Pioneer 10 -Pioneer 10

Pioneer 10

Umělcova koncepce kosmické lodi Pioneer 10
Typ mise	Průzkum vnější sluneční soustavy a heliosféry
Operátor	NASA / ARC
ID COSPAR	1972-012A
SATCAT č.	5860
webová stránka	Web Pioneer Project (archivováno) Stránka Archiv NASA
Doba trvání mise	30 let, 10 měsíců, 22 dní
Vlastnosti kosmických lodí
Výrobce	TRW
Startovací hmota	258,8 kilogramů (571 lb)
Napájení	155 wattů (při spuštění)
Začátek mise
Datum spuštění	3. března 1972 v 01:49:00 UTC (2. března místního času) ( 1972-03-03 )
Raketa	Atlas SLV-3C Centaur-D Star-37E
Spouštěcí místo	Cape Canaveral LC-36A
Konec mise
Poslední kontakt	Poslední telemetrie 27. dubna 2002; poslední signál přijatý 23. ledna 2003 ( 2003-01-23 )
Průlet kolem Jupiteru
Nejbližší přístup	3. prosince 1973 ( 1973-12-03 )
Vzdálenost	132 252 km (82 178 mi)
Nástroje HMV Helium vektorový magnetometr - Quadrispherical Plasma Analyzer CPI Nástroj pro nabité částice CRT Kosmický dalekohled GTT Geigerův trubkový dalekohled TRD Detektor zachyceného záření - Detektory meteoroidů AMD Detektor asteroidů/meteoroidů - Ultrafialový fotometr IPP Zobrazovací fotopolarimetr - Infračervený radiometr
Průkopník ←  Pioneer 9 Pioneer 11  →

Umělecký dojem z průletu Pioneeru 10 kolem Jupiteru

Pioneer 10 (původní označení Pioneer F ) je americká vesmírná sonda , vypuštěná v roce 1972 a vážící 258 kilogramů (569 liber ), která dokončila první misi k planetě Jupiter . Poté se Pioneer 10 stal prvním z pěti umělých objektů , které dosáhly únikové rychlosti potřebné k opuštění Sluneční soustavy . Tentoprojekt vesmírného průzkumu provedlo výzkumné centrum NASA Ames Research Center v Kalifornii . Kosmická sonda byla vyrobena společností TRW Inc.

Pioneer 10 byl sestaven kolem šestiúhelníkové sběrnice s parabolickou parabolickou anténou s vysokým ziskem o průměru 2,74 metru a kosmická loď byla rotačně stabilizována kolem osy antény. Jeho elektrickou energii dodávaly čtyři radioizotopové termoelektrické generátory , které při startu poskytovaly dohromady 155 wattů.

To bylo vypuštěno 3. března 1972 v 01:49:00 UTC (2. března místního času), Atlas-Centaur postradatelným vozidlem z Capea Canaveral , Florida . Mezi 15. červencem 1972 a 15. únorem 1973 se stala první kosmickou lodí, která překonala pás asteroidů . Fotografování Jupiteru začalo 6. listopadu 1973 ve vzdálenosti 25 000 000 kilometrů (16 000 000 mi) a bylo přeneseno asi 500 snímků. Nejbližší přiblížení k planetě bylo 3. prosince 1973 na vzdálenost 132 252 kilometrů (82 178 mi). Během mise byly palubní přístroje použity ke studiu pásu asteroidů, prostředí kolem Jupiteru, slunečního větru , kosmického záření a nakonec i vzdálených oblastí Sluneční soustavy a heliosféry .

Rádiová komunikace byla ztracena s Pioneer 10 23. ledna 2003, protože ztráty elektrické energie pro jeho rádiový vysílač , se sondou ve vzdálenosti 12 miliard kilometrů (80  AU ) od Země.

