Пионер 10
 Художественный замысел «Пионер-10» . космического корабля | |||
| Тип миссии | Исследование внешних планет / гелиосферы | ||
|---|---|---|---|
| Оператор | НАСА / АРК | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1972-012А | ||
| САТКАТ нет. | 5860 | ||
| Веб-сайт | Сайт Pioneer Project (в архиве) Страница архива НАСА | ||
| Продолжительность миссии | 30 лет, 10 месяцев и 21 день [1] | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Производитель | ТРВ | ||
| Стартовая масса | 258 кг [1] | ||
| Власть | 155 Вт (при запуске) | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 3 марта 1972 г. , 01:49:04 UTC [2] | ||
| Ракета | Атлас SLV-3C Кентавр-Д Звезда-37Э | ||
| Запуск сайта | Мыс Канаверал LC-36A | ||
| Конец миссии | |||
| Последний контакт | 27 апреля 2002 г. Последняя телеметрия 23 января 2003 г. [3] Последний полученный сигнал | ||
| Облет Юпитера | |||
| Ближайший подход | 3 декабря 1973 г. [4] | ||
| Расстояние | 132 252 км (82 178 миль) | ||
| |||
 | |||
«Пионер-10» (первоначально обозначавшийся «Пионер F» ) — НАСА, космический зонд запущенный в 1972 году, который завершил первую миссию к планете Юпитер . [5] «Пионер-10» стал первым из пяти планетарных зондов и 11 искусственных объектов , достигших скорости, необходимой для выхода за пределы Солнечной системы . Этот проект исследования космоса проводился Исследовательским центром Эймса НАСА в Калифорнии. Космический зонд был изготовлен компанией TRW Inc.
«Пионер-10» был собран на основе шестиугольной шины диаметром 2,74 метра (9 футов 0 дюймов) с параболической тарельчатой антенной с высоким коэффициентом усиления , а космический корабль был стабилизирован по вращению вокруг оси антенны. Его электроэнергия вырабатывалась четырьмя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами , общая мощность которых при запуске составляла 155 Вт.
Он был запущен 3 марта 1972 года в 01:49:00 UTC (2 марта по местному времени) ракетой «Атлас-Кентавр» с мыса Канаверал , Флорида . В период с 15 июля 1972 года по 15 февраля 1973 года он стал первым космическим кораблем, пересекшим пояс астероидов . Фотография Юпитера началась 6 ноября 1973 года на расстоянии 25 миллионов километров (16 миллионов миль ), было передано около 500 изображений. Ближайший подход к планете произошел 3 декабря 1973 года на расстоянии 132 252 километра (82 178 миль). В ходе миссии бортовые инструменты использовались для изучения пояса астероидов, окружающей среды вокруг Юпитера, солнечного ветра , космических лучей и, в конечном итоге, дальних уголков Солнечной системы и гелиосферы . [5]
Радиосвязь была потеряна с «Пионером-10» 23 января 2003 года из-за потери электроэнергии для его радиопередатчика , когда зонд находился на расстоянии 12 миллиардов км (80 а.е .; 7,5 миллиардов миль ) от Земли.
Предыстория миссии [ править ]
История [ править ]
В 1960-х годах американский аэрокосмический инженер Гэри Фландро НАСА из Лаборатории реактивного движения задумал миссию, известную как Планетарный Гранд-тур , в которой будет использоваться редкое расположение внешних планет Солнечной системы. Эта миссия в конечном итоге будет завершена в конце 1970-х годов с помощью двух зондов «Вояджер» , но для того, чтобы подготовиться к ней, НАСА решило в 1964 году провести эксперимент с запуском пары зондов во внешнюю часть Солнечной системы . [6] Правозащитная группа под названием «Группа по космосу» под председательством американского ученого-космонавта Джеймса А. Ван Аллена разработала научное обоснование исследования внешних планет. [7] [8] НАСА Центр космических полетов имени Годдарда подготовил предложение о паре «зондов Галактического Юпитера», которые должны были пройти через пояс астероидов и посетить Юпитер. Они должны были быть запущены в 1972 и 1973 годах во время благоприятных периодов, которые происходили всего лишь несколько недель каждые 13 месяцев. Запуск в другие промежутки времени был бы более затратным с точки зрения потребности в топливе. [9]
Утверждено НАСА в феврале 1969 г. [9] двойные космические корабли имели обозначения Pioneer F и Pioneer G перед запуском ; позже они были названы «Пионер 10» и «Пионер 11» соответственно. Они вошли в программу «Пионер» , [10] серия беспилотных космических полетов США, запущенных в период с 1958 по 1978 год. Эта модель была первой в серии, предназначенной для исследования внешней части Солнечной системы. Согласно предложениям, выпущенным в 1960-е годы, первоначальными целями миссии было исследование межпланетной среды за орбитой Марса, изучение пояса астероидов и оценка возможной опасности для космических кораблей, проходящих через пояс, а также исследование Юпитера и его окружения. [5] В задачи более позднего этапа разработки входило приближение зонда к Юпитеру для получения данных о влиянии окружающей среды вокруг Юпитера на приборы космического корабля.
