Открыть главное меню

«Пионе́р-10» (англ. Pioneer 10, Pioneer F (первоначально)) — автоматическая межпланетная станция (АМС) НАСА, предназначенная главным образом для изучения Юпитера и гелиосферы. «Пионер-10» стал первым космическим аппаратом, совершившим пролёт вблизи Юпитера и сфотографировавшим планету, а также первым аппаратом, развившим достаточную скорость для преодоления силы притяжения Солнца. «Пионер-10» был спроектирован и изготовлен в TRW Inc.[en] Оператором миссии являлся исследовательский центр Эймса в Калифорнии.

«Пионер-10»
Pioneer 10
Pioneer 10 at Jupiter.jpg
Пролёт «Пионера-10» вблизи Юпитера в представлении художника
Заказчик Соединённые Штаты Америки НАСА
Производитель Соединённые Штаты Америки TRW Inc.
Оператор Исследовательский центр Эймса
Задачи Исследование внешних областей Солнечной системы и гелиосферы
Пролёт Пояс астероидов, Юпитер
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки База ВВС США на мысе Канаверал LC-36
Ракета-носитель Атлас-Центавр
Запуск март 3, 1972 (1972-03-03) 01:49:04 UTC
Длительность полёта 47 лет, 5 месяцев, 20 дней
NSSDC ID 1972-012A
SCN 05860
Технические характеристики
Масса 258,8 кг
Мощность 155 Вт (при запуске)
Логотип миссии
Pioneer 10 - Pioneer 11 - mission patch - Pioneer patch.png
Сайт проекта
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Запущен 3 марта 1972 носителем Атлас-Центавр. В феврале 1973 года «Пионер-10» впервые пересёк пояс астероидов, ближе всего (на 8,8 млн км) подойдя к астероиду (307) Ника и обнаружив пылевой пояс ближе к Юпитеру. Аппарат пролетел на расстоянии 132 тыс. км от облаков Юпитера 4 декабря 1973 года. Были получены данные о составе атмосферы Юпитера, уточнена масса планеты, измерено её магнитное поле, а также установлено, что общий тепловой поток от Юпитера в 2,5 раза превышает энергию, получаемую планетой от Солнца. «Пионер-10» также позволил уточнить плотность четырёх крупнейших спутников Юпитера.

Последний контакт с «Пионером-10» состоялся 22—23 января 2003 года. В это время космический аппарат находился на расстоянии 82,19 а. е. от Солнца и удалялся от него с относительной скоростью 12,224 км/c. Дальнейшая судьба «Пионера-10» неизвестна, но предполагается, что он продолжает полёт и со временем покинет Солнечную систему, направляясь в сторону звезды Альдебаран.

Содержание

КонструкцияПравить

 
Схема аппарата «Пионер-10»
 
Запуск аппарата «Пионер-10»

В рабочем состоянии «Пионер-10» имел высоту 2,9 м. Его основная параболическая антенна имела диаметр 2,75 м. Направление антенны на Землю поддерживалось вращением аппарата вокруг продольной оси.

Сведения о массе «Пионера-10» разнятся. Исследователи «эффекта Пионера[⇨]», изучив множество источников, пришли к выводу, что полная стартовая масса аппарата составляла 259 кг, включая 36 кг гидразинового топлива[1].

Научное оборудованиеПравить

«Пионер-10» нёс приборы общей массой около 33 кг[2], предназначенные решения различных научных задач и сгруппированные в 11 отдельных «инструментов»[3]:

 
Изображения Галилеевых спутников, переданные «Пионером-10»

Передаваемые «Пионером-10» изображения имели невысокое разрешение, поскольку для съёмки использовалась не телекамера, а фотополяриметр, который в режиме сканирования имел поле зрения 0,5 миллирадиан (около 1,7 угловой минуты)[13]. Развёртка изображения по одной координате происходила за счёт вращения аппарата, а по другой — за счёт его орбитального движения.

«Межзвездное письмо» «Пионера-10»Править

По просьбе Карла Сагана, Пионер-10 и Пионер-11 несут в себе пластины размером 152 на 229 мм с золотым анодированным алюминием, в случае, если любой из космического аппарата когда-либо, найденное разумными формами жизни, из другой планетарной системы. Пластина прикреплена к опорам антенны, чтобы обеспечить некоторую защиту от межзвёздной пыли.