Pozadí mise

Dějiny

Pioneer 10 v závěrečné fázi výstavby

Pioneer 10 na startovacím motoru Star-37E těsně před zapouzdřením pro start

Pioneer 10 během zapouzdření do kapotáže užitečného zatížení

V 60. letech minulého století americký letecký inženýr Gary Flandro z NASA Jet Propulsion Laboratory vymyslel misi, známou jako Planetary Grand Tour , která by využila vzácné zarovnání vnějších planet Sluneční soustavy. Tato mise byla nakonec dokončena koncem 70. let dvěma sondami Voyager , ale aby se na ni připravila, rozhodla se NASA v roce 1964 experimentovat s vypuštěním dvojice sond do vnější sluneční soustavy . Advokátní skupina s názvem Outer Space Panel, jejímž předsedou je americký vesmírný vědec James A. Van Allen , vypracovala vědecké zdůvodnění pro zkoumání vnějších planet. NASA Goddard Spaceflight Center sestavil návrh dvojice „galaktických sond Jupiter“, které by prošly pásem asteroidů a navštívily Jupiter. Ty měly být spuštěny v letech 1972 a 1973 během příznivých oken, které se objevovaly pouze několik týdnů každých 13 měsíců. Start v jiných časových intervalech by byl z hlediska požadavků na pohonné hmoty nákladnější.

Dvojice kosmických lodí schválená NASA v únoru 1969 byla před startem označena jako Pioneer F a Pioneer G; později byly pojmenovány Pioneer 10 a Pioneer 11 . Byly součástí programu Pioneer , série bezpilotních vesmírných misí Spojených států zahájených v letech 1958 až 1978. Tento model byl prvním ze série, který byl navržen pro průzkum vnější sluneční soustavy. Na základě četných návrhů vydaných v průběhu 60. let minulého století bylo cílem prvních misí prozkoumat meziplanetární médium za oběžnou dráhou Marsu, studovat pás asteroidů a vyhodnotit možné nebezpečí pro kosmické lodě procházející pásem a prozkoumat Jupiter a jeho prostředí. Mezi cíle pozdější vývojové fáze patřilo, že se sonda těsně přiblížila k Jupiteru, aby poskytla údaje o vlivu radiace z okolního prostředí kolem Jupiteru na přístroje kosmické lodi.

Pro mise bylo navrženo více než 150 vědeckých experimentů. Experimenty, které měly být provedeny na kosmické lodi, byly vybrány v sérii plánovacích sezení během 60. let 20. století, poté byly dokončeny začátkem roku 1970. Měly by provádět zobrazování a polarimetrii Jupiteru a několika jeho satelitů, provádět infračervená a ultrafialová pozorování Jupiteru. , detekovat asteroidy a meteoroidy, určovat složení nabitých částic a měřit magnetická pole, plazma, kosmické záření a zvířetníkové světlo . Pozorování komunikace kosmické lodi při průletu za Jupiterem by umožnilo měření planetární atmosféry, zatímco sledování dat by zlepšilo odhady hmotnosti Jupiteru a jeho měsíců.

NASA Ames Research Center , spíše než Goddard, bylo vybráno k řízení projektu v rámci programu Pioneer. Výzkumné centrum Ames pod vedením Charlese F. Halla bylo vybráno kvůli svým předchozím zkušenostem s kosmickými loděmi se stabilizovanou rotací. Požadavky vyžadovaly malou, lehkou kosmickou loď, která by byla magneticky čistá a která by mohla provádět meziplanetární misi. Měl používat moduly kosmických lodí, které se již osvědčily v Pioneer 6 až 9 misích. Ames si objednal dokumentární film George Van Valkenburga s názvem „Jupiter Odyssey“. Získal řadu mezinárodních ocenění a je viditelný na kanálu Van Valkenburg na YouTube.

V únoru 1970 udělil Ames kombinovanou zakázku ve výši 380 milionů USD společnosti TRW Inc. na stavbu obou vozidel Pioneer 10 a 11 , čímž se obešel obvyklý nabídkový proces, aby se ušetřil čas. BJ O'Brien a Herb Lassen vedli tým TRW, který sestavil kosmickou loď. Návrh a konstrukce kosmické lodi si vyžádaly odhadem 25 milionů člověkohodin. Inženýr z TRW řekl: "Tato kosmická loď má záruku na dva roky meziplanetárního letu. Pokud během této záruční doby selže jakákoli součást, stačí vrátit kosmickou loď do našeho obchodu a my ji zdarma opravíme."