Для миссий было предложено провести более 150 научных экспериментов. [11] Эксперименты, которые должны были быть проведены на космическом корабле, были выбраны в ходе серии сессий планирования в 1960-х годах, а затем были завершены к началу 1970 года. Они должны были включать в себя получение изображений и поляриметрию Юпитера и нескольких его спутников, проведение инфракрасных и ультрафиолетовых наблюдений Юпитера. , обнаруживать астероиды и метеороиды, определять состав заряженных частиц, а также измерять магнитные поля, плазму, космические лучи и зодиакальный свет . [5] Наблюдение за связью космического корабля, проходящего за Юпитером, позволит измерить планетарную атмосферу, а данные отслеживания улучшат оценку массы Юпитера и его спутников. [5]
Исследовательский центр Эймса НАСА , а не Годдарда, был выбран для управления проектом в рамках программы Pioneer. [9] Исследовательский центр Эймса под руководством Чарльза Ф. Холла был выбран из-за его предыдущего опыта работы с космическими кораблями со стабилизированным вращением. Требования предусматривали создание небольшого и легкого космического корабля, который был бы магнитно чистым и мог бы выполнять межпланетные миссии. Предполагалось использовать модули космического корабля, которые уже были проверены в миссиях «Пионер» с 6 по 9 . [5] Эймс заказал Джорджу Ван Валкенбургу документальный фильм под названием «Юпитер Одиссея». Он получил множество международных наград, и его можно увидеть на канале Ван Валкенбурга на YouTube.
общий контракт на сумму 380 миллионов долларов США В феврале 1970 года Эймс заключил с TRW Inc. на производство автомобилей Pioneer 10 и 11 , минуя обычный процесс торгов для экономии времени. Би Джей О'Брайен и Херб Лассен возглавляли команду TRW, которая собирала космический корабль. [12] На проектирование и постройку космического корабля потребовалось около 25 миллионов человеко-часов. [13] Инженер из TRW пошутил: «Гарантия на этот космический корабль составляет два года межпланетного полета. Если какой-либо компонент выйдет из строя в течение этого гарантийного срока, просто верните космический корабль в наш магазин, и мы отремонтируем его бесплатно». [14]
Чтобы уложиться в график, первый запуск должен был состояться в период с 29 февраля по 17 марта, чтобы он мог прибыть к Юпитеру в ноябре 1974 года. Позже дата прибытия была изменена на декабрь 1973 года, чтобы избежать конфликтов с другими миссиями по поводу использование сети дальнего космоса для связи и пропустить период, когда Земля и Юпитер окажутся на противоположных сторонах Солнца. Траектория встречи «Пионера-10» была выбрана так, чтобы максимально получить информацию о радиационной обстановке вокруг Юпитера, даже если это приведет к повреждению некоторых систем. Он должен был приблизиться примерно в три раза больше радиуса планеты, которая, как считалось, была максимально близкой к ней и при этом пережить радиацию. Выбранная траектория обеспечит космическому кораблю хороший вид на освещенную солнцем сторону. [15]
«Пионер-10» и «Пионер-11». Схема космических кораблей
Пионер-10 на завершающей стадии строительства (декабрь 1971 г.)
Испытания «Пионера-10» в камере космического моделирования (январь 1972 г.)
«Пионер-10» на кик-моторе «Звезда-37Э» незадолго до герметизации для запуска (февраль 1972 г.)
Пионер-10 во время инкапсуляции в обтекатель полезной нагрузки
Конструкция космического корабля [ править ]
Автобус Pioneer 10 имеет глубину 36 см (14 дюймов) и шесть панелей длиной 76 см (30 дюймов), образующих шестиугольную конструкцию. В автобусе находится топливо для управления ориентацией зонда и восемь из одиннадцати научных инструментов. Отсек оборудования был заключен в алюминиевую сотовую конструкцию, обеспечивающую защиту от метеоритов . Слой изоляции, состоящий из алюминизированного майлара и каптона , обеспечивает пассивный термоконтроль. Тепло генерировалось за счет рассеивания от 70 до 120 Вт (Вт) электрических компонентов внутри отсека. Поддержание теплового диапазона в рабочих пределах оборудования осуществлялось с помощью жалюзи, расположенных под монтажной площадкой. [16] Космический корабль имел стартовую массу около 260 кг (570 фунтов). [5] : 42
При запуске космический корабль нес 36 килограммов (79 фунтов) жидкого гидразинового монотоплива в сферическом резервуаре диаметром 42 сантиметра (17 дюймов). [16] Ориентация корабля поддерживается шестью 4,5 Н , [17] Гидразиновые подруливающие устройства установлены тремя парами. Первая пара поддерживала постоянную скорость вращения 4,8 об/мин , вторая пара контролировала тягу вперед, а третья пара контролировала положение. Пара положений использовалась в маневрах конического сканирования для отслеживания Земли на ее орбите. [18] Информация об ориентации также предоставлялась звездным датчиком, способным ориентироваться на Канопус , и двумя датчиками Солнца . [19]
