Созданные человеком объекты, навсегда покидающие солнечную систему. Космическая программа «Пионер Где сейчас пионеры и вояджеры

22 января 2003 года НАСА отправило последний удачный запрос "Пионеру-10" - космическому беспилотному аппарату, предназначенному для изучения Юпитера. На следующий день ответ был получен: в одну сторону сообщение шло 13 часов. С большой долей вероятности, на момент ответа "Пионер-10" находился в 12 миллиардах километров от Земли и мчался в сторону звезды Альдебаран. Сегодня "РГ" рассказывает об аппаратах, запущенных человечеством и потерявшихся в глубинах космоса.

"Пионер-10"

Аппарат был запущен в США 2 марта 1972 года. Помимо основной задачи, которую он с блеском выполнил, сделав первые фотографии Юпитера, "Пионер-10" имел более глобальную миссию.

На случай возможного контакта с инопланетным разумом на борту находился позолоченный диск из алюминия, содержащий в себе символьную информацию о человеке, Земле и ее местоположении, а, также рисунок мужчины и женщины. В свое время NASA было завалено критикой в адрес рисунка: люди были изображены нагими и ведомство обвиняли в трате денег налогоплательщиков на отправку "непристойности" в космос.

В последний раз "Пионер-10" вышел на связь 23 января 2003 года, на тот момент зонд приближался к краю Солнечной системы, направляясь в сторону звезды Альдебаран, которой он достигнет через 2 миллиона лет.

Deep Impact

Deep Impact можно перевести как "Столкновение с бездной". Собственно, в названии и была озвучена задача этого космического аппарата - ему следовало впервые в истории сбросить исследовательский зонд на кометы Темпеля 1 и 103P/Хартли.

Как и предыдущий корабль Deep Impact, а точнее спущенный с него зонд, справился с задачей на все 100 процентов, прислав уникальные фотографии с поверхностей комет, а также совершив множество химических анализов и экспериментов с их веществом.

Последний сеанс связи произошел 8 августа 2013 года, ученые предполагают, что обрыв соединения возник из-за потери ориентации аппарата в пространстве, вызванной сбоем в работе компьютерной программы зонда. На последующие многочисленные попытки восстановить связь аппарат не реагировал.

"Зонд-1"

"Зонд-1" - первый из советских космических аппаратов серии, предназначенных для изучения космического пространства и тестирования техники, которая могла использоваться в будущем для дальних космических полетов.

Аппарат был запущен 2 апреля 1964 года, непосредственной задачей зонда ставилась проверка бортовых систем и сбор научной информации о кратчайшем маршруте полета к Венере. С его помощью впервые в мире состоялось испытание система самостоятельной ориентации космического аппарата в пространстве.

Связь с "Зондом-1" была потеряна 14 мая 1964 года при его удалении от Земли на 14 миллионов километров. По предположениям ученых, 14 июля 1964 года "Зонд-1" осуществил неуправляемый пролет Венеры на расстоянии около 100 тысяч километров от нее и продолжил движение вокруг Солнца.

"Пионер-6"

Еще один аппарат, в отличие от своего младшего брата "Пионера-10", имел более скромную цель - изучение солнечной плазмы, микрометеоритных потоков, космических лучей, магнитных возмущений, солнечного ветра и физики частиц. Запуск состоялся 16 декабря 1965 года, а уже в 1973 аппарат исследовал комету Когоутека и передал данные о ее хвосте - для середины 70-х годов прошлого века результат был поистине триумфальным.

"Пионер-6" до сих пор зарегистрирован НАСА как "работоспособный". Например, в декабре 2000 с ним был проведен успешный сеанс связи в честь 35-летия его запуска. Правда, с тех пор все попытки выйти на связь заканчивались неудачей.

"Фобос-2"

"Фобос-2" - это советская автоматическая межпланетная станция, созданная для изучения поверхности Марса и его спутника Фобоса, для изучения Солнца в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом диапазонах, исследования характеристик межпланетных ударных волн и определения состава солнечного ветра.

Запуск был произведен 12 июля 1988 года с космодрома Байконур. Конструкция и оснащение аппарата были поистине передовыми: радиолокаторы, телескопы, десантируемые исследовательские зонды.

Во время сближения зонда со спутником Марса наземные станции принимали очень слабый сигнал корабля, который позже пропал совсем. Спустя несколько часов аппарат попытался выйти на связь, но расшифровать его сигнал не удалось, скорее всего, это произошло из-за того, что "Фобос-2" не был стабилизирован и хаотично вращался на орбите. Последний сигнал от корабля был принят 27 марта 1989 года.

