¿Por qué la Voyager 1 es más rápida que todas las demás sondas espaciales?

Del artículo de Wikipedia, Lista de objetos artificiales que abandonan el Sistema Solar :

Aunque otras sondas se lanzaron primero, la Voyager 1 pudo alcanzar una mayor velocidad y ha superado a todas las demás. La Voyager 1 superó a la Voyager 2 unos meses después del lanzamiento, el 19 de diciembre de 1977. Superó a la Pioneer 11 en algún momento a fines de la década de 1980 y luego a la Pioneer 10, convirtiéndose en la sonda más alejada de la Tierra, el 17 de febrero de 1998.

La Voyager 2 también se está moviendo más rápido que las sondas lanzadas antes y, por lo tanto, superó a la Pioneer 11 en 1997 y superará a la Pioneer 10 en algún momento de 2021.

Es probable que New Horizons también pase las sondas Pioneer, pero necesitará muchos años para hacerlo. No superará a Pioneer 11 hasta ~2082 y no superará a Pioneer 10 hasta ~2130. Salvo alguna asistencia gravitatoria imprevista, nunca alcanzará a las Voyagers.

Mi consulta es ¿por qué la Voyager 1 es más rápida que las demás? Incluso New Horizons nunca podría superarlo, incluso con su tecnología más moderna.

Es una buena pregunta. Probablemente ya haya una respuesta aquí, así que no se sienta mal si su pregunta se cierra como un duplicado. ¡Siempre puedes pedir un seguimiento!
@uhoh También pensé que esta pregunta se había hecho anteriormente, pero no pude encontrarla, así que la hice yo mismo.
Esas son las preguntas divertidas :)

Respuestas (3)

Puedo agregar algo interesante sobre por qué la Voyager 1 va más rápido que la Voyager 2. La Voyager 1 recibió asistencia de Júpiter y Saturno, pero la Voyager 2 recibió asistencia de estos , Urano y Neptuno. Por lo tanto, podría pensar que la Voyager 2 debería haber sido más acelerada por las asistencias y, por lo tanto, debería ir más rápido. Sin embargo, no lo es.

La razón es que para lograr un sobrevuelo cercano de Tritón, la luna de Neptuno, la Voyager 2 tuvo que volar por el lado delantero de Neptuno, lo que redujo su energía heliocéntrica en lugar de aumentarla. Después de su sobrevuelo de Urano, la Voyager 2 tenía una energía heliocéntrica más alta que la Voyager 1. Si lo hubieran dejado así, la Voyager 2 ahora iría más rápido que la Voyager 1. Pero Neptuno la desaceleró.

Aquí hay gráficos de la energía específica heliocéntrica de los Voyagers 1 y 2:

viajero 1 viajero 2

¿Por qué la Voyager 1 es más rápida que las demás?

Se han enviado cinco vehículos en una trayectoria de escape del sistema solar: Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 y New Horizons. Estas cinco misiones se lanzaron en diferentes fechas, tenían diferentes objetivos y, por lo tanto, tenían trayectorias y diferentes niveles de asistencia por gravedad. Uno de los cinco seguramente se movería más rápido. Esto resultó ser la Voyager 1.

Ninguno de estos cinco vehículos fue enviado en una trayectoria con el objetivo de hacerlo el más rápido. En cambio, cada uno de los vehículos que escapaban tenía objetivos de misión. Los objetivos de la misión de la Voyager 1 (sobrevuelos de Júpiter, Saturno y Titán) pasaron a convertirla en el vehículo de esos cinco con el mayor exceso de velocidad hiperbólica.

¡Puedes hacerlo mejor que esto! Al menos enlace a una respuesta que explique el Gran Tour y la oportunidad de llegar tan lejos y visitar tantos planetas tan rápido. Los Voyagers son tan rápidos no solo porque algo tiene que ser el más rápido.
@uhoh En realidad, a menos que los cinco estuvieran planeados para tener exactamente la misma velocidad, uno debe ser el más rápido y el otro debe ser el más lento. No por planeado para la velocidad, per se , solo porque en cualquier grupo de objetos en movimiento sin velocidades coincidentes, algunos son más rápidos que otros, y uno es el más rápido del grupo. En el otro punto, la respuesta podría haber sido simplemente "el camino de la Voyager 1 recolectó mayor asistencia de gravedad que los demás", lo cual sería completo y correcto. Por el contrario, la respuesta podría haber dado las matemáticas completas para las cinco trayectorias, en 30.000 caracteres de fórmula incomprensible.
@GypsySpellweaver SE es más que la búsqueda de la respuesta más corta posible que no esté mal ; una buena respuesta explica y destaca las implicaciones. Las velocidades son el resultado de la interacción de la era del lanzamiento, la financiación y las posiciones relativas de los planetas. Una buena respuesta incluirá una referencia a esto y una alineación afortunada que hizo posibles las misiones Voyager. Las fórmulas no son necesarias, y serían muy comprensibles si lo fueran. ¡Lo sé porque aprendí sobre ellos aquí en el intercambio de exploración espacial al leer excelentes respuestas de David Hammen y otros! :)
@uhoh Si el OP hubiera pedido una explicación detallada de alguna manera, estoy seguro de que la respuesta habría tenido más detalles. "Por qué" recibió una respuesta decentemente detallada de todos modos (sobrevuelos de Júpiter, Saturno y Titán) . OP puede obtener más información, como lo ha hecho usted, leyendo otras publicaciones o haciendo más preguntas. Además, a veces, como al final de una semana difícil al final del día, es posible que algunas personas (ofreciendo su tiempo voluntariamente) no quieran repetir lo que ya han dicho media docena de veces, y aun así dan una buena respuesta a una pregunta simple. . Por supuesto, si así lo desea, puede dar una respuesta más detallada.
@GypsySpellweaver Había planeado lavar la ropa esta tarde, ordenar un poco y comprar, ¡pero todo se arruinó ahora! :) OK, veré si tengo algo que agregar, ¡gracias!
@uhoh Cada uno de nosotros hacemos nuestra parte para hacer de este un mejor recurso para los demás. Por supuesto, aprendemos mejor explicando, por lo que la respuesta puede ser tan buena para usted como el OP. =)

Hay dos factores en juego aquí. El factor dominante son las asistencias de gravedad, vea la respuesta de Mark Adler.

El otro factor es la velocidad de lanzamiento :

  • New Horizons se lanzó con una velocidad heliocéntrica de 16 km/s. Tenía una asistencia de gravedad, en Júpiter. Eso habría agregado en la región de 10-12 km/s a su velocidad.
  • los Pioneers se lanzaron a 14,47 km/s. Tenía asistencia de gravedad en Júpiter, no estaba seguro de la velocidad ganada en Saturno.

No he encontrado velocidades de lanzamiento para las Voyagers. La Voyager 1 tuvo 2 asistencias de gravedad, la Voyager 2 tuvo 4 asistencias, pero una de ellas redujo la velocidad de la Voyager por debajo de la de la Voyager 1.

El gráfico de velocidad después del lanzamiento se ve así. La velocidad disminuye a medida que la nave se aleja del Sol (= tiene que salir del campo gravitatorio del Sol). Se puede agregar mucha velocidad con las ayudas de la gravedad, si se acerca al planeta en el sentido correcto (pasa por detrás del planeta). Si pasas por delante del planeta, vas más lento.

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