Энергетика и связь [ править ]
«Пионер-10» использует четыре SNAP-19 радиоизотопных термоэлектрических генератора (РТГ) . Они расположены на двух трехстержневых фермах, каждая длиной 3 метра (9,8 фута) и разнесенных на 120 градусов. Ожидалось, что это будет безопасное расстояние от чувствительных научных экспериментов, проводимых на борту. В совокупности РИТЭГи обеспечивали мощность 155 Вт при запуске и снижались до 140 Вт при переходе к Юпитеру. Для питания всех систем космическому кораблю требовалось 100 Вт. [5] : 44–45 Генераторы работают на радиоизотопном топливе плутонии-238 , которое помещено в многослойную капсулу, защищенную графитовым тепловым экраном. [20]
Перед запуском SNAP-19 требовалось обеспечить питание в течение двух лет в космосе; во время миссии этот показатель был значительно превышен. [21] плутония-238 составляет Период полураспада 87,74 года, так что через 29 лет интенсивность излучения, генерируемого РИТЭГами, составляла 80% от его интенсивности при запуске. Однако постоянное ухудшение состояния спаев термопар привело к более быстрому снижению выработки электроэнергии, и к 2001 году общая выходная мощность составила 65 Вт. В результате на более поздних этапах миссии одновременно могли работать только избранные инструменты. [16]
Космический зонд включает в себя резервную систему приемопередатчиков , один из которых прикреплен к узколучевой антенне с высоким коэффициентом усиления , другой — к всенаправленной антенне и антенне со средним коэффициентом усиления. Параболическая антенна для антенны с высоким коэффициентом усиления имеет диаметр 2,74 метра (9,0 футов) и изготовлена из алюминиевого сотового многослойного материала. Космический корабль вращался вокруг оси, параллельной оси этой антенны, так что он мог оставаться ориентированным на Землю. [16] Каждый приемопередатчик имеет мощность 8 Вт и передает данные в S-диапазоне, используя частоту 2110 МГц для восходящей линии связи с Землей и 2292 МГц для нисходящей линии связи с Землей, при этом сеть дальнего космоса отслеживает сигнал. Данные, подлежащие передаче, проходят через сверточный кодер, так что большинство ошибок связи может быть исправлено приемным оборудованием на Земле. [5] : 43 Скорость передачи данных при запуске составляла 256 бит/с, при этом за каждый день миссии скорость снижалась примерно на 1,27 миллибит/с. [16]
Большая часть вычислений миссии выполняется на Земле и передается на космический корабль, где он смог сохранить в памяти до пяти команд из 222 возможных ввода наземных диспетчеров. Космический корабль включает в себя два декодера команд и блок распределения команд, очень ограниченную форму процессора, для управления операциями на космическом корабле. Эта система требует, чтобы операторы миссии готовили команды задолго до их передачи на зонд. В комплект входит блок хранения данных для записи до 6144 байт информации, собранной приборами. Блок цифровой телеметрии используется для подготовки собранных данных в одном из тринадцати возможных форматов перед передачей их обратно на Землю. [5] : 38
Научные инструменты [ править ]
| Гелиевый векторный магнитометр ( HVM ) | |
 | Этот инструмент измеряет тонкую структуру межпланетного магнитного поля, составляет карту магнитного поля Юпитера и обеспечивает измерения магнитного поля для оценки взаимодействия солнечного ветра с Юпитером. Магнитометр состоит из заполненной гелием ячейки, установленной на стреле длиной 6,6 м для частичной изоляции прибора от магнитного поля космического корабля. [22]
|
| Квадрисферический плазмы анализатор | |
 | Заглядывает через отверстие в большой тарельчатой антенне, чтобы обнаружить частицы солнечного ветра, исходящие от Солнца. [23]
|
| Прибор заряженных частиц ( CPI ) | |
 | Обнаруживает космические лучи в Солнечной системе. [25]
|
| космических лучей Телескоп ( ЭЛТ ) | |
 | Собирает данные о составе частиц космических лучей и их энергетических диапазонах. [26]
|
| Трубчатый телескоп Гейгера ( GTT ) | |
 | Изучает интенсивности, энергетические спектры и угловые распределения электронов и протонов на пути космического корабля через радиационные пояса Юпитера. [27]
|
| Детектор захваченного излучения ( ТРД ) | |
 | Включает в себя несфокусированный счетчик Черенкова , который обнаруживает свет, излучаемый в определенном направлении, когда частицы проходят через него, регистрируя электроны с энергией от 0,5 до 12 МэВ , детектор рассеяния электронов для электронов с энергией от 100 до 400 кэВ и детектор минимальной ионизации, состоящий из твердотельный диод, измеряющий минимальное количество ионизирующих частиц (<3 МэВ) и протонов в диапазоне от 50 до 350 МэВ. [28]
