Quale veicolo spaziale raggiungerà il prossimo spazio interstellare?

Il veicolo spaziale Voyager 2 della NASA ha raggiunto lo spazio interstellare a dicembre 2018, seguendo le orme di sua sorella, Voyager 1. Attualmente, sono stati lanciati solo cinque veicoli spaziali in grado di fare una così grande uscita, compresi i Voyager. Gli altri tre sono Pioneer 10 e 11 e New Horizons. Quale sarà la prossima grande fuga?

Raggiungere lo spazio interstellare è una pietra miliare che si pensa lasci il sistema solare secondo una definizione specifica. Nel 1990, il New York Times riferì che Pioneer lasciò il sistema solare quando sorvolò l'orbita di Nettuno. Ma non è quello che gli scienziati di Voyager 2 hanno usato come loro definizione. Invece, le misurazioni più recenti affermano che l'attraversamento dell'eliopausa solare, il confine teorico con la sua eliosfera, è il fattore determinante per entrare nello spazio interstellare. L'eliosfera è una bolla di particelle cariche che vengono create e fluiscono oltre il sole. È usato dagli scienziati per indicare dove inizia lo spazio interstellare.

Tuttavia, l'eliosfera è complicata e ci sono molti cambiamenti come il ciclo solare di 22 anni del sole, il restringimento e la crescita con il vento solare, e si estende dietro il sole nella direzione di viaggio della stella. Non è qualcosa che può essere misurato facilmente dalla Terra. Pertanto, la missione Interstellar Boundary Explorer (IBEX) della NASA sta cercando di definire i bordi della bolla da remoto.

Le osservazioni delle sonde Voyager indicano che hanno trafitto questa bolla. Tuttavia, poiché i ricercatori pensano che anche la Nuvola di Oort circonda il sole, un'area di corpi ghiacciati che si stima si estenda da 1.000 a 100.000 unità astronomiche - ben oltre l'eliopausa - le sonde Voyager non possono essere considerate completamente al di fuori del sistema solare. (Un'unità astronomica, o UA, è la distanza tra la Terra e il sole - 93 milioni di miglia, o 150 milioni di chilometri).

Quando i Voyager 1 e 2 attraversarono l'eliopausa, i loro strumenti a particelle ancora funzionanti svelarono gli eventi storici. L'eliosfera funziona come uno scudo, tenendo fuori molte delle particelle di energia superiore create dai raggi cosmici generati da altre stelle. Tracciando sia le particelle a bassa energia trovate all'interno del sistema solare sia le particelle ad alta energia dall'esterno, gli strumenti potevano rivelare un'improvvisa ondata di raggi cosmici avvisando gli scienziati che l'astronave aveva lasciato il sistema solare.

La natura in continua evoluzione dell'eliosfera rende impossibile dire quando Pioneer 10 e 11 entreranno nello spazio interstellare. È anche possibile che uno di loro potrebbe già averlo.

Secondo l'e-book della NASA "Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration", del 5 novembre 2017, Pioneer 10 era di circa 118.824 UA dalla Terra, più lontano di qualsiasi altra imbarcazione oltre a Voyager 1. H, sebbene Pioneer 11 e the Voyager i gemelli si stavano tutti dirigendo nella direzione del viaggio apparente del sole, Pioneer 10 è diretto verso il lato posteriore. La ricerca del 2017 ha mostrato che la coda dell'eliosfera si trova a circa 220 UA dal sole. Poiché Pioneer 10 viaggia per circa 2,5 UA / anno, Pioneer impiegherà circa 2057-40 anni per raggiungere il confine mutevole.

Si pensava che Pioneer 11 fosse circa 97,6 UA dalla Terra al 5 novembre 2017, secondo lo stesso e-book. A differenza del suo gemello, l'astronave sta viaggiando nella stessa direzione dei Voyager. Il Voyager 2 attraversò il mezzo interstellare a circa 120 UA. Poiché Pioneer 11 si sta muovendo a 2,3 UA / anno, dovrebbe raggiungere lo spazio interstellare in circa otto anni, intorno al 2027 - supponendo che il confine non cambi, cosa che probabilmente cambierà.

Il 1 ° gennaio 2019, New Horizons ha effettuato il suo ultimo sorvolo di un oggetto del sistema solare ed è stato lanciato molto più tardi rispetto agli altri quattro. Durante questo sorvolo, New Horizons era a 43 UA dal sole. Il principale investigatore della missione, Alan Stern, ha detto a Space.com che l'astronave viaggiava circa 3,1 UA ogni anno, o 31 UA in dieci anni. In altri due decenni, l'astronave ha buone probabilità di raggiungere lo spazio interstellare. Se New Horizons attraversasse lo stesso confine di Voyager 2 (non lo farà, ma considera solo una linea di base), farebbe il viaggio in poco meno di 24 anni, nel 2043. Ma è possibile che la linea ISM si sposterà verso l'interno, permettendogli di attraversare prima.

Sebbene non ci sarà una conferma diretta dell'incrocio dell'eliopausa con la navicella spaziale Pioneer, è possibile che New Horizons continuerà a funzionare e ci fornirà uno studio dettagliato dello spazio interstellare. I rilevatori di particelle che detiene sono molto più potenti di quelli su Voyager, ha detto Stern. Inoltre, New Horizons detiene un rilevatore di polvere che offrirebbe informazioni sulla zona oltre l'eliosfera.

Tuttavia, resta da vedere se funzioneranno o meno. Secondo la poppa, la potenza è il fattore limitante. New Horizons esaurisce il biossido di plutonio in decomposizione. Attualmente, l'astronave ha abbastanza potenza per funzionare fino alla fine degli anni '30, ha detto Stern, ed è attualmente in buone condizioni.

Se nell'improbabile caso in cui l'eliosfera in continua evoluzione rimanga statica, Pioneer 11 sarà il prossimo ad attraversare l'eliopausa nel 2027, seguito da New Horizons nel 2043. Pioneer 10, il primo dei cinque veicoli spaziali da lanciare, sarà l'ultimo a lascia l'eliosfera, nel 2057. Ancora una volta, ciò presuppone la possibilità estremamente irrealistica che l'eliopausa rimanga statica per i prossimi quattro decenni.

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