Wann wird New Horizons Voyager 1 in der Entfernung von der Sonne überholen?

Im Grunde, was der Titel verlangt. Nach meinem Verständnis ist New Horizons derzeit das schnellste Raumschiff, das sich von der Sonne entfernt, wobei wohl nur Helios-A und Helios-B möglicherweise noch schneller sind, aber in einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne, so dass sie es nicht schaffen die Heliosphäre.

Ich bin also gespannt, wann New Horizons in dieser Zeit eine größere Entfernung von der Sonne zurücklegen wird als die Voyager 1 , und in ungefähr welcher Entfernung?

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob dies noch genau berechnet werden kann, da wir nicht wissen, welches Kuipergürtel-Objekt nach seinem Pluto-Vorbeiflug für den Besuch von New Horizons ausgewählt wird (oder doch?), also zögern Sie nicht, allgemeine Annahmen zu treffen in deinen Berechnungen.

Antworten (2)

New Horizons wird Voyager 1 niemals überholen.

Obwohl New Horizons derzeit schneller ist als jedes andere von Menschenhand geschaffene Objekt, wird dies nicht der Fall sein, wenn es die äußeren Ecken des Sonnensystems erreicht.

Von der New Horizons-Seite der John Hopkins University/Applied Physics Laboratory :

Obwohl New Horizons auch 100 AE erreichen wird, wird es niemals an Voyager 1 vorbeikommen, da Voyager durch mehrere Gravitationshilfen verstärkt wurde, die seine Geschwindigkeit schneller machen, als New Horizons reisen wird. Voyager 1 verlässt das Sonnensystem mit 17 Kilometern pro Sekunde. Wenn New Horizons in 32 Jahren dieselbe Entfernung erreicht, angetrieben von einem einzigen planetarischen Vorbeiflug, wird es sich mit etwa 13 Kilometern pro Sekunde bewegen.

New Horizons bekommt also keinen Geschwindigkeitsschub, wenn man an Pluto vorbeischleudert? Oder ist geplant, die Relativgeschwindigkeit sogar zu reduzieren, um eine Umlaufbahn im Kuipergürtel anzunehmen?
Pluto ist gravitativ winzig und wird keinen signifikanten Einfluss auf die Umlaufbahn von New Horizons haben. Vielleicht eine kleine Korrektur, aber das würde ich nicht glauben. New Horizons wird nirgendwo in die Umlaufbahn gehen. Ich weiß nicht, ob sie vorhaben, überhaupt Kraftstoff zu verwenden, um langsamer zu werden (aber ich könnte es nachschlagen). Das würde ich nicht denken.
@gerrit: Vermutlich wird sein Weg durch das Pluto-System ausgewählt, damit es sein nächstes Ziel erreichen kann, ein Kuipergürtel-Objekt, das meines Wissens noch nicht ausgewählt wurde.
nie ist eine sehr lange Zeit. Sowohl die Voyager-1-Sonde als auch die New-Horizons-Sonde werden wahrscheinlich das Zentrum unserer Galaxie umkreisen, solange sie existieren. Sicherlich werden neue Horizonte irgendwann in einer dieser vielen Umlaufbahnen in den nächsten Milliarden Jahren weiter von der Erde entfernt sein als Voyager 1.
@Katie Fühlen Sie sich frei, eine Antwort hinzuzufügen, die berechnet, wie viele Millionen oder Milliarden Jahre in der Zukunft das passieren wird :-)

Hier ist ein schönes Diagramm der Geschwindigkeit von Voyager 2 und des Unterschieds, der durch die Gravitationsunterstützung verursacht wird:
Voyager-Geschwindigkeitsdiagramm
Sie können sehen, dass die Sonde zwischen den Unterstützungen langsamer wurde. New Horizons würde einem ähnlichen Diagramm folgen, aber mit weniger Assists wird seine Geschwindigkeit unter der von Voyager 2 liegen, wie @gerrit sagte.