|
| метеороидов Детекторы | |
 | Двенадцать панелей детекторов с герметичными ячейками, установленных на задней части основной антенны, фиксируют проникающие удары небольших метеороидов. [29]
|
| Детектор астероидов/метеороидов ( AMD ) | |
 | Детектор метеороидов-астероидов изучает космос с помощью четырех телескопов без визуализации, чтобы отслеживать частицы, начиная от близлежащих частиц пыли и заканчивая далекими крупными астероидами. [30]
|
| Ультрафиолетовый фотометр | |
 | Ультрафиолетовый свет используется для определения количества водорода и гелия в космосе и на Юпитере. [31]
|
| Визуализирующий фотополяриметр ( IPP ) | |
 | Эксперимент по визуализации основан на вращении космического корабля, который проводит небольшой телескоп по планете узкими полосами шириной всего 0,03 градуса, рассматривая планету в красном и синем свете. Эти полосы затем были обработаны для создания визуального изображения планеты. [32]
|
| Инфракрасный радиометр | |
 | Предоставляет информацию о температуре облаков и выделении тепла Юпитером. [33]
|
Профиль миссии [ править ]
Запуск и траектория [ править ]
«Пионер-10» был запущен 3 марта 1972 года в 01:49:00 UTC (20:49 по восточному стандартному времени 2 марта) Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства с космодрома 36А во Флориде на борту корабля «Атлас-Кентавр» . Третья ступень одноразового корабля представляла собой твердотопливную ступень «Звезда-37Э» (ТЭ-М-364-4), разработанную специально для миссий «Пионер». Эта ступень обеспечивала тягу около 15 000 фунтов (6800 кг) и раскручивала космический корабль. [34] Космический корабль имел начальную скорость вращения 30 об/мин. Через двадцать минут после старта три стрелы аппарата были выдвинуты, что снизило скорость вращения до 4,8 об/мин. Этот темп сохранялся на протяжении всего рейса. Ракета-носитель разгоняла зонд в течение чистого интервала 17 минут, достигнув скорости 51 682 км/ч (32 114 миль в час). [35]
После того, как антенна с высоким коэффициентом усиления была подключена, несколько инструментов были активированы для тестирования, пока космический корабль двигался через радиационные пояса Земли. Через девяносто минут после запуска космический корабль достиг межпланетного пространства. [35] «Пионер-10» пролетел мимо Луны за 11 часов. [36] и стал самым быстрым объектом, созданным человеком на тот момент. [37] Через два дня после запуска были включены научные инструменты, начиная с телескопа космических лучей. Через десять дней все инструменты были активны. [36]
За первые семь месяцев путешествия космический корабль трижды корректировал курс. Бортовые приборы прошли проверку: фотометры исследовали Юпитер и зодиакальный свет , а экспериментальные комплексы использовались для измерения космических лучей, магнитных полей и солнечного ветра. Единственной аномалией в этот период был отказ датчика Канопуса, который вместо этого требовал от космического корабля поддерживать свою ориентацию с помощью двух датчиков Солнца. [35]
Проходя через межпланетную среду , «Пионер-10» стал первой миссией, обнаружившей межпланетные атомы гелия. Он также наблюдал высокоэнергетические ионы алюминия и натрия в солнечном ветре . Космический корабль записал важные гелиофизические данные в начале августа 1972 года, зарегистрировав солнечную ударную волну , когда она находилась на расстоянии 2,2 а.е. (330 миллионов км; 200 миллионов миль). [38] 15 июля 1972 года «Пионер-10» стал первым космическим кораблем, вошедшим в пояс астероидов. [3] расположена между орбитами Марса и Юпитера. Планировщики проекта ожидали безопасного прохождения через пояс, а наименьшая траектория, по которой космический корабль мог бы привести к любому из известных астероидов, составляла 8,8 миллиона километров (5,5 миллиона миль). Одно из ближайших сближений было к астероиду 307 Nike 2 декабря 1972 года. [39]
Бортовые эксперименты продемонстрировали дефицит частиц размером менее микрометра (мкм) в поясе по сравнению с окрестностями Земли. Плотность частиц пыли размером от 10 до 100 мкм существенно не менялась за время пути от Земли до внешнего края пояса. Лишь для частиц диаметром от 100 мкм до 1,0 мм плотность увеличилась в три раза в районе пояса. В поясе не обнаружено фрагментов размером более миллиметра, что указывает на то, что они, вероятно, редки; конечно, гораздо реже, чем ожидалось. Поскольку космический корабль не столкнулся ни с какими частицами значительного размера, он благополучно прошел через пояс и вынырнул на другую сторону примерно 15 февраля 1973 года. [40] [41]
Карта НАСА, показывающая траектории космических кораблей «Пионер-10» , «Пионер-11» , «Вояджер-1» и «Вояджер-2» .