Aby bylo možné splnit plán, první start by se musel uskutečnit mezi 29. únorem a 17. březnem, aby mohl k Jupiteru dorazit v listopadu 1974. Toto datum bylo později upraveno na datum příletu v prosinci 1973, aby se předešlo konfliktům s jinými misemi ohledně použití Deep Space Network pro komunikaci a promeškaní období, kdy Země a Jupiter budou na opačných stranách Slunce. Trajektorie setkání pro Pioneer 10 byla vybrána tak, aby maximalizovala vrácené informace o radiačním prostředí kolem Jupiteru, i když to způsobilo poškození některých systémů. Přiblížila by se asi na trojnásobek poloměru planety, což bylo považováno za nejblíže, ke kterému se mohla přiblížit, a přesto přežít záření. Zvolená trajektorie by umožnila kosmické lodi dobrý výhled na sluncem zalitou stranu.

Design kosmické lodi

Schéma kosmických lodí Pioneer 10 a Pioneer 11

Autobus Pioneer 10 měří 36 centimetrů (14 palců) do hloubky a má šest 76 centimetrů dlouhých panelů tvořících šestiúhelníkovou strukturu. V autobuse je umístěna pohonná látka pro kontrolu orientace sondy a osm z jedenácti vědeckých přístrojů. Prostor pro vybavení ležel v hliníkové voštinové struktuře, aby poskytoval ochranu před meteoroidy . Vrstva izolace sestávající z pohliníkovaných mylarových a kaptonových přikrývek poskytuje pasivní tepelnou kontrolu. Teplo bylo generováno ztrátou 70 až 120 wattů (W) z elektrických součástí uvnitř oddělení. Tepelný dosah byl udržován v rámci provozních limitů zařízení pomocí žaluzií umístěných pod montážní plošinou. Kosmická loď měla startovací hmotnost asi 260 kilogramů (570 lb).

Při startu nesla kosmická loď 36 kilogramů (79 lb) kapalného hydrazinu jako monopropelentu v kulové nádrži o průměru 42 centimetrů (17 palců). Orientace kosmické lodi je udržována pomocí šesti 4,5 N hydrazinových trysek namontovaných ve třech párech. Dvojice jedna udržovala konstantní rychlost otáčení 4,8 otáček za minutu , dvojice dvě ovládala tah vpřed a dvojice tři ovládala polohu. Polohová dvojice byla použita při kónických skenovacích manévrech ke sledování Země na její oběžné dráze. Informace o orientaci poskytl také hvězdný senzor schopný odkazovat na Canopus a dva senzory Slunce .

Energie a komunikace

Dva z SNAP-19 RTG namontované na prodlužovacím výložníku

Testování rotace rotace se středem podél osy hlavní komunikační antény

Pioneer 10 používá čtyři radioizotopové termoelektrické generátory SNAP-19 (RTG). Jsou umístěny na dvou tříprutových vaznících, každý 3 metry (9,8 stop) na délku a 120 stupňů od sebe. Očekávalo se, že to bude bezpečná vzdálenost od citlivých vědeckých experimentů prováděných na palubě. Společně RTG poskytly 155 W při startu a poklesly na 140 W při tranzitu k Jupiteru. Kosmická loď potřebovala 100 W k napájení všech systémů. Generátory jsou poháněny radioizotopovým palivem plutoniem-238 , které je umístěno ve vícevrstvé kapsli chráněné grafitovým tepelným štítem.

Předstartovní požadavek pro SNAP-19 měl poskytovat energii na dva roky ve vesmíru; to bylo během mise značně překročeno. Plutonium-238 má poločas rozpadu 87,74 let, takže po 29 letech bylo záření generované RTG na 80 % své intenzity při startu. Neustálé zhoršování termočlánkových přechodů však vedlo k rychlejšímu úpadku výroby elektrické energie a do roku 2001 byl celkový výkon 65 W. Výsledkem bylo, že později v misi bylo možné provozovat vždy pouze vybrané přístroje.

Vesmírná sonda obsahuje redundantní systém transceiverů , jeden připojený k úzkopaprskové anténě s vysokým ziskem , druhý k všesměrové anténě a anténě se středním ziskem. Parabolická parabola pro anténu s vysokým ziskem má průměr 2,74 metru (9,0 stop) a je vyrobena z hliníkového voštinového sendvičového materiálu. Kosmická loď byla otočena kolem osy, která je rovnoběžná s osou této antény, takže mohla zůstat orientována směrem k Zemi. Každý transceiver je 8W a přenáší data přes pásmo S pomocí 2110 MHz pro uplink ze Země a 2292 MHz pro downlink k Zemi, přičemž signál sleduje síť Deep Space Network . Data, která mají být vysílána, procházejí konvolučním kodérem , takže většinu komunikačních chyb může opravit přijímací zařízení na Zemi. Rychlost přenosu dat při startu byla 256 bit/s, přičemž rychlost se každý den během mise snížila asi o 1,27 milibit/s.

