Voyager / Pioneer 10 + 11

17km/s mögen gering wirken, stellen aber mit chemischen Antrieben ungefähr das maximal sinnvoll erreichbare dar.

Die Voyagers wurden schon mit der damals stärksten verfügbaren Rakete gestartet, der Titan IIIE Centaur. Diese kann um die 15,5t in einen niedrigen Erdorbit befördern. Die Voyager nahm davon nur etwas über 820kg ein, der Rest ging also für Treibstoff drauf (und ein bisschen Gewicht für die Antriebsstufe).
Das reichte dann "nur" für 15km/s, den Rest brachten ein Flyby bei Jupiter und Saturn.
Auf die gesamte Rakete beim Start bezogen, bildete Voyager ohnehin nur 0,1% der Startmasse, der Aufwand, so eine Geschwindigkeit zu erreichen ist also schon Wahnsinn.

Wenn man mit chemischen Antrieben schneller werden will, braucht man also eine größere Rakete.
Aber selbst mit der Saturn 5, der bis heute stärksten Rakete, wäre man vielleicht auf 35km/s gekommen (kann man ausrechnen, mach ich aber jetzt aus Faulheitsgründen nicht ).
Wenn man irgendwann mal in sinnvollen Zeiten (40-50 Jahre...) Objekte erreichen will, die außerhalb unseres Sonnensystems liegen, dann geht das wohl nur über elektrische Antriebe, also Ionentriebwerke z.B. Dafür bräuchte man aber erst einen Weltraumtauglichen Kernreaktor, alle anderen Energiequellen reichen da bei Weitem nicht.
Wenn man daran denkt, wie heftig gegen Cassini wegen 35kg Plutonium protestiert wurde kann ich nur sagen: Vergiss es für die nächsten 30 Jahre .

Zurück zum Thema:
Das Ziel der Voyagers war es ja nicht, möglichst schnell das Sonnensystem zu verlassen, das Ziel war die Erforschung des äußeren Planetensystems. Aufgrund der verfügbaren Rakete musste man also wissenschaftliche Nutzlast und Geschwindigkeit gegeneinander abwägen. Es ging ja nie drum, einen Geschwindigkeitsrekord aufzustellen.

Klimbim: Primärmission der beiden Voyager (und ihrer Vorgänger Pioneer 10 und 11) war nun mal die erste Naherkundung der grossen äußeren Planeten Jupiter bis Neptun - mit Vorbeiflügen. Für eine möglichst hohe wissenschaftliche Ausbeute, und auch aus bahnmechanischen Gründen wählte man eben eine Geschwindigkeit so niedrig wie möglich und nicht höher als nötig, um a) überhaupt hinzukommen, und b) die Vorbeiflüge so langsam wie möglich zu haben - und c) die höchstmögliche Masse (Art und Menge der Instrumentierung hängen vom Massenbudget ab) an die Ziele zu bekommen. Dass die Sonden jetzt noch so lange weiterverfolgbar sind, und auch weitere Ergebnisse abwerfen, spricht zwar für die Robustheit der Systeme, und freut uns natürlich - aber dies war kein primäres Missionsziel im engeren Sinne.

Ganz im Gegensatz hierzu steht z.B. die New Horizons Mission zum Pluto, wo man eine energetisch vergleichsweise ungünstige, dafür aber relativ schnelle Bahn gewählt hat, um in 'endlicher' Zeit mal beim Ziel Pluto anzukommen...

-ZiLi-

Super Erläuterungen, vielen Dank Jungs!

Meine Anmerkung zur Steigerung der "Reisegeschwindigkeit" war auch eher auf die generelle (physikalische, monetäre und politische) Machbarkeit bezogen und nicht auf die Voyager Mission. So ein Flyby mit einer noch höheren Geschwindigkeitsaufnahme wäre aber nicht möglich?

P.S.: Wir brauchen den Fusionsreaktor 

...

P.S.: Wir brauchen den Fusionsreaktor 

Energie ist das eine. Das nützt einem aber nicht sonderlich viel, wenn man dies nicht in Vortieb (Impuls) umsetzen kann. Auch mit einem Fusionsreaktor benötigt man immer noch etwas das "man hinten raus werfen kann".   

Die hochenergetischen Teilchen steigen:



Die niederenergetischen Teilchen verschwinden:


Hat Voyager 1 das Sonnensystem verlassen?