Траектория «Пионера-10» через систему Юпитера
Анимация траектории полета Пионер-10 вокруг Юпитера
Пионер 10 · Юпитер · Этот · Европа · Ганимед · Каллисто
Встреча с Юпитером [ править ]
6 ноября 1973 года космический корабль «Пионер-10» находился на расстоянии 25 миллионов км (16 миллионов миль) от Юпитера. Начались испытания системы визуализации, и данные были успешно получены обратно в сеть дальнего космоса. Затем на космический корабль была загружена серия из 16 000 команд для управления операциями облета в течение следующих шестидесяти дней. Орбита внешней луны Синопа была пересечена 8 ноября. Головная ударная волна магнитосферы Юпитера была достигнута 16 ноября, о чем свидетельствует падение скорости солнечного ветра с 451 км/с (280 миль/с) до 225 км/с. км/с (140 миль/с). Магнитопауза была пройдена через день. Приборы космического корабля подтвердили, что магнитное поле Юпитера инвертировано по сравнению с магнитным полем Земли. К 29 числа орбиты всех крайних лун были пройдены, и космический корабль работал безупречно. [42]
Красные и синие изображения Юпитера создавались фотополяриметром, когда вращение космического корабля переносило поле зрения прибора за пределы планеты. Эти красный и синий цвета были объединены для создания синтетического зеленого изображения, что позволило создать визуализированное изображение с помощью трехцветной комбинации. 26 ноября на Землю было получено в общей сложности двенадцать таких изображений. Ко 2 декабря качество изображения превзошло лучшие снимки, сделанные с Земли. На Земле они отображались в режиме реального времени, и программа «Пионер» позже получила премию «Эмми» за эту презентацию для средств массовой информации. Движение космического корабля привело к геометрическим искажениям, которые позже пришлось исправлять с помощью компьютерной обработки. [42] В ходе встречи было передано в общей сложности более 500 изображений. [43]
Траектория космического корабля проходила вдоль магнитного экватора Юпитера, где ионное излучение . было сосредоточено [44] Пиковый поток этого электронного излучения в 10 000 раз сильнее максимального излучения вокруг Земли. [45] «Пионер-10» прошел через внутренние радиационные пояса в пределах 20 Р Дж , получив комплексную дозу 200 000 рад от электронов и 56 000 рад от протонов (для сравнения: доза всего тела в 500 рад смертельна для человека). [46] Уровень радиации на Юпитере оказался в десять раз выше, чем предсказывали конструкторы «Пионера», что привело к опасениям, что зонд не выживет. Начиная с 3 декабря, радиация вокруг Юпитера стала причиной подачи ложных команд. Большинство из них было исправлено командами на случай непредвиденных обстоятельств, но изображение Ио и несколько крупных планов Юпитера были потеряны. Подобные ложные команды будут генерироваться и на выходе с планеты. [42] Тем не менее, «Пионеру-10» удалось получить изображения спутников Ганимеда и Европы . Изображение Ганимеда показало особенности низкого альбедо в центре и вблизи южного полюса, тогда как северный полюс казался ярче. Европа находилась слишком далеко, чтобы получить детальное изображение, хотя некоторые особенности альбедо были очевидны. [47]
Траектория «Пионера-10» была выбрана таким образом, чтобы он находился позади Ио, что позволило измерить преломляющий эффект лунной атмосферы на радиопередачи. Это продемонстрировало, что ионосфера Луны находилась на высоте около 700 километров (430 миль) над поверхностью дневной стороны, а плотность колебалась от 60 000 электронов на кубический сантиметр на дневной стороне до 9 000 электронов на кубический сантиметр на ночной стороне. Неожиданным открытием стало то, что Ио вращалась по орбите внутри водородного облака, протяженность которого составляла около 805 000 километров (500 000 миль), а ширина и высота составляли 402 000 километров (250 000 миль). Считалось, что облако меньшего размера, длиной 110 000 километров (68 000 миль), было обнаружено недалеко от Европы. [47]
Лишь после того, как «Пионер-10» покинул пояс астероидов, НАСА выбрало траекторию к Юпитеру, которая включала эффект рогатки для отправки космического корабля за пределы Солнечной системы. «Пионер-10» был первым космическим кораблем, предпринявшим такой маневр и ставшим образцом для будущих миссий. Такой расширенной миссии не было в первоначальном предложении, но она планировалась до запуска. [48]
При максимальном сближении скорость космического корабля достигала 132 000 км/ч (82 000 миль в час; 37 000 м/с). [49] и он находился на расстоянии 132 252 километров (82 178 миль) от внешней атмосферы Юпитера. Были получены изображения Большого Красного Пятна и терминатора крупным планом. Связь с космическим кораблем прервалась, когда он прошел за планетой. [44] Данные радиозатмения позволили измерить температурную структуру внешней атмосферы, показав инверсию температуры между высотами с давлением 10 и 100 мбар . Температуры на уровне 10 мбар варьировались от -133 до -113 ° C (от 140 до 160 K ; от -207 до -171 ° F ), а температуры на уровне 100 мбар составляли от -183 до -163 ° C (от 90,1 до 110,1 ° F). К; от -297,4 до -261,4 °F). [50] Космический корабль создал инфракрасную карту планеты, которая подтвердила идею о том, что планета излучает больше тепла, чем получает от Солнца. [51]
Изображения планеты в форме полумесяца затем были возвращены, когда «Пионер-10» удалился от планеты. [52] Направляясь наружу, космический корабль снова миновал головную ударную волну магнитосферы Юпитера. Поскольку этот фронт постоянно смещается в пространстве из-за динамического взаимодействия с солнечным ветром, аппарат пересек головную ударную волну в общей сложности 17 раз, прежде чем полностью покинул ее. [53]
- Изображения встречи Юпитера
Юпитер на снимке «Пионера-10».
Юпитер крупным планом, снимок «Пионера-10».
Ганимед на снимке «Пионера-10».
Европа на снимке «Пионера-10».
Серп Юпитера, снимок космического корабля «Пионер-10».
