Пионер космический аппарат: Пять космических аппаратов, связь с которыми была потеряна

Подробно: «Пионер-10»

«Пионер-10», первая миссия НАСА к внешним планетам, совершила ряд нововведений, возможно, не имеющих себе равных ни у одного другого роботизированного космического корабля в космическую эру: первое транспортное средство, выведенное на траекторию выхода из Солнечной системы в межзвездное пространство; первый космический корабль, пролетевший за пределами Марса; первый, кто пролетит через пояс астероидов; первым пролетел мимо Юпитера; и первым применил полностью ядерную электроэнергию (два СНАП-19радиоизотопные тепловые генераторы [РТГ], способные выдавать около 140 Вт во время встречи с Юпитером).

После запуска трехступенчатой ​​версии Atlas Centaur (с твердотопливным двигателем ТЭ-М-364-4, модифицированным от посадочного модуля Surveyor) Pioneer 10 достиг максимальной стартовой скорости 32 110 миль в час (51 682 км/ч). час), быстрее, чем любой предыдущий объект, созданный человеком в тот момент времени.

Диспетчеры выполнили две корректировки курса, 7 и 26 марта, последняя для обеспечения эксперимента по покрытию спутника Юпитера Ио.

Были некоторые начальные проблемы во время дальнего рейса, когда прямые солнечные лучи вызывали проблемы с обогревом, но ничто не угрожало миссии.

15 июля 1972 года космический корабль вошел в пояс астероидов, возникший в феврале 1973 года после полета на расстояние около 271 миллиона миль (435 миллионов километров).

В этот период космический корабль столкнулся с некоторыми столкновениями с астероидами, хотя и меньшими, чем ожидалось, а также измерил интенсивность зодиакального света в межпланетном пространстве.

Совместно с Pioneer 9 (на солнечной орбите) 7 августа Pioneer 10 зафиксировал детали одной из самых сильных солнечных бурь за последнее время.

В 20:30 UT 26 ноября космический корабль сообщил об уменьшении солнечного ветра и 100-кратном повышении температуры, что указывает на то, что он проходил через фронт головной ударной волны Юпитера. Другими словами, он вошел в магнитосферу Юпитера.

К 1 декабря Pioneer 10 возвращал более качественные изображения планеты, чем это было возможно с Земли. (Он уже начал отображать изображения еще 6 ноября 1973). Приводно-возвратное время к этому времени составило до 92 минут.

Максимальное сближение Pioneer 10 с Юпитером произошло в 02:26 UT 4 декабря 1973 года, когда космический корабль промчался мимо планеты на расстоянии 81 000 миль (130 354 км) со скоростью примерно 78 000 миль в час (126 000 км/ч). час).

Из 11 научных инструментов космического корабля 6 работали непрерывно во время встречи.

Космический аппарат пролетел ряд спутников Юпитера, получив фотографии Каллисто, Ганимеда и Европы (но не Ио, так как фотополяриметр к тому времени поддался радиации).

Примерно через 78 минут после наибольшего сближения «Пионер-10» прошел за лимбом Юпитера для эксперимента по радиозатмению. Кроме того, инфракрасный радиометр предоставил дополнительную информацию об атмосфере планеты.

В период с 6 ноября по 31 декабря космический аппарат сделал около 500 снимков атмосферы Юпитера с максимальным разрешением около 200 миль (320 километров), на которых четко видны такие ориентиры, как Большое Красное Пятно.

Встреча с Юпитером объявлена ​​2 января 1974.

Пионер-10 выполнил все задачи, кроме одной, из-за ложных команд, вызванных интенсивным излучением Юпитера. На основании полученных данных ученые идентифицировали плазму в магнитном поле Юпитера.

Космический аппарат пересек орбиту Сатурна в феврале 1976 года, записав данные, указывающие на то, что огромный магнитный хвост Юпитера длиной почти 800 миллионов километров покрывает все расстояние между двумя планетами.

Все еще работающий номинально, Pioneer 10 пересек орбиту Нептуна (тогда самая удаленная планета) 13, 19 июня. 83, став таким образом первым рукотворным объектом, вышедшим за пределы самой дальней планеты.

НАСА поддерживало постоянный контакт с Pioneer 10 более двух десятилетий до 19:35 UT 31 марта 1997 г. (когда космический корабль находился на расстоянии 67 а.е. от Земли), когда обычный контакт был прекращен по бюджетным причинам.

Тем не менее, прерывистый контакт продолжался, но только в соответствии с разрешением бортового источника питания, со сбором данных телескопа Гейгера и прибора заряженных частиц.

