Pioneer 11

редактировать

Pioneer 11
An artist's impression of a Pioneer spacecraft on its way to interstellar space.jpg Впечатление художника о космическом корабле Pioneer на пути в межзвездное пространство.
Тип миссииИсследование планет и гелиосферы
ОператорСША NASA / ARC
COSPAR ID 1973-019A
SATCAT номер 6421
Веб-сайтВеб-сайт проекта Pioneer (в архиве). Страница архива НАСА
Продолжительность полета22 года, 5 месяцев, 25 дней
Характеристики космического корабля
ПроизводительСША TRW
Стартовая масса260 килограммов (570 фунтов)
Мощность155 Вт (при запуске)
Начало миссии
Дата запуска6 апреля 1973 г., 02:11:00 (1973-04-06UTC02: 11Z) UTC
RocketAtlas SLV-3D Centaur-D1A Star-37E
Место запускаМыс Канаверал LC-36B
Конец миссии
Последний контакт30 сентября 1995 г. (1995-10-01)
Облет Юпитер
Ближайшее сближение3 декабря 1974 г.
Расстояние43000 километров (27000 м iles)
Облет Сатурна
Ближайшее сближение1 сентября 1979 г.
Расстояние21000 километров (13000 миль)
Pioneer 10 - Pioneer 11 - патч для миссии - Pioneer patch.png PioneerPioneer 10 Pioneer 12

Pioneer 11 (также известный как Pioneer G ) - это 260-килограммовый (570 фунтов) роботизированный космический зонд запущен НАСА 6 апреля 1973 года для изучения пояса астероидов, окружающей среды вокруг Юпитера и Сатурна, солнечной ветер и космические лучи. Это был первый зонд, встретивший Сатурн, и второй, пролетевший через пояс астероидов и у Юпитера. После этого Pioneer 11 стал вторым из пяти искусственных объектов, достигших второй космической скорости, которая позволит им покинуть Солнечную систему. Из-за нехватки мощности и большого расстояния до зонда последний стандартный контакт с космическим кораблем был 30 сентября 1995 г., а последние достоверные технические данные были получены 24 ноября 1995 г.

Содержание

  • 1 История миссии
    • 1.1 История
    • 1.2 Конструкция космического корабля
      • 1.2.1 Управление ориентацией и движение
      • 1.2.2 Связь
      • 1.2.3 Энергия
      • 1.2.4 Компьютер
      • 1.2.5 Научные инструменты
  • 2 Профиль миссии
    • 2.1 Запуск и траектория
    • 2.2 Встреча с Юпитером
    • 2.3 Встреча с Сатурном
    • 2.4 Межзвездная миссия
    • 2.5 НАСА завершает операции
  • 3 Текущее состояние
  • 4 Пионер аномалия
  • 5 Мемориальная доска пионеров
  • 6 День памяти
  • 7 Галерея
  • 8 См. также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки

История миссии

История

Одобренный в феврале 1969 года, Pioneer 11 и его сдвоенный зонд, Pioneer 10, были первыми, кто был разработан для исследования внешней Солнечной системы. Подвергаясь многочисленным предложениям на протяжении 1960-х годов, первые цели миссии были определены следующим образом:

Последующее планирование встречи с Сатурном добавило еще много целей:

  • Нанести на карту магнитное поле Сатурн и определите его интенсивность, направление и структуру.
  • Определите, сколько электронов и протонов различных энергий распределено по траектории космического корабля через систему Сатурна.
  • Составьте карту взаимодействия Система Сатурна с солнечным ветром.
  • Измерьте температуру атмосферы Сатурна и Титана, самого большого спутника Сатурна.
  • Определите структуру верхней атмосферы Сатурна, где, как ожидается, будут находиться молекулы. электрически заряжены и образуют ионосфера.
  • Нанесите на карту тепловую структуру атмосферы Сатурна с помощью инфракрасных наблюдений в сочетании с данными радиоактивного затмения.
  • Получите изображения Сатурнианская система в двух цветах во время последовательности встреч и поляриметрических измерений планеты.
  • Зондирование кольцевой системы и атмосферы Сатурна с помощью радиозатмения в S-диапазоне.
  • Определить точнее - массы Сатурна и его более крупных спутников путем точных наблюдений за влиянием их гравитационных полей на движение космического корабля.
  • В качестве предшественника миссии Mariner Jupiter / Saturn, проверить окружающую среду в плоскости кольца, чтобы выяснить, где ее может безопасно пересечь космический корабль Mariner без серьезных повреждений.