Глубокий космос [ править ]
«Пионер-10» пересек орбиту Сатурна в 1976 году и орбиту Урана в 1979 году. [54] 13 июня 1983 года корабль пересек орбиту Нептуна и стал первым искусственным объектом, покинувшим близость главных планет Солнечной системы. Миссия официально завершилась 31 марта 1997 года, когда она достигла расстояния 67 а.е. (10,0 миллиардов км; 6,2 миллиарда миль) от Солнца, хотя космический корабль все еще мог передавать последовательные данные после этой даты. [16]
После 31 марта 1997 года слабый сигнал «Пионера-10 » продолжал отслеживаться сетью Deep Space Network, чтобы помочь в обучении диспетчеров полета процессу приема радиосигналов из дальнего космоса. Было проведено исследование Advanced Concepts, применялась в котором теория хаоса для извлечения последовательных данных из замирающего сигнала. [55]
Последний успешный прием телеметрии был получен от «Пионера-10» 27 апреля 2002 г.; последующие сигналы были едва достаточно сильными, чтобы их можно было обнаружить, и не давали никаких полезных данных. Последний, очень слабый сигнал от «Пионера-10» был получен 23 января 2003 года, когда он находился на расстоянии 12 миллиардов км (80 а.е.; 7,5 миллиардов миль) от Земли. [56] Дальнейшие попытки связаться с космическим кораблем не увенчались успехом. Последняя попытка была предпринята вечером 4 марта 2006 г., когда антенна в последний раз была правильно выровнена по отношению к Земле. получено не было Никакого ответа от Pioneer 10 . [57] НАСА решило, что мощность блоков РИТЭГ, вероятно, упала ниже порога мощности, необходимого для работы передатчика. Поэтому дальнейших попыток контакта предпринято не было. [58]
Хронология [ править ]
График 1 виден с северного полюса эклиптики в масштабе.
Графики 2–4 представляют собой проекции под третьим углом в масштабе 20%.
В файле SVG наведите указатель мыши на траекторию или орбиту, чтобы выделить ее и связанные с ней запуски и пролеты.
| Хронология путешествия | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Текущее состояние и будущее [ править ]
18 июля 2023 года «Вояджер-2» обогнал «Пионер-10» , сделав «Пионер-10» третьим по дальности от Солнца космическим кораблем после «Вояджера-1» и «Вояджера-2» . [63] [64] По оценкам, по состоянию на июнь 2024 года зонд будет находиться на расстоянии 137,3 а.е. (20,5 миллиарда км ; 12,8 миллиарда миль ) от Земли и 136,3 а.е. (20,4 миллиарда км ; 12,7 миллиарда миль ) от Солнца. [65] Солнечному свету требуется 18,9 часов, чтобы достичь «Пионера-10» . Яркость Солнца с космического корабля составляет −16,0 звездной величины. [65] «Пионер-10» в настоящее время движется в направлении созвездия Тельца . [65]
Если их не потревожать, «Пионер-10» и его родственный корабль «Пионер-11» присоединятся к двум космическим кораблям «Вояджер» и космическому кораблю «Новые горизонты» и покинут Солнечную систему, чтобы путешествовать по межзвездной среде . Ожидается, что траектория "Пионера-10" пройдет в общем направлении к звезде Альдебаран , которая в настоящее время находится на расстоянии около 68 световых лет . Если бы Альдебаран имел нулевую относительную скорость , космическому кораблю потребовалось бы более двух миллионов лет, чтобы достичь его. [16] [65] Задолго до этого, примерно через 90 000 лет, «Пионер-10» пройдет на расстоянии около 0,23 парсека (0,75 светового года ) от поздней звезды K-типа HIP 117795 . [66] Это самый близкий пролет звезд за следующие несколько миллионов лет из всех космических кораблей «Пионер» , «Вояджер» и «Новые горизонты» , покидающих Солнечную систему.
Резервный блок Pioneer H в настоящее время выставлен в галерее «Вехи полета» Национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. [67] Многие элементы миссии оказались решающими при планировании программы «Вояджер». [68]
Пионерская табличка [ править ]
Поскольку это было решительно поддержано Карлом Саганом , [12] На «Пионере-10» и «Пионере-11» из анодированного золотом алюминия размером 152 на 229 мм (6,0 на 9,0 дюйма) имеется табличка на случай, если какой-либо космический корабль когда-либо будет обнаружен разумными формами жизни с другой планетарной системы. На мемориальных досках изображены обнаженные фигуры мужчины и женщины, а также несколько символов, которые призваны предоставить информацию о происхождении космического корабля. [69] Табличка прикреплена к опорным стойкам антенны, где она будет защищена от межзвездной пыли. [70]
Пионер- в популярных 10 СМИ
В фильме «Звездный путь V: Последний рубеж » клингонская хищная птица уничтожает «Пионер-10» в качестве мишени. [71]
В сериализованном фантастическом мультимедийном повествовании 17776 одним из главных героев является разумный Пионер 10 .
См. также [ править ]
- Исследование Юпитера
- Пионер-11 , пролет Юпитера и Сатурна
- «Вояджер-1» и «Вояджер-2» пролетают мимо Юпитера по пути к другим пролетам за пределами Солнечной системы.
- Галилео , орбитальный аппарат Юпитера
- Кассини-Гюйгенс , пролет Юпитера для орбитального аппарата Сатурна и спускаемого аппарата на Титане соответственно.
- «Новые горизонты» : пролет Юпитера по пути к Плутону
- Юнона , полярный орбитальный аппарат Юпитера.
- Список искусственных объектов, покидающих Солнечную систему
- Список миссий на внешние планеты
- Пионер аномалии
- Роботизированный космический корабль
- Хронология искусственных спутников и космических зондов
- 17776
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Пионер-10 — наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 10 августа 2023 г.
