Пионер-10 оснащен параболической антенной с высоким коэффициентом усиления диаметром около 2,74 метра и питается электроэнергией от четырех радиоизотопных термоэлектрических генераторов. В период с июля 1972 по февраль 1973 года он стал первым зондом, пересекшим Главный пояс астероидов, а в ноябре 1973 года начал фотографировать Юпитер.
Радиосвязь была потеряна через 30 лет из-за потери электроэнергии в радиопередатчике, который посылал все более слабые сигналы. Телеметрию уже невозможно было расшифровать, чтобы использовать научные данные. Зонд находился на расстоянии 12 млрд км от Земли, что эквивалентно 80 астрономическим единицам.
Первая в истории миссия к Юпитеру
Пионер-10 был запущен 3 марта 1972 года с площадки 36А Космического стартового комплекса во Флориде с помощью ракеты-носителя «Атлас-Центавр». Ракета-носитель имела в качестве третьей ступени твердотопливную ракету Star-37E, разработанную специально для полетов «Пионера». Она обеспечила зонду достаточную тягу, чтобы пройти вблизи Луны всего через 11 часов, что сделало его самым быстрым искусственным объектом из когда-либо запущенных до этого времени.
В течение первых семи месяцев зонд проводил коррекцию курса и научные испытания, и 15 июля 1972 года успешно прошел пояс астероидов без столкновения, что стало рекордом для этой задачи. Во время пересечения межпланетного пространства «Пионер-10» также впервые обнаружил межпланетные атомы гелия и наблюдал высокоэнергетические ионы алюминия и натрия в солнечном ветре.
6 ноября 1973 года «Пионер-10» находился на расстоянии 25 млн км от Юпитера, когда начал делать снимки планеты крупным планом. В течение следующих нескольких месяцев он углубленно изучал магнитосферу Юпитера. Ближайшее сближение произошло на расстоянии 132 352 км от внешней атмосферы газового гиганта.
Среди прочего, зонд получил детальные изображения Большого красного пятна, что позволило ученым изучить атмосферную динамику этого метеорологического явления, раскрыл важные подробности о магнитном поле Юпитера, которое инвертировано по сравнению с земным, и внес вклад в более глубокое понимание магнитосферных процессов на газовых гигантах. Он получил крупные изображения галилеевых спутников, в частности Ганимеда, и провел измерения температуры и химического состава атмосферы Юпитера, обогатив наши знания о тепловых и химических характеристиках его огромной атмосферы.
Воспользовавшись гравитацией Юпитера для создания гравитационного манёвра, «Пионер-10» продолжил путешествие к следующим планетам-гигантам. В 1976 году он пересек орбиту Сатурна, в 1979 году — Урана, а в 1983 году продолжил путь мимо Нептуна, став первым искусственным объектом, пересекшим орбиты планет Солнечной системы.
Последний сигнал
После более чем 30 лет исследований, хотя миссия официально завершилась в 1997 году, последний телеметрический сигнал с «Пионера-10» был успешно получен 27 апреля 2002 года. Последующие сигналы были едва ли достаточно сильными, чтобы их можно было обнаружить, и не давали никаких полезных данных.
Наконец, 23 января 2003 года состоялся последний контакт с зондом. Он находился на внушительном расстоянии более 12 миллиардов километров и готовился покинуть Солнечную систему, когда послал свой последний сигнал, сила которого была крайне слабой.
Сигнал был принят Deep Space Network НАСА — сетью распределенных спутниковых антенн, предназначенных для связи с космическими зондами. Последующие попытки связаться с зондом не увенчались успехом. Последняя попытка была предпринята вечером 4 марта 2006 года, когда антенна «Пионера-10» в последний раз была правильно направлена на Землю, но ответа не последовало. В НАСА решили, что мощность блоков RTG, вероятно, упала ниже порога, необходимого для работы передатчика, поэтому дальнейшие попытки связаться с зондом не предпринимались.
Где сейчас находится «Пионер-10»?
18 июля 2023 года мимо «Пионера-10» прошел «Вояджер-2», в результате чего «Пионер-10» стал третьим по удаленности от Солнца космическим аппаратом после «Вояджера-1» и «Вояджера-2». В настоящее время солнечным лучам требуется около 18,7 часов, чтобы достичь «Пионера-10», который сейчас движется в направлении созвездия Тельца.
Если его не потревожат, «Пионер-10» и его близнец «Пионер-11» вместе с двумя зондами «Вояджер» и «Новыми горизонтами» покинут Солнечную систему и отправятся в межзвездное пространство. Ожидается, что траектория полета «Пионера-10» пройдет в направлении звезды Альдебаран, которая в настоящее время находится на расстоянии около 68 световых лет. Если относительная скорость Альдебарана равна нулю, то космическому аппарату потребуется более двух миллионов лет, чтобы достичь его.
Гораздо раньше, примерно через 90 тысяч лет, «Пионер-10» пройдет на расстоянии около 0,75 светового года от звезды K-типа HIP 117795. Это будет самый близкий пролет мимо звезды в ближайшие миллионы лет среди всех космических аппаратов, покидающих Солнечную систему.
Наследие миссии
Многие считают, что миссия Пионер-10 стала настоящей ступенькой в познании Вселенной и последующем исследовании нашей Солнечной системы. Она предоставила сокровищницу информации, которая сформировала наше понимание планетарной системы, которую мы называем своим домом. Прежде всего, он вдохновлял как пример того, на что способно человечество и что ему предстоит открыть.
Одним из самых значительных достижений «Пионера-10» стало пересечение пояса астероидов, которое позволило получить ценную информацию о составе, плотности и распределении объектов в этом регионе Солнечной системы. Собранные данные позволили ученым разработать более точные модели происхождения и эволюции астероидов, проливая свет на ранние этапы формирования Солнечной системы.
Однако основополагающим вкладом, который составляет почти все наследие этой миссии, является исследование Юпитера. Пролетая через систему Юпитера, зонд получил подробные изображения и данные о газовом гиганте и его спутниках. Информация позволила по-новому взглянуть на динамику атмосферы Юпитера, его магнитные поля и структуру его спутников, что помогло пересмотреть наше представление о внешних планетах.
Кроме того, благодаря данным, отправленным «Пионером-10», мы получили ценную информацию о солнечной радиации и солнечных ветрах за пределами земной орбиты. Эти данные внесли большой вклад в наше понимание солнечного ветра и его влияния на нашу Солнечную систему, оказав влияние на исследования в различных областях, от космической климатологии до проектирования будущих космических миссий.