Velká část výpočtů pro misi je prováděna na Zemi a přenášena do kosmické lodi, kde byla schopna uchovat v paměti až pět příkazů z 222 možných záznamů pozemních kontrolérů. Kosmická loď obsahuje dva příkazové dekodéry a jednotku pro distribuci příkazů, což je velmi omezená forma procesoru, pro řízení operací na kosmické lodi. Tento systém vyžaduje, aby operátoři mise připravovali příkazy dlouho předtím, než je vysílají do sondy. Součástí je jednotka pro ukládání dat pro záznam až 6 144 bajtů informací shromážděných přístroji. Digitální telemetrická jednotka slouží k přípravě shromážděných dat v jednom ze třinácti možných formátů před jejich odesláním zpět na Zemi.

Vědecké přístroje

Helium Vector Magnetometer ( HVM )
	Tento přístroj měří jemnou strukturu meziplanetárního magnetického pole, mapoval Joviánské magnetické pole a poskytoval měření magnetického pole pro vyhodnocení interakce slunečního větru s Jupiterem. Magnetometr se skládá z článku naplněného heliem namontovaného na 6,6-metrovém výložníku, který částečně izoluje přístroj od magnetického pole kosmické lodi. Hlavní řešitel: Edward Smith / JPL Data: Katalog dat PDS/PPI , archiv dat NSSDC
Quadrispherical Plasma Analyzer
	Nahlíží skrz otvor ve velké anténě ve tvaru talíře, aby detekoval částice slunečního větru pocházející ze Slunce. Hlavní řešitel: Aaron Barnes / NASA Ames Research Center ( archivované webové stránky ) Data: Katalog dat PDS/PPI , archiv dat NSSDC
Charged Particle Instrument ( CPI )
	Detekuje kosmické záření ve sluneční soustavě. Hlavní řešitel: John Simpson / University of Chicago Data: Archiv dat NSSDC
Cosmic Ray Telescope ( CRT )
	Shromažďuje údaje o složení částic kosmického záření a jejich energetických vzdálenostech. Hlavní řešitel: Frank B. McDonald / NASA Goddard Space Flight Center Data: Katalog dat PDS/PPI , archiv dat NSSDC
Geigerův tubusový dalekohled ( GTT )
	Měří intenzity, energetická spektra a úhlové rozložení elektronů a protonů podél dráhy kosmické lodi radiačními pásy Jupiteru. Hlavní řešitel: James A. Van Allen / University of Iowa ( webové stránky archivovány 12. ledna 2013, na Wayback Machine ) Data: Katalog dat PDS/PPI , archiv dat NSSDC
Detektor zachyceného záření ( TRD )
	Obsahuje nezaostřený Čerenkovův čítač , který detekuje světlo emitované v určitém směru, když jím procházejí částice, zaznamenává energii elektronů 0,5 až 12 MeV , detektor rozptylu elektronů pro energii elektronů 100 až 400 keV a minimální ionizační detektor sestávající z polovodičová dioda, která měří minimální ionizující částice (<3 MeV) a protony v rozsahu 50 až 350 MeV. Hlavní řešitel: R. Fillius / University of California San Diego Data: Archiv dat NSSDC
Detektory meteoroidů
	Dvanáct panelů tlakových buněčných detektorů namontovaných na zadní straně hlavní antény zaznamenává pronikavé dopady malých meteoroidů. Hlavní řešitel: William Kinard / NASA Langley Research Center Data: Seznam archivů dat NSSDC
Detektor asteroidů/meteoroidů ( AMD )
	Detektor meteoroidů asteroidů se dívá do vesmíru čtyřmi nezobrazovacími dalekohledy a sleduje částice od blízkých úlomků prachu až po vzdálené velké asteroidy. Hlavní řešitel: Robert Soberman / General Electric Company Data: Archiv dat NSSDC
Ultrafialový fotometr
	Ultrafialové světlo je snímáno k určení množství vodíku a helia ve vesmíru a na Jupiteru. Hlavní řešitel: Darrell Judge / University of Southern California Data: Katalog dat PDS/PPI , archiv dat NSSDC
Zobrazovací fotopolarimetr ( IPP )
	Zobrazovací experiment se opírá o rotaci kosmické lodi, která přenese malý dalekohled přes planetu v úzkých proužcích širokých pouze 0,03 stupně, přičemž se na planetu dívá v červeném a modrém světle. Tyto proužky byly poté zpracovány za účelem vytvoření vizuálního obrazu planety. Hlavní řešitel: Tom Gehrels / University of Arizona Data: Seznam archivů dat NSSDC
Infračervený radiometr
	Poskytuje informace o teplotě oblačnosti a výdeji tepla z Jupiteru. Hlavní řešitel: Andrew Ingersoll / California Institute of Technology