- ^ РБ Фрауэнхольц; Дж. Э. Болл (октябрь 1972 г.). Краткое изложение стратегии маневров Pioneer 10 (PDF) . Том. 2. НАСА / Лаборатория реактивного движения .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Асиф А. Сиддики (20 сентября 2018 г.). За пределами Земли: хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг . Серия «История НАСА» (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: НАСА . ISBN 978-1-626-83042-4 . LCCN 2017059404 . СП2018-4041.
- ^ «Пионерские миссии» . НАСА.gov . НАСА . 26 марта 2007. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 7 мая 2019 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Ричард О. Фиммел; Уильям Суинделл; Эрик Берджесс (август 1974 г.). Пионерская одиссея: Встреча с великаном . НАСА . 20190002224 . Проверено 6 июля 2011 г.
- ^ Лауниус 2004 , с. 36.
- ^ Ван Аллен 2001 , с. 155.
- ^ Берроуз 1990 , стр. 16.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Берроуз 1999 , с. 476.
- ^ Берджесс 1982 , с. 16.
- ^ Симпсон 2001 , с. 144.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Дайер 1998 , с. 302.
- ^ Вулвертон 2004 , с. 124.
- ^ «ПИОНЕР ОБЪЕДИНИЛ «ГАРАНТИЮ» » . Авиационная неделя . Проверено 15 сентября 2017 г.
- ^ Берроуз 1990 , стр. 16–19.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г Джон Д. Андерсон; Филип А. Лэнг; и др. (апрель 2002 г.). «Исследование аномального ускорения «Пионера 10 и 11». Физический обзор D . 65 (8): 082004. arXiv : gr-qc/0104064 . Бибкод : 2002ФРвД..65х2004А . doi : 10.1103/PhysRevD.65.082004 . S2CID 92994412 .
- ^ Уэйд, Марк. «Пионер 10-11» . Энциклопедия астронавтики . Архивировано из оригинала 20 ноября 2010 года . Проверено 8 февраля 2011 г.
- ^ «Энциклопедия космических полетов Weebau» . 9 ноября 2010 года . Проверено 12 января 2012 г.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 46–47.
- ^ Э.А. Скрабек; Дж. У. МакГрю (12–16 января 1987 г.). «Обновление производительности Pioneer 10 и 11 RTG». Труды Четвертого симпозиума по космическим ядерным энергетическим системам . Альбукерке, Нью-Мексико. стр. 201–204. Бибкод : 1987snps.symp..201S .
- ^ Г.Л. Беннетт; Э. А. Скрабек (26–29 марта 1996 г.). «Энергетические характеристики космических радиоизотопных термоэлектрических генераторов США». Пятнадцатая Международная конференция по термоэлектрике . Пасадена, Калифорния. стр. 357–372. дои : 10.1109/ICT.1996.553506 .
- ^ Эдвард Дж. Смит. «Пионер-10: Магнитные поля» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Квадрисферический анализатор плазмы» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Симпсон 2001 , с. 146.
- ^ «Прибор заряженных частиц (ИПЦ)» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Спектры космических лучей» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Трубочный телескоп Гейгера (ГТТ)» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Юпитерианская захваченная радиация» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Детекторы метеороидов» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Астероидно-метеороидная астрономия» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Ультрафиолетовая фотометрия» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Визуализирующий фотополяриметр (ИПФ)» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «Инфракрасные радиометры» . НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 19 февраля 2011 г.
- ^ «НАСА Гленн: История запуска пионера» . НАСА . 7 марта 2003 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2017 г. Проверено 13 июня 2011 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Роджерс 1995 , с. 23.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Фиммел, ван Аллен и Берджесс, 1980 , с. 73.
- ^ Берроуз 1990 , стр. 17.
- ^ диджей Книпп; Би Джей Фрейзер; М. А. Ши; ДФ Смарт (2018). «О малоизвестных последствиях сверхбыстрого коронального выброса массы 4 августа 1972 года: факты, комментарии и призыв к действию» . Космическая погода . 16 (11): 1635–1643. Бибкод : 2018SpWea..16.1635K . дои : 10.1029/2018SW002024 .
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 75.
- ^ «Пионер-10» выходит за пояс астероидов . Новый учёный . 57 (835). Новые научные публикации: 470. 1 марта 1973 г.
- ^ Берджесс 1982 , с. 32.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Фиммел, ван Аллен и Берджесс, 1980 , стр. 79–93.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 170.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Фиммел, ван Аллен и Берджесс, 1980 , с. 93.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 126.
- ^ Гарри Э. Хант; Патрик Мур (1981). Юпитер (1-е изд.). Лондон: Королевское астрономическое общество . ISBN 978-0-528-81542-3 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Фиммел, ван Аллен и Берджесс, 1980 , с. 121.
- ^ «НАСА говорит «пока-пока Берди» космическому кораблю «Пионер-10»» . Журнал Салина . 13 июня 1983 года . Проверено 6 декабря 2017 г.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 79.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 135.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 141.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 90.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 123–124.
- ^ Фиммел, ван_Аллен и Берджесс 1980 , стр. 91.
- ^ Тони Филлипс (3 мая 2001 г.). «Семь миллиардов миль и больше» . НАСА . Архивировано из оригинала 10 мая 2015 года . Проверено 7 июня 2011 г.
