Автоматична міжпланетна станція нас піонер 10. Космічна програма «Піонер

22 січня 2003 року НАСА надіслало останній вдалий запит "Піонеру-10" - космічному безпілотному апарату, призначеному для вивчення Юпітера. Наступного дня відповідь була отримана: в один бік повідомлення йшло 13 годин. З великою ймовірністю, на момент відповіді "Піонер-10" знаходився за 12 мільярдів кілометрів від Землі і мчав у бік зірки Альдебаран. Сьогодні "РГ" розповідає про апарати, запущені людством і загублені в глибинах космосу.

"Піонер-10"

Апарат було запущено у США 2 березня 1972 року. Крім основного завдання, яке він блискуче виконав, зробивши перші фотографії Юпітера, "Піонер-10" мав більш глобальну місію.

На випадок можливого контакту з інопланетним розумом на борту знаходився позолочений диск з алюмінію, що містить у собі символьну інформацію про людину, Землю та її місцезнаходження, а також малюнок чоловіка і жінки. Свого часу NASA було завалено критикою на адресу малюнка: люди були зображені голими і відомство звинувачували у витрачанні грошей платників податків на відправлення "непристойності" до космосу.

Востаннє "Піонер-10" вийшов на зв'язок 23 січня 2003 року, на той момент зонд наближався до краю Сонячної системи, прямуючи у бік зірки Альдебаран, якої він досягне через 2 мільйони років.

Deep Impact

Deep Impact можна перекласти як "Зіткнення з безоднею". Власне, в назві і було озвучено завдання цього космічного апарату – йому слід було вперше в історії скинути дослідний зонд на комети Темпеля 1 та 103P/Хартлі.

Як і попередній корабель Deep Impact, а точніше спущений з нього зонд, впорався із завданням на всі 100 відсотків, надіславши унікальні фотографії з поверхонь комет, а також зробивши безліч хімічних аналізів та експериментів із їхньою речовиною.

Останній сеанс зв'язку стався 8 серпня 2013 року, вчені припускають, що обрив з'єднання виник через втрату орієнтації апарату в просторі, спричиненому збоєм у роботі комп'ютерної програми зонда. На подальші численні спроби відновити зв'язок апарат не реагував.

"Зонд-1"

"Зонд-1" - перший із радянських космічних апаратів серії, призначених для вивчення космічного простору та тестування техніки, яка могла використовуватись у майбутньому для далеких космічних польотів.

Апарат був запущений 2 квітня 1964 року, безпосереднім завданням зонда ставилася перевірка бортових систем та збирання наукової інформації про найкоротший маршрут польоту до Венери. З його допомогою вперше у світі відбулося випробування система самостійної орієнтації космічного апарату у просторі.

Зв'язок із "Зондом-1" було втрачено 14 травня 1964 року при його віддаленні від Землі на 14 мільйонів кілометрів. За припущеннями вчених, 14 липня 1964 "Зонд-1" здійснив некерований проліт Венери на відстані близько 100 тисяч кілометрів від неї і продовжив рух навколо Сонця.

"Піонер-6"

Ще один апарат, на відміну від свого молодшого брата "Піонера-10", мав скромнішу мету - вивчення сонячної плазми, мікрометеоритних потоків, космічних променів, магнітних збурень, сонячного вітру та фізики частинок. Запуск відбувся 16 грудня 1965 року, а вже в 1973 році апарат досліджував комету Когоутека і передав дані про її хвіст - для середини 70-х років минулого століття результат був воістину тріумфальним.

"Піонер-6" досі зареєстрований НАСА як "працездатний". Наприклад, у грудні 2000 року з ним було проведено успішний сеанс зв'язку на честь 35-річчя його запуску. Щоправда, з того часу всі спроби вийти на зв'язок закінчувалися невдачею.

"Фобос-2"

"Фобос-2" - це радянська автоматична міжпланетна станція, створена для вивчення поверхні Марса та його супутника Фобоса, для вивчення Сонця в рентгенівському, ультрафіолетовому та видимому діапазонах, дослідження характеристик міжпланетних ударних хвиль та визначення складу сонячного вітру.