Pioneer 11 был построен TRW и управлялся в рамках программы Pioneer от Исследовательский центр Эймса НАСА. Резервное устройство, Pioneer H, в настоящее время демонстрируется на выставке «Вехи полетов» в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. Многие элементы миссии оказались критическими при планировании программы Voyager.

Дизайн космического корабля

Автобус Pioneer 11 имеет глубину 36 сантиметров (14 дюймов) и шесть 76-сантиметровых в длину. (30 дюймов) панели, образующие шестиугольную структуру. В автобусе размещается топливо для управления ориентацией зонда и восьми из двенадцати научных инструментов. Космический корабль имеет массу 260 килограммов.

Контроль ориентации и движение

Pioneer 10 - Pioneer 11 - подруливающие устройства - p43.jpg
Ориентация космического корабля поддерживалась шестью 4,5- N,гидразиновыми двигателями на одном топливе : одна пара поддерживает постоянную скорость вращения 4,8 об / мин, вторая пара регулирует прямую тягу, третья пара - положение. Информация для ориентации обеспечивается выполнением маневров конического сканирования для отслеживания Земли на ее орбите, датчика звезды, способного ссылаться на Канопус, и двух Солнца. датчики.

Связь

Космический зонд включает в себя дублирующую систему приемопередатчиков, один из которых подключен к антенне с большим усилением, другой - к всенаправленной антенне и антенне со средним усилением. Каждый приемопередатчик мощностью 8 Вт передает данные в S-диапазоне, используя 2110 МГц для восходящей линии связи с Земли и 2292 МГц для нисходящей линии связи с Землей, при этом Deep Space Network отслеживает сигнал. Перед передачей данных зонд использует сверточный кодировщик , чтобы разрешить исправление ошибок в полученных данных на Земле.

Power

RTG SNAP-19
Pioneer 11 использует четыре протокола SNAP-19 радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи) (см. Схему ). Они расположены на двух трехстержневых фермах, каждая длиной 3 метра (9 футов 10 дюймов) и разнесенных на 120 градусов. Ожидалось, что это будет безопасное расстояние от чувствительных научных экспериментов, проводимых на борту. В совокупности РИТЭГи давали при запуске 155 Вт, а при переходе к Юпитеру снижались до 140 Вт. Космическому кораблю требуется 100 Вт для питания всех систем.

Компьютер

Большая часть вычислений для миссии была выполнена на Земле и передана на зонд, где он может сохранить в памяти до пяти команд 222 возможные записи наземных диспетчеров. Космический корабль включает в себя два декодера команд и блок распределения команд, очень ограниченную форму процессора, для управления операциями на космическом корабле. Эта система требует, чтобы операторы миссии готовили команды задолго до их передачи на зонд. Блок хранения данных включен для записи до 6 144 байтов информации, собранной приборами. Затем блок цифровой телеметрии используется для подготовки собранных данных в одном из тринадцати возможных форматов перед их передачей на Землю.

Научные инструменты

Pioneer 11 имеет на один дополнительный инструмент больше, чем Pioneer 10, a магнитометр с магнитным затвором.

Helium Vector Magnetometer (HVM )
Pioneer 10-11 - P50 - fx.jpg Измеряет тонкую структуру межпланетного магнитного поля, наносит на карту магнитное поле Юпитера и обеспечивает измерения магнитного поля для оценки солнечного ветра взаимодействие с Юпитером.
Квадрисферический Плазма Анализатор
Pioneer 10-11 - P51b - fx.jpg Загляните в отверстие в большой тарелке антенны, чтобы обнаружить частицы солнечного ветра, исходящие от Солнца.
Charged Particle Instru (CPI )
Pioneer 10-11 - P52a - fx.jpg Обнаруживает космические лучи в Солнечной системе.
Телескоп Cosmic Ray (CRT )
«Пионер 10-11» - P52b - fx.jpg Собирает данные о составе частиц космических лучей и их диапазонах энергий.
Телескоп Гейгера (GTT )
Pionee r 10-11 - p53 - fx.jpg Исследует интенсивности, энергетические спектры и угловые распределения электронов и протонов на пути космического корабля через радиационные пояса Юпитера и Сатурна.
В ловушке Детектор излучения (TRD )
Pioneer 10-11 - P54 - fx.jpg

Включает в себя несфокусированный счетчик Черенкова, который обнаруживает испускаемый свет в определенном направлении, когда частицы проходят через него, регистрируют электроны с энергией от 0,5 до 12 МэВ, детектор электронного рассеяния для электронов с энергией от 100 до 400 кэВ и детектор минимальной ионизации, состоящий из твердотельного диод, измеряющий минимум ионизирующих частиц (<3 MeV) and protons in the range of 50 to 350 MeV.

