«Межзвездное письмо» Пионера-10
На корпусе аппарата была установлена анодированная пластинка из прочного алюминиевого сплава. Размеры пластинки 220х152 миллиметров. Автором рисунка является Карл Саган .
На пластине изображены:
- молекула нейтрального водорода
- две человеческие фигуры, мужчины и женщины, на фоне контура аппарата
- относительное положение Солнца относительно центра Галактики и четырнадцати пульсаров
- схематическое изображение Солнечной системы и траектория аппарата относительно планет.
Рисунок молекулы водорода показан состоящим из двух атомов с разным спином. Расстояние между центрами пропорционально длине волны излучения нейтрального водорода (21 сантиметр). Это число является масштабной линейкой для нахождения других линейных величин на пластинке. Рост людей на пластинке можно найти, умножив число 8 (в двоичном коде выгравировано рядом с фигурой женщины в квадратных скобках)на 21. Размеры аппарата на втором плане даны в том же масштабе.
Пятнадцать расходящихся из единой точки линий позволяет вычислить звезду, от которой прилетел аппарат и время старта. Рядом с четырнадцатью линиями нанесен двоичный код, который указывает период пульсаров, находящихся в окрестностях Солнечной системы. Поскольку со временем период пульсаров увеличивается по известному закону, можно вычислить время запуска аппарата.
На схеме Солнечной системы рядом с планетами в двоичном виде указаны относительные расстояния от планеты до Солнца.
Критика послания
Многие символы на картинке могут оказаться непонятными иному разуму. В частности, таким символами могут стать квадратные скобки, обрамляющие двоичные числа, знак стрелы на траектории отлета Пионера. Приветственно поднятая рука мужчины тоже понятна только человеку.
Дальнейшая судьба аппарата
Вылетев довольно далеко за пределы орбиты Нептуна, аппарат начал испытывать силу неизвестного происхождения, вызывающую очень слабое торможение. Данное явление было названо «эффектом Пионера ». Высказывалось много предположений, вплоть до неизвестных пока эффектах инерции или даже времени. Некоторые говорят просто о систематической ошибке измерения . Причиной же постоянного ускорения оказалась асимметричность теплового излучения самого Пионера-10 .
Последний, очень слабый сигнал от Пионера-10 был получен 23 января 2003 года, когда он находился в 12 миллиардах километров (80 а.е.) от Земли. Сообщалось, что аппарат направляется в сторону Альдебарана. Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей этой звезды через 2 миллиона лет .
Примечания
См. также
- Исследования Юпитера
Ссылки
- Pioneer Odyssey, NASA SP-396, 1977 - Онлайновая книга о Пионере-10 и Пионере-11 с фотографиями и диаграммами.
- A distant Pioneer whispers to Earth - статья в CNN, 19 декабря, 2002
| Исследование Юпитера космическими аппаратами | |
|---|---|
| С пролётной траектории | |
| С орбиты | |
| Спускаемые зонды | |
| Будущие миссии | |
| Отменённые миссии | |
| См. также | |
| Жирный шрифт обозначает действующие АМС | |
Запущенный 2 марта 1972 года «Пионер-10» стал первым искусственным зондом, исследовавшим Юпитер.
Спустя 5 лет он покинул пределы Солнечной системы и даже, когда научная программа исследований была завершена (произошло это 31 марта 1997 года), все еще продолжал передавать данные о межпланетной радиации и величине магнитного поля. NASA приняло решение не отключать автоматическую систему зонда, учитывая тот факт, что его радиоизотопный источник питания все еще продолжал вырабатывать электроэнергию.
С тех пор NASA периодически делало попытки устанавливать с ним связь. В апреле 2001-го на «Пионер-10» вновь был послан сигнал, вернувшийся 22 часа спустя. Так что, по всей видимости, его состояние много лучше того, что могли предполагать специалисты. Еще в прошлом году зонд передавал данные, получаемые детектором космических лучей.
То, как этот зонд передвигается в пространстве, представляет для ученых огромный интерес, поскольку наблюдаемое замедление «Пионера» одним лишь гравитационным притяжением Солнечной системы, как выяснилось, объяснить нельзя. А значит, это обстоятельство может либо служить свидетельством существования неизвестной пока науке силы, либо быть связанным с какими-то свойствами самого космического аппарата. Дело в том, что точная копия этого зонда — «Пионер-11», в задачу которого входили исследования Юпитера и Сатурна, был запущен в 1973 году, но в 1995-м связь с ним прервалась.
«Пионер-10» стал первым аппаратом, сумевшим пройти через Астероидный Пояс и провести наблюдения и съемку вблизи Юпитера. На сегодняшний момент этот самый отдаленный объект из всех созданных человеком продолжает находиться в межзвездном космическом пространстве, двигаясь по направлению к звезде Альдебаран (созвездие Тельца).
На борту «Пионера —10» находится пластина размером 15х23 см из алюминия, анодированного золотом, с выгравированной пиктограммой. Закреплена она на стойках, поддерживающих антенну аппарата так, чтобы защитить ее поверхность от эрозии, вызываемой межзвездной пылью. По замыслу разработчиков, с ее помощью предполагаемые жители других звездных систем, которых, возможно, отделяют от нас миллионы лет, смогут узнать, когда, откуда и кем был запущен этот аппарат.