Aktuell befindet sich Voyager 1 "ungefähr" hier:

das bild ist schon ein bisschen älter.
ca. 2015 tritt Voyager 1 in die Heliopause ein,
mal abwarten was dann für Teillchen gemessen werden.
Vermute die hochenergetischen steigen noch weiter an

Die niederenergetischen Teilchen verschwinden:


Hat Voyager 1 das Sonnensystem verlassen?

Hallo Tobi,
das habe ich auch schon gelesen. Für mich sieht das aber eher nach dem Ausfall eines Messgerätes aus.

Der Effekt ist einfach zu deutlich.
NCC1701

Steile These mit dem Ausfall. Die Linie f´llt ja nicht schlagartig auf Null, sondern das sieht IMHO mehr nach "gemessen" aus als nach "ausgefallen". Dass Voyager 1 frueher oder spaeter aus dem Sonnen-EInflussbereich austreten wuerde, war ja eh schon lange erwartet worden und ist IMHO eine mindestens ebenso gute Interpretation der Kurve wie ein Ausfall.

Ausfall?
Es werden immer noch zwischen 2 und 3 Partikel/sec als Wert empfangen.
Ausfall wäre 0 Partikel/sec.
Ausserdem gehe ich davon aus, dass derjenige, der ein Diagramm fälscht, ganz schnell "weg vom Fenster" ist.
Alles Andere ist wilde Spekulation...              meint HausD

Naja die entgültige Bestätigung muss wohl Vayager 2 bringen ;-)

Ausfall?
Es werden immer noch zwischen 2 und 3 Partikel/sec als Wert empfangen.
Ausfall wäre 0 Partikel/sec.
Ausserdem gehe ich davon aus, dass derjenige, der ein Diagramm fälscht, ganz schnell "weg vom Fenster" ist.
Alles Andere ist wilde Spekulation...              meint HausD

Hallo HausD,
"Wer Diagramme fälscht, oder gefälschte Diagramm in den Umlauf bringt..." <- kennt ihr diesen Spruch von unser alten D-Mark?

Aber mal ehrlich, wenn Messgeräte versagen bedeutet das nicht, dass die nichts mehr melden. Vielleicht haben wir sogar bald einen neuen Peak.

Ein Experimentalphysiker ist bei solchen abrupten Änderungen in der Regel sehr kritisch.
Da werden erst einmal Messfehler gesucht, dann nochmal...
...und nochmal.

Erst dann ist da eine gewisse Wahrscheinlichkeit, das die Ergebnisse korrekt sind.


Beispiel CERN (Überlichtgeschwindigkeit von Neutrinos):
Kein Wissenschaftler hat da jemals behauptet, dass die LG überschritten wurde. Die hatten nur ein großes Fragezeichen vor der Stirn.
In der Presse war das ein Hype.
Und am Ende hat man einfach defekte elektronische Verbindungen gefunden.

NCC1701

Außerdem gibt es Neues zur Pioneer-Anomalie:

http://esciencenews.com/articles/2012/10/09/interstellar.travelers.future.may.be.helped.mu.physicists.calculations


Ich bin mir noch nicht sicher, was ich davon halten soll. Aber eines steht fest:
Meiner Einer ist nicht der Einzige, der an dieser finalen thermalen Lösung zweifelt.

In dem Artikel steht, dass der thermische Effekt maximal 20% ausmachen kann. Das haben die meisten Untersuchungen der letzten 20 Jahre auch gesagt.

Die Lösung hier:
Die Ausdehnung unseres Universums...


Diesen Ansatz finde ich interessant. Es bleibt also weiterhin spannend.

Es wird im Prinzip die Allgemeine Relativitätstheorie als Grundlage genommen. Ich bin begeistert!
Keine Dunkle Materie, keine neue Newtonsche Gravitation...

Einfach nur die "Eselei von Albert" <- Wer den nicht kennt: Albert Einstein hat der Legende nach seine "Kosmologische Konstante" so als seinen größten Fehler beschrieben.


Ich schöpfe wieder Hoffnung. Wir müssen nur die AR irgendwann einmal wirklich verstehen.
Dann brauchen wir keinen Äther (ok, das war schon die SR) und irgendwelche dunklen Erklärungen.


Die Akte Pioneer-Anomalie ist wieder geöffnet.
NCC1701

Hallo Zusammen,
in diesem Artikel wird auch das Verlassen des Sonnensystems von Voyager 1 für wahrscheinlich gehalten.
http://blog.chron.com/sciguy/2012/10/more-evidence-that-voyager-has-exited-the-solar-system/

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Voyager und auch Pioneer

Im Wesentlichen sind da nur Blogs, und ich bin da kritisch aber auch interessiert.

