Kosmická sonda Pioneer 10
Organizace | NASA / Ames |
---|---|
Stavitel | TRW |
Program | Průkopník |
Pole | Průzkum Jupitera a meziplanetárního média |
Počet kopií | 2 |
Postavení | Mise splněna |
Ostatní jména | Pioneer-F |
Zahájení | 3. března 1972 |
Spouštěč |
Atlas-Centaur ( AC-27 ) (Atlas 3C # 5007C - Centaur D-1A) |
Identifikátor COSPAR | 1972-012A |
Planetární ochrana | Kategorie II |
Stránky | spaceprojects.arc.nasa.gov/Space_Projects/pioneer/PNhome.html |
Zahájení | 3. března 1972 |
---|---|
Létání nad Jupiterem | 4. prosince 1973 |
Prochází oběžnou dráhou Pluta | 13. června 1983 |
Konec mise | 31. března 1997 |
Poslední rádiový signál | 23. ledna 2003 |
Mše při startu | 258 kg |
---|---|
Hromadné nástroje | 29,6 kg |
Ergoly | Hydrazin |
Hmota hnacího plynu | 27 kg |
Δv | 187,5 m / s |
Kontrola postoje | Stabilizováno rotací ( spinnée ) |
Zdroj energie | RTG |
Elektrická energie | 155 wattů |
Obíhat | Úniková cesta sluneční soustavy |
---|
Pioneer 10 jeamerickávesmírná sondavypuštěná v roce 1972, jejímž úkolem je provéstprvní průzkumplanet veVnější sluneční soustavě. Po svém dvojčeti Pioneer 11 je tedy prvnímvesmírným vozidlem,které překročilopás asteroidů(1972),přeletěloplanetuJupiter(1973) a poté dosáhlorychlosti uvolnění, která jenutná k opuštěnísluneční soustavy. Data a fotografie shromážděné jedenácti palubními přístroji umožňují zmírnit některé obavy konstruktérůprogramových sond Voyager , kteří jsou mnohem lépe vybaveni a zahájeni o pět let později, aby provedli podrobnou studii Jupitera,Saturnaa jejichsatelity.
Sonda o hmotnosti 258 kg byla vyvinuta NASA jako součást programu Pioneer a zahájena dne3. března 1972raketou Atlas - Centaur D . V roce 1983 překročila oběžnou dráhu planety Neptun , poslední planety sluneční soustavy, a od té doby se vzdálila směrem k hvězdě Aldebaran, které dosáhne za dva miliony let. Pioneer 10 je první kosmická sonda vybavená radioizotopovým termoelektrickým generátorem (RTG), který jí umožňuje uvolňovat se pro výrobu energie ze sluneční energie , která je mnohem vzdálenější od horních planet. Poslední kontakt s tímto předchůdcem je navázán dne23. ledna 2003.
Na začátku vesmírného věku, v první polovině 60. let, se průzkumné mise sluneční soustavy prováděné americkou vesmírnou agenturou NASA zaměřily na Měsíc a na dvě planety, které jsou k němu nejblíže: Země: Mars a Venuše . Po počátečních úspěších tři vesmírná centra NASA zapojená do meziplanetárních misí - Ames Research Center , Goddard Space Flight Center a Jet Propulsion Laboratory - vyšetřují mise k vzdálenějším cílům. V 60. letech zahájilo výzkumné centrum Ames několik malých kosmických sond ( Pioneer 6 až 9 ), které studují meziplanetární médium blízko Země. V návaznosti na úspěch začíná Amesovo centrum designem dvou nových kosmických sond, Pioneer F a Pioneer G , s podobným programem (studium slunečního větru , kosmického záření a dalších charakteristik meziplanetárního prostředí), které se však musí vzdálit až do vzdálenosti čtyř astronomických jednotek od Slunce nebo čtyřnásobku vzdálenosti Země-Slunce. Přibližně ve stejnou dobu studuje Goddardovo centrum misi galaktické Jupiterové sondy , jejíž cíle zahrnují studium pásu asteroidů a prostředí kolem planety Jupiter . Vesmírná sonda odpovědná za tuto misi používá poprvé na meziplanetární misi radioizotopový termoelektrický generátor (RTG), který využívá teplo uvolněné rozpadem plutonia k výrobě potřebné energie. Ve skutečnosti ve velké vzdálenosti od Slunce solární panely , vzhledem k výtěžku získanému v té době, již nejsou životaschopným řešením. Goddard navrhuje postavit čtyři vesmírné sondy vypuštěné ve dvojicích, s celkovým rozpočtem 100 milionů amerických dolarů . Společnost JPL, která se svými vesmírnými sondami Mariner zaznamenala obrovský úspěch , navrhuje misi Navigator , mimořádně ambiciózní projekt vesmírných sond, s hmotností 1 000 kg a velmi kompletní sadou vědeckých přístrojů. Tento projekt je nahrazen Seznámení s programem , který navrhuje použít trajektorii vyvinutý inženýr Gary Flandro , že využívá výjimečnou konjunkci vyšších planet , které opakuje jen jednou za 176 let. To by mělo umožnit kosmickým sondám létat nad několika z těchto planet prakticky bez výdajů na palivo , pouze pomocí gravitační pomoci . Projekt JPL nakonec nebyl vybrán, ale položil základy téměř stejně ambiciózního programu Voyager , jehož vývoj byl zahájen vČervenec 1972.
