Welches Raumschiff erreicht als nächstes den interstellaren Raum?

Die NASA-Raumsonde Voyager 2 erreichte im Dezember 2018 den interstellaren Raum und trat damit in die Fußstapfen ihrer Schwester Voyager 1. Gegenwärtig wurden nur fünf Raumsonden gestartet, die einen derart großen Abflug ermöglichen, einschließlich der Voyager. Die anderen drei sind die Pioniere 10 und 11 und New Horizons. Welches wird als nächstes eine großartige Flucht schaffen?

Das Erreichen des interstellaren Raums ist ein Meilenstein, von dem angenommen wird, dass er das Sonnensystem durch eine bestimmte Definition verlässt. 1990 berichtete die New York Times, dass Pioneer das Sonnensystem verließ, als es an Neptuns Umlaufbahn vorbei flog. Dies ist jedoch nicht die Definition der Wissenschaftler von Voyager 2. Stattdessen ist nach neueren Messungen das Überschreiten der Heliopause der Sonne, der theoretischen Grenze zu ihrer Heliosphäre, der entscheidende Faktor für den Eintritt in den interstellaren Raum. Die Heliosphäre ist eine Blase geladener Teilchen, die von der Sonne erzeugt werden und an ihr vorbeiströmen. Es wird von Wissenschaftlern verwendet, um zu markieren, wo der interstellare Raum beginnt.

Die Heliosphäre ist jedoch schwierig, und es gibt viele Veränderungen, wie z. B. den 22-jährigen Sonnenzyklus der Sonne, das Schrumpfen und Wachsen mit dem Sonnenwind und die Ausdehnung hinter der Sonne in Fahrtrichtung des Sterns. Es ist nicht leicht von der Erde aus zu messen. Daher versucht die NASA-Mission Interstellar Boundary Explorer (IBEX), die Ränder der Blase aus der Ferne zu definieren.

Beobachtungen von den Voyager-Sonden weisen darauf hin, dass sie diese Blase durchstoßen haben. Da die Forscher jedoch der Meinung sind, dass die Oort-Wolke auch die Sonne umgibt, kann ein Gebiet mit eisigen Körpern, das sich schätzungsweise von 1.000 bis 100.000 astronomischen Einheiten erstreckt - weit über die Heliopause hinaus -, die Voyager-Sonden nicht vollständig außerhalb des Sonnensystems betrachtet werden. (Eine astronomische Einheit oder AU ist die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne - 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen Kilometer).

Als die Voyager 1 und 2 die Heliopause überquerten, enthüllten ihre noch funktionierenden Partikelinstrumente die historischen Ereignisse. Die Heliosphäre fungiert als Schutzschild und hält viele der Teilchen mit höherer Energie fern, die durch die von anderen Sternen erzeugten kosmischen Strahlen erzeugt werden. Indem sie sowohl die energiearmen Partikel im Sonnensystem als auch die energiereichen Partikel außerhalb des Sonnensystems aufspüren, könnten die Instrumente einen plötzlichen Anstieg der kosmischen Strahlung erkennen und die Wissenschaftler warnen, dass das Raumschiff das Sonnensystem verlassen hat.

Die sich ständig ändernde Natur der Heliosphäre macht es unmöglich zu sagen, wann Pioneer 10 und 11 in den interstellaren Raum eintreten werden. Es ist sogar möglich, dass einer von ihnen bereits

Gemäß NASAs E-Book „Jenseits der Erde: Eine Chronik der Erforschung des Weltraums“ vom 5. November 2017 befand sich Pioneer 10 ungefähr 118.824 AE von der Erde entfernt, weiter als jedes andere Fahrzeug außer Voyager 1. H, obwohl Pioneer 11 und die Voyager Zwillinge waren alle auf dem Weg in Richtung der scheinbaren Sonne, Pioneer 10 ist auf die nachlaufende Seite gerichtet. Untersuchungen aus dem Jahr 2017 ergaben, dass der Schwanz der Heliosphäre etwa 220 AE von der Sonne entfernt ist. Da Pioneer 10 ungefähr 2,5 AU / Jahr fährt, wird Pioneer bis ungefähr 2057–40 Jahre brauchen, um die sich ändernde Grenze zu erreichen.

Pioneer 11 befand sich laut demselben E-Book zum 5. November 2017 voraussichtlich etwa 97,6 AUs von der Erde entfernt. Im Gegensatz zu seinem Zwilling bewegt sich das Raumschiff ungefähr in die gleiche Richtung wie die Voyager. Voyager 2 kreuzte sich bei ungefähr 120 AUs in interstellares Medium. Da sich Pioneer 11 mit 2,3 AU / Jahr bewegt, sollte es in ungefähr acht Jahren um 2027 den interstellaren Raum erreichen - vorausgesetzt, die Grenze ändert sich nicht, was wahrscheinlich der Fall sein wird.

Am 1. Januar 2019 flog New Horizons zuletzt an einem Sonnensystemobjekt vorbei und wurde viel später als die anderen vier gestartet. Während dieses Vorbeiflugs war New Horizons 43 AU von der Sonne entfernt. Der Chefermittler der Mission, Alan Stern, teilte Space.com mit, dass die Raumsonde jedes Jahr etwa 3,1 AU oder in zehn Jahren 31 AU zurücklegte. In weiteren zwei Jahrzehnten hat das Raumschiff gute Chancen, den interstellaren Raum zu erreichen. Wenn New Horizons an der gleichen Grenze von Voyager 2 überquert wird (dies wird jedoch nicht als Basis betrachtet), würde die Reise 2043 knapp 24 Jahre dauern. Möglicherweise wird sich die ISM-Linie jedoch nach innen bewegen und dies zulassen früher überqueren.

Obwohl es keine direkte Bestätigung dafür gibt, die Heliopause mit dem Pioneer-Raumschiff zu überqueren, ist es möglich, dass New Horizons noch funktioniert und uns eine detaillierte Untersuchung des interstellaren Raums geben wird. Die darin enthaltenen Teilchendetektoren sind viel leistungsfähiger als die auf der Voyager, sagte Stern. Darüber hinaus verfügt New Horizons über einen Staubdetektor, der Einblicke in das Gebiet jenseits der Heliosphäre bietet.

Es bleibt jedoch abzuwarten, ob sie noch funktionieren werden oder nicht. Nach Stern ist die Leistung der begrenzende Faktor. New Horizons läuft von zerfallendem Plutoniumdioxid ab. Gegenwärtig habe das Raumschiff genug Energie, um bis in die späten 2030er Jahre zu arbeiten, sagte Stern, und es sei derzeit in gutem Zustand.

In dem unwahrscheinlichen Fall, dass die sich ständig verändernde Heliosphäre statisch bleibt, wird Pioneer 11 2027 als nächstes die Heliopause überqueren, gefolgt von New Horizons 2043. Pioneer 10, das erste der fünf gestarteten Raumschiffe, wird das letzte sein verlassen Sie die Heliosphäre im Jahr 2057. Auch dies setzt die äußerst unrealistische Chance voraus, dass die Heliopause für die nächsten vier Jahrzehnte statisch bleibt.

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