Метеороид Детекторы
Pioneer 10-11 - P56 - fx.jpg Двенадцать панелей детекторов ячеек под давлением установленная на задней части основной спутниковой антенны, регистрирует проникающие удары небольших метеороидов.
Детектор астероидов / метеороидов (AMD )
Pioneer 10-11 - P55b - fx.jpg Детектор метеороидов-астероидов изучает космос с помощью четырех телескопов без визуализации, чтобы отслеживать частицы в диапазоне от близких кусков пыли до далеких крупных астероидов.
Ультрафиолет Фотометр
Pioneer 10-11 - P57a - fx.jpg Ультрафиолетовый свет воспринимается для определения количества водорода и гелия в космосе, а также на Юпитере и Сатурне.
Получение изображений Фотополяриметр (IPP )
Pioneer 10 -11 - P60 - fx.jpg Эксперимент по получению изображений основан на вращении космического корабля для перемещения небольшого телескопа по всей планете в узкие полосы шириной всего 0,03 градуса, смотрящие на планету в красном и синем свете. Затем эти полоски обрабатываются для создания визуального изображения планеты.
Инфракрасный Радиометр
P58 - fx.jpg Предоставляет информацию о температуре облаков и тепловыделении от Юпитера и Сатурна.
  • Главный исследователь: Эндрю Ингерсолл / Калифорнийский технологический институт
Трехосный датчик потока Магнитометр
Triaxial Fluxgate Mars Global Surveyor Magnetometer.gif Измеряет магнитные поля Юпитера и Сатурна. Этот прибор отсутствует на Pioneer 10.

Профиль миссии

Pioneer 11 запуск из стартового комплекса 36A. Анимация траектории Пионера-11 с 6 апреля 1973 г. по 31 декабря 1980 г.. Пионер-11 ·Земля ·Юпитер ·Сатурн Анимация Пионера Траектория движения 11-го корабля вокруг Юпитера с 30 ноября 1974 г. по 5 декабря 1974 г.. Пионер 11 ·Юпитер ·Io ·Европа ·Ганимед ·Каллисто
Хронология путешествия
ДатаСобытие
1973-04-06Космический корабль запущен в 02:11:00.
1974-04-19Прохождение через пояс астероидов .
1974-11-03Начало фазы наблюдений Юпитера.
ВремяСобытие
1974-12-02Встреча с системой Юпитера.
08:21:00Каллисто пролетел на 786 500 км.
22:09:00Пролет Ганимеда на 692 300 км.
1974-12-03
03:11:00Io облёт на 314000 км.
04:15:00Европа пролет на 586 700 км.
05:00:21Тень Юпитера.
05:01:01Юпитер затмение вход.
05:21:19Юпитер самое близкое сближение на 42 828 км.
05:33:52Тень Юпитера выходит.
05:43:03Покрытие Юпитера.
22:29:00Амальтея пролетает на высоте 127 500 км.
1975-01-01Остановка фазы.
1979-07-31Начало фазы наблюдения Сатурна.
ВремяСобытие
1979-08-29Встреча с сатурнианской системой.
06:06:10Япет пролет на 1 032 535 км.
11:53:33Фиби пролетает на высоте 13 713 574 км.
1979-08-31
12:32:33Гиперион пролет на 666 153 км.
1979-09-01
14:26:56Пересечение плоскости нисходящего кольца.
14:50:55Эпиметей пролетел на 6 676 км.
15:06:32Атлас пролетает на 45 960 км.
15:59:30Диона пролетает на высоте 291,556 км.
16:26:28Мимас пролетает на высоте 104 263 км.
16:29:34Сатурн самое близкое сближение на 20 591 км.
16:35:00Сатурн затмение запись.
16:35:57Тень Сатурна.
16:51:11Янус пролетел на 228 988 км.
17:53:32Затмение Сатурна.
17:54:47Выход тени Сатурна.
18:21:59Пересечение плоскости восходящего кольца.
18:25:34Тетис пролетает на высоте 329 197 км.
18:30:14Энцелад пролетает на высоте 222027 км.
20:04:13Калипсо пролетает на 109 916 км.
22:15:27Рея пролетает на 345 303 км.
1979-09-02
18:00:33Титан пролетает на 362962 км.
5 октября 1979 годаОстановка фазы.
05 октября 1979 годаНачать межзвездную миссию первопроходцев.
Подробнее
1985-02-Начато распределение мощности приборов из-за снижения выходной мощности генератора.
1990-Прошёл орбиту Плутона.
1995-09-30Обычные ежедневные операции миссии прекращены. Pioneer 11 находится в 6,5 миллиарда км от Земли.
1995-11-24Последний полученный сигнал.

