Hvor langt væk er de fjerneste sonder nu?
Man skal helt ud til kanten af Solsystemet for at finde de fjerneste menneskeskabte objekter; sonderne. De farer ensomt derudaf flere milliarder kilometer borte – med en ret mærkværdig last.
Solen danner en beskyttende, magnetiseret boble af elektrisk ladede partikler, den blæser ud med flere millioner kilometer i timen (solvinden). Boblen kaldes heliosfæren. Jo længere væk fra Solen man kommer, jo langsommere bevæger partiklerne sig. Der, hvor partiklerne går fra at bevæge sig over lydens hastighed til under, opstår Solens chokfront. Den yderste kant af Solens boble kaldes heliopausen. I heliopausen udligner Solens og det interstellare rums tryk hinanden. (Grafik: NASA)

 

Hvis du tror, din Toyota Carina årgang ’97 er det menneskeskabte objekt, der har tilbagelagt den største afstand – ja, så kan du godt tro om igen. I øjeblikket fiser fem rumsonder rundt så fjernt som ved grænsen til det tomme, interstellare rum mellem stjernerne.

Rumsonderne har monteret forgyldte plader med blandt andet optegninger af mennesker, informationer om Jorden og musiknumre.

Vores læser, Jess Lang Andersen, vil gerne vide, hvilken rumsonde der er nået længst ud i rummet, og om man stadig har kontakt til den.

Svaret bringer os omkring de helt store videnskabelige spørgsmål om liv i rummet og Einsteins relativitetsteori.

Men først skal vi lige se lidt nærmere på de fem sonder og deres mission.

Rumsonder på vej ud af solsystemet

De fem rumsonder, der har det tomme, interstellare rum som destination, har alle sammen været på arbejde undervejs. De har blandt andet undersøgt de kæmpestore, iskolde, gasholdige planeter i de yderste kredsløbsbaner om Solen.

Fakta

AU = Astronomical Unit = Afstanden mellem Solen og Jorden = Cirka 149.597.870,7 kilometer

Det drejer sig om fem rumsonder:

  • Pioneer 10 blev opsendt 2. marts 1972, undersøgte Jupiter og flyver nu mod stjernebilledet Tyren.
  • Pioneer 11 blev opsendt 6. april 1973, undersøgte Jupiter og Saturn og flyver nu mod stjenebilledet Ørnen.
  • Voyager 1 blev opsendt 5. september 1977, undersøgte Jupiter og Saturns måner og ringe og har retning mod stjernebilledet Slangebæreren.
  • Voyager 2 blev opsendt 20. august 1977, undersøgte Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun og er nu på vej mod stjernen Sirius.
  • New Horizons blev opsendt 19. januar 2006, skal undersøge dværgplaneten Pluto, som den når 14. juli 2015. Den har retning mod stjernebilledet Skytten.

Voyager 1 er det menneskeskabte objekt, der er længst væk

Rumsonden Pioneer 10 var det fjerneste menneskeskabte objekt indtil 17. februar 1998, hvor Voyager 1 overhalede den.

Nu er Voyager 1 længst væk. Den befinder sig omkring – hold nu fast – 18 milliarder kilometer fra Solen.

Så store afstande måles i Astronomiske Enheder (AU – Astronomical Units), defineret ved afstanden mellem Solen og Jorden.

Voyager 1 er cirka 120 AU fra Solen.

Voyager og Pioneer flyder som spøgelsesskibe gennem rummet

Okay. Sonderne er langt væk. For at forstå hvor de nærmere bestemt er, har vi hevet fat i Christoffer Karoff fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.

Månen Io foran Jupiter, som Voyager 1 fotograferede på sin vej. Månen viste sig, at have over 400 aktive vulkaner, og er dermed den mest geologisk aktive måne i solsystemet. Voyager-missionerne fandt 23 nye måner på deres vej. (Billede: NASA)

Han kan fortælle, at de fire første sonder for længst har passeret de yderste planeter, og krydset det, der kaldes Solens chokfront.