Das JPL macht heute Cury, Oppy,...Presse (gute Werbung für die Raumfahrt).
Aber Pioneer oder Voyager, haben die da überhaupt noch ein relevantes Budget?

Ich muss hier doch tatsächlich NCC teilweise zustimmen. Ich finde es auch nich einfach zu glauben, dass die Teilchen so schlagartig weniger werden. Das würde ja tatsächlich bedeuten, der Einfluss der Sonne hier schlagartig (relativ, in dem Zeitraum von Ende Juli und Anfang August legt ja die Sonde auch ne ordentliche Strecke zurück) abnimmt, sodass der Teilchenstrom sich verändert. Andererseits ist das ja die Vorhersage der Physiker, die hier bestätigt wird. Interessant wird also sein ob spätere Sonden das genauso feststellen. Vorher kann man wirklich nicht sagen, was es ist. Fehler oder korrekte Messung. Doch scheinbar deutet vieles auf letzteres hin.

Für so schlagartig kann man es doch nicht halten.

 Wie schnell bewegt sich die Sonde in Moment? Welche Strecke hat sie in den drei Monaten zurückgelegt?

 Das der Bow Shok, Termintion Shok und Heliopause exestieren und eine begrenzte lockale Ausdehnung haben kann man sehr wohl nachvolziehen. Das der Sonnenwind existiert und der interstellarer Räum auch nicht leer ist, ist mehr als erwiesen. Durch andere Dichten, Geschwindigkeiten und einen starken Einfluss der Magnetfelder hat man hier etwas andere Strömungen, aber dennoch es ist eine Strömung mit Machzahlen, Reynoldszahlen und anderen Charakteristika, die es von den auf der Erde bekannten und gut erfassten Sachverhalten ableiten lassen.

Grüße

Für so schlagartig kann man es doch nicht halten.

(... viel Text geloescht ...)

*kopfkratz*

Ehm... ist Dir der Absturz der Messwerte also auch zu schlagartig und Du haeltst ihn fuer einen Messfehler? Oder ist er IYO noch plausibel?

Terminus

Ich bin mir auch nicht so sicher ob die Werte wirklich so extrem schlagartig ansteigen sollten. Eine Fehlfunktion der Messgeräte halte ich durchaus für warscheinlich, abwarten heisst die Devise...

Ich danke euch erst einmal für diese interassante Diskussion.
Ob da wirklich ein Messgerät ausgefallen ist müssen wir natürlich noch abwarten.

Viel interessanter ist aber für mich die neue Diskussion um die Pioneer Anomalie.
DAS ist für mich nach wie vor eine der größten Fragen in unserem Sonnensystem.

NCC1701

Hallo miteinander,

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) hat einige der wöchtlichen Berichte
über Voyager 1 und Voyager 2 veröffentlicht. Hier die letzte Daten vom 03.08.2012:
Ich habe in Klammern die Werte vom 13.04.2012 zum Vergleich gesetzt

Voyager 1 Resttreibstoff  22,42 Kg (23,43Kg)
                elektrische Leistung  264,5W (265,8W) Marge 11W (28W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 33:31:28 (33:12:16)

Voyager 2 Resttreibstoff  26.72Kg (26.90Kg)
                elektrische Leistung 265.7W (267.0W) Marge 33W (31W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 27:17:08 (27:12:56)

Beide Sonden arbeiteten wärend dieser Periode einwandfrei.

Wobei Voyager 1 durch arbeiten mit dem Low-Energy Charged Particles (LECP) Instrument,
einen deutlichen hören Verbrauch an Treibstoff hatte.

Die NASA gab gestern bekannt: Voyager 1 erreicht bald den interstellaren Raum

Wäre allein die Fließrichtung der geladenen Teilchen ausschlaggebend, müsste man schlussfolgern, dass sich Voyager 1 bereits im interstellaren Raum befinde, erläuterte Stamatios Krimigis vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Dem widerspreche aber die gemessene Stärke des Magnetfeldes, die deutlich zugenommen habe. Das spreche dafür, dass Voyager 1 das Einflussgebiet der Sonne noch nicht verlassen hat. Die Stärke des Magnetfeldes war bereits entscheidend, um den Eintritt in die Heliohülle zu erkennen.

