先驅者10號

先驅者10號

先驅者10號(Pioneer 10或Pioneer F),是NASA在1972年3月2日發射的一艘重258公斤的非載人航天器,用意是為了研究小行星帶、木星的周遭環境、太陽風宇宙射線以及太陽系與太陽圈之中最遠能夠到達的地方。它是人類史上第一個安然通過火星與木星之間的小行星帶,以及第一個拜訪木星的航天器。1983年6月13日,它飛越海王星軌道,成為第一個離開八大行星範圍的人造物體。當時的速度高達每秒鍾近十四公裏。2003年1月23日,由于發射功率不足,它在距離地球122.3億公裏處與地球失去聯絡。

  • 中文名稱
    先驅者10號
  • 外文名稱
    Pioneer 10或Pioneer F
  • 發射單位
    NASA
  • 發射時間
    1972年3月2日
  • 性質
    非載人航天器

基本簡介

先驅者10號(英語:Pioneer 10)也稱為先驅者F號(Pioneer F),NORAD編號5860。是美國的無人行星探測任務"先驅者計畫"的第16顆無人探測器,于1972年3月3日(UTC時間01:49:00)發射。它是第一個成功穿越火星和木星之間的小行星帶、第一艘近距離觀測木星的飛行器,並于1973年12月3日發回了第一組木星的近距離拍攝的圖像,發現了木星磁層伸展出的巨大磁尾。1983年6月13日,先驅者10號越過海王星軌道, 之後探測器按慣性駛向畢宿五恆星(畢宿五距離地球68光年,探測器要到達畢宿五恆星大約還需要200萬年)。

10號在成功飛掠木星、土星後繼續朝深空飛去,並于1982年飛越太陽系的邊際,按慣性駛向畢宿五恆星。畢宿五距離地球68光年,要到達畢宿五恆星這個目標,大約還需要200萬年時間。到目前為止,先驅者10號正位于距地球100多億公裏的太空。它相對于太陽的飛行時速為44064公裏,盡管它的功能正在不斷惡化,但仍運轉正常,核發電機繼續為它的電池充電(那裏已無陽光),仍不時地向地球傳送較弱的信號。但由于財政預算的減少,現已無法對它進行常規的跟蹤,先驅者計畫也于1997年3月31日正式終止。

先驅者10號曾是離我們最遠的飛行器,在最後一次與之聯系時,先驅者10號距離地球的距離是 122.3 億公裏。這一紀錄,一直保持到 1998年2月17日,那天,旅行者1號距太陽的距離和先驅者10號持平(都是 69.419 AU),並因為速度的優勢(每年大約多飛行 1.016 AU)而在此後在距離上超過了後者。 直到 1997年3月31日 任務結束之前,先驅者10號在太陽系外層空間中,進行了很多有價值的科學研究和調查。此後,它微弱的信號一直被深度空間網路所追蹤,用以研究混沌理論。1997年之前,它還被用來訓練飛行控製員,如何接受從太空傳來的無線電信號。 和先驅者11號一樣,先驅者10號攜帶了一塊人類向可能存在的外星人問候,並表明我們在銀河系位置的鍍金鋁板。

由于先驅者10號配備的放射性同位素燃料已失去電力,2003年2月7日NASA的深度空間網路嘗試與先驅者10號聯系時,已接收不到先驅者10號的微弱訊號,最後一次接收到先驅者10號的微弱訊號是2003年1月22日,且未來NASA不打算再嘗試接收先驅者10號的訊號。

運載火箭

擎天神運載火箭Centaur型

發射時間

1972年3月3日世界時01:49:00

發射地點

暫無資料

任務結束日期

1997年3月31日

探測器質量

258千克

NSSDC ID

1972-012A

基本特征

先驅者身上攜帶著表明地球文明外貌、位置的金屬板,以及其他表示友好的圖片、聲音、音樂等。當它離開太陽系時,將把這幅6*9英寸的金屬板彈出飛行器主架構。希望有一天能被外星文明發現。先驅者10號是人類建造的第一個成功飛越太陽系的飛行器,盡管經歷了許多可怕的險情:先鋒號任務其中之一是用來測試通過小行星帶與木星巨磁場的生存率的。事實看來,小行星帶實在是小菜一碟,但它們卻差點被木星磁場中的離子炸裂。這個情報使得後來的旅行者計畫的情勢十分嚴峻。它將成為人類建造的,比地球上任何其他工程都會持久的一座豐碑。

先驅者10號的構造先驅者10號的構造

1972年美國國家航空與宇宙飛行局(NASA)發射的先驅者10號,于1983年6月13日飛出海王星的軌道。

由于冥王星的軌道是個大橢圓,在此後17年裏,其軌道都將在海王星的軌道內。先驅者10號將是第一個飛出太陽系的人造物體。1972年至今,這個重達258公斤的探測器一共從地球上接收了98900個指令信號;向地球發回1260億個信息單位的資料和照片,有關木星的美麗圖片是它拍攝並發回地面。

主要作用

"先驅者10號"探測器,它探索和研究的主要目標是木星。這個探測器隻有260千克,帶有10多種儀器。由于它很小,無法帶更多的其他設備,如姿態控製系統、大型電源系統等,因此"先驅者10號"採用了各種簡化設計的辦法。探測器上面帶的儀器包括磁強儀、輻射儀溫度儀、照相機、氣壓計等。它還有一個重大使命是考察行星際空間的物理環境,以便為未來深入探測外行星開闢道路。在大約飛行了半年後,"先驅者10號"探測器進入火星與木星間的小行星帶,與木星的相會階段持續了2個月。1973年12月3日,"先驅者10號"探測器到達整個旅途距木星最近處,約13萬千米。在它掠過太陽系這顆最大的行星時,傳送回來300張中等解析度的木星和其衛星的照片。它還探測到木星的一些物理參數。發回的資料表明,它所俘獲的輻射帶強度是地球周圍範·艾倫帶強度的10000 倍,它那巨大的脈動磁場一直延伸到土星附近。