Запуск и траектория

Зонд Pioneer 11 был запущен 6 апреля 1973 года в 02:11:00 UTC Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства из Space Launch. Комплекс 36A на мысе Канаверал, Флорида, на борту ракеты-носителя Atlas-Centaur с двигательным модулем Star 37E. Его сдвоенный зонд «Пионер 10» был запущен годом ранее, 3 марта 1972 года.

«Пионер-11» был запущен по траектории, прямо нацеленной на Юпитер, без какой-либо предварительной гравитационной помощи. В мае 1974 года Pioneer был перенаправлен на пролет мимо Юпитера по траектории север-юг, что позволило пролететь мимо Сатурна в 1979 году. В маневре было использовано 17 фунтов топлива, он длился 42 минуты 36 секунд и увеличил скорость Pioneer 11 на 230 км / ч. Он также сделал две поправки в середине курса, 11 апреля 1973 года и 7 ноября 1974 года.

Встреча с Юпитером

«Пионер-11» пролетел мимо Юпитера в ноябре и декабре 1974 года. 2 декабря он прошел 42 828 километров (26 612 миль) над вершинами облаков. Зонд получил подробные изображения Большого красного пятна, передал первые изображения огромных полярных регионов и определил массу спутника Юпитера Каллисто. Используя гравитационное притяжение Юпитера, гравитационный ассистент использовался для изменения траектории зонда по направлению к Сатурну и увеличения скорости. 16 апреля 1975 года, после встречи с Юпитером, детектор микрометеороидов был выключен.

СМИ, связанные с встречей Пионера 11 с Юпитером на Викискладе

Встречей с Сатурном

Пионер 11 пролетел мимо Сатурна 1 сентября 1979 года на расстоянии 21000 км от вершин облаков Сатурна.

К этому времени Вояджер 1 и Вояджер 2 уже миновали Юпитер и также находились на пути к Сатурну, поэтому было решено нацелить Пионер-11, чтобы пройти через Самолет кольца Сатурна находится в том же месте, что и зонды «Вояджер», которые вскоре будут использовать для проверки маршрута до прибытия «Вояджеров». Если есть слабые кольцевые частицы, которые могут повредить зонд в этой области, планировщики миссии посчитали, что лучше узнать об этом через Pioneer. Таким образом, Pioneer 11 действовал как «пионер» в полном смысле этого слова; если опасность будет обнаружена, то зонды «Вояджера» можно будет перенаправить подальше от колец, но при этом упустить возможность посетить Уран и Нептун.

«Пионер-11» сфотографировал и чуть не столкнулся с одним из маленьких спутников Сатурна, пройдя на расстоянии не более 4000 километров (2500 миль). Объект был предварительно идентифицирован как Эпиметей, луна, обнаруженная накануне на основе изображений Pioneer и предположительно на основании более ранних наблюдений с помощью наземных телескопов. После облетов «Вояджера» стало известно, что на одной орбите находятся два спутника одинакового размера (Эпиметей и Янус ), поэтому существует некоторая неопределенность в отношении того, какой из них был объектом Почти промах "Пионера". «Пионер-11» встретил Януса 1 сентября 1979 года в 14:52 UTC на расстоянии 2500 км и Мимас в 16:20 UTC того же дня на высоте 103000 км.

Помимо Эпиметея, инструменты обнаружили еще один ранее неоткрытый маленький спутник и дополнительное кольцо, нанесли на карту магнитосферу и магнитное поле Сатурна и обнаружили, что его спутник размером с планету, Титан, слишком холоден для жизни. Мчась под плоскостью колец, зонд отправил обратно снимки колец Сатурна. Кольца, которые обычно кажутся яркими при наблюдении с Земли, на снимках Pioneer казались темными, а темные промежутки в кольцах, видимых с Земли, выглядели как яркие кольца.

СМИ, относящиеся к встрече Pioneer 11 с Сатурном на Wikimedia Commons

Межзвездная миссия

25 февраля 1990 года Pioneer 11 стал 4-м искусственным объектом, вышедшим за пределы орбиты планет.

