En interstellar sonde er en rumsonde , der efter at have udforsket de ydre områder af solsystemet vil være i stand til at forlade den og komme ind i det interstellare rum (ca. 122 AU fra Solen), hvorefter hypotetisk når et andet stjernesystem .
Med begyndelsen af rumalderen og især efter den vellykkede opsendelse af Pioneer-10 og Pioneer-11 rumfartøjerne i 1970'erne, fik begrebet "interstellar sonde" ud over litterær også videnskabelig betydning, og under hensyntagen til teknologierne i begyndelsen af det XXI århundrede, er det praktisk talt refererer til det lokale interstellare rum (op til 0,01 pct. eller omkring 2000 AU eller omkring 10 lysdage).
I begyndelsen af det 21. århundrede er der ikke blevet skabt et eneste rumfartøj, hvis direkte formål ville være at flyve til den nærmeste stjerne eller noget andet stjernesystem. Fem køretøjer kan dog betragtes som interstellare sonder (alle opsendt af USA):
Lanceret af NASA den 5. september 1977. Det er det menneskeskabte objekt, der er fjernest fra Jorden. Fra den 16. oktober 2021 [2] [3] var sonden over 148 AU væk. (mere end 22 milliarder km) og bevægede sig væk med en hastighed på 16,95 km/s (3,58 AU pr. år).
15. december 2004, idet der er en afstand på 94 AU. fra Solen krydsede apparatet chokbølgen [4] [5] .
Den 25. august 2012 krydsede rumfartøjet heliopausen og gik ind i det interstellare rum .
Om cirka 300 år vil Voyager 1, hvis der ikke sker noget med den, nå Oort-skyen [6] [7] , og forlade den efter 30 tusind år [8] .
Lanceret af NASA den 20. august 1977. Fra den 16. oktober 2021 har sonden flyttet sig mere end 123 AU fra Jorden. [9] (mere end 18 milliarder km) og bevægede sig væk med en hastighed på 15,4 km/s (3,25 AU pr. år).
I august 2007 med en afstand på 84 AU. fra Solen krydsede apparatet chokbølgen.
Den 5. november 2018 krydsede rumfartøjet heliopausen og gik ind i det interstellare rum [10] .
Lanceret af NASA den 19. januar 2006.
Den 17. april 2021 nåede enheden 50 AU. fra Solen [11] .
Inden december 2038 [12] , når radioisotop-energikilden er produceret , vil rumfartøjet kun tilbagelægge en afstand på 100 AU. og vil således ikke være i stand til at "række ud" til heliopausen, som begge Voyagers gjorde tidligere [13] .
Lanceret af NASA 3. marts 1972. Den 27. april 2002 (det sidste vellykkede forsøg på at opnå telemetri ) var sonden i en afstand på 80,22 AU. fra Jorden (mere end 12 milliarder km) og bevægede sig væk med en hastighed på 12 km/s (2,54 AU pr. år).
Det antages, at Pioneer 10 fortsætter sin flyvning og går mod stjernen Aldebaran (65 lysår fra Jorden), hvis nærhed vil nå om omkring 2 millioner år [14] .
Lanceret af NASA den 6. april 1973. Den 30. september 1995 (det sidste vellykkede forsøg på at opnå telemetri) var sonden i en afstand på 43,4 AU. fra Jorden (mere end 6,5 milliarder km) og bevægede sig væk med en hastighed på 11,4 km/s (2,4 AU pr. år).
Det antages, at Pioneer 11 fortsætter sin flyvning og sætter kursen mod stjernebilledet Aquila og vil passere nær en af dens konstituerende stjerner efter omkring 4 millioner år [15] .
Program for den kinesiske rumfartsorganisation til undersøgelse af heliosfæren og det interstellare rum. Det involverer oprettelsen af to sonder (IHP-1 og IHP-2), som efter opsendelse i maj 2024 vil udføre en tyngdekraftsassistance nær Jupiter (marts 2029) og flyve til Kuiperbælts objekter (en af sonderne vil også flyve forbi Neptun og Triton i januar 2038 i året). I 2049 skal sonderne nå en afstand på 100 AU. fra Solen [16] [17] .
