Begin jaren negentig waren NASA's Pioneer 10 en 11 sondes werden de eerste robotmissies die verder gingen dan Neptunus. In 2012 en 2018 is de Voyager 1 en 2 de missies gingen nog verder door de heliopauze over te steken en de interstellaire ruimte binnen te gaan. Uiteindelijk kunnen deze sondes een ander sterrenstelsel bereiken, waar hun speciale lading (de Pioneer Plaques en de Golden Records) hun weg zou kunnen vinden in handen van een andere soort.
Dat roept een belangrijke vraag op: waar zouden deze ruimtevaartuigen uiteindelijk kunnen ronddwalen? Om dit aan te pakken, voerden Coryn Bailer-Jones van het Max Planck Institute for Astronomy en Davide Farnocchia van NASA's Jet Propulsion Laboratory onlangs een studie uit die onderzocht welke sterrenstelsels de Voyager en Pionier sondes zullen de komende miljoenen jaren waarschijnlijk tegenkomen als ze door de Melkweg drijven ...
De studie, "Future Stellar Flybys of the Voyager en Pionier Spacecraft “, verscheen onlangs in het tijdschrift Onderzoeksnotities van de American Astronomical Society (RNAAS). Ten behoeve van deze studie gebruikten Bailer-Jones en Farnocchia gegevens uit de tweede Gaia data release (GDR2) en de SIMBAD astronomische database om het lot van deze ruimtevaartuigen te bepalen.
'Ze zullen gewoon door de ruimte blijven cirkelen', vertelde Bailer-Jones via e-mail aan Space Magazine. 'Het is zeer onwaarschijnlijk dat ze ooit met een ster in botsing komen. Ze worden waarschijnlijk af en toe een beetje afgebogen door sterren en moleculaire wolken, maar blijven vele, vele miljarden jaren aan de Melkweg gebonden. '
Het verhaal van Pioneer 10 en 11 begon in respectievelijk 1972 en 73, toen ze allebei richting Jupiter werden gelanceerd. Deze twee sondes bereikten de komende jaren een aantal primeurs. Samen waren ze het eerste robotachtige ruimtevaartuig dat de Main Asteroid Belt overstak, Jupiter en zijn systeem van manen, Saturnus en zijn systeem van manen ontmoette, en een ontsnappingssnelheid bereikte waarmee ze het zonnestelsel konden verlaten.
Het verhaal van Voyager 1 en 2 begon een paar jaar later, waarbij beide ruimtevaartuigen in 1977 vanaf de aarde werden gelanceerd om te profiteren van de gunstige afstemming tussen Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Na het verkennen van Jupiter en Saturnus, Voyager 1 ging verder naar de rand van het zonnestelsel en kwam in 2012 het interstellaire medium binnen. Voyager 2Ondertussen bezocht hij ook Uranus en Neptunus voordat hij toetrad Voyager 1 in de interstellaire ruimte tegen 2018.
Het is passend dat alle ruimtevaartuigen een boodschap droegen voor andere gevoelige soorten, mocht er in de toekomst een tegenkomen. In het geval van de Pionier sondes, dit nam de vorm aan van de Pioneer Plaque, die werd ontworpen door de beroemde SETI-onderzoekers Carla Sagan en Frank Drake. Deze plaquettes bevatten de naakte figuren van een man en een vrouw, samen met verschillende symbolen die zijn ontworpen om informatie te geven over de oorsprong van het ruimtevaartuig.
De Voyager sondes gingen nog een stap verder met de Golden Record, ontworpen door Carl Sagan en zijn collega's om te dienen als een boodschap voor andere intelligente soorten - of een tijdcapsule voor de mensheid in de verre toekomst. Deze gouden fonografen van 30 cm (12 inch) bevatten afbeeldingen en geluiden van de aarde, samen met symbolische aanwijzingen op de omslag voor het afspelen van de plaat en gegevens over de locatie van de aarde.
Aangezien deze schepen altijd bedoeld waren om buiten ons zonnestelsel te verkennen en als mogelijke interstellaire boodschappers te fungeren, kan het niet anders dan nieuwsgierig zijn waar ze terecht kunnen komen. Ook al zullen alle vier ruimtevaartuigen op dat moment hun activiteiten staken (NASA verloor het contact met Pioneer 10 en 11 in respectievelijk 2003 en 1995), kon het ruimtevaartuig nog worden opgepakt door geïnteresseerde partijen. De enige vraag is: waar kan dit gebeuren?