Sonderne befinder sig stadig indenfor heliosfæren, som er den boble Solens elektrisk ladede udstråling, plasma og magnetfelter danner.

»Boblen skifter størrelse i forhold til Solens aktivitet. Så boblens udkant befinder sig mellem 80 og 120 gange afstanden mellem Solen og Jorden,« siger Christoffer Karoff.

 

Voyager 1 er på vej ud af heliosfæren

»Fordi Solens magnetfelt og dermed solvinden hele tiden ændrer sig, så ændrer størrelsen af Solens boble sig. Derfor er det ikke til at sige, om Pioneer- og Voyager-sonderne lige nu befinder sig indenfor eller udenfor Solens boble,« siger Christoffer Karoff.

De seneste oplysninger fra NASA tyder på, at Voyager 1 befinder sig lige imellem – i et område der kaldes heliopausen.

På den anden side af Solens boble er tætheden af partikler meget mindre, men her findes til gengæld store mængder kosmisk stråling fra utallige supernova-eksplosioner i vores galakse, Mælkevejen.

Fakta

Så hurtigt flyver sonderne, og så langt er de fra Solen (Marts 2012): Pioneer 10: 12,044 km/s – 105,537 AU Pioneer 11: 11,387 km/s – 85,331 AU Voyager 1: 17,048 km/s – 120,187 AU Voyager 2: 15,444 km/s – 98,082 AU New Horizons: 15,434 km/s – 22,837 AU Kilde: www.heavens-above.com

»Lige nu befinder sonderne sig et sted, hvor der ikke er nogen modstand, og de har en fast retning, som de ikke viger fra. Om mange, mange tusinde år rammer de sikkert noget,« siger Christoffer Karoff.

 

Hvor hurtigt flyver de?

I virkeligheden giver det slet ingen mening at snakke om, hvor sonderne er lige nu. For de bevæger sig med ubegribeligt høje hastigheder. Voyager 1 bevæger sig for eksempel med 17,049 kilometer i sekundet.

Det svarer cirka til at tilbagelægge afstanden fra Københavns rådhusplads til Høje Taastrup på et sekund.

Hvis du skal sammenligne med speedometeret i Toyota Carinaen, er det 61.376,4 kilometer i timen. Det svarer til halvanden tur rundt om Jorden i timen.

Sonderne har alle sammen fået ekstra fart på ved hjælp af nære forbiflyvninger med planeter. På den måde ”booster” planeternes tyngdekraft sonderne og slynger dem af sted ud i rummet.

»Der kræver utroligt meget energi at få fart nok på til at komme ud af Solens tyngdefelt. Derfor bruger man ofte det trick med at snurre rundt om planeter for at udnytte kredsløbet til at få fart på,« fortæller Christoffer Karoff.

Den gyldne plade monteres på Voyager 1. (Foto: NASA)

Det er blandt andet derfor, Voyager 1 flyver hurtigere end de andre.

 

Voyager og Pioneer er udstyret med gyldne plader

Fælles for de fem rumsonder er, at de alle sammen bærer på en lidt mærkværdig last. Pioneer-sonderne er udsmykket med en forgyldt plade med blandt andet tegninger af mennesker, Solens og Jordens placering og tekniske data på rumsonden. 

Voyager-sonderne bærer på en forgyldt lp, som også indeholder en samling af Jordens billeder og optegninger af Jorden, lyde og hilsner på mange sprog foruden musikstykker af forskellige kunstnere.

Pladerne er med for at signalere om Jordens og menneskers eksistens til andre intelligente væsner, såfremt nogen skulle finde en sonde på ensom rejse gennem universet.