飛行軌跡飛行軌跡

在飛過了木星之後,"先驅者10號"探測器利用木星的巨大引力加速,向太陽系邊緣的冥王星軌道飛去,並于 1986年10月通過冥王星平均軌道,成為第一個飛出行星軌道的人造物體。"先驅者10號"探測器帶有一張表明地球方位和大致特征的"名片",上面畫著地球人的形象、太陽系相對于14顆脈沖星的位置、地球的方位等信息。它們經過800萬年的飛行後,可能會同某一顆具有生命的恆星及行星系相會。

任務經過

發射

于1972年3月2日發射

探測木星

暫無資料

飛出太陽系

1972年美國國家航空航天局(NASA)發射的先驅者10號,于1983年6月13日飛出海王星的軌道。由于冥王星的軌道是個大橢圓,在此後17年裏,其軌道都將在海王星的軌道內,所以飛出海王星軌道之後先驅者10號就成為了第一個飛出太陽系的人造物體。

11年來,這個重達290公斤的探測器一共從地球上接收了98900個指令信號;向地球發回1260億個信息單位的資料和照片,有關木星的美 麗圖片是它拍攝並發回地面。

先驅者10號以49198公裏的時速飛離太陽系。當它離開海王星時,它與太陽間的距離超出45億3千萬公裏。它的電子系統是由放射性同位素熱電源系統供電的。據艾姆斯研究中心認為,先驅者10號發回的資料需要花10年的功夫來研究和分析,即使用先進的電腦也得花費數年時間。

鍍金鋁板

先驅者身上攜有一塊載有人類訊息的鍍金鋁板。倘若探測器被外星的高智慧生物捕獲,這塊鍍金鋁板將會向他們解釋這艘探測器的來源。鋁板上繪有一名男性及女性的圖像,氫原子的自旋躍遷,以及太陽與地球在銀河系裏的位置。

問候並表明我們在銀河系位置的鍍金鋁板問候並表明我們在銀河系位置的鍍金鋁板

詳見先驅者鍍金鋁板詞條

失去音訊

遨遊太空近40載的先驅者10號,已是杳如黃鶴。美國宇航局2003年1月曾經接到微弱的信號,看上去是來自這顆探測器的最後訊息。

美國宇航局發布的新聞公報介紹說,先驅者10號的最後一次信號是2003年1月22日接收到的,其中已無任何遙測資料。2月7日,宇航局位于加利福尼亞州、澳大利亞和西班牙的巨型天線"深度空間網路"與該探測器的聯絡都沒有取得任何結果。專家們認為,由于放射性同位素動力源已衰變殆盡,探測器估計已無力再向地球傳送信號。美宇航局于是決定放棄與探測器繼續聯系的努力。

1972年3月2日,"先驅者10號"發射升空,並在隨後的日子裏,在太空探索領域屢創第一。它是第一個穿過小行星帶,成功到達木星附近並獲取近距離圖像的探測器;1983年,它又成為第一個飛出海王星軌道的人造探測器。

"先驅者10號"計畫原定時間不到兩年,但它"探測生命"之長遠遠超出了預期。直到1997年3月底,科學家才正式結束"先驅者10號"的科學考察使命,宣告它的"退役"。該探測計畫項目經理拉舍博士認為,這顆探測器絕對是"物有所值"。

異常之謎

在研究人員對先驅者號異常現象進行初步分析後,他們把目標轉向了先驅者10號探測器長達11.5年的空間觀測遙感資料上,盡管先驅者11號隻有大約4年的服役壽命。在由星際協會贊助發起的詳細研究過後,圖裏謝夫和他的研究小組不僅得到了先驅者10號大約30年的遙感資料和先驅者11號20年的資料集,還整理獲得了先驅者10和先驅者11號飛船完整詳盡的遙感資料。 這些資料中的很多被存儲在了400盒磁帶中,它們完好的儲存在宇航局噴氣推進實驗室中。總的說來,所收集的先驅者10號和先驅者11號宇宙飛船的資料有將近800億位元組,大約相當于數位高清有線電視半小時內播放的電視節目佔用的資料位元組。把有9磁軌的磁帶資料轉換成現代的資料存儲形式並把一些人工增加的資料和其他壞掉的資料篩除掉對于先驅者號異常現象的研究人員來說非常耗時。但是圖裏謝夫對此卻非常自信,一旦這些資料處理任務完成,那麽先驅者號異常現象背後的秘密就可以發現。

通過多年恢復和分析舊資料,研究飛行器的結構圖,加州理工噴氣推進實驗室(JPL)的研究人員在 arxiv 上發表論文,宣告破解先驅者號異常--有牢固的證據顯示減緩速度的主要原因是各向異性熱輻射。各向異性熱輻射能解釋 80% 的減速。在太空中,熱輻射表面點的方向是一個值得註意的問題。

終極目標

先驅者10號,是1972年3月2日發射的,1973年12月3日接近木星,1983年6月13日越過海王星軌道,1986年10月通過冥王星軌道,逐漸遠離太陽系了,先驅者10號正以每年2.6個天文距離的速度飛離太陽系最終目標是畢宿五(距地68光年),2003年,10號音訊全無,NASA放棄追蹤了,先驅者10號飛行方向朝著銀河系外圍飛去,先驅者11號朝向銀河系中心方向飛去。

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