Запуск був здійснений 12 липня 1988 з космодрому Байконур. Конструкція та оснащення апарату були воістину передовими: радіолокатори, телескопи, десантовані дослідницькі зонди.

Під час зближення зонда з супутником Марса наземні станції приймали дуже слабкий сигнал корабля, який зник зовсім. Через кілька годин апарат спробував вийти на зв'язок, але розшифрувати його сигнал не вдалося, швидше за все це сталося через те, що "Фобос-2" не був стабілізований і хаотично обертався на орбіті. Останній сигнал від корабля було прийнято 27 березня 1989 року.

Фахівцям НАСА вдалося визначити причину загадкового гальмування космічних зондів "Pioneer 10" та "Pioneer 11", яке навіть списували на дію невідомих законів фізики. Виявилося, цей процес пов'язаний із технічними особливостями самих апаратів, обладнання яких породжує електричні та теплові ефекти, що створюють реактивну тягу.

"Pioneer-10" став першим космічним апаратом, який досяг третьої космічної швидкості і сфотографував планету Юпітер. Він був запущений 2 березня 1972 року. На корпусі апарату було встановлено анодована пластинка з міцного алюмінієвого сплаву, де зображено послання потенційним позаземним цивілізаціям: молекула нейтрального водню, дві людські постаті і натомість контуру літального апарату, схема Сонячної системи та ін.

У 1973 році зонд перетнув астероїдний пояс і пролетів на відстані 132 тисячі кілометрів від хмар Юпітера, завдяки чому були отримані дані про склад атмосфери планети, її масу, параметри магнітного поля та інші характеристики, включаючи щільність чотирьох найбільших супутників Юпітера.

1976 року космічна станція перетнула орбіту Сатурна, 1979 року — орбіту Урана, а у квітні 1983 року — Плутона. 13 червня 1983 року апарат вперше перелетів через орбіту найдальшою від Сонця планети Нептун. Офіційно місія "Піонера-10" завершилася 31 березня 1997, але апарат продовжував передачу даних. У лютому 2012 року корабель став віддалятися від Сонця зі швидкістю близько 12,046 кілометрів на секунду, цілком достатньою для того, щоб вийти у міжзоряний простір.

У свою чергу "Піонер-11" був запущений 6 квітня 1973 року. Від "близнюка" його відрізняло лише наявність індукційного магнітометра для вимірювання інтенсивних магнітних полів поблизу планет. У грудні 1974 року він пролетів на відстані 40 тисяч кілометрів від краю хмар Юпітера і передав до Землі докладні знімки планети. У вересні 1979 року зонд пройшов на відстані близько 20 тисяч кілометрів від хмарної поверхні Сатурна, зробив різні виміри та передав на Землю фотографії планети та її супутника Титан. Після виконання дослідницької місії зонд залишив межі Сонячної системи і зараз має бути на шляху до сузір'я Щит. 1995 року контакт з апаратом було втрачено. Відомо, що у лютому 2012 року він віддалявся від Сонця зі швидкістю 11,391 кілометра на секунду.

Аномалія була виявлена ще 1998 року, коли обидва зонди віддалилися на 13 мільярдів кілометрів від Сонця. Тоді дослідники НАСА звернули увагу на те, що їхня швидкість почала сповільнюватися з прискоренням 0,9 нанометра на секунду в квадраті. Після перетину орбіти Плутона зонди почали відхилятися від заданої траєкторії. Фахівці дійшли висновку, що це не могло бути спричинене впливом сонячної гравітації.

Відомі закони фізики не давали відповіді на запитання про причини того, що відбувалося, — було навіть висунуто припущення, що це явище суперечить загальній теорії відносності Ейнштейна. Можливо, на супутники впливає темна матерія! Йдеться про викривлення простору, що означає фактично перехід в інший вимір! Так тріумфували любителі наукової фантастики, які отримали масу їжі для розуму.