На пластине изображены:

  • молекула нейтрального водорода;
  • две человеческие фигуры, мужчины и женщины, на фоне контура аппарата;
  • относительное положение Солнца относительно центра Галактики и четырнадцати пульсаров;
  • схематическое изображение Солнечной системы и траектория аппарата относительно планет.
 
Пластинка из анодированного алюминия на борту «Пионера-10»

Рисунок молекулы водорода показан состоящим из двух атомов с разным спином. Расстояние между центрами пропорционально длине волны излучения нейтрального водорода (21 сантиметр). Это число является масштабной линейкой для нахождения других линейных величин на пластинке. Рост людей на пластинке можно найти, умножив число 8 (в двоичном коде выгравировано рядом с фигурой женщины в квадратных скобках) на 21. Размеры аппарата на втором плане даны в том же масштабе.

Пятнадцать расходящихся из единой точки линий позволяет вычислить звезду, от которой прилетел аппарат, и время старта. Рядом с четырнадцатью линиями нанесен двоичный код, который указывает период пульсаров, находящихся в окрестностях Солнечной системы. Поскольку со временем период пульсаров увеличивается по известному закону, можно вычислить время запуска аппарата.

На схеме Солнечной системы рядом с планетами в двоичном виде указаны относительные расстояния от планеты до Солнца.

Критика посланияПравить

Многие символы на картинке могут оказаться непонятными иному разуму. В частности, такими символами могут стать квадратные скобки, обрамляющие двоичные числа, знак стрелы на траектории отлёта «Пионера-10» и приветственно поднятая рука мужчины.

Дальнейшая судьба аппаратаПравить

 
Почтовая марка США, посвященная «Пионеру-10»
 
Почтовая марка Казахстана, посвященная «Пионеру-10»

В феврале 1976 года аппарат пересёк орбиту Сатурна[15], а 11 июля 1979 года — орбиту Урана[16]. 13 июня 1983 года «Пионер-10» стал первым космическим аппаратом, пересекшим орбиту самой далёкой на тот момент планеты Солнечной системы — Нептуна. Официально миссия «Пионера-10» закончилась 31 марта 1997 года[15], на расстоянии около 67 а. е. от Солнца, хотя аппарат продолжал передавать данные[17].

17 февраля 1998 года, на расстоянии 69,419 а. е. (около 10,4 млрд км) от Солнца «Пионер-10» перестал быть самым удалённым рукотворным объектом, так как его «обогнал»[Комм. 1] космический аппарат «Вояджер-1»[19][18].

Последний успешный приём данных телеметрии от «Пионера-10» состоялся 27 апреля 2002 года. Последний очень слабый сигнал от «Пионера-10» был получен 23 января 2003 года[3]. В это время аппарат находился на расстоянии 82,19 а. е. от Солнца и продолжал удаляться от него с относительной скоростью 12,224 км/c. Расстояние от Земли до «Пионера-10» составляло 12,21 млрд км, время прохождения радиосигнала туда и обратно — 22 часа 38 минут[20]. Последующие попытки установить контакт с «Пионером-10» 7 февраля 2003 и 3—5 марта 2006 года были безуспешны. Причиной потери радиосвязи специалисты NASA считают истощение радиоизотопного источника питания. Предполагается, что аппарат продолжает полёт. Его скорость достаточна, чтобы покинуть Солнечную систему, а курс лежит в сторону звезды Альдебаран. Если с «Пионером-10» ничего не случится по пути, его путешествие до окрестностей этой звезды продлится более двух миллионов лет[3].

