Kunnen we de volgende Voyager niet beter omhoog sturen?

[Benm]

Ik was er niet bij, maar ergens is dat wel vreemd gezien de 5 jaar eerder gelanceerde pioneer probes ook het zonnestelsel verlaten hebben. Voyager 1 heeft ze welliswaar ingehaald, maar dat kon men bij de lancering van de pioneers natuurlijk niet zeker weten. Waarom men niet enthousiaster was over de pioneers is me dan ook een raadsel.

[Michel Uphoff]

Maar voor zover ik mij herinner was dat enthousiasme er wel degelijk. Zeker in '73 en '74 toen Jupiter werd aangedaan door P10 en 11. Dat was echt heel spannend. En ook in '79 toen de eerste foto's van Saturnus werden gestuurd door P11 was er nog enthousiasme, maar.. Inmiddels waren de heel veel betere opnames van Jupiter van V1 binnen en wist men dat slechts een jaar later dergelijke opnamen van Saturnus er aan kwamen. Ik kan mij dat moment nog goed herinneren (mooi en interessant, maar nog een jaartje wachten voor het echte werk).
 
Daarna is het succes van de Pioneer missies naar de achtergrond verdreven, de Voyagers waren veel beter in vrijwel alles. Er is geen contact meer met P11 sedert 1995, en sinds 2002 is ook het contact met P10 verbroken.
Als V1 en V2 nu niet meer zouden functioneren denk ik dat ze ook wat in de vergetelheid waren geraakt. Maar komen er nog steeds nuttige gegevens binnen. Het feit dat alleen V1 op dit moment geacht wordt in de interstellaire ruimte te vertoeven en dus het zonnestelsel verlaten te hebben, geeft die bekendheid weer een boost.
 
Overigens kan je over dat verlaten van het Zonnestelsel discussiëren; het is een definitiekwestie. Over 300 jaar pas komt V1 bij de binnengebieden van de Oortwolk aan, en zal daar vele duizenden jaren doorheen reizen.
 
En dan is er natuurlijk de bijna iconische opname van de Aarde, de 'Pale Blue Dot' met de tekst van Carl Sagan die Voyager 1 in 1990 wederom in het spotlight zette:
 

 
Beide Pioneers waren echt pioniers uit een lange reeks interplanetaire missies (met veel mislukkingen), ze moesten onder meer het pad effenen voor de veel geavanceerder Voyagers, zoals data verstrekken mbt. de gevaren van het traject door de planetoïdengordel.

[317070]

En dan is er ook nog het riooldeksel dat we kwijt zijn geraakt. Het enige waarvan we zeker zijn is dat het een snelheid had dat groter was dan 6x de ontsnappingssnelheid van de aarde. Misschien heeft die ondertussen ook al het zonnestelsel verlaten?
(I know, I know, voor zo ver we weten is het onwaarschijnlijk. Maar toch, ik vind het een rustgevende gedachte.)
http://nfttu.blogspot.be/2006/01/nuclear-potato-cannon-part-2.html

 
 

“Never let the truth get in the way of a good story.”

― Mark Twain

[Michel Uphoff]

Er zijn geen afmetingen e.d. gegeven, anders konden we er wat aan rekenen. Maar een putdeksel dat met drie keer de gemiddelde snelheid van meteorieten door de dikste lagen van de atmosfeer schiet, zal dat denk ik niet overleven. Gezien de vorm zal hij ook zeer snel afremmen, daardoor smelten en misschien zelfs verdampen.

[317070]

Er zijn geen afmetingen e.d. gegeven, anders konden we er wat aan rekenen. Maar een putdeksel dat met drie keer de gemiddelde snelheid van meteorieten door de dikste lagen van de atmosfeer schiet, zal dat denk ik niet overleven. Gezien de vorm zal hij ook zeer snel afremmen, daardoor smelten en misschien zelfs verdampen.

Het kritieke punt is dat die "6x de ontsnappingssnelheid" de ondergrens was. We hebben niet echt een bovengrens. Het rendement van de nucleaire explosie is niet gekend. Het beste waar we op af kunnen gaan is dat er een hogesnelheidscamera op gericht stond, waarbij in het ene frame het 2 ton deksel op haar plaats lag, en het volgende frame niet meer te zien was. Dat geeft een ondergrens van 66km/s, maar geen bovengrens.
 
We kunnen schattingen maken door het te vergelijken met meteorieten, inderdaad, maar echt zeker weten we het niet.
(Maar inderdaad, 10 tegen 1 is dat ding gesmolten als hij al niet verdampt is).

[Benm]

Smelten is niet zo relevant - in dat geval zou je ipv een putdeksel een klont ijzer gelanceerd hebben wat nog steeds een succes is als de aard van het object er niet zoveel toe doet.

Belangrijker punt zou verdampen of verbranden zijn, of uiteenvallen in kleine druppeltjes waardoor er niets overblijft dat kan ontsnappen.

Bovendien valt er veel op die snelheid af te dingen: 66 km/s is 6 keer de ontsnappingssnelheid van de aarde, maar niet van de zon. Vanaf de aarde is 42 km/s nodig om aan de zon te ontsnappen, en dan moet je precies de goede kant op gaan. Reken daar een beetje remming door de atmosfeer bij en een putdeksel dat je met 66 km/s vanaf de grond schiet ontstnapt nooit aan de zon. Uiteraard is er geen bovengrens gegeven, al vermoed ik dat sneller niet noodzakelijkerwijs beter is gezien de grotere kans op uiteenvallen cq opbranden.

In alle realiteit zou ik verwachten dat wanneer ik hier een putdeksel met 66 km/s omhoog schiet er hoogstens wat roestdeeltjes neerdwarrelen - als iemand ze al kan terugvinden

[Michel Uphoff]

Als je even wat kladberekeningen maakt:
 
Kinetische energie 1 kg gietijzer bij 65 km/s : 2,1 GJ
Energie nodig om 1 kg gietijzer te smelten:
Smeltpunt: 1250 graden, starttemperatuur 25 graden, soortelijke warmte 460 J / Kg.K, faseovergang vast-vloeibaar 205.000 J/kg

Totaal 566 + 205 = 770 kJ
 
Op zich is deze kinetische energie dus hoog genoeg om het gietijzer bij voldoende afremmen te kunnen laten smelten. Verlies van energie door uitstraling en afkoeling door de atmosfeer zal zeer gering zijn gezien de zeer korte tijd dat die deksel in onze atmosfeer vertoeft. Maar verdampen lijkt mij toch uitgesloten, want naast de 1300 graden extra benodigde temperatuur is juist de overgang naar de gasfase met ongeveer 6 MJ per kilo zeer energiehongerig.
 
Dan zou je kunnen bedenken dat er snel na lancering een aantal gloeiend hete bollen/druppels gesmolten ijzer omhoog schieten. Kleine druppels zullen waarschijnlijk verbranden tot ijzeroxide en neerdwarrelen. Een inschatting van de totale weerstand door de atmosfeer zou dan uit moeten wijzen of de ontsnappingssnelheid door eventueel forsere bollen nog wel gehaald kan worden. Ik denk het niet.

[Benm]

Ik denk het ook niet, gezien die situatie de andere kant op nog wel eens voor komt. Feitelijk is er niet zo gek veel verschil tussen het lanceren van een putdeksel en het inslaan van een meteoriet van vergelijkbare massa en samenstelling.

Iets met een massa van een ton voor het de atmosfeer raakt komt in het algemeen niet als 1 stuk op de grond, en ik zie niet zoveel reden waarom dat de andere kant op heel anders zou moeten zijn.