Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass Voyager 1/2 mit im Weltraum vorhandener Materie (Asteroiden oder Planetoiden) kollidiert?

Es freut mich sehr, von der Leistung zu hören, die Voyager 1 vollbracht hat. Ich habe mich gefragt, ob Voyager 1/2 mit Asteroiden (die, falls vorhanden, außerhalb unseres Sonnensystems) oder irgendeiner anderen Materie, die ihr im Weg ist, kollidieren könnte. Wusste die NASA genau, welchem ​​Weg die Voyager folgen würde und welche möglichen Kollisionen ihr auf ihrer bisherigen Reise begegnen könnten? Könnte es irgendein unvorhergesehenes Objekt auf seinem Weg geben?

Wir wissen es nicht.
Ich vermute, dass Sie und ich einem viel größeren Risiko durch Asteroidenkollisionen ausgesetzt sind als die Voyager.

Antworten (2)

Die Voyager-Sonden befinden sich jetzt außerhalb des Kuipergürtels und haben einen sehr langen Weg vor sich, bevor sie in die Oortsche Wolke eintreten. Sie befinden sich jetzt an einem Ort, der fast völlig ohne Materie ist. Oder zumindest konnte ich keine Schätzungen darüber finden, wie dicht das Sonnensystem dort ist.

Aber was war, als sie noch im Kuipergürtel waren?

Glaubt man Wikipedia, hat der Kuipergürtel eine Masse von etwa 4,59*10^23kg und besteht größtenteils aus Eis. Nehmen wir an, das durchschnittliche Objekt ist eine Kugel mit einem Durchmesser von 1 m (geben Sie eine bessere Schätzung ein, wenn Sie möchten). Eine Eiskugel von 1m Durchmesser hat eine Masse von 489kg, also gibt es 9.385*10^20 solcher Objekte. Jeder hat einen Querschnitt von 0,785 m^2. Nehmen wir der Einfachheit halber an, der Kuipergürtel ist ein Torus mit einem Hauptradius von 40 AE und einem Nebenradius von 10 AU. (Ich habe keine gute Zahl für die Nord-Süd-Dimension des Kuipergürtels gefunden, sorry). Das bedeutet, dass sein Volumen 2,64 * 10 ^ 37 m ^ 3 beträgt. Das bedeutet, dass pro Objekt ein durchschnittliches freies Volumen von 2,81*10^16m^3 vorhanden ist.

Wir können uns von der Gaskinetik leihen, um eine durchschnittliche freie Weglänge zu erhalten, die die Voyager fliegen können, bevor sie mit etwas kollidieren. (Ich weiß, das beantwortet Ihre Frage nicht direkt, aber es gibt uns eine Idee)

λ = 1 n σ
mit 1 n das mittlere freie Volumen u σ der durchschnittliche Querschnitt.

Wir bekommen: Trommelwirbel

239 282,67 AE

Das bedeutet, dass die Voyager-Sonden fast durch den Kuipergürtel bis nach Alpha Centauri fliegen könnten, bevor sie in irgendetwas einschlugen. Denken Sie jetzt daran, dass die Materialdichte dort, wo sie sich gerade befinden, viel geringer ist ...

Der Kuiper-Gürtel ist wahrscheinlich bei weitem dünner als ein Torus, also sagen wir, das Ergebnis hat einen Fehlerbalken von etwa 2 Größenordnungen. Ändert nichts an der Tatsache, dass es Lotteriechancen hat, in irgendetwas einzuschlagen.
Interessante Zahlen – aber sollten große Relativgeschwindigkeiten die Wahrscheinlichkeiten nicht etwas erhöhen?
@Erik Warum sollte es? Die Menge an Masse ist immer noch gleich, sie bewegen sich nur relativ zueinander. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Objekt von der Bahn des Raumfahrzeugs wegbewegt, scheint intuitiv gleich der Wahrscheinlichkeit zu sein, dass sich ein Objekt auf die Bahn des Raumfahrzeugs zubewegt (sich auf einer sich kreuzenden Flugbahn bewegt).
Stellen Sie sich vor, Sie überqueren eine Straße. Ihr Beispiel geht davon aus, dass die Autos stehen. Sie haben also eine ziemlich gute Chance, ohne auf ein Auto zu stoßen, rüberzukommen. Je schneller sich die Autos jedoch bewegen, desto wahrscheinlicher werden Sie getroffen.
@Erik, die Formel für die freie Weglänge kommt aus der Gasdynamik. Auch die Gasmoleküle sind in Bewegung. Der Fehler, den ich mache, ist anzunehmen, dass die Voyager-Sonden Punkte sind, aber da es bei meiner Aussage um Größenordnungen geht, nicht um genaue Werte, denke ich, dass dies kein Problem ist.
Ich stimme zu, dass der Effekt wahrscheinlich gering ist. Ich denke jedoch, dass der Hauptunterschied zwischen Gasdynamik darin besteht, dass die Geschwindigkeiten der Objekte nicht zufällig sind. Vielmehr werden sie alle dazu neigen, sich in ähnlichen Umlaufbahnen zu befinden. Ein interessantes Problem und Ihr Ansatz ist aufschlussreich.
@Erik Ja, du hast recht, das ist eine Variable, die ich nicht berücksichtigt hatte. Ich bin mir aber nicht sicher, ob es darauf ankommt. Das lässt sich doch besser mit zwei Bierchen, einem Stift und etwas Klopapier besprechen ;).
Schöne Analogie! +1