Втім, експерти згадали і про те, що щось подібне вже спостерігалося на початку 1980-х, коли якась невідома сила почала "тягнути" апарати назад до Сонця. Щоправда, тоді було знайдено пояснення: мовляв, вся справа в залишках палива, які випаровувалися з баків під час прольоту повз Сатурн. Однак зараз у баках "Піонерів" немає ні краплі пального, проте їх швидкість продовжує сповільнюватися.

У 2004 році вчені розпочали збір архівної інформації, що стосується "Піонерів" та іншої аналогічної апаратури. У хід йшли як комп'ютерні дані, а й паперові носії, і навіть магнітофонні записи. Як з'ясувалося, "аномалія" спостерігалася лише у "Піонерів". Наприклад, зонд Voyager не показував ніякого гальмування.

Зрештою, причину дива було виявлено. Виявилося, що електричний струм наукових інструментів та теплових генераторів, що знаходяться на борту апаратів, створює дуже слабку реактивну тягу, яку майже неможливо помітити у звичайних умовах.

З перших практичних польотів ракет у космос, межі Землі було доставлено понад 3 тисячі об'єктів різного призначення, і лише 5 апаратів прямують далеко межі Сонячної системи. Йдеться про легендарні зонди, які здійснили свого часу, унікальні відкриття в галузі астрономії. Апарати: Вояджер 1 та 2, Піонер 10 та 11, Нові Горизонти. Їм вдалося у всіх деталях показати нам світи з відстані витягнутої руки, які раніше уявлялися нам мерехтливими крихітними цятками в небі. Ми чудово пам'ятаємо про досконалу ними титанічну роботу в минулому, але здебільшого ми зовсім не в курсі, де ці апарати знаходяться сьогодні, а деякі з них функціонують і передають дані досі.

Піонер-10

Цей зонд повністю виправдовує свою назву "Піонер". Запущений у далекому 1972 році, він був першим багато в чому, але найголовнішим його досягненням було подолання сили гравітації, за рахунок маневру.

Піонер-10 став першим апаратом, що попрямував у міжзоряний простір, несучи на своєму борту перше «речове» послання до позаземних цивілізацій.

Сьогодні (зима 2017 року), Піонер 10 знаходиться на відстані 115 а. е. від Землі. Космічне агентство НАСА ще в середині 90-х років втратило всякий контроль над апаратом, але сигнал у відповідь про активний стан бортового комп'ютера Піонера продовжував уловлюватися на Землі ще аж до літа 2003 року.

Вважається, що і зараз корабель має слабке живлення комп'ютера, і справний передавач, але потужності сигналу радіостанції недостатньо, щоб навіть найбільша антена на Землі змогла його «почути». Простіше кажучи, у Піонера-10 просто сіли батареї.

Піонер-11

Наступний апарат, тієї ж серії, був відправлений до , для вивчення планети, його кілець та супутників. Корабель передав масу знімків не лише Сатурна, а й транзитного для його польоту Юпітера. Після цього Піонер-11 був викинутий у відкритий космос силами «гравітаційної рогатки» планет гігантів.

Зараз Піонер-11 знаходиться на відстані 105 а. е. від Землі. Останній успішний радіообмін із зондом був зроблений у 1995 році, але через те, що передавальна тарілка Піонера-11 згодом втратила точну орієнтацію на Землю, подальша передача сигналу стала неможливою. Як і Піонер-10, Піонер-11 швидше за все перебуватиме в робочому стані, і продовжує передавати слабкий сигнал (звіт про роботу бортового комп'ютера) повз Землю за межі сонячної системи.

Вояджер-1

Найдальший від нашої планети об'єкт штучного походження. Зараз Вояджер-1 знаходиться на відстані 142 а. е. від Землі. Апарат і сьогодні має прямий зв'язок із Землею, проте деяка частина обладнання корабля за 38 років польоту вийшла з ладу, цілком можливо, наслідком цього могли стати потужні зіткнення зонда з космічним пилом.