Danke, ja, ich verstehe natürlich, dass die Sonden auch in diesen Entfernungen von der Schwerkraft beeinflusst werden, aber ich habe keine direkt vergleichbaren Daten zu ihren Geschwindigkeiten in mehr oder weniger gleichen Entfernungen gefunden, ohne dass spätere Manöver zur Unterstützung der Schwerkraft dies geändert hätten. Eigentlich kann ich es immer noch nicht finden, um New Horizons und Voyager 1 direkt zu vergleichen. Es gibt jedoch Daten für Voyager 1 und 2, von denen Voyager 1 schneller war / ist als das Diagramm für Voyager 2 aus Wikipedia , das Sie anhängen zeigt.
Das Delta-V vom Einfluss der Sonne ist für jede Sonde gleich (und proportional zu 1 / r 2 ), sodass Sie nur die Anfangsgeschwindigkeit der Sonde und die Delta-V-Verstärkung der planetaren Gravitationsunterstützung kennen müssen, um die aktuelle Geschwindigkeit verschiedener Sonden zu berechnen.
Nun, ihre Geschwindigkeit an Schleudern vorbei, unterstützt die Schwerkraft, da sie nicht derselben Flugbahn folgten, ja. Und genau das konnte ich nicht finden. Ich habe Geschwindigkeiten für Voyager 1 & 2 am selben Datum gefunden, aus denen ich ihre Geschwindigkeiten relativ zur Sonne in jeder Entfernung zu ihr berechnen konnte, sobald sie sich außerhalb des Bereichs signifikanter Gravitationsstörungen der Gasriesen befinden, aber ich habe es einfach getan. Für New Horizons finde ich keine solchen Zahlen. Aber ich nehme diese Berechnungen von M. Buckley auf der New Horizons-Seite. Danke an beide. :)
Es ist interessant, dass der Neptun-Vorbeiflug zu einer Schwerkraftbremsung führte – nicht zu einer Unterstützung.
Um einen Triton-Vorbeiflug zu erreichen, ein wissenschaftliches Ziel von hoher Priorität, musste Voyager 2 den Nordpol von Neptun überfliegen. Das führte zu einer Nettoreduzierung der heliozentrischen Energie.
@TidalWave Sie könnten wahrscheinlich die relevanten Informationen aus dem Ephemeridendienst JPL HORIZONS extrahieren.
Da Neptun das letzte Ziel war, würde eine Verlangsamung sowieso Sinn machen. Weniger Probleme mit dem Tracking und mehr Zeit für die Begegnung.
Das Diagramm sieht so aus, als hätte es die Erde mit etwas mehr Geschwindigkeit verlassen als die Fluchtgeschwindigkeit, die zum Verlassen des Sonnensystems erforderlich ist. Aber dann fiel es wieder unter die Fluchtgeschwindigkeit. Ich würde annehmen, dass eine Sonde mit Fluchtgeschwindigkeit auf Fluchtgeschwindigkeit bleiben würde. Was vermisse ich?
Die Sonde steht unter dem Einfluss der Schwerkraft der Sonne, also befindet sie sich im Orbit der Sonne. Wenn Sie in eine höhere Umlaufbahn gehen, nimmt Ihre Geschwindigkeit ab (Sie wandeln kinetische Energie in potenzielle Energie um). Siehe space.stackexchange.com/questions/4140/…
@Hobbes Das erklärt, warum die Geschwindigkeit als Funktion der Entfernung gezeichnet werden kann. Jeder dieser Graphen würde entweder in einer endlichen Entfernung die Geschwindigkeit Null erreichen oder in einer unendlichen Entfernung gegen eine Konstante konvergieren. Der Graph von Voyager 2 folgt jedoch keiner solchen Linie, da er etwa ein Pixel über der Fluchtgeschwindigkeit beginnt und dann unter die Fluchtgeschwindigkeit abfällt.
Guter Punkt, und einer, der eine bessere Erklärung verdient, als in einen Kommentar passen kann. Wenn Sie dies als neue Frage stellen, können wir eine ausführliche Antwort geben.
@kasperd, ich habe deine Frage hier gestellt, weil ich auch neugierig bin, was der Grund ist
Wann wird New Horizons Voyager 1 in der Entfernung von der Sonne überholen?
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