Hvis det lykkes, vil IHP-1 og IHP-2 være henholdsvis det sjette og syvende køretøj, der forlader solsystemet, og det første, der bliver bygget uden for USA.
Interstellar sondeEt interstellar sondeprojekt, der er blevet udviklet siden 2017 som en del af NASAs heliofysikprogram af Applied Physics Laboratory ved Johns Hopkins University [18] [19] . Det forventes, at sonden, efter at være blevet opsendt i 2030'erne af SLS Block 2 løfteraket, vil være i stand til at nå kanten af heliosfæren om 15 år og nå 1000 AU på 50 års flyvning. fra Solen og bevæger sig med en hastighed på omkring 95 km/s (20 AU pr. år) [20] [21] .
Afstanden til den nærmeste stjerne fra Solen Proxima Centauri er omkring 4,2 lysår , det vil sige omkring 268 tusind gange afstanden fra Jorden til Solen , eller omkring 9 tusinde gange større end afstanden fra Jorden til Neptun (ca. 4,5 milliarder km) eller 29,8 AU).
I begyndelsen af det 21. århundrede er der tre mulige måder at flyve mellem stjernerne på:
| sonde | Lanceringsåret | Afstand, a.u. (fra 29. august 2021) |
Hastighed (km/s) |
|---|---|---|---|
| Voyager 1 | 1977 | 153,8 | 17,0 (3,57 AU pr. år) |
| Pioneer-10 | 1972 | 129,3 | 11,9 (2,49 AU pr. år) |
| Voyager 2 | 1977 | 127,9 | 15,3 (3,21 AU pr. år) |
| Pioneer-11 | 1973 | 107,5 | 11,2 (2,34 AU pr. år) |
| Nye Horisonter | 2006 | 51,1 [22] | 13,8 (2,66 AU pr. år) |
Astrofysiker Boris Stern angiver i sin artikel "How to Fly from the Earth to the Stars" [23] , at det mest tilgængelige fremdriftssystem for det nuværende teknologiniveau er en fastfase-atomreaktor på uran-235 , som efter at have nået en effektivitet på 25%, vil være i stand til at sikre udløbshastigheden af arbejdslegemet ved 7000 km/s (med en mere realistisk effektivitet på 8% vil udstrømningshastigheden ikke overstige 3900 km/s).
De vigtigste problemer ved interstellar flyvning kan identificeres:
Det giver mening at rette sonden mod det stjernesystem (helst ikke en rød dværg ), som set fra et astrobiologisk synspunkt har en chance for eksistensen af jordlignende planeter i livszonen . En alternativ mulighed er tilstedeværelsen af gigantiske planeter med jordlignende satellitter i stjernesystemet (der er ingen analoger i solsystemet, der er ingen lignende objekter opdaget og bekræftet fra begyndelsen af 20'erne af det 21. århundrede).
Fra begyndelsen af 20'erne af det 21. århundrede er der ikke fundet planetsystemer, der opfylder disse krav. Orbitale teleskoper ( James Webb , PLATO ) og gigantiske jordbaserede teleskoper vil dog yde et stort bidrag til at finde jordlignende planeter nær nærliggende stjerner om 20-30 år . Deres opdagelser vil være i stand til at identificere passende mål til at sende en interstellar sonde.
Samtidig rejser forbedringen af adaptiv optik i jordbaserede teleskoper, væksten i kapaciteten af kredsende teleskoper og den mulige fremkomst af ruminterferometre i de kommende årtier (se Space Interferometry Mission , Darwin , Terrestrial Planet Finder ) tvivl om behovet for at sende en sådan sonde til de nærmeste stjernesystemer, i betragtning af at flyvningen kan tage hundreder og tusinder af år.
Budskaberne fra jordboerne i en hypotetisk intelligent civilisation er båret af både Voyagers (de indeholder en forgyldt informationsplade på 12 tommer med lyd- og videosignaler optaget) og begge pionerer (de indeholder symbolsk information om en person, Jorden og dens placering) . New Horizons har ingen beskeder om bord.