Вояджер-1 настільки відійшов від Сонця, що будь у нього можливість озирнутися назад, і наше рідне світило виглядало як яскрава зірка, що не дає апарату ніякого тепла. Вояджер-1 зараз перебуває у практично повній темряві, температура за бортом наближається до температури реліктового випромінювання і зараз становить трохи більше 12 Кельвінів. Хоча Вояджер-1 формально залишив відому нам Сонячну систему, проте на нього все ще впливає гравітація Сонця, тобто апарат може «зустрічається» з об'єктами, що обертаються навколо Сонця. А ось мікроскопічна речовина, що оточує Вояджер-1, має мало спільного з нашою Системою і є частиною міжзоряного середовища – продуктом інших зірок та газопилових хмар.

Вояджер-2

Напевно, найвдаліший космічний зонд, який відправили людина для вивчення Сонячної системи. Вояджер відвідав одразу 4 планети, відкрив безліч нових об'єктів і з величезною швидкістю вилетів за межі системи Сонця.

Зараз Вояджер-2 знаходиться на відстані 120 а. е. від Землі. Його обладнання цілком справне, хоча перебувати у режимі зниженого споживання енергії бортових реакторів. Приблизно раз на рік, проводиться сеанс зв'язку з апаратом. Вояджер-2 продовжує відповідати на будь-яку команду із затримкою сигналу більше 23 годин. Очікується, що до моменту критичного вичерпання рівня генерації струму, обидва Вояджери ще близько 10 років зможуть тримати зв'язок із Землею.

Піонер-10

Піонер-11

Вояджер-1

Вояджер-2

«Піонер» (Pioneer) – серія автоматичних космічних станцій, розроблених по черзі ВПС США, армією США та космічним агентством НАСА. Йдеться про 19 різних космічних апаратів, які в період з 1958 по 1978 роки були запущені із Землі з метою дослідження Місяця, Сонця, Юпітера, Сатурна та Венери.

Усі експедиції автоматичних станцій "Піонер" проходили під гаслом фундаментального дослідження. Наука спочатку стояла на другому місці, важливіше було випробувати у справі космічну техніку, адже 1958 року космонавтика перебувала лише на етапі зародження.

Метою дослідження автоматичних станцій «Піонер 0» – «Піонер 4», а також «Піонер A» – «Піонер D» був Місяць, «Піонер 5» був використаний для здійснення пробної міжпланетної експедиції, космічні апарати «Піонер 6» – «Піонер 9 » та «Піонер E» були призначені для дослідження Сонця, станції «Піонер 10» та «Піонер 11» – для проникнення у зовнішню частину Сонячної системи (до планет-гігантів Юпітеру та Сатурну), а «Піонер-Венера 1» та «Піонер -Венера 2» були направлені до Венери.

початок програми «Піонер»було покладено Військово-Повітряними Силами США: вони сконструювали три 38-кілограмові космічні апарати. Початковою метою був проліт апаратів біля Місяця. Усі вони вже були обладнані оптичними системами.

"Піонер 0" разом з ракетою "Тор-Ейбл" вибухнув 17 серпня 1958 через 77 секунд після запуску.

Запуск "Піонера 1" відбувся 11 жовтня 1958 року. Однак через передчасне відключення другого ступеня ракети-носія «Тор-Ейбл» він досяг лише граничної висоти 113 854 км (що становить близько однієї третини відстані від Землі до Місяця) і через 43 години польоту згорів в атмосфері Землі. 8 листопада 1958 року через відмову третього ступеня ракети-носія «Тор-Ейбл» космічний апарат «Піонер 2» зміг піти від Землі лише на 1500 км і потім теж згорів в атмосфері Землі.

Після цього за справу взялася армія США. До задіяних у програмі вчених належав і Вернер фон Браун. Дві космічні станції, сконструйовані під його керівництвом, важили всього по 6 кг і як науковий експеримент були оснащені детекторами випромінювання.

6 грудня 1958 року внаслідок передчасного відключення першого ступеня ракети-носія «Джуно-II» «Піонер 3» досяг лише граничної висоти 102 230 км і потім подібно до «Піонера 1» згорів в атмосфері Землі через 38 годин польоту.

