Lista de objetos artificiais que saem do Sistema Solar - List of artificial objects leaving the Solar System

As setas vermelhas e verdes indicam as posições da Voyager 1 e Pioneer 10, respectivamente, no final de 2008; a concha azul indica o tamanho estimado do choque de terminação em que entraram, enquanto o anel cinza mostra o cinturão de Kuiper . A casca amarela indica a distância de um dia-luz do Sol, e a seta amarela, o ponto vernal . Clique na imagem para ampliá-la e links para outras escalas.

Trajetórias de espaçonaves distantes desde o lançamento até 2030

Superior: visão polar; Parte inferior: vista equatorial

Gráfico da velocidade heliocêntrica da Voyager 2 em relação à distância do Sol, ilustrando o uso da ajuda da gravidade para acelerar a espaçonave por Júpiter, Saturno e Urano e, finalmente, seu encontro com o Tritão de Netuno. Assistências de gravidade são semelhantes a quicar a nave espacial para fora de um planeta, mas como o planeta está se movendo, ele não apenas quica, mas é empurrado pelo planeta, como quando uma bola de beisebol é atingida por um taco de beisebol em movimento.

Abaixo está uma lista de objetos artificiais que saem do Sistema Solar . Todos esses objetos são sondas espaciais e os estágios superiores de seus veículos de lançamento, e todos foram lançados pela NASA .

Das espaçonaves principais, Voyager 1 , Voyager 2 e New Horizons ainda estão funcionando e são contatadas regularmente por comunicação de rádio, enquanto a Pioneer 10 e a Pioneer 11 estão abandonadas. Além dessas espaçonaves, alguns estágios superiores e pesos de rotação estão deixando o Sistema Solar, supondo que continuem em suas trajetórias.

Esses objetos estão deixando o Sistema Solar porque sua velocidade e direção os estão levando para longe do Sol e, à sua distância do Sol, sua atração gravitacional não é suficiente para puxar esses objetos de volta ou colocá-los em órbita. Eles não são imunes à atração gravitacional do Sol e estão sendo desacelerados, mas ainda estão viajando além da velocidade de escape para deixar o Sistema Solar e chegar ao espaço interestelar .

Sondas de exploração planetária

• Pioneer 10 - lançado em 1972, passou porJúpiterem 1973 e está indo na direção deAldebaran(65 anos-luz de distância) na constelação deTouro. O contato foi perdido em janeiro de 2003, e estima-se que tenha passado de 120unidades astronômicas(UA; uma UA é aproximadamente a distância média entre a Terra e o Sol: 150 milhões de quilômetros (93 milhões de milhas)).
• Pioneer 11 - lançado em 1973, passou por Júpiter em 1974 e porSaturnoem 1979. O contato foi perdido em novembro de 1995 e é estimado em cerca de 100 UA. A nave espacial se dirige para a constelação deAquila, a noroeste da constelação deSagitário. Salvo um incidente, aPioneer 11passará perto de uma das estrelas da constelação em cerca de 4 milhões de anos.
• Voyager 2 - lançada em agosto de 1977, passou por Júpiter em 1979, Saturno em 1981,Uranoem 1986 eNetunoem 1989. A sonda deixou aheliosferapara oespaço interestelarem 119 UA em 5 de novembro de 2018. AVoyager 2ainda está ativa. Não se dirige a nenhuma estrela em particular, embora em aproximadamente 40.000 anos deva passar 1,7 anos-luz da estrelaRoss 248. Se não for perturbado por296.000 anos, ele deve passar pela estrelaSiriusa uma distância de 4,3 anos-luz.
• Voyager 1 - lançada em setembro de 1977, passou por Júpiter em 1979 e Saturno em 1980, fazendo uma aproximação especial da lua de Saturno,Titã. A sonda passou aheliopausaem 121 UA em 25 de agosto de 2012 para entrar noespaço interestelar. A Voyager 1ainda está ativa. Ele se encaminha para um encontro com a estrela AC +79 3888, que fica a 17,6 anos-luz da Terra, em cerca de 40.000 anos.
• Novos Horizontes - lançada em 2006, a sonda passou por Júpiter em 2007 ePlutãoem 14 de julho de 2015. Ela passou pelocinturão de Kuiperobjeto486958 Arrokothem 1 de janeiro de 2019, como parte da Kuiper Belt Extended Mission (KEM).