Пионер-10 стал первым космическим аппаратом , достигшим третьей космической скорости , первым аппаратом, совершившим пролёт Юпитера и сфотографировавшим планету. Аппарат-близнец «Пионер-11 » исследовал также Сатурн .

Масса аппарата составляла 260 кг, в том числе 30 кг научных приборов; высота - 2,9 м, максимальный поперечный размер (диаметр отражателя остронаправленной антенны) - 2,75 м.

«Межзвездное письмо» Пионера-10

На корпусе аппарата была установлена анодированная пластинка из прочного алюминиевого сплава. Размеры пластинки 220х152 миллиметров. Автором рисунка является Карл Саган .

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.

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

Многие символы на картинке могут оказаться непонятными иному разуму. В частности, таким символами могут стать квадратные скобки, обрамляющие двоичные числа, знак стрелы на траектории отлета Пионера. Приветственно поднятая рука мужчины тоже понятна только человеку.

Дальнейшая судьба аппарата

Вылетев довольно далеко за пределы орбиты Нептуна, аппарат начал испытывать силу неизвестного происхождения, вызывающую очень слабое торможение. Данное явление было названо «эффектом Пионера ». Высказывалось много предположений, вплоть до неизвестных пока эффектах инерции или даже времени. Некоторые говорят просто о систематической ошибке измерения . Причиной же постоянного ускорения оказалась асимметричность теплового излучения самого Пионера-10 .

Последний, очень слабый сигнал от Пионера-10 был получен 23 января 2003 года, когда он находился в 12 миллиардах километров (80 а.е.) от Земли. Сообщалось, что аппарат направляется в сторону Альдебарана. Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей этой звезды через 2 миллиона лет .

Примечания

См. также

• Исследования Юпитера

Ссылки

• Pioneer Odyssey, NASA SP-396, 1977 - Онлайновая книга о Пионере-10 и Пионере-11 с фотографиями и диаграммами.
• A distant Pioneer whispers to Earth - статья в CNN, 19 декабря, 2002

Исследование Юпитера космическими аппаратами
С пролётной траектории
С орбиты
Спускаемые зонды
Будущие миссии
Отменённые миссии
См. также
Жирный шрифт обозначает действующие АМС

«Пионер 10» - это уникальный космический аппарат разработки НАСА, который обходится без управления человеком. Его масса составляла 260 килограмм, а высота 2,9 - метра. Предназначался он для детального изучения .

"Пионер-10"

Этот аппарат свое название «Пионер» оправдывает на все сто процентов, ведь это первый космический аппарат, который пролетел возле Юпитера настолько близко, что удалось сфотографировать планету. Немного позже он перестал быть единственным, так как появился практически его близнец - «Пионер-11» , который был создан для .

Впервые «Пионер-10» вышел в космос на носителе «Атлас-Центавр» 2-го марта в 1972 году. А уже в 1973 году аппарат в первый раз пересек астероидный пояс. Исследовал парочку астероидов и выявил пылевой пояс около Юпитера. Благодаря тому, что «Пионер-10» пролетел на расстоянии всего лишь 132 тысячи километров от облаков планеты, удалось узнать множество новых фактов о Юпитере. Была установлена точная масса планеты, измерено ее магнитное поле, проведен анализ состава атмосферы, а также было обнаружено, что количество получаемой энергии от Солнца в 2,5 раза уступает общему тепловому потоку Юпитера. «Пионер-10» был полезен не только в исследовании Юпитера, но и его спутников. Для четырех самых крупных «попутчиков» была установлена плотность.

«Межзвездное письмо» «Пионера-10»

На корпусе «Пионера-10» (а позже и «Пионера-11») была установлена пластинка, анодированная золотом алюминия, размером 220 на 152 миллиметра с символистическими данными о человеке, планете Земля и о ее расположении. Автором рисунка женщины и мужчины выступила первая жена Карла Сагана - Линда Саган.

На пластинке были изображены: человеческие фигуры в виде мужчины и женщины, два базовых состояния атома водорода, Солнце и его положение относительно центра Галактики и расстояние до ближайших четырнадцати пульсаров, схематически изображена Солнечная система.

Судьба аппарата

В дальнейшем маршрут «Пионера-10» был довольно насыщенным: в 1976 году пересек , в 1979 году была пересечена орбита Урана, в 1983 году 25-го апреля аппарат прошел орбиту Плутона, который был ближе к Солнцу, чем Нептун. В 1983 году 13-го июня станция пересекла орбиту самой отдаленной в Солнечной системе планеты - Нептуна.

Официальной датой прекращения миссии «Пионера-10» стало 31-е марта 1997 года. На то время он находился от Солнца на расстоянии 67 а.е., но при этом продолжал передавать данные. Последняя информация от аппарата была получена в 2002 году, и с тех пор стоящие сигналы с «Пионера-10» уловить не удавалось. На 2009 год расстояние от Солнца увеличилось до 100 а.е.

