Melyik űrhajó érkezik majd a csillagközi űrre?

A NASA Voyager 2 űrhajója 2018 decemberében eljutott a csillagközi térbe, húga, a Voyager 1 nyomában. Jelenleg csak öt űrhajót dobtak fel, amelyek ilyen nagy kijáratot tehetnek, köztük a Voyagereket is. A másik három a 10-es és 11-es úttörő és az New Horizons. Melyik lesz nagyszerű menekülés a következő?

A csillagközi tér elérése egy mérföldkő, amelyre úgy gondolják, hogy egy meghatározott meghatározás szerint elhagyja a Naprendszert. 1990-ben a New York Times beszámolt arról, hogy a Pioneer elhagyta a Naprendszert, amikor elrepült a Neptunusz pályájára. De a Voyager 2 tudósai nem ezt használták meghatározásukként. Ehelyett a legfrissebb mérések szerint a csillagközi térbe való belépés meghatározó tényezője a nap heliopause átlépése, amely a hélioszféra elméleti határát képezi. A hélioszféra olyan töltött részecskék buborékja, amelyeket a nap hoz létre és elhalad a nap körül. A tudósok arra használják, hogy megjelöljék, hol kezdődik a csillagközi tér.

A hélioszféra azonban trükkös, és sok változás van, például a nap 22 éves napenergia-ciklusa, a napsugár szélével összehúzódó és növekvő helyzet, valamint a nap mögött a csillag menetirányában kinyújtva. Ez nem valami, amit a Földről könnyen meg lehet mérni. Így a NASA Csillagközi Boundary Explorer (IBEX) küldetése megpróbálja távolról meghatározni a buborék széleit.

A Voyager szondák megfigyelései azt mutatják, hogy áthatolták ezt a buborékot. Mivel azonban a kutatók szerint az Oort-felhő a napot is körülveszi, ez a jeges testek olyan területe, amely becslések szerint 1000 és 100 000 csillagászati ​​egység között terül el - messze túl a heliopause-tól - a Voyager szondákat nem lehet teljes mértékben a Naprendszer kívül tartani. (Az egyik csillagászati ​​egység vagy AU a föld és a nap közötti távolság - 93 millió mérföld, vagyis 150 millió kilométer).

Amikor a Voyager 1 és 2 átlépte a heliopause-t, még mindig működő részecskehangszereik feltárták a történelmi eseményeket. A hélioszféra pajzsként működik, és elkerüli a sok csillag által generált kozmikus sugarak által létrehozott nagyobb energiájú részecskéket. A Naprendszerben található alacsony energiatartalmú részecskék és a kívülről érkező magas energiatartalmú részecskék nyomon követésével a műszerek hirtelen kozmikus sugarak felfutására figyelmeztethetik a tudósokat, hogy az űrhajó elhagyta a Naprendszert.

A helioszféra állandóan változó jellege miatt lehetetlen megmondani, mikor lép a Pioneer 10 és 11 a csillagközi térbe. Lehetséges, hogy egyiküknek már van.

A NASA 2017. november 5-i, „A Földön túl: A mély űrkutatás krónikája” című könyve szerint a Pioneer 10 körülbelül 118,824 AU volt a Földtől, messzebb, mint bármelyik vízi jármű, a Voyager 1 mellett. H, bár a Pioneer 11 és a Voyager az ikrek mind a nap látszólagos útja felé haladtak, a Pioneer 10 a hátsó oldal felé halad. A 2017. évi kutatás kimutatta, hogy a helioszféra farka 220 AU körül van a naptól. Mivel a Pioneer 10 évente körülbelül 2,5 AU-t utazik, hozzávetőlegesen 2057–40 évig tart a Pioneerig, hogy elérje a változó határt.

Ugyanezen e-könyv szerint a Pioneer 11-et 2017. november 5-től kb. 97,6 AU-nál tartják a Földtől. Ikerétől eltérően az űrhajó ugyanabba az irányba halad, mint a Voyagers. A Voyager 2 csillagközi közegbe került körülbelül 120 AU-nál. Mivel a Pioneer 11 évente 2,3 AU-val mozog, körülbelül nyolc év alatt, 2027 körül kell elérnie a csillagközi térbe - feltételezve, hogy a határ nem változik, amit valószínűleg meg fog tenni.

2019. január 1-jén a New Horizons elkészítette legújabb repülõképességét egy Naprendszer tárgyából, és sokkal késõbb indították el, mint a másik négy. A repülés ideje alatt a New Horizons 43 AU volt a naptól. A misszió fő kutatója, Alan Stern azt mondta a Space.com-nak, hogy az űrhajó évente körülbelül 3,1 AU-t, vagyis tíz év alatt 31 AU-t utazott. További két évtized alatt az űrhajónak nagy esélye van csillagközi tér elérésére. Ha a New Horizons átkelne a Voyager 2 ugyanazon határán (nem fog, de csak alapnak tekinti), akkor 2044-ben kevesebb, mint 24 év alatt elindul az út. De lehetséges, hogy az ISM vonal befelé mozog, lehetővé téve hamarosan keresztezni.

Annak ellenére, hogy a Heliopause Pioneer űrhajóval való átlépése nem lesz közvetlen igazolás, lehetséges, hogy a New Horizons továbbra is működni fog, és részletes tanulmányt ad nekünk a csillagközi térről. Stern mondta, hogy a részecskedetektorok sokkal hatékonyabbak, mint a Voyager. Ezenkívül a New Horizons pordetektorral rendelkezik, amely betekintést nyújt a helikoszférán kívüli területbe.

Azonban azt várjuk, hogy továbbra is működnek-e vagy sem. Sternenként az erő a korlátozó tényező. Az New Horizons lebomlik a plutónium-dioxidból. Jelenleg az űrhajónak elegendő energiája van ahhoz, hogy a 2030-as évek végéig működjön, mondta Stern, és jelenleg jó működési állapotban van.

Ha az a valószínűtlen eset, hogy az állandóan változó helioszféra statikus marad, a Pioneer 11 lesz a következő, aki 2027-ben keresztezi a heliopause-t, majd 2043-ban az Új láthatár látja el. A Pioneer 10, az első az öt űrhajó közül, amely elindul, az utolsó 2057-ben elhagyja a helioszférát. Ez ismét felteszi a rendkívül irreális esélyt, hogy a heliopause statikus marad a következő négy évtizedben.

További információ az Asgardia.Space oldalon