Embora outras sondas tenham sido lançadas primeiro, a Voyager 1 alcançou uma velocidade mais alta e ultrapassou todas as outras. A Voyager 1 ultrapassou a Voyager 2 alguns meses após o lançamento, em 19 de dezembro de 1977. Ela ultrapassou a Pioneer 11 em 1983, e depois a Pioneer 10 - tornando-se a sonda mais distante da Terra - em 17 de fevereiro de 1998.

Dependendo de como a " anomalia Pioneer " o afeta, a New Horizons provavelmente também passará pelas sondas Pioneer , mas precisará de muitos anos para fazê-lo. Não ultrapassará a Pioneer 11 até o século 22, não ultrapassará a Pioneer 10 até o final desse século e nunca ultrapassará as Voyagers .

Velocidade e distância do Sol

Para colocar as distâncias abaixo em contexto, a distância média de Plutão ( semieixo maior ) é de cerca de 40 UA.

Fonte: JPL e heavenens-above.com

A velocidade de escape solar é uma função da distância (r) do centro do Sol, dada por

${\ displaystyle v_ {e} = {\ sqrt {\ frac {2GM_ {sol}} {r}}},}$

onde o produto G M _sol é o parâmetro gravitacional heliocêntrico . A velocidade inicial necessária para escapar do Sol de sua superfície é 618 km / s (1.380.000 mph) e cai para 42,1 km / s (94.000 mph) à distância da Terra ao Sol (1 UA ) e 4,21 km / s ( 9.400 mph) a uma distância de 100 UA.

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  Velocidade da Voyager 1 e 2 e distância do Sol

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  Pioneer 10 e 11 velocidade e distância do Sol

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  Velocidade do New Horizons e distância do sol.

Para sair do Sistema Solar, a sonda precisa atingir a velocidade de escape local. Depois de deixar a Terra, a velocidade de escape do Sol é de 42,1 km / s. Para atingir essa velocidade, é altamente vantajoso usar também a velocidade orbital da Terra em torno do Sol, que é de 29,78 km / s. Ao passar mais tarde perto de um planeta, uma sonda pode ganhar velocidade extra com um auxílio da gravidade .

Estágios de propulsão

Um motor de foguete Star-48 como o usado para lançar a sonda New Horizons

Cada sonda planetária foi colocada em sua trajetória de fuga por um foguete de vários estágios , o último estágio do qual termina quase na mesma trajetória da sonda que lançou. Como esses estágios não podem ser guiados ativamente, suas trajetórias agora são diferentes das sondas que lançaram (as sondas foram guiadas com pequenos propulsores que permitem mudanças de curso). No entanto, nos casos em que a espaçonave adquiriu velocidade de escape por causa de um auxílio da gravidade , os estágios podem não ter um curso semelhante e existe a possibilidade extremamente remota de que colidiram com algo. Os estágios em uma trajetória de fuga são:

• Terceiro estágio da Pioneer 10 , uma variante TE364-4 do foguete de combustível sólido Star-37 .
• Quarto estágio da Voyager 1 , um foguete de combustível sólido Star 37E.
• Quarto estágio da Voyager 2 , um foguete de combustível sólido Star 37E.
• O terceiro estágio do New Horizons , um foguete de combustível sólido Star 48B , está em uma trajetória de fuga semelhante para fora do Sistema Solar como o New Horizons , chegando a Júpiter 6 horas antes do New Horizons . Em 15 de outubro de 2015, ele passou pela órbita de Plutão a uma distância de 213 milhões de quilômetros (mais de 1 UA) de Plutão . Isso foi quatro meses depois que a sonda New Horizons o fez.

Além disso, dois pequenos pesos yo-yo de-spin em fios foram usados ​​para reduzir o spin da sonda New Horizons antes de seu lançamento do foguete de terceiro estágio. Uma vez que a taxa de rotação foi reduzida, essas massas e os fios foram liberados e, portanto, também estão em uma trajetória de fuga para fora do Sistema Solar.

Nenhum dos objetos acima é rastreável - eles não têm energia ou antenas de rádio, giram incontrolavelmente e são pequenos demais para serem detectados. Suas posições exatas são desconhecidas além das trajetórias de fuga projetadas do Sistema Solar.