- ^ «Этот месяц в истории», журнал Smithsonian , июнь 2003 г.
- ^ Эмили Лакдавалла (6 марта 2006 г.). «Последняя попытка связаться с «Пионером-10»» . Планетарное общество . Архивировано из оригинала 16 июня 2006 года . Проверено 7 июня 2011 г.
- ^ Анджело 2007 , с. 221.
- ^ Джон Ноубл Уилфорд (26 апреля 1983 г.). «Пионер-10» выходит за рамки целей и направляется в неизведанное» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 13 июня 2011 г.
- ^ «Галвестон Дейли Ньюс (19 июня 1983 г.)» . Галвестон Дейли Ньюс . 13 июня 1983 года . Проверено 8 января 2014 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Джеймс А. Ван Аллен (17 февраля 1998 г.). «Обновление Пионер 10» . Университет Айовы . Проверено 9 января 2011 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Джеймс А. Ван Аллен (20 февраля 2003 г.). «Завершение миссии «Пионера-10»» . Университет Айовы . Проверено 9 января 2011 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Расстояние между Солнцем и Вояджером-2» .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Расстояние между Солнцем и Пионер-10» .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Крис Пит (9 сентября 2012 г.). «Космический корабль, покинувший Солнечную систему» . Небеса Выше . Проверено 9 сентября 2019 г.
- ^ Корин А.Л. Бэйлер-Джонс; Давиде Фарноккья (3 апреля 2019 г.). «Будущие облеты звезд кораблей «Вояджер» и «Пионер» . Исследовательские заметки ААС . 3 (4): 59. arXiv : 1912.03503 . Бибкод : 2019RNAAS...3...59B . дои : 10.3847/2515-5172/ab158e . S2CID 134524048 .
- ^ «Вехи полета» . Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики . Архивировано из оригинала 15 апреля 2012 года . Проверено 7 июня 2011 г.
- ^ Берроуз 1990 , стр. 266–8.
- ^ Карл Саган; Линда Зальцман Саган и Фрэнк Дрейк (25 февраля 1972 г.). «Послание с Земли». Наука . 175 (4024): 881–884. Бибкод : 1972Sci...175..881S . дои : 10.1126/science.175.4024.881 . ПМИД 17781060 .
- ^ Ричард О. Фиммел; Джеймс А. ван Аллен; Эрик Берджесс. «Плакетка» . НАСА . Проверено 29 апреля 2023 г.
- ^ Майкл Окуда; Дениз Окуда; Дебби Мирек (17 мая 2011 г.). Энциклопедия Звездного пути . Саймон и Шустер. п. 1716. ISBN 9781451646887 . Проверено 11 июня 2018 г.
Библиография [ править ]
- Анджело, Джозеф А. (2007). Робот-космический корабль . Границы в космосе. Факты о файловой библиотеке. Издательство информационной базы. ISBN 978-0-8160-5773-3 .
- Берджесс, Эрик (1982). «Пионерские одиссеи» . У Юпитера: одиссея к гиганту . Издательство Колумбийского университета. ISBN 978-0-231-05176-7 .
- Берроуз, Уильям Э. (1990). Исследование космоса: путешествия по Солнечной системе и за ее пределы . Случайный дом. ISBN 978-0-394-56983-3 .
- Берроуз, Уильям Э. (1999). Этот новый океан: история первой космической эры . Современная библиотека. Random House Digital, Inc. ISBN 978-0-375-75485-2 .
- Дайер, Дэвис (1998). TRW: новаторские технологии и инновации с 1900 года . Гарвардская деловая пресса. ISBN 978-0-87584-606-4 .
- Фиммел, Ричард О.; ван Аллен, Джеймс; Берджесс, Эрик (1980). Пионер: сначала к Юпитеру, Сатурну и далее . Вашингтон, округ Колумбия, США: Бюро научно-технической информации НАСА.
- Лауниус, Роджер Д. (2004). Границы освоения космоса . Greenwood Press путеводитель по историческим событиям двадцатого века (2-е изд.). Издательская группа Гринвуд. п. 36 . ISBN 978-0-313-32524-3 .
- Роджерс, Джон Хьюберт (1995). Планета-гигант Юпитер . Серия пособий по практической астрономии. Том. 6. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-41008-3 .
- Симпсон, Дж. А. (2001). «Космическое излучение» . В Йохане AM Бликере; Йоханнес Гейсс; Мартин CE Хубер (ред.). Век космической науки . Том. 1. Спрингер. п. 146. ИСБН 978-0-7923-7196-0 .
- Ван Аллен, Джеймс А. (2001). «Физика магнитосферы» . У Йоханнеса Альфонса Мари Бликер; Артуро Руссо (ред.). Век космической науки . Том. 1. Спрингер. п. 155. ИСБН 978-0-7923-7196-0 .
- Вулвертон, Марк (2004). Глубины космоса: история планетарных зондов «Пионер» . Пресса национальных академий. ISBN 978-0-309-09050-6 .
Внешние ссылки [ править ]
- Страница архива пионерского проекта
- «Пионера-10» Профиль от НАСА по исследованию солнечной системы
- NSSDC Пионер 10 стр.
- Юпитер Одиссея (1974) доступна для бесплатного просмотра и скачивания в Интернет-архиве.