Эффект «Пионера»Править

При исследовании движения автоматических межпланетных станций «Пионер-10» и «Пионер-11» было выявлено их небольшое отклонение от расчётных траекторий в сторону Солнца. Характер отклонения свидетельствовал, что имеет место неизвестный фактор, очень слабо, но непрерывно тормозящий удаляющиеся от Солнца аппараты. Данное явление было названо эффектом «Пионера». Объяснить его действием на «Пионеры» внешних сил не удавалось, а предположение о происхождении эффекта вследствие особенностей конструкции аппаратов поначалу было сочтено необоснованным. Высказывались различные предположения о природе эффекта вплоть до несовершенства основных космологических теорий[21]. Позже более подробный анализ данных телеметрии и компьютерное моделирование подтвердили асимметричность теплового излучения самого «Пионера-10» в качестве причины его торможения, аналогичный вывод был сделан и в отношении «Пионера-11»[22][23][24].

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Wolfe J. H., Mihalov J. D., Collard, H. R., McKibbin D. D., Frank L. A., Intriligator D. S. Pioneer 10 observations of the solar wind interation with Jupiter  (англ.). — NASA, 1974. — 39 с.
  • Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Gary Kinsella, Siu-Chun Lee, Shing M. Lok, Jordan Ellis. Support for the Thermal Origin of the Pioneer Anomaly (англ.) // Physical Review Letters. — 2012. — 15 June (vol. 108 (iss. 24). — ISSN 0031-9007. — arXiv:1204.2507.
  • John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau, Anthony S. Liu, Michael Martin Nieto, Slava G. Turyshev. Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11 (англ.) // Physical Review D. — 2002. — 15 April (vol. 65 (iss. 8). — ISSN 0031-9007. — arXiv:gr-qc/0104064.
  • Richard O. Fimmel, James Van Allen, Eric Burgess. Pioneer – First to Jupiter, Saturn, and Beyond  (англ.). — Washington, D.C.: NASA Scientific and Technical Information Office, 1980. — 221 с.

СсылкиПравить

КомментарииПравить

  1. «Вояджер-1» и «Пионер-10» удаляются от Солнца почти в противоположных направлениях[18], поэтому речь идёт только о сравнении расстояний.

ПримечанияПравить

  1. Anderson et al., 2002, note 15, p. 49.
  2. Wolfe et al., 1974, p. 1.
  3. 1 2 3 The Pioneer Missions (англ.), NASA (26 March 2007). Дата обращения 16 апреля 2017.
  4. Magnetic Fields (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  5. Quadrispherical Plasma Analyzer (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  6. Charged Particle Instrument (CPI) (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  7. Cosmic-Ray Spectra (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2011.
  8. Geiger Tube Telescope (GTT) (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2011.
  9. Jovian Trapped Radiation (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2011.
  10. Meteoroid Detectors (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  11. Asteroid/Meteoroid Astronomy (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  12. Ultraviolet Photometry (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  13. 1 2 Imaging Photopolarimeter (IPP) (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  14. Infrared Radiometers (англ.). NASA. Дата обращения 22 мая 2019.
  15. 1 2 Pioneer 10 (англ.). Solar System Exploration. NASA (26 January 2019). Дата обращения 31 мая 2019.
  16. Fimmel, Van Allen, and Burgress, 1980, p. 87.
  17. Anderson et al., 2002, p. 5.
  18. 1 2 Mary A. Hardin. Voyager 1, Now Most Distant Human-made Object in Space (англ.). Jet Propulsion Laboratory, NASA (13 February 1998). Дата обращения 16 апреля 2019.
  19. J. A. Van Allen. Update on Pioneer 10 (англ.). University of Iowa (17 February 1998). Дата обращения 31 мая 2019.
  20. Pioneer 10 Contacted (англ.) (недоступная ссылка). Solar System Exploration. NASA (20 February 2003). Архивировано 8 января 2004 года.
  21. Таинственные силы разворачивают космический аппарат Pioneer 10 назад к Солнцу. DailyTechInfo - Новости науки и технологий, новинки техники. www.dailytechinfo.org (21 сентября 2010). Дата обращения 16 апреля 2017.
  22. Раскрыта тайна аномального движения космических аппаратов Pioneer 10 и 11. DailyTechInfo - Новости науки и технологий, новинки техники. www.dailytechinfo.org (27 июля 2011). Дата обращения 16 апреля 2017.
  23. Bruce Betts. Pioneer Anomaly Solved! (англ.). The Planetary Society. www.planetary.org (19 April 2012). Дата обращения 16 апреля 2017.
  24. Turyshev et al., 2012.