До 17 февраля 1998 года «Пионер-10» был самым дальним из существующих искусственных объектов (69,4 а.е.), когда мимо него прошел «Вояджер-1». 5 августа 2000 г. Космический аппарат передал свои последние данные телеметрии 27 апреля 2002 г., а менее чем через год, 23 января 2003 г., он отправил свой последний сигнал, когда находился на расстоянии 7,6 миллиарда миль (12,23 миллиарда километров) от Земли.

Этот сигнал достиг Земли за 11 часов 20 минут, к тому времени стало ясно, что источник питания РТГ космического корабля вышел из строя, что привело к недостаточной мощности радиопередатчика.

Последняя попытка связаться с Pioneer 10 4 марта 2006 г. не удалась.

Первоначально предназначенный для 21-месячной миссии, срок службы намного превзошел ожидания.

К 5 ноября 2017 г. инертный космический корабль «Пионер-10» находился примерно в 118,824 а. красная звезда Альдебаран, образующая глаз созвездия Тельца. Ожидается, что он пройдет мимо Альдебарана примерно через два миллиона лет.

«Пионер-10» движется за пределы Солнечной системы в направлении, сильно отличающемся от направления двух зондов «Вояджер» и «Пионера-11», т. е. к носу гелиосферы вверх по течению относительно втекающего межзвездного газа.

На случай, если его перехватит разумная жизнь, Пионер-10 несет алюминиевую табличку с диаграммами мужчины и женщины, Солнечной системы и ее расположением относительно 14 пульсаров. Ожидается, что разумные существа смогут интерпретировать диаграмму, чтобы определить положение Солнца — и, следовательно, Земли — во время запуска относительно пульсаров. ​

Ключевой источник

Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: хроника исследования дальнего космоса, 1958–2016 гг. NASA History Program Office, 2018.

Pioneer 10 и 11, внешняя Солнечная система…

Основные моменты

• Миссия НАСА Pioneer 10 запущена 2 марта 1972 г., за ней последовал Pioneer 11 5 апреля 1973 г.
  

  7 Pioneer 90 считается первым космическим кораблем, пересекшим пояс астероидов и пролетевшим мимо Юпитера. «Пионер-11» стал первым зондом, совершившим облет Сатурна.

• Миссия Pioneer 11 закончилась в 1995 году. Pioneer 10 отправил свой последний сигнал на Землю в 2003 году.

NASA Pioneer 10 и 11 — это два зонда, которые помогли осветить внешние участки нашей солнечной окрестности.

Хотя миссии стартовали с разницей примерно в год и имели разные траектории, вместе они совершили ряд исторических подвигов: «Пионер-10» обеспечил беспрецедентное исследование пояса астероидов и совершил первый облет Юпитера, а «Пионер-11» стал первым космическим кораблем, совершившим пролет Сатурна.

НАСА больше не поддерживает связь ни с одним из космических кораблей, но оба зонда продолжают путешествие вглубь космоса. И Pioneer 10, и Pioneer 11 находятся на траекториях, которые в конечном итоге полностью выведут их за пределы Солнечной системы, каждый несет карту обратно на Землю, если какая-либо разумная жизнь когда-либо их перехватит.

Когда были запущены Pioneer 10 и 11?

Пионер-10 стартовал из Космического центра Кеннеди (KSC) на мысе Канаверал, Флорида, 2 марта 1972 года. Вскоре за ним последовал Pioneer-11, стартовавший из KSC 6, 19 апреля.73. Оба корабля летали на ракетах-носителях Atlas-Centaur.

Pioneer 10 или Pioneer 11 Художественное изображение космического корабля Pioneer 10 / Pioneer 11 во внешней части Солнечной системы. Изображение: НАСА / Дон Дэвис

Что сделали Пионер 10 и 11?

Пионер-10 начал бить рекорды вскоре после запуска. Когда он пронесся к Юпитеру, он стал первым космическим кораблем, когда-либо отправившимся за пределы Марса. Затем, 15 июля 1972 года, космический корабль вошел в пояс астероидов — полосу каменистого материала шириной около 280 миллионов километров (175 миллионов миль). Зонд прошел через этот регион, став первым космическим кораблем, совершившим это.

Пионер-10 достиг Юпитера 3 декабря 1973 года. Он сделал первые детальные снимки газового гиганта крупным планом и провел наблюдения за его радиационными поясами, магнитным полем и многим другим. Выполнив свою основную миссию, Pioneer направился к звезде Альдебаран, до которой он, как ожидается, доберется примерно через 2 миллиона лет.

