fu concepita per un tour ravvicinato di Giove e Saturno, regalando al mondo le prime immagini nitide dei vulcani attivi sulla luna gioviana Io e della complessa atmosfera di Titano, la luna più grande di Saturno, ritenuta (già allora) il corpo celeste più interessante per la potenziale presenza di atmosfera e chimica prebiotica.

Questo incontro la portò a curvare verso l'alto rispetto al piano dell'eclittica, terminando di fatto la sua esplorazione planetaria ma garantendole la rotta più rapida verso lo spazio interstellare.

La Voyager 2 ha invece compiuto un vero "Grand Tour": non solo ha sorvolato Giove e Saturno ma, sfruttando degli allineamenti planetari rari (che si verificano una volta ogni 176 anni), poté proseguire il suo viaggio dopo Saturno, verso Urano e Nettuno, rivelandone i sistemi di lune e le condizioni climatiche estreme.

Le sonde Voyager 1 e 2 custodiscono entrambe il Golden Record, un disco d'oro ideato per comunicare con civiltà aliene. Questa capsula del tempo spaziale raccoglie saluti in cinquantacinque lingue, rumori della natura terrestre e brani musicali, immagini del nostro pianeta e coordinate per indicare la posizione della Terra.

Entrambe le sonde sono ancora parzialmente operative e continuano a comunicare regolarmente con la Terra, pur con un ritardo di circa 23 ore e 40 minuti (Voyager 1), viaggiando ormai a 25,58 miliardi di chilometri di distanza dal nostro pianeta.

Il record di New Horizons, in fuga senza l'aiuto dei giganti

L'ultima a unirsi a questo club esclusivo è stata la New Horizons, partita nel 2006, vanta un primato tecnico non indifferente essendo l'unica ad essere stata lanciata su una traiettoria di fuga diretta, senza utilizzare il supporto dei complessi assist gravitazionali (fionda gravitazionale) dei giganti gassosi. La sonda è andata dritta verso Plutone, con lo storico breve sorvolo del 2015 e sull'esplorazione del remoto oggetto della fascia di Kuiper, Arrokoth, nel 2019.

La New Horizons ha raggiunto la velocità di fuga dal Sistema Solare nel momento stesso in cui i motori del vettore di lancio Atlas V si sono spenti. Ha ricevuto tutta l'energia cinetica necessaria ad abbandonare il Sistema Solare direttamente dalla spinta iniziale del razzo, senza dover aspettare di arrivare a Giove per accelerare.

Curiosi compagni di viaggio invisibili e futuri incontri stellari

Questi viaggiatori, tuttavia, non viaggiano completamente soli. Infatti gli stadi superiori dei razzi vettori che li hanno lanciati e diversi frammenti ed accessori che li collegavano, seguono una traiettoria analoga a quella delle sonde. Si tratta di una sorta di "fantasmi di metallo" privi di strumentazione, completamente inerti e impossibili da manovrare e monitorare.

In assenza di interazioni, tra circa 40.000 anni la Voyager 1 transiterà a una distanza di 1,6 anni luce dalla stella Gliese 445, mentre la Pioneer 10 continuerà il suo lungo pellegrinaggio verso Aldebaran, la stella principale della costellazione del Toro, che raggiungerà tra circa 2 milioni di anni.