Auch wenn Voyager 1 den Einfluss der Sonne also noch nicht verlassen hat, werde nun immer deutlicher, wie es weiter draußen aussehe. Edward Stone erläuterte, dass der endgültige Übertritt in den interstellaren Raum bald bevorstehe. Die Forscher schätzen, dass das in ein paar Monaten oder höchstens einigen Jahren geschehen werde.

via heise:

Hallo zusammen,
Voyager 1 befindet sich anscheinend auf einer magnetisches Autobahn
die Wissenschaftler vermuten, das  Voyager1 diese letzte Region vor dem  Erreichen des interstellaren Raum durchqueren muß. Die Forscher nennen diese Region die magnetische Autobahn, da dort die magnetischen Feldlinien der Sonne mit den interstellaren magnetischen Feldlinien verbunden sind. Die Verbindung wurde mit niedrigerer Energie geladenen Teilchen, die aus dem Inneren unserer Heliosphäre stammen, erzeugt.
Das Low-Energy Charged Particle Instrument hat die niederenergetischen Teilchen in Richtung interstellaren Raum gesehen.


Nach der Beurteilung der Daten der geladenen Teilchen vermuteten die Wissenschaftler, das Voyager1 sich außerhalb der Heliosphäre befindet.
Die kosmischen Strahlung aus dem interstellaren Raum in den letzten paar Monaten ist in blau angezeigt.
Das untere Feld zeigt in pink und magenta die Protonen bei der Sonnenscheide. Die anomale kosmische Strahlung (grau), die etwas höher energiereiche Teilchen aus dem Inneren der Heliosphäre, haben ebenfalls verringert.

Credit: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL
http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/multimedia/krimigis4.html
Im Dezember 2004 durchquerte Voyager1 den "Termination Shock", die sogenannte Sonnenscheide

Hier verlangsamte sich der Strom der geladenen Teilchen der Sonne,der Sonnenwind, abrupt von der Überschallgeschwindigkeit auf Null. Die Intensität des Magnetfeldes begann zu steigen


Voyager drehte sich regelmäßig um 70 Grad, damit das LECP Instrument die Strömungen des Sonnenwindes messen kann. Diese Strömungen zeigten in den Daten ein anderes Verhalten, als es die Theorie vorgesehen hatte. Die Strömung war im Einklang mit  Null. Das war für die Wissenschaftler eine Überraschung, da in den meisten Modellen von dem Plasma eine  nordwärts Geschwindigkeit von mindestens 25 Kilometer pro Sekunde vorhergesagt wurde.

Leider ist der Gif in dem Link zu groß zum Reinstellen.
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA16483

Jetzt müssen die Forscher abwarten, ob die Interpretationen über dieses Grenze richtig war. Da kein theoretisches Modell die Beobachtungen von Voyager in den letzten 10 Jahren vorher gesagt hatte, haben die Forscher keinen Anhaltspunkt, was dort draußen geschieht.und Voyager 1 erwartet.
Quelle:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2012-381

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Dieses Bild wurde am 14.2.1990 ! aufgenommen....


(Credit: Nasa JPL / Florian Freistetter)

Die Kamera, die es gemacht hat, befand sich 6 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt, an Bord von Voyager 1.
Die Sonde wurde um 180° gedreht, um zurück auf unser Sonnensystem blicken zu können.....der kleine blaue Punkt im gestreuten Sonnenlicht ist- DIE ERDE.....schon toll !

Mfg Marslady

http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/12/09/ein-kleiner-blauer-punkt/

http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=52392

(Edit: Layout repariert)

Schon kurios...
Genau dieses Bild haben wir gestern aufm Stammtisch auch kurz angesprochen und am nächsten Tag verbloggt der Florian es

Hier ist das seinerzeit von Voyager aufgenommene Gesamtbild der inneren Planeten des Sonnensystems:



Die einzelnen Planeten sind durch ihren Buchstaben gekennzeichnet und deren vergrößerte Bildausschnitte mit angegeben. Die Sonne ist unterdrückt, da sie ansonsten die inneren Planeten überstrahlen würde.

Absolut beeindruckend. Selbst der Riesenplanet Jupiter ist nur ein kleiner, heller Punkt.

Siehe auch http://www.marspages.eu/index.php?section=news&cmd=details&newsid=311
meinen Beitrag zum 20. Jubiläum dieses Fotos vom 14. Februar 2010 und

http://www.plutoidenpages.eu/index.php?page=291 meine Zusammenfassung zur Voyager-Mission.

Grüsse, Udo