Profil mise

Start a trajektorie

Uvedení Pioneer 10

Meziplanetární trajektorie Pioneer 10

Mapa srovnávající umístění a trajektorie kosmických lodí Pioneer 10 (modrá), Pioneer 11 (zelená), Voyager 2 (červená) a Voyager 1 (fialová) od roku 2007

Pioneer 10 byl vypuštěn 3. března 1972 v 01:49:00 UTC (2. března místního času) Národním úřadem pro letectví a vesmír z Space Launch Complex 36A na Floridě na palubě nosné rakety Atlas-Centaur. Třetí stupeň sestával ze stupně Star-37E na tuhá paliva (TE-M-364-4) vyvinutého speciálně pro mise Pioneer. Tento stupeň poskytoval asi 15 000 liber (6 800 kg) tahu a roztáčel kosmickou loď. Kosmická loď měla počáteční rychlost otáčení 30 otáček za minutu. Dvacet minut po startu byly vysunuty tři výložníky vozidla, což zpomalilo rychlost otáčení na 4,8 ot./min. Tato rychlost byla zachována po celou dobu plavby. Nosná raketa zrychlila sondu na čistý interval 17 minut a dosáhla rychlosti 51 682 km/h (32 114 mph).

Poté, co byla kontaktována anténa s vysokým ziskem, bylo několik přístrojů aktivováno pro testování, zatímco se kosmická loď pohybovala radiačními pásy Země. Devadesát minut po startu dosáhla sonda meziplanetárního prostoru. Pioneer 10 proletěl kolem Měsíce za 11 hodin a stal se v té době nejrychlejším člověkem vyrobeným objektem. Dva dny po startu byly vědecké přístroje zapnuty, počínaje dalekohledem kosmického záření. Po deseti dnech byly všechny nástroje aktivní.

Během prvních sedmi měsíců cesty provedla sonda tři korekce kurzu. Palubní přístroje prošly kontrolou, fotometry zkoumaly Jupiter a Zodiacal light a experimentální balíčky byly použity k měření kosmického záření, magnetických polí a slunečního větru. Jedinou anomálií během tohoto intervalu bylo selhání senzoru Canopus, které místo toho vyžadovalo, aby kosmická loď udržovala svou orientaci pomocí dvou senzorů Slunce.

Při průchodu meziplanetárním prostředím se Pioneer 10 stal první misí k detekci meziplanetárních atomů helia. Pozoroval také vysokoenergetické ionty hliníku a sodíku ve slunečním větru . Kosmická loď zaznamenala důležitá heliofyzická data na začátku srpna 1972 registrací sluneční rázové vlny , když byla ve vzdálenosti 2,2 AU (200 milionů mi; 330 milionů km). 15. července 1972 byla Pioneer 10 první kosmickou lodí, která vstoupila do pásu asteroidů, který se nachází mezi drahami Marsu a Jupiteru. Plánovači projektu očekávali bezpečný průchod pásem a nejbližší dráha, kterou by kosmická loď zavedla ke kterémukoli ze známých asteroidů, byla 8 800 000 kilometrů (5 500 000 mil). Jedno z nejbližších přiblížení bylo k asteroidu 307 Nike 2. prosince 1972.

