Denkt man an den beeindruckenden Pioniergeist in der Frühphase der Raumfahrt zurück, fallen einem unweigerlich auch die Raumsonden Pioneer 10 und 11 sowie die beiden Schwestersonden aus dem Voyager-Programm ein. Diese vier Missionen der NASA wurden allesamt in den 1970er Jahren gestartet und erforschten erstmals auch die äußeren Planeten des Sonnensystems. Seitdem sind rund 40 Jahre vergangen, was die Frage aufwirft: Wie weit haben sich die Sonden mittlerweile von der Erde entfernt, und wo befinden sie sich? Angeblich hat ja eine Voyager- oder eine Pioneer-Sonde bereits den interstellaren Raum erreicht beziehungsweise das Sonnensystem verlassen – was genau bedeutet das? Und wie viel Kontakt ist mit ihnen überhaupt noch möglich?

Weit hinter Neptun …

Alle vier Raumsonden, also Pioneer 10 und 11 sowie Voyager 1 und 2, befinden sich an den Grenzen des Sonnensystems. Der Funkkontakt zu den beiden Pioneer-Sonden ist schon vor mehr als zehn Jahren abgebrochen. Pioneer 10 bewegt sich in die generelle Richtung des Sterns Aldebaran im Stier, wird aber mehr als zwei Millionen Jahre benötigen, um in seine Nähe zu gelangen; ihre Schwestersonde ist auf dem Weg zum Sternbild Schild – also beinahe in entgegengesetzter Richtung.

Die Voyager- und Pioneer-Sonden im Sonnensystem (Infografik)
© Spektrum der Wissenschaft / SuW-Grafik
(Ausschnitt)
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Die beiden Voyager-Sonden haben sich nach ihrem Start im Jahr 1977 schon weit von der Sonne entfernt und dabei den inneren Bereich des Kuipergürtels hinter sich gelassen. Pioneer 10 und 11 stehen nicht mehr im Funkkontakt zur Erde. Dagegen übermitteln Voyager 1 und 2 nach wie vor Messdaten über das interstellare Medium zur Erde. Mit ihrer Hilfe gelang es, die Ausdehnung der Heliosphäre, also den vom Sonnenwind beeinflussten Raum zu bestimmen. Die hier ebenfalls eingezeichnete Heliopause beschreibt die letzte direkte Einwirkung des Sonnenwinds auf das interstellare Gas. Die Bugstoßwelle ergibt sich auf Grund der Eigenbewegung des Sonnensystems durch die interstellare Materie.

Dagegen stehen beide Voyager-Sonden noch im Funkkontakt zur Erde. Voyager 1 ist derzeit rund 20,9 Milliarden Kilometer von uns entfernt, das entspricht 139,9 Astronomischen Einheiten (AE), also dem 139,9-fachen Abstand Erde-Sonne. Dabei bewegt sie sich in Richtung des Sternbilds Giraffe. Ihre Schwestersonde Voyager 2 kommt auf 17,2 Milliarden Kilometer Entfernung von der Erde beziehungsweise 115,1 AE und ist in Richtung des Sterns Ross 248 im Sternbild Andromeda unterwegs. Beide Raumsonden befinden sich also weit außerhalb der Umlaufbahn von Neptun, dem äußersten bekannten Planeten; Voyager 1 ist rund 77 AE oberhalb der Ekliptik, Voyager 2 rund 64 AE unterhalb. Sie haben somit auch schon den inneren Bereich des Kuipergürtels passiert und halten sich nun in den innersten Regionen der Oortschen Wolke auf, welche die Sonne bis zu rund einem Lichtjahr Entfernung umgibt.

Die oft getroffene Aussage "… hat den interstellaren Raum erreicht …" bezieht sich darauf, dass Voyager 1 und 2 die Heliosphäre, also den vom Sonnenwind beeinflussten Raum, verlassen haben. Dieser stellte sich als sehr viel größer heraus, als die Forscher ursprünglich angenommen hatten. Der Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen, der von unserem Zentralgestirn ausgeht und von beiden Sonden untersucht wird. Sie sind hierfür mit Magnetometern und Instrumenten zur Analyse von geladenen Partikeln ausgestattet. Die beiden Sonden ermitteln die Art und Anzahl der geladenen Teilchen des Sonnenwinds und messen die mit ihm verbundenen elektrischen und magnetischen Felder. Die Kameras, die bei den Vorbeiflügen an den Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun Tausende von Bildern geliefert haben, wurden dagegen schon Anfang der 1990er Jahre für immer abgeschaltet.

Es werden noch rund 30 000 Jahre vergehen, bis Voyager 1 und 2 die Oortsche Wolke passiert haben und somit endgültig in den interstellaren Raum eintreten. Aber schon lange vorher wird der von den Radioisotopengeneratoren gelieferte Strom nicht mehr ausreichen, um die Instrumente und die Bordsender der beiden Sonden mit Strom zu versorgen. Die NASA hofft, mit Voyager 1 und 2 noch bis etwa zum Jahr 2025 in Kontakt zu bleiben.