Зрештою, 4 березня 1959 року Сполученим Штатам вдалося зробити вирішальний прорив: за допомогою ракети "Джуно-II" було здійснено успішний запуск космічного апарату "Піонер 4", який пролетів на відстані 60 000 км від Місяця. Після цього він залишив зону дії земного тяжіння та став першим американським космічним апаратом, який вийшов у міжпланетний простір. Проте США запізнилися: радянська автоматична станція «Місяць-1» вже здійснила ту ж місію 4 січня 1959 року, тобто на 2 місяці раніше за «Піонера 4».

Щоб не відставати в космічній гонці від Радянського Союзу, 1959 року американське космічне агентство НАСА підготувало запуск 4 орбітальних супутників Місяця загальною масою близько 170 кг. Запуск цих чотирьох космічних апаратів НАСА виявився невдалим, і факт провалу був прихований від громадськості. У зв'язку з цим назви цих загиблих автоматичних станцій, що фігурують у документах, є суперечливими і спірними:

"Піонер A", інакше "Піонер P-1" (часто зовсім не згадується в документах!), Вибухнув 24 вересня 1959 разом з ракетою-носієм "Атлас-Ейбл" при проведенні передстартового випробування двигуна ракети.

"Піонер B", інакше "Піонер P-3", зруйнувався 26 листопада 1959 через 45 секунд після запуску внаслідок відмови головного обтічника ракети "Атлас-Ейбл".

"Піонер C", інакше "Піонер P-30", вибухнув разом з ракетою-носієм "Атлас-Ейбл" 25 вересня 1960 року.

"Піонер D", інакше "Піонер P-31", вибухнув разом з ракетою "Атлас-Ейбл" 15 грудня 1960 року.

У 1960 році агентство НАСА також випробувало прототип міжпланетної космічної станції. І хоча в його розпорядженні був один єдиний екземпляр вагою 43 кг, все пройшло вдало:

"Піонер 5" був запущений 11 березня 1960 року за допомогою ракети-носія "Тор-Ейбл". При цьому зв'язок з ним вдавалося регулярно підтримувати до 30 квітня 1960, а потім сигнали від нього періодично приймалися ще до 24 червня 1960, проте мета експерименту була досягнута.

Після цього програму «Піонер» було тимчасово припинено у зв'язку із здійсненням місячної програми «Рейнджер» та програми «Марінер» (програма дослідження Венери та Марса). Роботи зі створення нових космічних апаратів «Піонер» було відновлено лише 1965 року. При цьому їх метою стало дослідження міжпланетного простору, в рамках якого мала бути створена мережа автоматичних міжпланетних станцій для дослідження Сонця.

"Піонер E" був запущений 27 серпня 1969 року, проте ракета-носій "Дельта" вибухнула незабаром після запуску, і космічна станція була зруйнована.

Проте інші апарати працювали задовільно. Експерименти, що проводилися з їх допомогою, включали в себе вимірювання частинок космічного пилу, різних променів і магнітних полів. При цьому міжпланетна станція «Піонер 7» була використана вже в 1986 для спостереження за кометою Галлея з відстані 12 мільйонів км.

Першим НАСА втратила зв'язок із «Піонером 9». Це сталося 18 травня 1983 року. Інші 3 космічні апарати працювали до середини 1990-х років. Зв'язок із «Піонером 7» перервався 31 березня 1995 року, з «Піонером 8» – 22 серпня 1996 року. Зв'язок із «Піонером 6» також частково перервався після 1995 року. Востаннє зв'язок із ним було встановлено 8 грудня 2000 року – через 35 років після запуску. Це абсолютний рекорд терміну служби.

У 1970-і роки було запущено останні 4 автоматичні станції «Піонер». «Піонер 10» та «Піонер 11» були призначені для дослідження Юпітера та Сатурна, а також пояси астероїдів; апарати "Піонер-Венера" - для вивчення Венери. Ці експедиції пройшли успішно:

і, нарешті, «Піонер-Венера 2» – 8 серпня 1978 року за допомогою тієї ж ракети «Атлас-Центавр».