Palubní experimenty prokázaly nedostatek částic pod mikrometr (μm) v pásu ve srovnání s okolím Země. Hustota prachových částic mezi 10–100 μm se během cesty ze Země k vnějšímu okraji pásu výrazně neměnila. Pouze u částic o průměru 100 μm až 1,0 mm vykazovala hustota trojnásobný nárůst v oblasti pásu. V pásu nebyly pozorovány žádné fragmenty větší než milimetr, což naznačuje, že jsou pravděpodobně vzácné; rozhodně mnohem méně časté, než se předpokládalo. Protože se kosmická loď nesrazila s žádnými částicemi podstatné velikosti, prošla bezpečně pásem a kolem 15. února 1973 se objevila na druhé straně.

Setkání s Jupiterem

Animace trajektorie Pioneer 10 od 3. března 1972 do 31. prosince 1975
   Pioneer 10   ·   Země  ·   Jupiter

Animace trajektorie Pioneer 10 kolem Jupiteru
   Pioneer 10   ·   Jupiter  ·   Io  ·   Evropa  ·   Ganymede  ·   Callisto

Trajektorie Pioneer 10 skrz systém Jovian

Snímek Jupiteru z Pioneer 10 ukazující Velkou rudou skvrnu poblíž pravé končetiny

Měsíc Ganymede na snímku Pioneer 10

6. listopadu 1973 byla sonda Pioneer 10 ve vzdálenosti 25 milionů km (16 milionů mi) od Jupiteru. Začalo testování zobrazovacího systému a data byla úspěšně přijata zpět na Deep Space Network. Série 16 000 příkazů byla poté nahrána do kosmické lodi, aby řídila operace průletu během příštích šedesáti dnů. Dráha vnějšího měsíce Sinope byla překročena 8. listopadu. Příďového rázu Jupiterovy magnetosféry bylo dosaženo 16. listopadu, jak naznačuje pokles rychlosti slunečního větru z 451 km/s (280 mi/s) na 225 km/s (140 mi/s). Magnetopauza prošla o den později. Přístroje kosmické lodi potvrdily, že magnetické pole Jupiteru bylo převrácené ve srovnání s magnetickým polem Země. Do 29. dne byly oběžné dráhy všech nejvzdálenějších měsíců projety a kosmická loď fungovala bezchybně.

Zobrazovací fotopolarimetr generoval červené a modré snímky Jupiteru, když rotace kosmické lodi přenášela zorné pole přístroje za planetu. Tyto červené a modré barvy byly zkombinovány, aby vytvořily syntetický zelený obraz, což umožnilo tříbarevnou kombinaci pro vytvoření vykresleného obrazu. 26. listopadu bylo na Zemi přijato celkem dvanáct takových snímků. Do 2. prosince kvalita snímků překonala nejlepší snímky pořízené ze Země. Ty byly zobrazovány v reálném čase zpět na Zemi a program Pioneer později obdržel cenu Emmy za tuto prezentaci médiím. Pohyb kosmické lodi produkoval geometrické deformace, které musely být později opraveny počítačovým zpracováním. Během střetnutí bylo přeneseno celkem více než 500 snímků.

Trajektorie sondy vedla podél magnetického rovníku Jupiteru, kde se koncentrovalo iontové záření . Špičkový tok tohoto elektronového záření je 10 000krát silnější než maximální záření kolem Země. Počínaje 3. prosincem způsobilo záření kolem Jupiteru generování falešných příkazů. Většina z nich byla opravena příkazy pro nepředvídané události, ale snímek Io a několik detailních záběrů Jupitera byly ztraceny. Podobné falešné příkazy by byly generovány na cestě z planety. Přesto se Pioneeru 10 podařilo získat snímky měsíců Ganymede a Europa . Snímek Ganymedu ukázal rysy s nízkým albedem ve středu a poblíž jižního pólu, zatímco severní pól se zdál jasnější. Europa byla příliš daleko na to, aby bylo možné získat detailní snímek, i když byly patrné některé znaky albeda.

