Koja će svemirska letjelica sljedeće dostići međuzvjezdani prostor?

NASA-in svemirski brod Voyager 2 stigao je u međuzvjezdani prostor u prosincu 2018., slijedeći korake svoje sestre Voyager 1. Trenutno je lansirano samo pet svemirskih letjelica koje mogu napraviti tako sjajan izlaz, uključujući Voyagers. Ostala tri su Pioniri 10 i 11 i New Horizons. Koji će sljedeći velik pobjeći?

Dosezanje međuzvezdanog prostora je prekretnica za koju se misli da napušta Sunčev sustav po određenoj definiciji. 1990. New York Times izvijestio je da je Pioneer napustio solarni sustav kad je prolazio pored Neptunove orbite. Ali to nije ono što su znanstvenici Voyagera 2 koristili kao svoju definiciju. Umjesto toga, novija mjerenja govore da je prelazak sunčeve heliopauze, teorijske granice njene heliosfere, presudni faktor ulaska u međuzvjezdani prostor. Heliosfera je mjehurić nabijenih čestica koje nastaju i prolaze pored sunca. Znanstvenici ga koriste za označavanje mjesta gdje počinje međuzvjezdani prostor.

Međutim, heliosfera je škakljiva i postoje mnoge promjene poput sunčevog 22-godišnjeg ciklusa sunca, smanjivanja i rasta sunčevog vjetra i protezanja iza sunca u smjeru putovanja zvijezde. To nije nešto što se lako može mjeriti sa Zemlje. Na taj način, NASA-ova međuobilazna istraživačica granica (IBEX) pokušava na daljinu definirati rubove mjehurića.

Promatranja sondi Voyager 'pokazuju da su probušili ovaj mjehurić. Međutim, budući da istraživači smatraju da Ortov oblak okružuje i sunce, područje ledenih tijela za koje se procjenjuje da se protežu od 1.000 do 100.000 astronomskih jedinica - daleko izvan heliopauze - Voyagerove sonde ne mogu se smatrati u potpunosti izvan Sunčevog sustava. (Jedna astronomska jedinica, ili AU, je udaljenost između Zemlje i Sunca - 93 milijuna milja, odnosno 150 milijuna kilometara).

Kad su Voyager 1 i 2 prešli heliopauzu, njihovi još uvijek djelujući instrumenti za čestice otkrili su povijesne događaje. Heliosfera funkcionira kao štit, čuvajući mnoge čestice više energije koje stvaraju kozmičke zrake koje stvaraju druge zvijezde. Praćenjem tako niskoenergetskih čestica koje se nalaze unutar Sunčevog sustava, tako i visokoenergetskih čestica izvan njega, instrumenti su mogli otkriti nagli porast kozmičkih zraka upozorivši znanstvenike da je svemirski brod napustio Sunčev sustav.

Stalno promjenjiva priroda heliosfere onemogućuje da se zna kada će Pioneer 10 i 11 ući u međuzvjezdani prostor. Moguće je da je jedan od njih možda već imao.

Prema NASA-inoj e-knjizi „Onkraj Zemlje: Kronika istraživanja dubokog svemira“, od 5. studenoga 2017., Pioneer 10 bio je otprilike 118.824 AU od Zemlje, udaljeniji od bilo kojeg plovila osim Voyagera 1. H, iako su Pioneer 11 i Voyager blizanci su se svi uputili u pravcu sunčevog prividnog putovanja, Pioneer 10 krenuo je prema stražnjoj strani. Istraživanje iz 2017. pokazalo je da se rep heliosfere kreće oko 220 AU od sunca. Budući da Pioneer 10 putuje oko 2,5 AU godišnje, Pioniru će trebati do otprilike 2057–40 godina - da bi se dostigla promjena granice.

Smatralo se da je Pioneer 11 otprilike 97,6 AU od Zemlje 5. studenog 2017. prema istoj e-knjizi. Za razliku od svog blizanaca, svemirska letjelica putuje otprilike u istom smjeru kao i Voyagers. Voyager 2 prešao je u međuzvjezdani medij na oko 120 AU. Budući da se Pioneer 11 kreće s brzinom od 2,3 AU / godi, trebao bi doseći međuzvjezdani prostor za oko osam godina, oko 2027. - pod pretpostavkom da se granica ne promijeni, što će vjerojatno biti.

Dana 1. siječnja 2019. godine, New Horizons napravio je posljednji let objekta Sunčevog sustava, a lansiran je mnogo kasnije od ostalih četiriju. Tijekom ovog leta, New Horizons bio je 43 AU od sunca. Glavni istražitelj misije, Alan Stern, rekao je za Space.com da svemirska letjelica putuje oko 3,1 AU svake godine, ili 31 AU za deset godina. U sljedeća dva desetljeća svemirska letjelica ima dobre šanse da dosegne međuzvjezdani prostor. Ako su New Horizons prešli na istoj granici Voyagera 2 (neće, ali samo uzmite u obzir osnovnu liniju), putovanje bi napravilo za manje od 24 godine, 2043. No, moguće je da će se linija ISM pomaknuti prema unutra, omogućujući joj da prijeći prije.

Iako neće biti izravne potvrde o križanju heliopauze sa svemirskim brodom Pioneer, moguće je da će New Horizons i dalje raditi, a detaljno ćemo proučiti međuzvjezdani prostor. Detektori čestica koje drži mnogo su jači od onih na Voyageru, rekao je Stern. Štoviše, New Horizons posjeduje detektor prašine koji bi ponudio uvid u područje izvan heliosfere.

Ipak, hoće li i dalje funkcionirati, ostaje za vidjeti. Prema Sternu, snaga je ograničavajući faktor. U New Horizonsu se raspada plutonijev dioksid. Trenutno svemirska letjelica ima dovoljno snage za rad do kraja 2030-ih, rekao je Stern, i trenutno je u dobrom stanju.

Ako u malo vjerojatnom slučaju da stalno mijenjajuća se heliosfera ostane statična, Pioneer 11 će sljedeći prijeći heliopauzu 2027., nakon čega slijede New Horizons 2043. Pioneer 10, prva od pet svemirskih letjelica koja će se lansirati, bit će posljednja na napuštaju heliosferu, 2057. Još jednom, ovo pretpostavlja krajnje nerealne šanse da heliopauza ostane statična u naredna četiri desetljeća.

Saznajte više na Asgardia.Space