Где будут «Вояджеры» через миллиард лет и что с ними станет

Два зонда, запущенные в 1977 году, давно покинули пределы Солнечной системы в привычном для нас смысле и продолжают удаляться со скоростью около 17 километров в секунду. Связь с ними оборвётся в 2030-х, но летать они будут ещё миллиарды лет. Астрономы просчитали их путь на десятки тысяч, миллионы и даже миллиарды лет вперёд, и результаты оказались неожиданными.

Фото: NASA/JPL, общественное достояние, «Вояджер-2» в здании сборки и инкапсуляции Космического центра Кеннеди (Флорида), август 1977 года, NASA Images, https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA21743. На снимке: архивное фото «Вояджера-2» на Земле перед запуском, а не кадр из космоса.

Где зонды находятся сейчас

«Вояджер-1» стартовал 5 сентября 1977 года и 25 августа 2012 года пересёк гелиопаузу, то есть границу, где солнечный ветер уступает давлению межзвёздной среды. Тогда он находился примерно в 121 астрономической единице от Солнца, а подтверждение выхода NASA опубликовало 12 сентября 2013 года. Его скорость относительно Солнца составляет около 17 километров в секунду, или примерно 61 тысячу километров в час. За год он проходит около 530 миллионов километров, то есть одному световому году соответствует примерно 17,5 тысячи лет полёта.

По данным на август 2026 года, зонд удалён от Солнца на 171,19 астрономической единицы, то есть около 25,6 миллиарда километров. Сигнал идёт до Земли больше 23 часов, а рубеж в одни световые сутки, по прогнозу, будет пройден в ноябре 2026 года. «Вояджер-2» стартовал 20 августа 1977 года и вышел в межзвёздное пространство 5 ноября 2018 года на расстоянии около 119,7 астрономической единицы. Его скорость около 15,3 километра в секунду, а курс лежит на юг, в сторону созвездия Павлина.

Когда зонды замолчат

Электричество аппаратам дают радиоизотопные генераторы на плутонии-238, период полураспада которого составляет 87,7 года. При старте они выдавали примерно 470 ватт, и мощность постоянно падает. Из-за этого приборы приходится выключать один за другим. На «Вояджере-2» плазменный прибор отключили 26 сентября 2024 года (NASA сообщило об этом в октябре), а прибор для заряженных частиц низких энергий в марте 2025 года. На «Вояджере-1» такой прибор выключили 17 апреля 2026 года, но его можно включить снова.

По прогнозу, электроэнергии на инженерные данные хватит примерно до 2036 года, а с 2027 по 2036 год зонд уже не сможет питать даже один научный прибор. После 2036 года оба аппарата выйдут за пределы дальности Сети дальней космической связи. Но физика полёта от питания не зависит: зонды продолжат двигаться по инерции, как и прежде.

Ближайшие сотни тысяч лет

Через 300 лет «Вояджер-1» должен достичь внутреннего края гипотетического облака Оорта, а на то, чтобы пролететь его насквозь, потребуется около 30 тысяч лет. Первая заметная встреча со звёздой произойдёт примерно через 40 тысяч лет: «Вояджер-1» пройдёт в 1,6 светового года от красного карлика Глизе 445, который сам движется к Солнечной системе со скоростью около 119 километров в секунду. Примерно через 300 тысяч лет он пройдёт менее чем в световом годе от красного карлика TYC 3135-52-1.

«Вояджер-2» через 42 тысячи лет окажется в 1,7 светового года от звезды Росс 248, а через 296 тысяч лет в 4,3 светового года от Сириуса, если ничто не изменит его курс. Аспирант Астрономического института Каптейна в Нидерландах Ник Оберг рассказал о расчётах на 237-м собрании Американского астрономического общества, которое прошло в январе 2021 года. Для Росса 248 разные источники дают разное время сближения, от 30 до 42 тысяч лет. Работа была вдохновлена данными европейского космического телескопа «Гайя». По словам Оберга, точнее говорить так: это не зонд подлетает к Россу 248, а звезда проносится мимо почти неподвижных «Вояджеров».

Миллиард лет в галактике

Если бы зонд летел по прямой с нынешней скоростью, за миллиард лет он преодолел бы около 57 тысяч световых лет (простой расчёт автора), то есть больше расстояния до центра Млечного Пути. Но в галактике прямолинейного пути нет: гравитация всех звёзд и тёмной материи удерживает «Вояджеры» на орбитах вокруг центра. По данным Space.com, один оборот Солнечной системы и зондов вокруг центра Млечного Пути занимает порядка 500 миллионов лет, так что за миллиард лет аппараты совершат примерно два круга. Модели показывают, что «Вояджер-1» колеблется выше и ниже галактической плоскости сильнее, чем «Вояджер-2», и будет видеть звёзды примерно вдвое реже, чем мы сейчас.

Среди факторов износа учёные называют межзвёздную пыль. Её частицы бьют по корпусу со скоростью несколько километров в секунду, и, по словам Оберга, даже зерно размером в одну тысячную миллиметра оставляет крошечный кратер из испарённого вещества. Как именно пыль и другие процессы скажутся на пластинках, зависит от траектории каждого зонда, поэтому достоверно сказать можно лишь о вероятностях.

Золотая пластинка и её шансы

Каждый зонд несёт 12-дюймовый (30 сантиметров) диск из меди с никелевым и золотым покрытием, спрятанный в алюминиевый футляр. Комитет под руководством Карла Сагана записал на них приветствия на 55 языках, звуки природы, музыку и более ста изображений. В запись вошла и часовая запись мозговых волн Энн Друян, сжатая примерно до минуты звука. На крышку нанесён уран-238 с периодом полураспада 4,468 миллиарда лет: по соотношению урана и продуктов его распада будущий исследователь сможет определить возраст пластинки.

По оценке Оберга, обе пластинки с высокой вероятностью сохранятся хотя бы частично даже спустя 5 миллиардов лет. Тогда Млечный Путь начнёт сливаться с галактикой Андромеды, и каждый зонд, вероятно, пройдёт от какой-нибудь звезды в пределах около 150 астрономических единиц. Примерно в одном случае из пяти аппарат может быть выброшен из объединённой галактики.

• Сейчас: «Вояджер-1» в 171 а.е. от Солнца, связь держится, приборы отключаются.
• 2036 год: прогноз последней связи с обоими зондами.
• Через 40 тысяч лет: Глизе 445 и Росс 248 на расстоянии около 1,6-1,7 светового года.
• Через 296 тысяч лет: «Вояджер-2» на расстоянии 4,3 светового года от Сириуса.
• Через миллиард лет: примерно два оборота вокруг центра галактики и дождь межзвёздной пыли.
• Более 5 миллиардов лет: слияние с Андромедой и риск выброса зондов.

Сами «Вояджеры» перестанут быть научными приборами уже через десять лет, но станут чем-то большим: одними из самых долговечных вещей, которые создало человечество. Они не прилетят к какой-то конкретной цели, а будут кружить по галактике, пока её не изменит слияние с Андромедой или пока межзвёздная пыль не сотрёт записи на дисках.