 

New Horizons er spækket med flag, cd’er og aske

Det var oprindeligt ikke planen, at New Horizons skulle bære tilsvarende meddelelse til eventuelt intelligent liv i rummet. Men da sonden næsten var færdig, fandt man alligevel ni genstande, som kom med som vidnesbyrd om livet på Jorden. Genstandene er:

 

  • 1: En lille del af asken af Clyde Tombaugh, der opdagede Pluto
  • 2: En CD med navne på over 434.000 mennesker, der har skrevet sig op til at få deres navn sendt til Pluto
  • 3: En CD med billeder af de ansatte på New Horizons-projektet
  • 4: En quarter-mønt fra Florida, hvor New Horizons blev opsendt
  • 5: En quarter-mønt fra Maryland, hvor New Horizons blev bygget
  • 6: En del af SpaceShipOne, der var det første bemandede, privatfinansierede rumfartøj
  • 7: Et amerikansk flag
  • 8: Endnu et amerikansk flag
  • 9: Et amerikansk frimærke fra 1991 med et billede af Pluto og teksten ’Pluto – Not Yet Explored’

 

Hvorfor tager NASA ekstra lir med på rumsonder?

»Det er ikke for sjov, NASA medbringer genstande, der sandsynligvis aldrig bliver fundet. Der er ikke noget grundlag for at tro, at man finder intelligent liv i rummet ved at sende plader ud i det interstellare rum, men rent symbolsk har det en stor gennemslagskraft. Og der er ingen tvivl om, at menneskets jagt på liv i det ydre rum har været en kæmpe katalysator for rumforskningens udvikling,« siger Christoffer Karoff.

Fakta

Sonderne er faktisk blevet overhalet af noget menneskeskabt. Det drejer sig om signaler, der er udsendt i retning af planeter og stjerneklynger. Det første signal blev udsendt i 1974 fra det enorme Arecibo-teleskop i Puerto Rico. Signalet indeholder en binær kode, som fortæller om livet på Jorden. Det blev sendt i retning af stjerneklyngen M13, som den skulle nå i løbet af 25.000 år. I 2008 blev et moderne signal med hilsner og billedermoderne signal med hilsner og billeder udsendt fra Ukraine. Signalerne bevæger sig med lysets hastighed.

Han fortæller, at kuriøse genstande såsom Lego-figurer eller aske på sonder og rumfartøjer er standard. De er ikke bare med som sjove tilføjelser, men også for at balancere vægten i sonderne og sikre stabilitet.

Voyager-sonderne bliver ved med at sende oplysninger og målinger til Jorden et godt stykke tid endnu. Deres motorer, der drives af atomaffald af plutonium, kan leve indtil år 2020 og sandsynligvis længere.

Hvem ved. Om nogle millioner år sætter rumvæsner måske guldpladen fra Voyager 1 på pladespilleren og lytter til Chuck Berry eller Beethoven.

Tak for hjælpen til Christoffer Karoff, og tak til Jess Lang Andersen for hans spørgsmål.

Videnskab.dk kvitterer med et styks rød t-shirt. Hvis du selv brænder inde med spørgsmål, kan du sende dem til redaktion@videnskab.dk, eller finde 77 forunderlige svar i bogen ”Hvorfor lugter mine egne prutter bedst?”

Einsteins relativitetsteori blev rystet af Pioneer 10 og 11

Da man opsendte Pioneer-sonderne, afstak man en kurs og en rute, så man vidste præcis, hvor de var på ethvert givent tidspunkt.

»Faktisk har sonderne tilsyneladende fjernet sig lidt fra den bane, man havde forestillet sig. De har ikke bevæget sig som forventet,« siger Christoffer Karoff. Det kaldes Pioneer-anomalien.

Man vidste, at Solens tyngdekraft ville sænke sondernes fart, men deres fart aftog lidt hurtigere end forventet. Først troede man, at det var en hidtil ukendt, mystisk kraft, der trak i sonderne.

Det kunne have ændret mange af de fysiske love, som vi kender dem.

»Det affødte en diskussion om et muligt ekstra led på relativitetsteorien,« siger Christoffer Karoff.

Den seneste forskning tyder på, at der findes en logisk, teknisk forklaring på afvigelsen på 5000 kilometer om året.