United States National Academy of Sciences vyrábí v tomto okamžiku zprávu dávala nejvyšší prioritu studium planety Jupiter . V roce 1967 se také NASA rozhodla upravit cíl misí Pioneer F a G tak, aby zahrnoval studium obří planety a spojit je s její meziplanetární divizí. Kosmická agentura naopak zruší Galactic Jupiter sondy projekt z Goddard Space Flight Center , protože je považován za příliš drahé, a proto, že rizika pro monopolizaci zdrojů provozovny úplně mobilizoval Apollo programu . Aby mohly kosmické sondy Pioneer mít dostatek energie na okraji Jupiteru, 5,2 AU od Slunce, používají RTG předpokládané Goddardovým centrem. Pracovní skupina nazvaná Outer Space Panel a jejímž předsedou je James Van Allen , definuje vědecké cíle, které budou těmto misím přiděleny, zatímco vesmírné středisko NASA definuje technické vlastnosti vesmírných sond. Projekt Pioneer Jupiter oficiálně zahájila NASA v roceÚnor 1969. Společnost TRW , který postaven další sondy v Pioneer programu , je zvolen tak, aby vyrábět Pioneer F a Pioneer G sondy .
Závěrečná fáze montáže Pioneeru 10 v továrně výrobce TRW.
Sonda Pioneer 10 je připojena ke stadiu tuhého paliva Star37E, což by jí mělo při startu dodat další rychlost.
Cílem mise kosmických sond Pioneer 10 a Pioneer 11 je studium meziplanetárního média za oběžnou dráhou planety Mars , posouzení rizika kolize v pásu asteroidů a nakonec studium planety Jupiter a jejího prostředí. Palubní vědecké experimenty jsou vybrány ze 150 návrhů provedených koncem šedesátých a začátku sedmdesátých let. Dvě vesmírné sondy sledují různé trajektorie: první vesmírná sonda Pioneer 10 musí hrát roli zvěda tím, že provede první přechod pásu asteroidů který přesahuje Mars, pak musí letět nad Jupiterem a jeho měsíci. Pro jeho část, Pioneer 11 , která byla zahájena o rok později, nejprve se řídí stejnou trajektorii, ale pak využívá gravitační asistenci Jupitera směřovat k Saturnu a letět přes tuto planetu. K umístění vesmírné sondy na oběžnou dráhu se používá odpalovací zařízení Atlas-Centaur D. To umožňuje umístit stroj o hmotnosti jedné tuny na meziplanetární oběžnou dráhu. Trajektorie přijatá k dosažení Jupiteru je přímá (bez využití gravitační pomoci nižších planet). K dosažení Jupiteru je značka doplněna tuhým palivem třetího stupně Star 37E (in) 1 127 kg , které poskytuje tah 66,7 kilonewtonů . K Pioneer-F a Pioneer-G sondy byly zahájeny v roce 1972 a 1973 příslušně, a pojmenovaný po svém uvedení na trh Pioneer 10 a Pioneer 11 . V roce 2001 se celkové náklady na program odhadovaly na 350 milionů dolarů, z toho 200 milionů na vývoj a 150 milionů na zahájení, provozní řízení a využití výsledků.