17-го февраля 1998 года «Пионер-10» прекратил быть самым отдаленным от планеты Земля космическим аппаратом, его «обошел» «Вояджер-1».

Отдалившись очень далеко от орбиты Нептуна, станция «Пионер-10» стала крайне медленно притормаживать под влиянием силы неизвестного происхождения. Впоследствии это явление было наречено «эффектом Пионера». После многих предположений и доводов было установлено, что причиной ускорения стало ассиметричное тепловое излучение «Пионера-10».

В последний раз был получен тихий сигнал от «Пионера-10» 23-го января 2003 года. На то время он находился в 80 а.е. (12 миллиардах километров) от Земли. Имеется информация, что он устремлен в сторону Альдебарана. Есть мнение, что он достигнет этой звезды через пару миллионов лет, если же, конечно, с ним ничего не произойдет.

Космические аппараты Pioneer 10 и 11, находящиеся сейчас на краю нашей Солнечной системы, уже некоторое время демонстрируют аномальное поведение: постепенное замедление своего движения, не совпадающее с расчетом. Последний анализ данных, собранных о движении аппаратов, показал, что аномалия не является постоянной, как считалось ранее, и снижается с течением времени. По мнению американских ученых, причиной является ассиметричное излучение тепла; в ближайшее время они планируют представить доказательства этой теории.

Космические аппараты Пионер 10 и 11 были запущены в космос в 1972 и 1973 году, соответственно. Основной целью космической миссии было наблюдение за одной из планет Солнечной системы – Юпитером. Официальная миссия Pioneer 11 продолжилась чуть дольше - до 1979 года, когда состоялась его встреча с Сатурном.

Чтобы во время выполнения миссий и впоследствии оставаться на связи с космическими зондами, исследователи использовали так называемую Deep Space Network – систему антенн дальней космической связи, расположенных по всему миру. Контакт удавалось поддерживать до 1995 года (с Pioneer 10) и 2003 года (с Pioneer 11). Сегодня оба космических зонда находятся примерно в 2 раза дальше от Солнца, чем Плутон, с ними давно нет связи. Но ряд загадок, которые удалось наблюдать тогда, не разгаданы до сих пор.

Как только космические зонды вышли за пределы гравитации Сатурна, их движение должно было определяться в основном силой тяжести Солнца, а также небольшим влиянием других планет и космической пыли. Расчеты принимали во внимание все эти эффекты, но исследователи обнаружили, что оба космических аппарата двигались к межзвездным пространствам медленнее, чем ожидалось. Анализ собранных данных, проведенный в 2002 году, показал, что наблюдалось аномальное ускорение около 10-9 м/с2, направленное в сторону Солнца.

Ученые со всего мира предлагали различные объяснения обнаруженной аномалии. Некоторые из них были весьма экзотическими, к примеру, включая в себя неньютоновскую силу тяжести или различные космологические явления. Другие же объяснения базировались на физических законах – утечке газа или неравномерности излучения тепла используемых на борту атомных источников электрической энергии. Однако «традиционные» объяснения предполагали, что ускорение со временем должно уменьшаться, а ранний анализ данных не выявил этого уменьшения.

Более детальный анализ, проведенный недавно учеными из Jet Propulsion Laboratory (США) и привлекший более полную информацию о наблюдениях, проведенных несколько десятилетий назад, включая старые записи, хранившиеся на перфокартах, показал, что уменьшение аномалии на самом деле присутствует. Ученым удалось собрать подробную информацию о примерно 23,1 годах «жизни» аппарата Pioneer 10 и 10,75 лет для аппарата Pioneer 11 (по сравнению с 11,5 и 3,75 лет, соответственно, доступных в предыдущих исследованиях). Кроме того, при Допплеровском анализе частот было учтено, что после прохода космическими аппаратами Юпитера, протоколы связи были переделаны для упрощения поддержания контакта. Причем, многие изменения были задокументированы только в рукописях. Также отдельные станции Deep Space Network выходили из строя – вместо них в действие вводились новые. Команде даже пришлось обратиться к архивным данным по землетрясениям, чтобы учесть все даже незначительные сдвиги отдельных антенн, входивших в сеть.

Проделанная работа позволила констатировать, что уменьшение аномалии присутствует. Однако ученые пока не могут сказать, является оно линейным или экспоненциальным; также невозможно точно определить, направлено это ускорение на Солнце или на Землю.

Следующим этапом ученые планируют провести такой же детальный анализ тепловыделения аппаратов, чтобы подтвердить свою теорию о причинах аномалий.