Wohin steuern Pioneer 10, 11 und die Voyagers letztendlich?

Abgesehen von „jenseits der Heliopause “ streben sie letztlich nichts Besonderes an. Die geringe Dichte des Universums und sogar unserer Galaxie bedeutet, dass sie wahrscheinlich nicht auf viel von irgendetwas stoßen werden, ohne speziell darauf ausgerichtet zu sein (was an diesem Punkt außer Frage steht).

Dieses Papier befasst sich genauer mit dieser Frage (zumindest für Pioneer 10 und 11). Es besagt, dass Pioneer 10 in die allgemeine Richtung des Sterns Aldebaran (Teil der Stier-Konstellation) geleitet wird (den er in etwa 2 Millionen Jahren „erreichen“ wird), und Pioneer 11 „sollte nahe am nächsten Stern in der Konstellation vorbeiziehen Aquila in etwa 4 Millionen Jahren".

Was die Voyager angeht :

Voyager 1 wird innerhalb von 1,6 Lichtjahren (9,3 Billionen Meilen) von AC+79 3888 entfernt sein, einem Stern im Sternbild Camelopardalis, der auf das Sternbild Ophiuchus zusteuert. In etwa 40.000 Jahren wird Voyager 2 1,7 Lichtjahre (9,7 Billionen Meilen) vom Stern Ross 248 und in etwa 296.000 Jahren 4,3 Lichtjahre (25 Billionen Meilen) von Sirius, dem hellsten Stern am Himmel, entfernt sein . Die Voyager sind dazu bestimmt – vielleicht für immer – die Milchstraße zu durchwandern.

Diese Seite gibt einen schönen Überblick über die relativen Positionen dieser Sonden ab 2011:

Voyager 1 ist das am weitesten entfernte Raumschiff, etwa 17,5 Milliarden Kilometer (10,9 Milliarden Meilen) von der Sonne in einem nördlichen Winkel entfernt. Pioneer 10, der am weitesten entfernte, ist etwa 15,4 Milliarden Kilometer (9,6 Milliarden Meilen) von der Sonne auf der gegenüberliegenden Seite des Sonnensystems entfernt. Voyager 2 ist etwa 14,2 Milliarden Kilometer (8,8 Milliarden Meilen) von der Sonne entfernt auf einer Südbahn, auf der gleichen Seite des Sonnensystems wie Voyager 1. Pioneer 11 ist etwa 12,4 Milliarden Kilometer (7,8 Milliarden Meilen) von der Sonne entfernt.

Heavens Above hat eine etwas bessere Grafik, IMO:

Hier ist ein hilfreiches Bild, das ich von Dr. Lasher aus einem seiner AIAA-Papiere zur Astrodynamik aus den 1970er Jahren erhalten habe. Es zeigt die Jupiter-Zielpunkte für den Star 37E nach der Trennung von der Centaur-Oberstufe für das Pionier-Raumschiff.

Die B-Ebene eines Planeten ändert sich ständig in Bezug auf die ankommende Geschwindigkeit und Fluglinie (Geometrie) und Epoche (Zeit) des Raumfahrzeugs. Beachten Sie, dass die obere Stufe mit Pioneer 11 keine so gute Arbeit geleistet hat, sodass Pioneer 11 einen TCM-1 machen musste um das Raumschiff zum hyperbolischen Kreis auf der rechten Seite zu bewegen. In diesem Fall befindet sich die solide Oberstufe Pioneer 11 Star 37E in einer heliozentrischen Umlaufbahn, während Pioneer 11 zu einem Saturn-Vorbeiflug in den interstellaren Raum flog.

Letztendlich werden alle Sonden als unabhängige "künstliche Sternensysteme" das Zentrum der Milchstraße umkreisen. Nehmen Sie zum Beispiel Voyager 1. Seine Geschwindigkeit relativ zur Sonne ist ungefähr$17 ~\text{km}/\text{s}$. Die Fluchtgeschwindigkeit der Milchstraßengalaxie an der Position der Sonne beträgt ungefähr$550 ~\text{km}/\text{s}$. Voyager 1 hat also nur etwa erreicht$3\%$der Galaxienfluchtgeschwindigkeit. Somit werden Voyager und alle anderen Sonden (sie bewegen sich langsamer als Voyager 1) das Zentrum der Milchstraße als künstliches Sternensystem für immer umkreisen. Es sei denn, es tritt ein gefährliches Ereignis für die Sonde(n) auf (Kollision usw.).