Startovací okno umožňující zahájení Pioneer 10 na planetě Jupiter trvá o něco více než jednoho měsíce a vrací každých třináct měsíců. V roce 1972 se otevřelo25. února a zavírá se 20. března. Vesmírná sonda Pioneer 10 je letecky převezena z Kalifornie na odpalovací rampu Cape Canaveral na Floridě v roceLeden 1972a je připraven ke spuštění. Po dvou neúspěšných pokusech v důsledku rychlosti větru v horních vrstvách atmosféry odstartoval odpalovač Atlas-Centaur ( AC-27 ) na3. března 1972od odpalovací rampy LC-36A (in) . Injekce vesmírné sondy na její trajektorii k Jupiteru je přímá. Po upuštění vrhačem se sestava tvořená horním stupněm Hvězda 37E a kosmickou lodí uvede do rychlého otáčení („ rozmetač “) při 21 ot / min a třetí stupeň se zapálí během 43 sekund před vyhozením. Třicet minut po startu jsou nasazeny stožáry podporující magnetometrický senzor a radioizotopové termoelektrické generátory (RTG), což způsobí pokles rychlosti otáčení na 4,8 otáček za minutu. Pioneer 10 , který na Zemi dosáhl rychlosti 14,356 km / s ( 51 682 km / h ), vytvořil nový rychlostní rekord a překročil oběžnou dráhu Měsíce jen jedenáct hodin po svém startu. Vesmírná sonda je umístěna na heliocentrickou dráhu , jejíž apogee je 5,97 astronomických jednotek od Slunce a sklon orbity vzhledem k rovině ekliptiky je 1,92 ° .
Během prvních dvou týdnů letu se kontroluje činnost přístrojů. Jsou provedeny dvě opravy kurzu7. března( 14 m / s ) a26. března( 3,3 m / s ). Během přechodu na planetu Jupiter, který bude trvat dvacet měsíců, musí vesmírná sonda studovat meziplanetární médium, jehož vlastnosti nebyly nikdy měřeny za oběžnou dráhu Marsu. Toto je překročeno po třech měsících (oproti sedmi až deseti měsícům u sond na Mars ). Jedna z neznámých informací o tomto letu se týká přechodu pásu asteroidů, který spojuje miliony asteroidů mezi oběžnými dráhami Marsu a Jupiteru. Toho je dosaženo vČervenec 1972. Úředníci projektu odhadují pravděpodobnost, že vesmírná sonda bude zničena kouskem asteroidu na 10%, což pomohlo ospravedlnit vypuštění dvou vesmírných sond. vÚnor 1973„ Pioneer 10 prochází touto oblastí vesmíru, aniž by detektory meteoritů hlásily jakýkoli významný dopad. Vesmírná sonda prochází několik milionů kilometrů od dvou asteroidů, aniž by její přístroje dokázaly sbírat informace.
Více než 20 milionů kilometrů od planety Jupiter je detekováno zesílení toků částic , což signalizuje jeho rostoucí vliv na meziplanetární prostředí. Na 6,4 milionu kilometrů měřily přístroje Pioneer 10 prudký pokles rychlosti slunečního větru a zvýšení teploty spojené s křížením rázové vlny oddělující magnetosféru od planety od meziplanetárního média , kterému dominuje slunce . Růst okolního záření během posledních dvou dnů přiblížení vyvolává obavy, že elektronika nemohla přežít konečné přiblížení, což však musí nutit vesmírnou sondu projít „jen“ 200 000 km od povrchu. Šestnáct hodin před tímto přeletem Pioneer 10 projde 1,42 milionu kilometrů od měsíce Callisto , poté, o čtyři hodiny později, 440 000 km od měsíce Ganymede . Letí nad Měsícem v Evropě 6,4 hodiny před setkáním s planetou Jupiter, ujetých 330 000 km . Photopolarimeter podaří vyfotografovat všechny tři měsíce, ale to nejlepší, prostorové rozlišení, které je dosaženo tím, že fotografuje Ganymeda je jen 400 kilometrů a dokáže rozlišit pouze tmavou oblast v blízkosti jižního pólu a světlejší oblastí v blízkosti severního pólu. The3. prosince 1973„ Pioneer 10 při fotografování prochází 