НАСА прекращает операции

К 1995 году Pioneer 11 больше не мог приводить в действие какие-либо детекторов, поэтому было принято решение отключить его. 29 сентября 1995 года Исследовательский центр Эймса НАСА, ответственный за управление проектом, выпустил пресс-релиз, который начинался со слов: «После почти 22 лет исследований самых дальних уголков Солнечной системы, один из завершатся самые прочные и продуктивные космические миссии в истории ". Он указал, что НАСА будет использовать свои антенны Deep Space Network для прослушивания «один или два раза в месяц» сигнала космического корабля до тех пор, «где-то в конце 1996 года», когда «его передатчик вообще не замолчит». Администратор НАСА Дэниел Голдин охарактеризовал Pioneer 11 как «маленький космический корабль, который мог бы, почтенный исследователь, который научил нас многому о Солнечной системе и, в конце концов, о нашем собственном врожденном стремлении учиться. 11 - это то, чем занимается НАСА - исследования за пределами границ ». Помимо объявления о завершении операций, в депеши был представлен исторический список достижений миссии «Пионер-11». НАСА прервало обычный контакт с космическим кораблем 30 сентября 1995 года, но продолжало поддерживать связь в течение примерно 2 часов каждые 2-4 недели. Ученые получили несколько минут хороших инженерных данных 24 ноября 1995 года, но затем потеряли окончательный контакт, как только Земля исчезла из поля зрения антенны космического корабля. Его сигнал стал слишком слабым, чтобы его можно было услышать в 2002 году.

Текущее состояние

Pioneer 10 и 11 скорость и расстояние от Солнца

30 января 2019 года Pioneer 11 составлял 100,84 а.е. (1,5085 × 10 км) ; 9,374 × 10 миль) от Земли и 100 а.е. (1,5 × 10 км; 9,3 × 10 миль) от Солнца; и путешествовать со скоростью 11,241 км / с (40 470 км / ч; 25 150 миль в час) (относительно Солнца) и путешествовать наружу со скоростью около 2,37 а.е. в год. Космический корабль движется в направлении созвездия Scutum рядом с текущим положением (август 2017 г.) RA 18h 50m dec -8 ° 39.5 '(J2000.0 ) близко к Мессье 26. Через 928000 лет он пройдет в пределах 0,25% от K-карлика TYC 992-192-1.

Pioneer 11 теперь обогнали два зонда Voyager, запущенных в 1977 году, и Voyager 1 <42.>теперь самый далекий объект, построенный людьми.

Аномалия Пионера

Анализ данных радиотрекинга с космических кораблей Пионер 10 и 11 на расстояниях 20–70 а.е. от Солнца неизменно указывает на наличие небольшого, но аномального доплеровского дрейфа частоты. Дрейф можно интерпретировать как следствие постоянного ускорения (8,74 ± 1,33) × 10 м / с, направленного к Солнцу. Хотя есть подозрения, что этот эффект имеет систематическое происхождение, ничего не было обнаружено. В результате существует устойчивый интерес к природе этой так называемой «пионерской аномалии ». Расширенный анализ данных миссии, проведенный Славой Турышевым и его коллегами, определил, что источником аномалии является асимметричное тепловое излучение и возникающая в результате тепловая сила отдачи, действующая на лицо Пионеров вдали от Солнца, и в июле 2012 года группа исследователей опубликовала свои результаты опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.

Табличка Pioneer

Pioneer11.jpg

Pioneer 10 и 11 имеют анодированную алюминием пластину в случае, если любой из космических кораблей когда-либо обнаруживается разумными формами жизни с других планетных систем. На табличках изображены обнаженные фигуры мужчин и женщин, а также несколько символов, которые призваны предоставить информацию о происхождении космического корабля.

День памяти

В 1991 году Пионер-11 был удостоен чести. одна из 10 марок почтовой службы США, посвященная беспилотным космическим кораблям, исследующим каждую из девяти планет и Луну. Пионер-11 был космическим кораблем с Юпитером. Плутон был внесен в список «Еще не исследован».

Галерея

Кольца Пионера 11 и Сатурна 1 сентября 1979 г.. (концепция художника) Пролет Пионера 11 над Сатурном. (концепт художника) Положение «Пионера-11» по состоянию на 8 февраля 2012 г. с указанием траектории космического корабля с момента запуска (смоделированный вид)

См. Также

Графики гелиоцентрических положений межзвездных зондов (квадраты), и внешние планеты, Плутон, Аррокот и Земля (круги) с 1972 по 2020 год, а также даты запуска и пролета CMG Ли.. График 1 представляет собой вид Солнечной системы в масштабе от севера перпендикулярно к эклиптике с Первой точкой Овна вверх; графики 2–4 представляют собой ортогональные проекции их траекторий до 2020 г. в масштабе 20% для участка 1.. Маркеры обозначают позиции на 1 января каждого года с отметкой каждого пятого года. Данные взяты из онлайн-системы эфемерид COHOWeb и Horizons. В файле SVG наведите указатель мыши на траекторию, чтобы выделить ее.
  • Портал космических полетов

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Pioneer 11.
Последняя правка сделана 2021-06-02 06:32:02
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте