Voyager 1 verliet het zonnestelsel. Zullen we er ooit overheen komen?

Er zijn momenteel vijf ruimtevaartuigen die op weg zijn uit het zonnestelsel of al zijn vertrokken. Van 1973 tot 1998 was Pioneer 10 het verst verwijderde ruimtevaartuig van de zon, maar in 1998 ving Voyager 1 het op en haalde het in. In de toekomst zal Voyager 2 het ook passeren, en uiteindelijk zullen New Horizons Pioneer 11 en later ook Pioneer 10 passeren.

De Pioneer 10-missie werd gelanceerd met een aantal instrumenten en een van de wetenschappelijke doelen was om het eerste ruimtevaartuig te worden dat Jupiter zou bezoeken en er gegevens van zou verzamelen. Enkele van de eerste beelden van Jupiter vanaf de locatie verschijnen aan de rechterkant en tonen de schaduw van een totale zonsverduistering aan de rechterkant van Jupiter.

Het meest verbazingwekkende feit over het pad van de Pioneer 10 is dat het bijna de maximale snelheid bereikte die mogelijk was door een zwaartekrachtontmoeting met Jupiter. Nadat het eind 1973 het eerste ruimtevaartuig was dat Jupiter bereikte, werd het het eerste ruimtevaartuig dat een ontsnappingssnelheid in het zonnestelsel bereikte. Het bleef ons verste ruimtevaartuig tot 1998, toen het werd ingehaald door Voyager 1, en het zal naar de derde plaats zakken in 2023, wanneer het ook zal worden ingehaald door Voyager 2.

In de voetsporen van Pioneer 10 vloog Pioneer 11 feitelijk door het maanstelsel van Jupiter en gebruikte vervolgens de zwaartekracht van Jupiter als een hulpmanoeuvre om het naar Saturnus te teleporteren. Tijdens het verkennen van het Saturnus-systeem, eerst een planetaire wetenschap, ontdekte hij en kwam toen bijna in botsing met Saturnusmaan Epimetheus, waarbij hij ongeveer 4.000 kilometer verloor.

Deze grafiek toont de relatieve posities van NASA’s verste ruimtevaartuig vanaf 2011, waarbij Voyager 1 het verst is (en nog steeds is), maar voordat het de heliosfeer verliet. Op dat moment verliet Voyager 2 ook de heliosfeer en overtrof bijna Pioneer 10 qua afstand. New Horizons, dat zich destijds slechts op een afstand van de baan van Uranus bevond (~20 AU), bevindt zich nu meer dan 150% (meer dan 50 AU) van de zon. Op een dag zal het beide astronauten passeren, maar het zal geen van beide Voyager passeren.

Deze afbeelding toont de locatie van de sondes Voyager 1 en Voyager 2 van NASA, buiten de atmosfeer van de zon, een beschermende bel die door de zon is gecreëerd en die zich buiten de baan van Pluto uitstrekt. Voyager 1 overschreed in 2012 de grens van de atmosfeer; Voyager 2 deed hetzelfde in 2018. De asymmetrische aard en omvang van de bel, met name in de richtingen tegenover de Voyager-sonde, zijn niet voldoende gemeten.

Dit kunstwerk uit 1997 toont de planeten van het zonnestelsel en de relatieve paden van de eerste vier ruimtevaartuigen in het bestaanspad van het zonnestelsel. In 1998 haalde de Voyager 1 Pioneer 10 in en in 2012 omzeilde hij de heliosfeer en ging de interstellaire ruimte binnen. Voyager 2 ging in 2018 de interstellaire ruimte binnen en zal Pioneer 10 pas in 2023 passeren; We vermoeden dus sterk dat Pioneer 10 zich ook in de interstellaire ruimte bevindt, maar hij werkt niet meer.

Voyager 2 is vooral bekend om zijn ‘grand tour’ van het zonnestelsel, waarbij hij dicht bij elk van de vier gasreuzen vliegt en hun planetaire, maan- en ringsystemen fotografeert. Om dit te bereiken, werd Voyager 2 gelanceerd met een aanvankelijk langzamer traject dan Voyager 1. Hoewel het als eerste werd gelanceerd, is het aanzienlijk lager en minder snel dan zijn dubbele tegenhanger.

Eind 2018 leverde het subsysteem voor kosmische straling aan boord van NASA’s Voyager 2-ruimtevaartuig het bewijs dat Voyager 2 de atmosfeer van de zon had verlaten. Er was een scherpe afname van de snelheid van heliosferische deeltjes die in botsing kwamen met de stralingsdetector van het instrument, en een significante toename van de snelheid van kosmische straling.

Het ruimtevaartuig New Horizons, dat in 2006 werd gelanceerd met de hoogste lanceersnelheid van alle ruimtevaartuigen, kreeg een lichte boost, maar werd grotendeels omgeleid naar een pad dat zou leiden tot een nauwe ontmoeting met Pluto. Het ontbreken van een grote zwaartekrachtondersteuning betekent dat de snelheid het nooit in staat zou stellen om Voyager 1 of 2 in te halen.

Hoewel Pioneer 10 het eerste ruimtevaartuig was dat in 1972 werd gelanceerd met een baan die het uit het zonnestelsel ritst, is het in 1998 ingehaald door Voyager 1 en zal het in 2023 worden ingehaald door Voyager 2 en in de late 21e eeuw door New Horizons. . Geen enkele andere missie presteert beter dan Voyager 1.

Het ruimtevaartuig Ulysses, gelanceerd in 1990, is ontworpen om in een baan om de zon te draaien en deze te bestuderen op alle breedtegraden, van verschillende afstanden, dichtbij en veraf. De zwaartekracht-ontmoeting van 2098 met Jupiter komt eraan, wat genoeg zwaartekracht zal geven om Ulysses uit het zonnestelsel te sturen.