Пионер-11 пролетел через пояс астероидов в 1974 году, всего через несколько лет после своего коллеги. Пионер-11 нуждался в помощи гравитации Юпитера, чтобы достичь Сатурна, что позволило ему приблизиться к Юпитеру ближе, чем любой космический корабль когда-либо прежде. В результате Pioneer 11 передал первые изображения полярных регионов Юпитера, а также потрясающие фотографии спутников Юпитера.

1 сентября 1979 года Pioneer 11 подошел к Сатурну на расстояние 21 000 километров (13 000 миль) — впервые космический корабль приблизился к планете так близко. В дополнение к открытию кольца Сатурна F, Pioneer 11 заметил два новых спутника.

После встречи с Сатурном «Пионер-11» устремился к центру Млечного Пути — курсом в один конец, которым он остается и по сей день.

Вид северного полюса Юпитера с борта «Пионера-11» Тед Страйк создал этот вид северного полюса Юпитера, объединив шесть лучших изображений Юпитера (12, если считать цветовые пары отдельными изображениями), чтобы создать мозаику Юпитера, смотрящего вниз на свой северный полюс вскоре после 9.0243 Пионер 11 Ближайший подход. На сегодняшний день ни один другой космический аппарат не получил такого прямого обзора полюса Юпитера. Изображение: NASA / JPL-Caltech / Ted Stryk

Таблички на борту Pioneer 10 и 11

На обоих Pioneer 10 и 11 установлены таблички из алюминия с анодированным золотом, которые служат мирным посланием внеземной жизни, которая может когда-нибудь столкнуться с космическим кораблем. Соучредитель Планетарного общества Карл Саган помог придумать и спроектировать мемориальные доски.

На металлических пластинах изображены обнаженные мужчина и женщина, а также схемы, показывающие расположение Солнца и Земли относительно пульсаров, которые служат космическими ориентирами. Таким образом, если разумная жизнь когда-нибудь найдет зонды, они смогут найти и установить контакт с людьми нашей планеты.

Таблички «Пионер» были предшественниками «Золотых пластинок», которые летали в ходе миссий НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Иллюстрации на табличке «Пионер»

Аномалия «Пионер»

Когда миссии «Пионер» достигли внешней части Солнечной системы, ученые заметили, что космический корабль отстает от запланированных траекторий примерно на 5000 километров (3000 миль) каждый год. Никто не знал, почему; на самом деле, некоторые списали это на пробел в нашем понимании физики.

После того, как НАСА отказалось финансировать исследования, которые могли бы пролить свет на так называемую «аномалию пионеров», ученый из Лаборатории реактивного движения Джон Андерсон и его коллега, физик Слава Турышев, обратились за помощью в Планетарное общество. Планетарное общество успешно собрало достаточно денег от своих членов, чтобы поддержать исследование, которое в конечном итоге разрешило аномалию пионеров.

Исследователи в конечном итоге пришли к выводу, что аномалия Пионеров была результатом анизотропного теплового излучения — по сути, тепло, излучаемое космическим кораблем неравномерно во многих направлениях, вызывало их замедление.

«Без спасения доплеровских данных мы были бы слепы, никогда не смогли бы получить количественные данные, необходимые для решения аномалии, — сказал Слава Турышев. — Восстановление данных доплеровского и телеметрического анализ не состоялся бы без Планетарного общества».

Наследие Pioneer 10 и 11

Несмотря на то, что он стартовал вторым, миссия Pioneer 11 завершилась первой. Зонд передал свой последний сигнал на Землю в 1995 году; Последний сигнал Pioneer 10 был обнаружен в 2003 году.

Миссии Pioneer заложили основу для будущих миссий НАСА, включая «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Кассини» и других. Благодаря своим многочисленным открытиям и смелым нововведениям миссии Pioneer стали настоящими первопроходцами, оправдавшими свое имя.

Поддержка таких миссий, как Pioneer 10 и 11

Будь то пропаганда, обучение, вдохновение или обучение, вы можете сделать что-то для космоса прямо сейчас. Давай приступим к работе.

• Исследуйте космос
• Планеты и другие миры
• Космические полеты
• Ночное небо
• Космическая политика
• Для детей

• Обучение
• Артикул
• Планетарное радио
• Космические снимки
• Видео
• Курсы
• Планетарный отчет

• Примите участие
• Центр действий
• Регистрация по электронной почте
• Стать участником
• Контакт

• Дать
• Продлить членство
• Поддержите проект
• Магазин поддержки
• Путешествия
• Другие способы пожертвований

Расширение прав и возможностей граждан мира для развития космической науки и исследований.