130 354 km od vrcholu mraků obří planety rychlostí 35 km / s . Deset minut po tomto přeletu proletí pouhých 30 000 km od malého měsíce Amalthea , o šest minut později se měsíc Io na téměř minutu vloží mezi vesmírnou sondu a Zemi. Tato požadovaná zákryt umožňuje analyzováním poruch rádiového signálu určit, že Io má atmosféru velmi nízké hustoty (1/20000 té Země) a ionosféry, která vrcholí na 700 km . Ultrafialový spektrometr detekuje oblak vodíku přítomného v oběžné dráze Io. Původ těchto emisí zůstal v té době nevysvětlený. Tento jev bude vysvětlen až po letu Voyageru 1 nad Io , což umožní objev měsíčního vulkanismu , fenoménu jedinečného pro sluneční soustavu. Sedmdesát osm minut po přeletu Pioneer 10 přechází do stínu Jupiteru. Pomocí výsledné zákrytu objevují přístroje tryskové proudy v atmosféře na úrovni 150 hektopascalů , stejně jako konvekční pohyby . Infračervený fotometr poskytuje velmi podrobnou teplotní profil odporovat měření provedené s nástroji na Zemi . Data potvrzují, že Jupiter vydává více tepla, než kolik přijímá. Při dané úrovni tlaku je zaznamenaná teplota rovnoměrná při 3 ° C v blízkosti rovníku na pólu obří planety. Radiová zákryt odhaluje, že ionosféra sahá do nadmořské výšky 3000 km . Mezi 6. listopadu a 1 st prosinec, vesmírná sonda pořídí 500 fotografií atmosféry Jupitera, některé s prostorovým rozlišením 320 km . Data shromážděná během tohoto přechodu systému Galilean hrají důležitou roli při navrhování následujících misí Voyager a Galileo .
Trajektorie Pioneeru 10 ve sluneční soustavě.
Let nad planetou Jupiter.
Animace trajektorie sondy Pioneer 10 z3. března 1972 na 31. prosince 1975.
Při letu nad planetu Jupiter , Pioneer 10 těží ze své gravitační asistence . To dostatečně zvyšuje jeho rychlost, aby mohl nakonec opustit sluneční soustavu. Nová trajektorie vesmírné sondy ji vede v opačném směru, než je pohyb Slunce v galaxii. Pioneer 10 tak začíná cestu, která by ho za dva miliony let měla vést do blízkosti hvězdného Aldebaran . Jakmile se dostanou z Jupiterovy magnetosféry, přístroje Pioneer 10 začnou studovat částice slunečního větru a kosmické záření z naší galaxie. Hlavním cílem je hledání heliopauzy , této hranice, která vymezuje zónu vlivu Slunce. Když byl vypuštěn Pioneer 10 , NASA odhadovala, že satelitní antény s dlouhým dosahem Deep Space Network (DSN) dokázaly zachytit slabnoucí rádiový signál až do poloviny 80. let. Toto trvání prodloužilo značné zlepšení této sítě. Staré téměř patnáct let. Vesmírná sonda, která směřovala pryč od přemístění sluneční soustavy, se bohužel nikdy nedostala do heliopauzy, protože je v tomto směru mnohem dále od Slunce. Mise sondy oficiálně skončila dne31. března 1997, zejména z rozpočtových důvodů. Občasné kontakty byly provedeny v roce 2002 na 30 -tého výročí svého uvedení na trh, Pioneer 10 , navzdory svému věku a podmínek s ním setkal, stále funguje (i když jsou mnohé systémy zastavena kvůli nedostatku energie, a to zejména). Poslední kontakt se sondou, velmi slabý, proběhl dne22. ledna 2003. Pokus kontaktovat7. února 2003 zůstala nezodpovězena, jako ta 4. března 2006. Během těchto posledních kontaktů se sondou je její rychlost více než 44 000 km / ha je vzdálena od Slunce o více než 12 miliard kilometrů. Navzdory tomu nedrží rekord ve vzdálenosti k Zemi , která patří k Voyageru 1 . Ačkoli ona odešla později, druhý držel tento rekord proÚnora 1998 protože jeho relativní rychlost ve srovnání se Sluncem je znatelně důležitější.
