Космический корабль НАСА Voyager 2 достиг межзвездного пространства в декабре 2018 года, следуя по стопам своей сестры, Voyager 1. В настоящее время запущено только пять космических аппаратов, способных совершить такой грандиозный выход, включая «Вояджеров». Остальные три - Пионеры 10 и 11 и Новые Горизонты. Кто из них сделает отличный побег дальше?
Достижение межзвездного пространства является важной вехой, которая, согласно определению, считается выходом из Солнечной системы. В 1990 году New York Times сообщила, что Пионер покинул Солнечную систему, когда она пролетела мимо орбиты Нептуна. Но это не то, что ученые Voyager 2 использовали в качестве своего определения. Вместо этого, более поздние измерения показали, что пересечение гелиопаузы Солнца, теоретической границы его гелиосферы, является определяющим фактором для входа в межзвездное пространство. Гелиосфера - это пузырь заряженных частиц, которые создаются и пролетают мимо Солнца. Это используется учеными, чтобы отметить, где начинается межзвездное пространство.
Тем не менее, гелиосфера сложна, и есть много изменений, таких как 22-летний солнечный цикл Солнца, сужение и рост с солнечным ветром, и растяжение позади Солнца в направлении движения звезды. Это не то, что можно легко измерить с Земли. Таким образом, миссия НАСА по межзвездному исследованию границ (IBEX) пытается дистанционно определить границы пузыря.
Наблюдения с зондов Voyager показывают, что они пробили этот пузырь. Однако, поскольку исследователи считают, что Облако Оорта также окружает Солнце, область ледяных тел, которая, по оценкам, простирается от 1000 до 100 000 астрономических единиц - далеко за пределами гелиопаузы - зонды Voyager не могут рассматриваться полностью за пределами Солнечной системы. (Одной астрономической единицей, или AU, является расстояние между Землей и Солнцем - 93 миллиона миль или 150 миллионов километров).
Когда Вояджер 1 и 2 пересекли гелиопаузу, их все еще работающие инструменты частиц представили исторические события. Гелиосфера функционирует как щит, удерживая многие частицы с более высокой энергией, созданные космическими лучами, генерируемыми другими звездами. Отслеживая как частицы с низкой энергией, находящиеся внутри солнечной системы, так и частицы с высокой энергией за ее пределами, приборы могли обнаруживать внезапный всплеск космических лучей, предупреждая ученых о том, что космический аппарат покинул солнечную систему.
Постоянно меняющийся характер гелиосферы делает невозможным определить, когда Пионер 10 и 11 войдут в межзвездное пространство. Возможно даже, что один из них уже есть.
Согласно электронной книге НАСА «За пределами Земли: хроника освоения дальнего космоса» от 5 ноября 2017 года, Pioneer 10 находился примерно в 118,824 AU от Земли, дальше, чем любое другое судно, кроме Voyager 1. H, хотя Pioneer 11 и Voyager все близнецы направлялись в направлении видимого движения Солнца, Пионер 10 движется к задней стороне. Исследования 2017 года показали, что хвост гелиосферы составляет около 220 а.е. от солнца. Поскольку Pioneer 10 путешествует около 2,5 AU / год, Pioneer потребуется примерно 2057–40 лет, чтобы достичь изменяющейся границы.
Согласно данным той же электронной книги, Pioneer 11 по состоянию на 5 ноября 2017 года находился примерно на 97,6 а.е. с Земли. В отличие от своего близнеца, космический корабль движется в том же направлении, что и Вояджеры. Voyager 2 перешел в межзвездную среду со скоростью примерно 120 а.е. Поскольку Pioneer 11 движется со скоростью 2,3 а.е. / год, он должен достичь межзвездного пространства примерно через восемь лет, около 2027 года - при условии, что граница не изменится, что, вероятно, и будет.
1 января 2019 года New Horizons совершил свой самый последний облет объекта солнечной системы, и он был запущен намного позже, чем остальные четыре. Во время этого пролета New Horizons находился в 43 а.е. от солнца. Главный следователь миссии, Алан Стерн, сообщил Space.com, что космический корабль путешествовал примерно на 3,1 а.е. в год, или 31 а.е. за десять лет. Еще через два десятилетия космический корабль имеет хорошие шансы достичь межзвездного пространства. Если New Horizons пересекут на той же границе Voyager 2 (это не будет, но только будет рассматриваться как базовая линия), он совершит поездку чуть менее чем через 24 года, в 2043 году. Но возможно, линия ISM сместится внутрь, что позволит ей пересечь раньше.
Хотя прямого пересечения гелиопаузы с космическим кораблем «Пионер» не будет, вполне возможно, что «Новые горизонты» все еще будут работать и подробно изучат межзвездное пространство. По словам Стерна, детекторы частиц, которые он держит, гораздо более мощные, чем на Voyager. Более того, в New Horizons имеется детектор пыли, который позволит лучше понять область за пределами гелиосферы.
Однако, будут ли они все еще функционировать, еще неизвестно. Согласно Стерну, сила является ограничивающим фактором. Новые горизонты убегают от разлагающегося диоксида плутония. В настоящее время космический корабль обладает достаточной мощностью, чтобы работать до конца 2030-х годов, сказал Стерн, и в настоящее время он находится в хорошем рабочем состоянии.
Если в маловероятном случае, когда постоянно изменяющаяся гелиосфера останется неподвижной, Pioneer 11 будет следующим, кто пересечет гелиопаузу в 2027 году, а затем - New Horizons в 2043 году. Pioneer 10, первый из пяти запущенных космических кораблей, будет последним покинуть гелиосферу в 2057 году. Еще раз, это предполагает крайне нереалистичный шанс того, что гелиопауза останется статичной в течение следующих четырех десятилетий.