Om dit te bepalen, vertrouwden Bailer-Jones en Farnocchia op dezelfde technieken die in een eerdere studie werden gebruikt om de oorsprong en toekomstige ontmoetingen van het interstellaire object ‘Oumuamua te traceren. Zoals Bailer-Jones uitlegde, bestond dit uit drie stappen:
'[Eén] identificeert in welke richting en met welke snelheid het ruimtevaartuig is
het zonnestelsel verlaten. (Dit wordt gedaan door rekening te houden met de zwaartekracht
van alle planeten in het zonnestelsel, evenals de zon.) [Twee,] breng de bewegingen van het ruimtevaartuig en de sterren van Gaia in kaart toekomst over miljoenen jaren. Hierbij wordt rekening gehouden met een model voor de zwaartekracht van de Galaxy als geheel. [Derde,] identificeren tot welke sterren het ruimtevaartuig in de buurt komt en wanneer. "
Met een combinatie van Gaia en SIMBAD-gegevens berekenden ze met welke sterren de sondes het meest waarschijnlijk een nauwe ontmoeting zouden hebben - passeren binnen 1 parsec (3,26 lichtjaar) van. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat zowel de Voyager missies en Pioneer 11 zullen Proxima Centauri tegenkomen - het sterrenstelsel dat het dichtst bij het onze ligt met één potentieel bewoonbare planeet (Proxima b) - op hun huidige rubrieken.
Een andere populaire toekomstige bestemming is Ross 248, een rode dwergster op ongeveer 10 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Andromeda. Beide Voyager 2 en Pioneer 10 zal naar verwachting de komende eeuwen binnen een parsec van deze ster passeren. En dan is er nog Gliese 445, nog een rode dwergster op 17,6 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Camelopardalis, dat Voyager 1 en Pioneer 11 zal ooit bezoeken.
Hoewel deze studie voornamelijk was ingegeven door nieuwsgierigheid, werpt ze een aantal belangrijke problemen op met betrekking tot interstellaire exploratie. Deze vragen worden steeds relevanter in een tijdperk waarin de verkenning van de menselijke ruimte opnieuw toeneemt, onze kennis van exoplaneten exponentieel groeit en wetenschappers opnieuw nadenken over hoe ik ooit verre werelden zou kunnen bezoeken. Zoals Bailer-Jones het uitdrukte:
“Dit is vooral een beetje leuk, maar het geeft ook aan hoe lang het duurt voordat een ruimtevaartuig bij de dichtstbijzijnde sterren komt. Maar verder zullen we op een dag (hopelijk) in staat zijn om ruimtevaartuigen veel sneller uit te sturen met de primaire missie om nabije sterren te onderzoeken. Er vinden serieuze, zij het geringe, onderzoeken plaats naar manieren om dit te doen, b.v. met laserzeilen of nucleaire raketten. Het is nog steeds in de toekomst en buiten de grenzen van onze huidige technologie, maar niet onvoorstelbaar. Misschien wel met honderd jaar. '
Zoals we in een vorig artikel hebben besproken, zou het reizen naar zelfs de dichtstbijzijnde ster in ons sterrenstelsel ongelooflijk veel tijd, energie en middelen vergen. Maar gezien hoeveel van een prestatie het zou zijn om een ander sterrenstelsel te bezoeken, is er geen gebrek aan voorstanders, wetenschappers, theoretici en enthousiastelingen die dit willen realiseren.
Wie weet? Misschien kunnen we op een dag daadwerkelijk missies sturen die onze eerste interstellaire ontdekkingsreizigers kunnen tegenkomen. Hoe cool zou dat zijn? Aan de andere kant is het bemoedigend om te weten dat een menselijk ruimtevaartuig naar sterren in de buurt zal reizen, ongeacht of mensen dat nu doen of niet. Dus zelfs als de mensheid een bemand ruimtevaartuig nooit naar een andere ster stuurt, zal iets van ons hen hoe dan ook bezoeken.
