太陽系を離れる人工物の一覧

太陽系を離れる人工物の一覧（たいようけいをはなれるじんこうぶつのいちらん、英語: List of artificial objects leaving the Solar System）は、NASAによって打ち上げられた太陽系を離脱する人工物のリストである。なお、これらはすべて宇宙探査機である。

赤と緑の矢印は、2008年末のボイジャー1号とパイオニア10号の位置をそれぞれ示す。青いシェルは太陽圏の推定サイズを示す。黄色のシェルは太陽から1光日の距離を示し、黄色の矢印はバーナルポイントを示す。画像をクリックすると拡大表示され、他のスケールへのリンクが表示される。

打ち上げから2030年までの遠方の宇宙船の軌道

上：極座標ビュー。下：赤道ビュー。

ボイジャー2号の太陽からの距離に対する地動説の速度のプロット。木星、土星、天王星による宇宙船を加速するための重力アシストの使用、そして最後に海王星の衛星トリトンとの遭遇を示している。重力アシストは、宇宙船を惑星から跳ね返すのに似ているが、惑星が動いているため、跳ねるだけでなく、動く野球のバットがボールに当たったときのように、惑星によって押される。

このうち、ボイジャー1号、ボイジャー2号、ニュー・ホライズンズは2022年現在も稼働しており、無線通信で定期的に現在地を把握することができるが、パイオニア10号とパイオニア11号は稼働停止しているため、正確な位置を知ることは出来ない。これらの探査機本体に加えて、ロケット上部ステージやスピン解除ウェイトなども同様に太陽系から遠ざかっている。

これらの物体は、速度と方向が太陽から遠ざかっているため、太陽系を離れている。太陽引力の影響はゼロにはならないため減速されているが、それでも脱出速度を超えて移動し、太陽系を離れて星間空間に惰走している。

惑星探査機

パイオニア10号

1972年に打ち上げられ、1973年に木星を通過し、2003年1月に通信途絶。おうし座のアルデバラン（65光年）の方向に向かっており、120AUの位置を通過したと推定されている^[1]。

パイオニア11号

1973年に打ち上げられ、1974年に木星を通過し、1979年に土星を通過、1995年11月に通信途絶。現在は約100AUの位置と推定されている^[2]。わし座の星座の北西、いて座の星座に向かっており、約400万年後にその内の星の近くを通過すると予測される^[3]。

ボイジャー2号

1977年8月に打ち上げられ、1979年に木星、1981年に土星、1986年に天王星、1989年に海王星を通過した。2018年11月5日に119AUで星間空間に到達^[4]、29万6千年後、4.3光年の距離でシリウスを通過すると予測される。

ボイジャー1号

1977年9月に打ち上げられ、1979年に木星を通過し、1980年に土星を通過し、衛星タイタンに接近観測した。2012年8月25日に121AUで太陽圏を脱し、探査機として初めて星間空間に入った^[5]。現在地球から最も遠くに到達している探査機（人工物）であり、約4万年後にグリーゼ445（地球から17.6光年）を通過すると予測されている^[6]。

ニュー・ホライズンズ

2006年に打ち上げられ、2007年に木星を通過し、2015年7月14日に冥王星を通過した。2019年1月1日、カイパーベルト拡張ミッション（KEM）の一環として、カイパーベルトオブジェクト486958アロコスを通過した^[7]。

これらの探査機がこれまでに発射されたが、ボイジャー1号はどんどん加速し、他のすべてを追い越した。ボイジャー1号は、発射から数か月後の1977年12月19日にボイジャー2号を追い抜いた^[8]。1983年にパイオニア11号を追い抜き^[9]、1998年2月17日にパイオニア10号（当時地球から最も遠かった探査機）を追い越した^[10]。

速度と太陽からの距離

出典：JPL^[12]およびNASAの太陽系に関する視線（英語版）^[13]

探査機名称	打上げ年	距離（ AU ） （2021年4月現在）	速度（ km / s ）
ボイジャー1号	1977年	152.0	17.0
パイオニア10号	1972年	128.3	11.9
ボイジャー2号	1977年	126.7	15.4
パイオニア11号	1973年	105.1	11.9
ニュー・ホライズンズ	2006年	50.0 [11]	13.9

比較のために、冥王星の平均公転半径は約40 AUとしている。

太陽の脱出速度は、太陽の中心からの距離（r）の関数であり、次の式で与えられる。

${\displaystyle v_{e}={\sqrt {\frac {2GM_{sun}}{r}}},}$

ここで、積G M _sunは、標準重力パラメータ（英語版）。太陽をその表面から脱出させるのに必要な初速度は618 km/s (1,380,000 mph) ^[14]、太陽からの地球の距離（1 AU ）では、42.1 km/s (94,000 mph)に、100AUの距離では4.21 km/s (9,400 mph) に低下する^[15][16]。

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  ボイジャー1号と2号の速度と太陽からの距離。
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  パイオニア10号と11号の速度と太陽からの距離。
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  ニューホライズンズの速度と太陽からの距離。

ギャラリー

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  ボイジャー1号 / ボイジャー2号の画像
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  飛行中のパイオニア10号 / パイオニア11号の想像図
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  木星近くのパイオニア10号の想像図
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  冥王星に近づくニューホライズンズの想像図
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  冥王星近くのニューホライズンズの想像図