23 января 2003 года исполнилось 21 год с момента получения последнего сигнала от зонда НАСА «Пионер-10». Этот аппарат, запущенный 31 год до этого, стал первым, чей сигнал достиг Земли после начала межпланетного путешествия. Предназначенный для изучения Юпитера, «Пионер-10» также первым достиг скорости убегания, необходимой для преодоления границ Солнечной системы.
Пионер-10 имел параболическую антенну диаметром приблизительно 2,74 метра, отличавшуюся высоким коэффициентом усиления, и работал на энергии, получаемой от четырех радиоизотопных термоэлектрических генераторов. В период с июля 1972 по февраль 1973 года он впервые из всех аппаратов пересек Главный пояс астероидов, а в ноябре 1973 года приступил к съемке Юпитера.
Связь по радиоканалу была утрачена спустя 30 лет из-за сбоя в электропитании радиопередатчика, который передавал все более слабые сигналы. Расшифровать телеметрию стало невозможно, что исключило возможность использования собранных научных данных. Зонд располагался на удалении 12 миллиардов километров от Земли, что соответствует 80 астрономическим единицам.
Первая в истории миссия к Юпитеру
3 марта 1972 года с площадки 36А Космического стартового комплекса во Флориде с использованием ракеты-носителя «Атлас-Центавр» был осуществлен запуск космического аппарата «Пионер-10». Для третьей ступени ракеты-носителя была применена твердотопливная ракета Star-37E, созданная специально для миссий «Пионера». Эта ракета обеспечила зонду необходимую тягу для прохождения вблизи Луны всего за 11 часов, что сделало его самым быстродвижущимся искусственным объектом на момент запуска.
В первые семь месяцев работы зонд выполнял коррекцию траектории и проводил научные испытания. 15 июля 1972 года он успешно преодолел пояс астероидов, не столкнувшись с ним, что стало новым достижением для подобных миссий. Помимо этого, во время полета через межпланетное пространство «Пионер-10» впервые зарегистрировал межпланетные атомы гелия и зафиксировал высокоэнергетические ионы алюминия и натрия в солнечном ветре.
6 ноября 1973 года, находясь в 25 млн км от Юпитера, зонд «Пионер-10» приступил к съемке планеты с высокой детализацией. В последующие месяцы он провел детальное изучение магнитосферы Юпитера. Наименьшее расстояние до планеты составило 132 352 км от ее внешней атмосферы.
Благодаря полученным данным, зонд предоставил подробные изображения Большого красного пятна, что дало ученым возможность исследовать динамику атмосферы этого метеорологического явления. Также были раскрыты важные сведения о магнитном поле Юпитера, которое имеет обратную полярность по сравнению с земным, и получены новые данные, способствующие лучшему пониманию магнитосферных процессов на газовых гигантах. Зонд зафиксировал крупные изображения галилеевских спутников, в особенности Ганимеда, и провел измерения температуры и химического состава атмосферы Юпитера, существенно расширив наши представления о тепловых и химических свойствах его обширной атмосферы.
Используя гравитационное поле Юпитера для выполнения гравитационного маневра, зонд «Пионер-10» продолжил свой путь к другим планетам-гигантам. В 1976 году он достиг орбиты Сатурна, в 1979 году – Урана, а в 1983 году пролетел мимо Нептуна, став первым рукотворным объектом, пересекшим орбиты планет Солнечной системы.
Последний сигнал
Несмотря на то, что миссия была официально прекращена в 1997 году, последний телеметрический сигнал с «Пионера-10» был получен 27 апреля 2002 года, спустя более чем 30 лет исследований. Последующие сигналы оказались слишком слабыми для обнаружения и не содержали полезной информации.
Последний контакт с зондом произошел 23 января 2003 года. На момент передачи последнего сигнала, когда аппарат готовился покинуть Солнечную систему, он находился на расстоянии более 12 миллиардов километров, а его сигнал был крайне слабым.
Deep Space Network НАСА, представляющая собой сеть распределенных спутниковых антенн, использовалась для приема сигнала. Однако последующие попытки установить связь с зондом оказались безуспешными. Последняя попытка была осуществлена вечером 4 марта 2006 года, когда антенна «Пионера-10» была последний раз точно ориентирована на Землю, но ответа не поступило. В НАСА пришли к выводу, что мощность радиоизотопных термоэлектрических генераторов, вероятно, снизилась до уровня, недостаточного для функционирования передатчика, и поэтому дальнейшие попытки связаться с зондом были прекращены.
Где сейчас находится «Пионер-10»?
18 июля 2023 года космический аппарат «Вояджер-2» совершил пролет мимо «Пионера-10», что привело к тому, что «Пионер-10» переместился на третье место по удаленности от Солнца, уступив это место «Вояджеру-1» и «Вояджеру-2». Сейчас для достижения «Пионера-10» солнечному свету необходимо приблизительно 18,7 часов, и аппарат продолжает свое движение в направлении созвездия Тельца.
При отсутствии внешних воздействий, аппараты «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер» и «Новые горизонты» покинут пределы Солнечной системы и направятся в межзвездное пространство. Прогнозируется, что траектория полета «Пионера-10» будет проходить в сторону звезды Альдебаран, расположенной на расстоянии приблизительно 68 световых лет. В случае, если скорость Альдебарана относительно Солнечной системы останется неизменной, космическому аппарату потребуется свыше двух миллионов лет для достижения этой звезды.
Примерно через 90 тысяч лет «Пионер-10» пролетит на расстоянии около 0,75 светового года от звезды K-типа HIP 117795. Этот пролет станет ближайшим к звезде среди всех космических аппаратов, покинувших Солнечную систему в ближайшие миллионы лет.
Наследие миссии
Многие рассматривают миссию «Пионер-10» как важный этап в изучении Вселенной и дальнейшем исследовании нашей Солнечной системы. Она предоставила ценный массив данных, который повлиял на наше представление о планетарной системе, являющейся нашим домом. В первую очередь, она вдохновляла, демонстрируя возможности человечества и те открытия, которые его ожидают.
Пересечение пояса астероидов стало одним из важнейших успехов миссии «Пионер-10». Это позволило получить ценные сведения о составе, плотности и расположении объектов в этом районе Солнечной системы. Полученные данные помогли ученым создать более совершенные модели, описывающие формирование и развитие астероидов, и тем самым лучше понять ранние этапы становления Солнечной системы.
Изучение Юпитера стало ключевым достижением миссии и определило её основное наследие. Во время прохождения через систему Юпитера, зонд собрал детальные изображения и данные о газовом гиганте и его спутниках. Полученная информация позволила глубже понять динамику атмосферы Юпитера, его магнитные поля и строение его спутников, что способствовало пересмотру представлений о внешних планетах.
Благодаря информации, полученной от зонда «Пионер-10», стало возможным получить ценные сведения о солнечной радиации и солнечных ветрах, находящихся за пределами земной орбиты. Эти данные существенно расширили наши знания о природе солнечного ветра и его воздействии на Солнечную систему, что оказало влияние на исследования в сферах, начиная от космической климатологии и заканчивая разработкой проектов будущих космических миссий.