Pioneer 11 | Cestování 1 | Cassini | |
---|---|---|---|
Datum spuštění | 1973 | 1977 | 1997 |
Cíle | Jupiter , Saturn | ||
Typ mise | Přehled | Přehled | Orbiter ¹ |
Celková hmotnost (nástroje) |
276 kg (30 kg ) |
826 kg (106 kg ) |
5 712 kg (362 kg ) |
Elektrická energie | 155 wattů | 470 wattů | 885 wattů |
Kontrola postoje | Stabilizováno rotací ( spinnée ) | Stabilizováno ve 3 osách | |
Telekomunikační rychlost ² | 512 bitů / s | ~ 50 kilobitů / s | 166 kilobitů / s |
Palubní počítač | Ne | Ano | Ano |
¹Jupiter letěl ² Průtok na úrovni Saturnu |
Pioneer 10 je malá vesmírná sonda (podle standardů z roku 2010) s hmotností 276 kg , z toho 29,6 kg vědeckých přístrojů a 27 kg paliva ( hydrazin ). Prostor Sonda je stabilizována rotací ( „ odstřeďuje “) při rychlosti 4,8 otáček za minutu. Pro její průběh oprav a kontroly orientace, se používá kapalná paliva pro raketové motory v rozmezí od 1,5 do 6,2 Newtonů s zrychlení kapacitou z 187,5 m / s . Jeho energii dodávají dva termoelektrické generátory radioizotopů (RTG), které produkují elektrickou energii 155 wattů a jejichž použití je první pomocí meziplanetárního stroje. Střední část Pioneer 10 tvoří šestihranné pouzdrovysoké36 cm aprůměr142 cm se šesti plochami širokými 76 cm . Obsahuje rezervoár hydrazinu používaný tryskami, osm z jedenácti vědeckých přístrojů a veškeré vybavení potřebné pro provoz vesmírné sondy. Na základně pouzdra je kruhový adaptér, který umožňuje připevnění vesmírné sondy k horní části posledního stupně odpalovače Atlas-Centaur. Najedné straně pouzdra je připevněnavelká parabolická anténa o průměru 2,74 m. Umožňuje přenos dat rychlostí 2048 bitů za sekundu na úrovni pásu asteroidů a 512 bitů za sekundu na Saturnu. Od antény se středním ziskem instalované v horní části satelitní antény po všesměrovou anténu s nízkým ziskem instalovanou na základně je vesmírná sonda vysoká 2,7 metru. Každý ze dvou radioizotopových termoelektrických generátorů je připevněn na konec 3metrového stožáru, který jej udržuje v dostatečné vzdálenosti od elektroniky a senzorů přístroje, aby nedocházelo k rušení měření prováděných senzory. Senzory magnetometru jsou připevněny k 5,2 metru dlouhému stožáru, aby se nedostaly od kovové hmoty vesmírné sondy, což také narušuje měření. Tyto tři stožáry jsou při startu ve složené poloze a jsou vysunuty, jakmile je vesmírná sonda na oběžné dráze. Stejně jako ostatní vesmírné sondy času nemá ani kosmická sonda palubní počítač a může provádět pouze v pořadí instrukce vysílané kontrolou na Zemi.
Sonda musí přeletět planetu Jupiter , což je 5 astronomických jednotek ze Slunce . Energie dodávaná posledně jmenovaným klesá s druhou mocninou vzdálenosti a je na úrovni obří planety 25krát nižší než energie existující na úrovni oběžné dráhy Země. NASA proto zvolí poprvé na jeho kosmické lodi nahradí solární panely podle termoelektrické generátory radioizotopu, které odvozují svoji energii z radioaktivního rozpadu z plutonia-238 . Teplo vydávané tímto procesem se pomocí termočlánků transformuje na elektřinu . Aby mohl Pioneer 10 provozovat všechny své systémy, potřebuje 100 wattů . Je vybaven čtyřmi RTG typu SNAP-19 , z nichž každý poskytuje při startu necelých 39 wattů nebo celkem 155 wattů . S přihlédnutím k poločasu rozpadu plutonia 238 se očekávalo, že dodaná energie poklesne až o 20% po 29 letech (2001). Ale degradace termočlánku vazeb způsobí, že elektrický výkon klesá mnohem rychleji: od 140 wattů při přeletu Jupiter, klesá na 65 wattů v 2005. RTG SNAP-19 modelu se používá také na landers Mars program. Viking . Aby se zabránilo interferenci záření se senzory vědeckých přístrojů, jsou RTG instalovány dva na dva na konci dvou paprsků o délce tří metrů a 120 ° od sebe .
