Пионер-10

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

«Пионер-10»
Pioneer 10
Пролёт «Пионера-10» вблизи Юпитера в представлении художника
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 52 года 1 месяц 11 дней
COSPAR ID 1972-012A
SCN 05860
Технические характеристики
Масса 258,8 кг
Мощность 155 Вт (при запуске)
Логотип миссии
nasa.gov/mission_pages/p…
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

«Пионе́р-10» (англ. Pioneer 10, Pioneer F (первоначально)) — космический зонд НАСА, предназначенный 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.

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/с. Дальнейшая судьба «Пионера-10» неизвестна, но предполагается, что он продолжает полёт и со временем покинет Солнечную систему, направляясь в сторону звезды Альдебаран.

Конструкция[править | править код]

Схема аппарата «Пионер-10»
Запуск аппарата «Пионер-10»
Траектории межзвёздных зондов.

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 оборудование[править | править код]

«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»

Передававшиеся «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 | править код]

Основная статья: Пластинки Пионера

По просьбе Карла Сагана Пионер-10 и Пионер-11 несут в себе пластины размером 152 на 229 мм с золотым анодированным алюминием, на случай, если любой из космических аппаратов когда-либо будет найден 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 послания[править | править код]

Многие символы на картинке могут оказаться непонятными иному разуму. В частности, такими символами могут стать знак стрелы на траектории отлёта «Пионера-10» и приветственно поднятая рука мужчины.[источник не указан 600 дней]

Изображение волос не столько дополняет представление о реальном облике человека, сколько вводит в заблуждение. Не отражены структура (воспринимаются, как монолитное образование), и мужские борода с усами, являющиеся броским вторичнополовым признаком; роль же последнего отведена такой чистейшей условности, как  различная стрижка и укладка[источник не указан 251 день]

Дальнейшая судьба аппарата[править | править код]

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 Нептуна, самой далёкой на тот момент планеты Солнечной системы. 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»[18][19]. Космический аппарат «Вояджер-2», запущенный на 16 дней раньше «Вояджера-1», превзойдёт «Пионер-10» по удалению от Солнца в 2023 году[20].

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/с. Расстояние от Земли до «Пионера-10» составляло 12,21 млрд км, время прохождения радиосигнала туда и обратно — 22 часа 38 минут[21]. 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].

Расчётные координаты «Пионера-10», в том числе его текущее удаление от Солнца и Земли, отображаются на сайте Heavens Above[22].

Эффект «Пионера»[править | править код]

Основная статья: Эффект «Пионера»

При исследовании движения автоматических межпланетных станций «Пионер-10» и «Пионер-11» было выявлено их небольшое отклонение в сторону Солнца от расчётных траекторий. 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[23]. Позже более тщательный 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»[24][25][26].

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

  • 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 p. Архивная копия от 16 апреля 2019 на Wayback Machine
  • 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 p.

Ссылки[править | править код]

Комментарии[править | править код]

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

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Anderson et al., 2002, note 15, p. 49.
  2. ↑ Wolfe et al., 1974, p. 1.
  3. ↑ 1 2 3 "The Pioneer Missions". NASA (англ.). 2007-03-26. Архивировано из оригинала 29 июня 2011. Дата обращения: 16 апреля 2017.
  4. ↑ Magnetic Fields (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 26 сентября 2020 года.
  5. ↑ Quadrispherical Plasma Analyzer (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 6 августа 2020 года.
  6. ↑ Charged Particle Instrument (CPI) (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 6 августа 2020 года.
  7. ↑ Cosmic-Ray Spectra (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2011. Архивировано 27 октября 2011 года.
  8. ↑ Geiger Tube Telescope (GTT) (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2011. Архивировано 27 октября 2011 года.
  9. ↑ Jovian Trapped Radiation (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2011. Архивировано 27 октября 2011 года.
  10. ↑ Meteoroid Detectors (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 18 июня 2016 года.
  11. ↑ Asteroid/Meteoroid Astronomy (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 17 июня 2016 года.
  12. ↑ Ultraviolet Photometry (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 18 июня 2016 года.
  13. ↑ 1 2 Imaging Photopolarimeter (IPP) (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 19 января 2017 года.
  14. ↑ Infrared Radiometers (англ.). NASA. Дата обращения: 22 мая 2019. Архивировано 18 июня 2016 года.
  15. ↑ 1 2 Pioneer 10 (англ.). Solar System Exploration. NASA (26 января 2019). Дата обращения: 31 мая 2019. Архивировано 31 мая 2019 года.
  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 февраля 1998). Дата обращения: 16 апреля 2019. Архивировано 9 сентября 2018 года.
  19. ↑ J. A. Van Allen. Update on Pioneer 10 (англ.). University of Iowa (17 февраля 1998). Дата обращения: 31 мая 2019. Архивировано 11 октября 2018 года.
  20. ↑ За 40 лет «Вояджеры» улетели за 20 млрд км от Земли, но продолжают работать. Вокруг Света Украина (26 апреля 2021). Дата обращения: 23 августа 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  21. ↑ Pioneer 10 Contacted (англ.). Solar System Exploration. NASA (20 февраля 2003). Архивировано из оригинала 8 января 2004 года.
  22. ↑ Космические аппараты, покидающие Солнечную систему. Heavens Above. Дата обращения: 11 июня 2023. Архивировано 11 мая 2018 года.
  23. ↑ 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. Архивировано 16 апреля 2017 года.
  24. ↑ 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. Архивировано 16 апреля 2017 года.
  25. ↑ Bruce Betts. Pioneer Anomaly Solved! (англ.). The Planetary Society. www.planetary.org (19 апреля 2012). Дата обращения: 16 апреля 2017. Архивировано из оригинала 22 апреля 2012 года.
  26. ↑ Turyshev et al., 2012.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Пионер-10&oldid=133777822