Acredita-se que o terceiro estágio do Pioneer 11 esteja em órbita solar porque seu encontro com Júpiter não teria resultado em uma fuga do Sistema Solar. O Pioneer 11 ganhou a velocidade necessária para escapar do Sistema Solar em seu encontro subsequente com Saturno.

Em 19 de janeiro de 2006, a nave espacial New Horizons para Plutão foi lançada diretamente em uma trajetória de escape solar a 16,26 quilômetros por segundo (58.536 km / h; 36.373 mph) do Cabo Canaveral usando um Atlas V e o Common Core Booster , estágio superior do Centauro e Star 48B terceiro estágio. A New Horizons ultrapassou a órbita da Lua em apenas nove horas. O encontro subsequente com Júpiter apenas aumentou sua velocidade e apenas permitiu que a sonda chegasse a Plutão três anos antes do que sem este encontro.

Assim, os únicos objetos até o momento a serem lançados diretamente em uma trajetória de escape solar foram a espaçonave New Horizons , seu terceiro estágio, e as duas massas de spin. O estágio do Centauro New Horizons (segundo) não está escapando; está em uma órbita heliocêntrica (solar) de 2,83 anos.

Os estágios Pioneer 10 e 11 e Voyager 1 e 2 Centaur (segundo) também estão em órbitas heliocêntricas.

Futuro

Dado o enorme vazio do espaço interestelar, todos os objetos listados aqui provavelmente continuarão no espaço profundo em linhas do tempo que, barrando a chance excepcionalmente improvável de colidirem com (ou serem coletados por) outro objeto, poderiam sobreviver até mesmo à existência principal do A vida do Sol, daqui a bilhões de anos. No entanto, eles não têm velocidade suficiente para escapar da galáxia da Via Láctea para o espaço intergaláctico .

Ulisses

Em 1990, Ulysses foi lançado e foi projetado para estudar o Sol; sua missão estendida terminou em 2008. Ulysses está atualmente em uma órbita de 79 ° de inclinação em torno do Sol com o periapsis cruzando a órbita de Júpiter. Em novembro de 2098, haverá outro sobrevôo próximo a Júpiter, cruzando as órbitas da Europa e Ganimedes . Após essa manobra de estilingue, ele possivelmente entrará em uma trajetória hiperbólica ao redor do Sol e, eventualmente, deixará o Sistema Solar.

O Ulisses agora está desligado porque sua fonte de alimentação RTG acabou e, portanto, não pode ser contatado e não pode ser rastreado ou guiado de nenhuma forma. Sua trajetória exata é, portanto, desconhecida, pois fatores como a pressão da radiação solar podem alterar significativamente o caminho de encontro.

Expresso interestelar

Interstellar Express ou Interstellar Heliosphere Probe é o nome atual de umprograma daAdministração Espacial Nacional da Chinaprojetado para explorar a heliosfera e o espaço interestelar. O programa contará com duas sondas espaciais que serão lançadas em 2024 e seguirão trajetórias diferentes para encontrarJúpiterpara ajudá-los a sair do Sistema Solar. A primeira sonda,IHP-1, viajará em direção ao nariz da heliosfera, enquanto a segunda sonda,IHP-2, voará perto da cauda, ​​deslizando porNetunoeTritãoem janeiro de 2038. Pode haver outra sonda - provisoriamenteIHP -3- que seria lançado em 2030 para explorar a metade norte da heliosfera. Assim, oIHP-1e oIHP-2também deixarão o Sistema Solar, bem como as primeirassondasnãopertencentes àNASAa atingir esse status.

Galeria

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  Fotografia da Voyager 1 / Voyager 2

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  Conceito artístico da Pioneer 10 / Pioneer 11

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  Conceito artístico do Pioneer 10 perto de Júpiter

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  O conceito artístico de Novos Horizontes se aproximando de Plutão .

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  Conceito artístico de Novos Horizontes perto de Plutão .

Veja também

• Sonda interestelar
• Viagem intergaláctica
• Lista de objetos artificiais em órbita heliocêntrica
• Lista de objetos artificiais em superfícies extraterrestres
• Aterrissagens deliberadas em corpos extraterrestres
• Efeito Oberth

Referências

links externos

• Nave espacial escapando do Sistema Solar em heaven-above.com
• NASA = Explicando a gravidade planetária auxilia
• Futuros voos estelares da espaçonave Voyager e Pioneer determinados usando o Gaia Data Release 2