Pioneer 10 používá pro telekomunikaci dva redundantní osmwattové vysílače a přijímače energie. Vesmírná sonda mápevnou parabolickou anténu s velkým ziskem, anténu sestřední houkačkou a všesměrovou anténu s nízkým ziskem. Parabolická anténa s velkým ziskem, která je nejviditelnějším prvkem vesmírné sondy, je k tělu sondy připevněna třemi trámy a má průměr 2,74 metru. Jeho voštinová struktura je vyrobena z hliníku . Anténa se středním ziskem je namontována nad parabolou, zatímco všesměrová anténa je umístěna na zadní straně velké antény se ziskem. Telekomunikační systém umožňuje data mají být přenášena rychlostí 2048 bitů za sekundu během jeho tranzitu na planetu Jupiter, ale pouze 16 bitů za sekundu směrem do konce mise.
Kosmická sonda je stabilizována rotací s osou rotace procházející středem satelitní antény a středem plošiny . Udržuje se pomocí tří párů raketových motorů na kapalná paliva o výkonu 1,5 až 6,2 Newtonů, které tlačí spalování hydrazinu , upevněného na okraji misky. Prostor sonda nese 27 kilogramů tohoto hnacího plynu , pak má zrychlení kapacitu o 187,5 m / s . Orientace se určuje pomocí senzorů určujících polohu Slunce a hvězdy Canopus . Raketové motory mohou běžet nepřetržitě, aby udržovaly cílovou rychlost otáčení 4,8 ot./min, nebo v krátkých pulzech. Během rádiových spojení se Zemí musí být osa otáčení vesmírné sondy namířena přesně k Zemi. Pro řízení orientace je zdrojová anténa mírně posunuta od osy otáčení, takže rádiový signál bude oscilovat v intenzitě, pokud se vesmírná sonda odchýlí od vyrovnání se Zemí. Systém zvaný CONSCAN ( Conical Scan ) využívající tato data udržuje anténu směřující méně než 0,3 ° od směru Země. Implementace pohonu je však řízena stanicí na Zemi.
Stejně jako vesmírné sondy, které jim předcházely, ani kosmické sondy Pioneer 10 a Pioneer 11 nemají palubní počítač . Operace (zapnutí vědeckých přístrojů, úprava trajektorie atd.) Jsou spouštěny povely zasílanými ze Země. U kritických fází lze předem zaregistrovat pět objednávek. Přidružené omezení spočívá v tom, že všechny operace, které mají být provedeny, musí být připraveny několik měsíců předem.
Pioneer 10 je první vesmírná sonda, která opustila sluneční soustavu a vydala se k dalším hvězdám. Na základě iniciativy Eric Burgess (en) , Carl Sagan a jeho žena Linda Salzman Sagan (en) navrhl zpráva určená pro sdělování informací o původu vesmírné sondy k hypotetické zástupce o mimozemské inteligence narazil na své cestě. Zpráva, vyryto na talíři hliníku zlata musí obsahovat reprezentace muže, ženy, na solární systém (s přibližnou trajektorii sondy) a atom z vodíku .
Prvním cílem mise Pioneer 10 je shromáždit data na meziplanetárním médiu mezi oběžnou dráhou planety Mars a planetou Jupiter, do té doby zůstala neprozkoumaná. Přístroje, které musí splňovat tyto cíle, měří částice, magnetická pole a kosmické záření. Photopolarimeter bere obrázky a analyzuje rozptýlené světlo. Kosmická sonda musí:
Nástroj | Stavitel | Hmotnost | spotřeba energie |
---|---|---|---|
Magnetometr | NASA / JPL | 2,6 kg | 5,02 wattů |
Plazmový analyzátor | NASA / Ames | 5,5 kg | 4 watty |
Analyzátor částic | University of Chicago | 3 kg | 2,4 wattů |
Kosmické záření | NASA / Goddard | 3,2 kg | 2,2 wattů |
Geigerův počítač | University of Iowa | 1,6 kg | 0,7 wattů |
Radiační detektor | Kalifornská univerzita | 1,7 kg | 2,9 wattů |
Detektor meteoritů | General Electric | 3,3 kg | 2,7 wattů |
Detektor meteoritů | NASA / Langley | 1,7 kg | 0,7 wattů |
Ultrafialový spektrometr | Kalifornská univerzita | 0,7 kg | 0,7 wattů |
Fotopolarimetr | University of Arizona | 4,3 kg | 2,2 wattů |
Infračervený radiometr | Kalifornský technologický institut (Caltech) | 2 kg | 1,3 wattů |
Celkový | 29,6 kg | 24,3 wattů |
V systému tvořeném Jupiterem a jeho měsíci musí vesmírné sondy Pioneer 10 a 11 :
Pro splnění těchto cílů mají kosmické sondy Pioneer 11 vědeckých přístrojů o hmotnosti 29,6 kg :
Vektorový magnetometr.
