Voyager 1 wird einen Lichttag von der Erde entfernt sein
Im November 2026 soll das am weitesten entfernte Raumfahrzeug der Menschheit eine symbolische Schwelle überschreiten: Ein Funksignal wird einen ganzen Tag benötigen, um die Entfernung zwischen der Erde und Voyager 1 zurückzulegen. Dieses Ereignis verdeutlicht nicht nur die gewaltigen Dimensionen des Weltraums, sondern auch die außergewöhnliche Beständigkeit einer Technik, die vor fast einem halben Jahrhundert entwickelt wurde.
Im November 2026 wird Voyager 1 Berechnungen auf Grundlage seiner derzeitigen Flugbahn zufolge als erstes von Menschen geschaffenes Objekt einen Lichttag von der Erde entfernt sein. Das entspricht rund 25,9 Milliarden Kilometern – einer Strecke, für die Licht im Vakuum 24 Stunden benötigt. Die am 5. September 1977 gestartete Sonde wird fast fünf Jahrzehnte gebraucht haben, um diese Distanz zurückzulegen.
Als voraussichtliches Datum für das Überschreiten dieser Schwelle gilt der 15. November 2026. Sie sollte jedoch nicht als unverrückbare Markierung auf einer kosmischen Landkarte verstanden werden. Die Erde bewegt sich um die Sonne, und die Entfernung zur Sonde verändert sich nicht allein durch den Flug von Voyager 1. Der genaue Zeitpunkt hängt daher von der jeweiligen Anordnung der Sonde, der Erde und der Sonne sowie von aktualisierten Navigationsdaten ab.
Einen Lichttag Entfernung von der Sonne soll Voyager 1 nach derzeitigen Schätzungen Ende Januar 2027 erreichen. Der Unterschied zwischen den beiden Daten erklärt sich daraus, dass die Erde etwa eine Astronomische Einheit von der Sonne entfernt ist und sich der Sonde im Laufe eines Jahres etwas annähern oder sich von ihr entfernen kann. Der Begriff Lichttag bezeichnet in diesem Fall somit vor allem die Signallaufzeit und keine neue physikalische Grenze.
Für Ingenieure ist die praktische Bedeutung dieser Schwelle besonders anschaulich. Ein von der Erde gesendeter Befehl wird etwa einen Tag bis zu Voyager 1 benötigen, die Bestätigung seiner Ausführung noch einmal ebenso lange für den Rückweg. Selbst unter idealen Bedingungen müssen Fachleute also rund 48 Stunden warten, bevor sie erfahren, ob die Sonde auf eine Anweisung reagiert hat.
Eine solche Verzögerung schließt eine Steuerung in Echtzeit aus. Jede Befehlssequenz muss im Voraus sorgfältig geprüft werden – unter Berücksichtigung der Energieversorgung, der Temperatur, der Ausrichtung der Antenne und möglicher Störungen des Bordcomputers. Ein Fehler, der sich in Erdnähe rasch beheben ließe, wird in interstellarer Entfernung zu einer mehrtägigen Diagnoseoperation.
Voyager 1 wurde ursprünglich für eine wesentlich kürzere Reise zu Jupiter und Saturn gebaut. Die rund 722 Kilogramm schwere Sonde startete wenige Wochen nach Voyager 2 mit einer Titan-IIIE-Centaur-Rakete, erhielt jedoch eine schnellere Flugbahn und überholte ihre Schwestersonde bereits am 15. Dezember 1977. Eine seltene Konstellation der äußeren Planeten ermöglichte es, deren Schwerkraft zur Beschleunigung des Flugs zu nutzen.
Im März 1979 passierte die Sonde Jupiter in einer Entfernung von rund 280.000 Kilometern. Ihre Beobachtungen offenbarten die außerordentlich dynamische Atmosphäre des Planeten und trugen zur Entdeckung eines feinen Rings sowie zweier Monde bei – Metis und Thebe. Von besonderer Bedeutung waren die Aufnahmen aktiver Vulkane auf Io: Sie lieferten erstmals den Nachweis von aktivem Vulkanismus auf einem anderen Himmelskörper des Sonnensystems.
Im November 1980 näherte sich Voyager 1 Saturn bis auf etwa 126.000 Kilometer. Die Sonde untersuchte die komplexe Struktur seiner Ringe, entdeckte einen weiteren Ring und fünf Monde und übermittelte zudem Daten über die dichte Stickstoffatmosphäre des Titan. Gerade der nahe Vorbeiflug an Titan lenkte Voyager 1 aus der Ebene der Planetenbahnen heraus und nahm der Sonde damit die Möglichkeit, ihre Reise zu Uranus und Neptun fortzusetzen.