Trajektorie sondy Pioneer 10 byla vybrána tak, aby byla za Io, což umožnilo měřit refrakční účinek měsíční atmosféry na rádiové přenosy. To ukázalo, že ionosféra Měsíce byla asi 700 kilometrů (430 mil) nad povrchem denní strany a hustota se pohybovala od 60 000 elektronů na krychlový centimetr na denní straně až po 9 000 na noční straně. Neočekávaným objevem bylo, že Io obíhá v oblaku vodíku, který sahá asi 805 000 kilometrů (500 000 mi), s šířkou a výškou 402 000 kilometrů (250 000 mi). Menší, 110 000 kilometrů (68 000 mil) mrak byl pravděpodobně detekován poblíž Evropy.

Teprve poté, co Pioneer 10 vyčistil pás asteroidů, zvolila NASA trajektorii směrem k Jupiteru, která nabídla efekt praku, který by poslal kosmickou loď ze sluneční soustavy. Pioneer 10 byla první kosmická loď, která se o takový manévr pokusila, a stala se důkazem koncepce pro mise, které budou následovat. Takto prodloužená mise nebyla původně plánována, ale byla plánována před startem.

Při největším přiblížení dosáhla rychlost kosmické lodi 132 000 km/h (82 000 mph; 37 000 m/s) a přiblížila se na 132 252 kilometrů (82 178 mil) od vnější atmosféry Jupiteru. Byly získány detailní snímky Velké rudé skvrny a terminátora. Komunikace s kosmickou lodí pak přestala, když procházela za planetou. Data rádiového zákrytu umožnila změřit teplotní strukturu vnější atmosféry, která ukazuje teplotní inverzi mezi výškami s tlaky 10 a 100 mbar. Teploty na úrovni 10 mbar se pohybovaly od -133 do -113 °C (-207 až -171 °F), zatímco teploty na úrovni 100 mbar byly -183 až -163 °C (-297,4 až -261,4 °F). Sonda vygenerovala infračervenou mapu planety, která potvrdila myšlenku, že planeta vyzařovala více tepla, než přijímala od Slunce.

Snímky planety ve tvaru půlměsíce byly poté vráceny, když se Pioneer 10 vzdaloval od planety. Když kosmická loď zamířila ven, znovu prošla rázem přídě Jupiterovy magnetosféry. Vzhledem k tomu, že se tato fronta neustále posouvá v prostoru kvůli dynamické interakci se slunečním větrem, vozidlo překonalo příďový šok celkem 17krát, než zcela uniklo.

Hluboký vesmír

Rychlost a vzdálenost od Slunce Pioneer 10 a 11

Pioneer 10 překročil oběžnou dráhu Saturnu v roce 1976 a oběžnou dráhu Uranu v roce 1979. 13. června 1983 překročila loď dráhu Neptunu , v té době nejvzdálenější planety, a stala se tak prvním člověkem vyrobeným objektem, který opustil blízkost velkých planet sluneční soustavy. Mise byla oficiálně ukončena 31. března 1997, kdy dosáhla vzdálenosti 67 AU (6,2 miliardy mil; 10 miliard km) od Slunce, i když po tomto datu byla sonda stále schopna vysílat koherentní data.

Po 31. březnu 1997 byl slabý signál Pioneer 10 nadále sledován sítí Deep Space Network za účelem pomoci při výcviku letových kontrolorů v procesu získávání rádiových signálů v hlubokém vesmíru. Proběhla studie Advanced Concepts aplikující teorii chaosu k extrakci koherentních dat ze slábnoucího signálu.

Poslední úspěšný příjem telemetrie byl přijat z Pioneer 10 dne 27. dubna 2002; následné signály byly sotva dostatečně silné, aby je detekovaly, a neposkytovaly žádná použitelná data. Poslední, velmi slabý signál z Pioneer 10 byl přijat 23. ledna 2003, kdy byl 12 miliard km (7,5 miliardy mi; 80 AU) od Země. Další pokusy o kontakt s kosmickou lodí byly neúspěšné. Poslední pokus byl učiněn večer 4. března 2006, kdy byla anténa naposledy správně zarovnána se Zemí. Od Pioneer 10 nepřišla žádná odpověď . NASA rozhodla, že jednotky RTG pravděpodobně klesly pod prahovou hodnotu výkonu potřebnou k provozu vysílače. Nebyly tedy provedeny žádné další pokusy o kontakt.