Plazmový analyzátor.
Detektor kosmického záření CPI.
Pioneer 10 a 11 sondy vyrobené pozoruhodné vědecké výsledky:
Čtyři hlavní měsíce Jupitera vyfotografoval Pioneer 10 .
Jupiter vyfotografoval Pioneer 10 .
Ganymede.
V 80. letech si vědci NASA všimli, že se sonda pohybovala pomaleji, než se očekávalo. Toto zpomalení je velmi nízké, řádově 8 × 10 −10 m / s 2 . Tato anomálie se zpočátku přisuzuje chybě ve výpočtech nebo závadě ve vesmírné sondě. O několik let později však byl na sondě Pioneer 11 pozorován stejný rozdíl rychlostí . Poté, co se to marně snaží vysvětlit, je tato anomálie pokřtěna „ Pionýrská anomálie “ předmětem mnoha studií a spekulací. Nejpozoruhodnější vysvětlení zpochybňují zákony nebeské mechaniky, jak byly stanoveny, nebo naznačují účinek temné hmoty . Nakonec bylo v roce 2011 objeveno mnohem prozaičtější vysvětlení. Teplo produkované radioizotopovými termoelektrickými generátory je emitováno izotropicky , ale značná část toho, co je vyzařováno směrem k zadní části antény, se od něj odráží v opačném směru, tj. , směrem k protilehlému slunci, způsobující reakcí slabé zbytkové zrychlení směrem ke Slunci.
Ve stejném roce, kdy byl Pioneer 10 byla zahájena , NASA vypustil vývoj dvou nových kosmických sond ke studiu horních planety na sluneční soustavy se zvýšenou kapacitou . The Voyager programu se kosmické sondy jsou mnohem těžší: 800 kg včetně 100 kg z vědeckého vybavení proti 270 kg z Pioneer kosmických sond (včetně 30 kg vědeckých přístrojů). Těží z nejnovějších pokroků v oblasti vesmírných technologií: mají palubní počítač, který umožňuje provádění složitých operací bez zásahu řídících jednotek na Zemi, a jsou stabilizováni ve třech osách , což umožňuje vysoce kvalitní detailní snímky. Voyager 2 využívá výjimečné spojení horních planet, které mu umožňuje propojit průlet Jupitera , Saturnu , Uranu a Neptunu pomocí gravitační pomoci každé planety k posunu k další. Dvě vesmírné sondy vyvinuté laboratoří Jet Propulsion Laboratory, které byly zahájeny v roce 1977, poskytují podrobné informace o atmosféře Jupitera , Saturnu a Uranu . Odhalují mnoho podrobností o struktuře Saturnových prstenů , umožňují objev Jupiterových prstenů a poskytují první detailní snímky prstenů Uranu a Neptunu . Identifikují celkem 33 nových měsíců a zdůrazňují vulkanickou aktivitu měsíce Io a podivnou strukturu povrchu galilejské družice Evropa . Sondy Voyager , které by měly pokračovat v provozu až do roku 2025, nyní zkoumají hranice heliosféry , oblasti vesmíru pod vlivem Slunce, a studují mezihvězdné médium .
Je postavena třetí vesmírná sonda, identická s kosmickými sondami Pioneer 10 a Pioneer 11, zvaná „ Pioneer-H “. Výzkumného centra Ames studoval v roce 1971 jeho využití v rámci mise určená k prozkoumání meziplanetárním prostředí tím, že opustí rovinu ekliptiky ( Out-of-the-ekliptický mise ). Prostor sonda, která byla zahájena těžkým Titan IIIE- Centaur launcher , musí opustit rovinu ekliptiky pomocí gravitační pomoc planety Jupiter a umístit se v heliocentrické oběžné dráze s orbitálním sklonem o 92,5 ° . Na své nové oběžné dráze musí vesmírná sonda studovat póly Slunce pohybem k jedné astronomické jednotce od severního pólu a 2 au od jižního pólu. Projekt navržený výzkumným střediskem NASA v Amesu v roce 1973 nebyl zachován, ale provedené studie byly použity k definování charakteristik a cílů mise Galileo .