Nach Abschluss des planetaren Teils wurde die Mission zu einer interstellaren Expedition. 1990 nahm Voyager 1 seine letzte Bildserie auf, darunter das berühmte Porträt der Erde als „blassblauer Punkt“. Anschließend wurden die Kameras abgeschaltet: Es lagen keine weiteren Planeten mehr auf der Flugroute, und Energie sowie Systemressourcen sollten stattdessen für Messungen von Teilchen, Plasmawellen und Magnetfeldern genutzt werden.
Im Februar 1998 überholte Voyager 1 Pioneer 10 und wurde zum am weitesten von der Erde entfernten, von Menschen geschaffenen Objekt. 2004 durchquerte die Sonde die Randstoßwelle des Sonnenwinds, im August 2012 schließlich die Heliopause, an der der Teilchenstrom der Sonne gegenüber dem Einfluss des interstellaren Mediums zurücktritt. Seither erforscht Voyager 1 unmittelbar den Raum jenseits der solaren Plasmahülle.
Das bedeutet jedoch nicht, dass Voyager 1 das Sonnensystem bereits nach jeder möglichen Definition verlassen hat. Die Heliopause markiert die Grenze des vorherrschenden Einflusses des Sonnenwinds, doch die Schwerkraft der Sonne reicht wesentlich weiter. Die ferne Oortsche Wolke, in der sich möglicherweise Milliarden eisiger Körper befinden, beginnt vermutlich erst in Hunderten oder Tausenden Astronomischen Einheiten Entfernung; die äußere Grenze des gravitativen Einflussbereichs der Sonne liegt noch weiter draußen.
Bei ihrer derzeitigen Geschwindigkeit von rund 17 Kilometern pro Sekunde wird die Sonde Zehntausende Jahre benötigen, um mehrere Lichtjahre zurückzulegen. In etwa 40.000 Jahren wird sie nach interstellaren Maßstäben relativ nahe an einem anderen Stern vorbeifliegen. Voyager 1 steuert jedoch kein bestimmtes Sternsystem an und wird lange zuvor aufgehört haben, als aktive wissenschaftliche Station zu arbeiten.
Die entscheidende Grenze der Mission wird heute nicht mehr durch die Flugmechanik, sondern durch die Energieversorgung bestimmt. Drei thermoelektrische Radioisotopengeneratoren wandeln die beim Zerfall von Plutonium-238 entstehende Wärme in Strom um, doch ihre Leistung nimmt Jahr für Jahr ab. Die Ingenieure schalten nach und nach Heizungen, Reservesysteme und wissenschaftliche Instrumente ab, um ein Mindestmaß an Beobachtungen und die Verbindung zur Erde so lange wie möglich aufrechtzuerhalten.
Die jüngste Abschaltung eines weiteren Instruments ist Teil dieser Sparstrategie. Die Auswahl erfolgt nach einer von Wissenschaftlern und Ingenieuren gemeinsam festgelegten Reihenfolge: Vorrang haben Geräte, die einzigartige Daten über das interstellare Medium liefern können. Ziel ist nicht, sämtliche Systeme in Betrieb zu halten, sondern die wissenschaftlich wertvolle Arbeit einer Sonde, die ihre ursprüngliche Mission längst übertroffen hat, möglichst lange fortzusetzen.
Die Signale von Voyager 1 werden vom Deep Space Network der NASA mit seinen riesigen Antennen in den USA, Spanien und Australien empfangen. Wenn die Funksignale der Sonde die Erde erreichen, ist ihre Leistung äußerst gering, sodass Fachleute sie aus dem Hintergrundrauschen herausfiltern müssen. Je weiter sich Voyager 1 entfernt, desto schwieriger wird die Kommunikation – auch wenn sich die Funkwellen physikalisch selbst nach dem endgültigen Versiegen der Energiequellen weiter ausbreiten werden.
An Bord befindet sich außerdem weiterhin eine vergoldete Kupferplatte mit 55 Grußbotschaften in verschiedenen Sprachen, Geräuschen der Erde, Musik, Fotografien und einer Darstellung der Position der Sonne relativ zu Pulsaren. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie jemals gefunden wird, ist verschwindend gering, doch die Idee hinter der Platte ging weit über praktische Kommunikation hinaus. Sie machte Voyager zu einer kulturellen Zeitkapsel – zu einem Zeugnis dafür, wie sich die Menschheit des 20. Jahrhunderts selbst und ihren Platz im Universum begriff.
Das Überschreiten der Lichttag-Grenze wird weder den Kurs der Sonde verändern noch ein besonderes physikalisches Phänomen auslösen. Es liefert jedoch einen anschaulichen Maßstab für kosmische Entfernung: Eine Nachricht an den fernsten Botschafter der Erde wird länger unterwegs sein, als unser Planet für eine vollständige Drehung um die eigene Achse benötigt. Voyager 1 wird auch nach dem Ende des Funkkontakts lautlos weiterziehen. Das Erreichen dieser Marke im Jahr 2026 wird zugleich als technische Wegmarke und als Erinnerung an die gewaltigen Dimensionen des Weltraums bestehen bleiben.