Časová osa

Současný stav a budoucnost

Pozice Pioneer 10 dne 8. února 2012

3. ledna 2019 byla předpověděna Pioneer 10 ve vzdálenosti 122,594 AU (11,3958 miliard mil; 18,3398 miliard km) od Země a rychlosti 11,947 km/s (26,720 mph) (vzhledem ke Slunci) a směrem ven rychlostí asi 2,52 AU (234 milionů mil; 377 milionů km) ročně. Očekává se, že Voyager 2 proletí kolem Pioneer 10 kolem dubna 2023. Slunečnímu záření trvá 14,79 hodiny, než se dostane k Pioneer 10 . Jas Slunce z kosmické lodi je magnituda -16,3. Pioneer 10 je aktuálně ve směru souhvězdí Býka .

Pokud se to neruší, Pioneer 10 a jeho sesterská loď Pioneer 11 se připojí ke dvěma sondám Voyager a sondě New Horizons a opustí Sluneční soustavu a budou putovat mezihvězdným médiem . Očekává se , že trajektorie Pioneeru 10 ji vezme v obecném směru hvězdy Aldebaran , která se v současnosti nachází ve vzdálenosti asi 68  světelných let . Pokud by měl Aldebaran nulovou relativní rychlost , trvalo by to více než dva miliony let, než k němu kosmická loď dosáhla. Ještě předtím, asi za 90 000 let, Pioneer 10 proletí asi 0,23 parseků (0,75 světelných let ) od pozdní hvězdy typu K HIP 117795. Jde o nejbližší hvězdný průlet všech čtyř Pioneerů a Pioneerů za několik milionů let. Kosmické lodě Voyager, které opouštějí sluneční soustavu.

Záložní jednotka, Pioneer H , je v současné době vystavena v galerii „Milestones of Flight“ v Národním muzeu letectví a kosmonautiky ve Washingtonu, DC Mnoho prvků mise se ukázalo jako kritických při plánování programu Voyager.

Pionýrská plaketa

Pionýrská plaketa

Protože to bylo silně prosazováno Carlem Saganem , Pioneer 10 a Pioneer 11 nesou 152 x 229 mm (6,0 x 9,0 palce) pozlacený hliníkový plak pro případ, že by byla některá z kosmických lodí někdy nalezena inteligentními formami života z jiného planetárního systému. Plakety obsahují nahé postavy lidského muže a ženy spolu s několika symboly, které mají poskytovat informace o původu kosmické lodi. Plaketa je připevněna k podpěrným vzpěrám antény, aby poskytla určité stínění před mezihvězdným prachem.

Pioneer 10 v populárních médiích

Ve filmu Star Trek V: The Final Frontier klingonský dravec zničí Pioneer 10 jako cíl.

Ve spekulativní fikci 17776 je jednou z hlavních postav vnímající Pioneer 10 .

Viz také

Heliocentrické pozice pěti mezihvězdných sond (čtverců) a dalších těles (kruhů) do roku 2020, s daty startu a průletu. Značky označují pozice k 1. lednu každého roku, přičemž každý pátý rok je označen.
Pozemek 1 je viděn ze severního ekliptického pólu v měřítku; grafy 2 až 4 jsou projekce ze třetího úhlu v měřítku 20 %.
V souboru SVG umístěte ukazatel myši na trajektorii nebo oběžnou dráhu a zvýrazněte ji a související starty a průlety.

• Průzkum Jupiteru
  • Průlet Pioneer 11 , Jupiter a Saturn
  • Voyager 1 a Voyager 2 , Jupiter prolétá na cestě k dalším průletům vnější sluneční soustavy
  • Galileo , orbiter Jupiter
  • Cassini–Huygens , Jupiter prolétají pro orbiter Saturn a přistávací modul Titan
  • New Horizons , průlet Jupiteru na cestě k průletu Pluta
  • Juno , polární orbiter Jupiter
• Seznam umělých objektů opouštějících sluneční soustavu
• Seznam misí na vnější planety
• Pionýrská anomálie
• Robotická kosmická loď
• Časová osa umělých družic a vesmírných sond
• 17776

Reference

Bibliografie

externí odkazy

• Archivní stránka projektu Pioneer
• Profil Pioneer 10 od NASA Solar System Exploration
• NSSDC Pioneer 10 strana
• Jupiter Odyssey (1974) je k dispozici zdarma ke stažení v internetovém archivu