Die Wahrscheinlichkeit, dass die Voyager bald mit irgendeiner Materie kollidiert, ist unbekannt , aber wahrscheinlich gering.

Wir haben keine Möglichkeit, kleine Objekte im äußeren Sonnensystem zu entdecken, weil sie klein und weit entfernt sind. Daher wissen wir nicht, wie viele dieser Körper es gibt, und können daher die Wahrscheinlichkeit nicht quantitativ abschätzen. Aber der Weltraum ist groß, also können wir aller Wahrscheinlichkeit nach sagen, dass die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist.

danke für die Antwort. Ich denke, die NASA muss sich auf solche Ereignisse vorbereitet haben.
Die NASA kann nicht wirklich viel tun, um sich auf solche Ereignisse vorzubereiten. Die Voyager-Raumschiffe sind lange, weit über ihre geplante Lebensdauer hinaus. Alles, was jetzt (und schon seit langem) passiert, ist ein Bonus. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass ein Körper auf die Voyager aufprallt, wird die NASA den Kontakt verlieren und wahrscheinlich nicht sicher wissen, was passiert ist.
Gibt es Gründe zu der Annahme, dass die Dichte von Staubpartikeln/Mikrometeoroiden außerhalb der Heliopause etwas höher ist?
Alternativ ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Voyager mit Materie kollidiert, tatsächlich hoch, wenn genügend Zeit vorhanden ist, jedoch ist die Zeit der höchsten Wahrscheinlichkeit vorbei. Ich versuche dokumentarische Beweise dafür zu finden, wie viel Schaden bisher durch Kollisionen mit Mikrometeoriten usw. entstanden ist.
@RoryAlsop Ich verstehe deinen Punkt. Nehmen wir an, die Wahrscheinlichkeit, dass es während der Zeit, in der wir überhaupt mit ihm kommunizieren können, kollidiert, ist gering. Integriert über Millionen von Jahren ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision möglicherweise nicht sehr gering.
@gerrit ja ist es. Rechne nach. Der interstellare Raum ist sehr leer. Wenn es dort eine beträchtliche Menge an Material gäbe, würden wir das an seinem Gravitationseinfluss auf die Galaxie erkennen (so wie wir dunkle Materie sehen). Nehmen Sie meine Berechnung und setzen Sie die Zahlen für den interstellaren Raum ein. Sie werden sehen, dass die Chance, dass sie irgendetwas treffen, null ist.
@Rikki-Tikki-Tavi Wir können also die Gesamtmasse abschätzen, aber wie verteilt sich diese Masse auf verschiedene Partikelgrößen?
@gerrit Nun, wenn es im interstellaren Raum eine große Anzahl von Objekten gäbe, die eine Kollisionsgefahr darstellen, würden wir sie gelegentlich mit Geschwindigkeiten durch unser Sonnensystem sausen sehen, die weit über der Fluchtgeschwindigkeit der Sonne liegen. Aber wir nicht. Was wir sehen, sind kosmische Staubpartikel, aber sie sind zu klein, um sie für mich als "Kollision" zu zählen. Aber ja, die Voyager-Sonden fangen sicherlich einige davon.
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass Voyager 1/2 mit im Weltraum vorhandener Materie (Asteroiden oder Planetoiden) kollidiert?
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