Вверху схематично изображены два атома водорода с противоположными спинами электронов. Длина волны излучения атомарного водорода и его частота являются базовыми единицами для всех данных на схеме. Все числовые данные записаны в двоичной форме («|» — единица, «-» — ноль). Пучок расходящихся радиальных линий показывает 14 пульсаров, по расположению которых можно понять, что родиной аппарата является Солнечная система.
Горизонтальные и вертикальные штрихи на концах лучей соответствуют двоичным записям расстояний от Солнца до каждого пульсара и период его излучения. Так как период излучения пульсаров уменьшается с постоянной скоростью, можно определить момент, когда был запущен «Пионер». Длинный горизонтальный луч, проходящий через фигуры людей, показывает расстояние от Солнца до центра нашей Галактики. Внизу пластины представлены само Солнце (большая окружность) и 9 планет (штриховые записи под и над ними соответствуют двоичной записи расстояний до Солнца), а также траектория движения аппарата, удаляющегося от Земли, минующего Марс и огибающего Юпитер.
Горизонтальные штрихи вверху и внизу правее женской фигуры показывают ее рост (168 см) и соответствуют длине волны водорода (21 см), умноженной на 8, двоичная запись которой (один горизонтальный и три вертикальных штриха) находится справа от центра женской фигуры. Рядом с мужской фигурой схематично показан сам «Пионер» (базовый блок в виде прямоугольника и антенна в виде сегмента круга). Это дает возможность представить физические размеры и внешний облик существ, создавших «Пионер». Рука мужчины поднята вверх, означая и приветствие, и доброжелательность.
С момента первых практических полетов ракет в космос, за пределы Земли было доставлено свыше 3 тысяч объектов различного назначения, и лишь 5 аппаратов направляются далеко за пределы Солнечной системы. Речь идет о легендарных зондах, совершивших в свое время, уникальные открытия в области астрономии. Аппараты: Вояджер 1 и 2, Пионер 10 и 11, Новые Горизонты. Им удалось во всех деталях показать нам миры с расстояния вытянутой руки, которые раньше представлялись нам мерцающими крошечными точками в небе. Мы отлично помним о совершенной ими титанической работе в прошлом, но по большей части мы совершенно не в курсе, где эти аппараты находятся сегодня, а ведь некоторые из них функционируют и передают данные до сих пор.
Пионер-10
Этот зонд полностью оправдывает свое название «Пионер». Запущенный в далеком 1972 году, он был первым во многом, но самым главным его достижением было преодоления силы гравитации , за счет маневра у .
Пионер-10 стал первым аппаратом, направившийся в межзвездное пространство, неся на своем борту первое «вещественное» послание внеземным цивилизациям.
Сегодня (зима 2017 года), Пионер 10 находиться на расстоянии 115 а. е. от Земли. Космическое агентство НАСА еще в середине 90-х годов потеряло всякий контроль над аппаратом, но ответный сигнал об активном состоянии бортового компьютера Пионера продолжал улавливаться на Земле еще вплоть до лета 2003 года.
Считается что и сейчас корабль имеет слабое питание компьютера, и исправный передатчик, но мощности сигнала радиостанции недостаточно чтобы даже самая большая антенна на Земле смогла его «услышать». Проще говоря, у Пионера-10 просто сели батарейки.
Пионер-11
Следующий аппарат, той же серии, был отправлен к , для изучения планеты, его колец и спутников. Корабль передал массу снимков не только Сатурна, но и транзитного для его полета — Юпитера. После чего, Пионер-11 был выброшен в открытый космос силами «гравитационной рогатки» планет гигантов.
Сейчас Пионер-11 находиться на расстоянии 105 а. е. от Земли. Последний успешный радиообмен с зондом был произведен в 1995 году, но из-за того, что передающая тарелка Пионера-11 со временем утратила точную ориентацию на Землю, дальнейшая передача сигнала стала невозможной. Как и Пионер-10, Пионер-11 скорей всего находиться в рабочем состоянии, и продолжает передавать слабый сигнал (отчет о работе бортового компьютера) мимо Земли за пределы солнечной системы.
Вояджер-1
Самый дальний от нашей планеты объект искусственного происхождения. Сейчас Вояджер-1 находиться на расстоянии 142 а. е. от Земли. Аппарат и сегодня имеет прямую связь с Землей, однако некоторая часть оборудования корабля за 38 лет полета вышла из строя, вполне возможно следствием этого могли стать мощные столкновения зонда с космической пылью.
Вояджер-1 настолько удалился от Солнца, что будь у него возможность оглянуться назад, и наше родное светило выглядело как яркая звезда, не дающая аппарату практически никакого тепла. Вояджер-1 сейчас находиться в практически полной темноте, температура за бортом приближается к температуре реликтового излучения и на данный момент составляет не более 12 Кельвинов. Хотя Вояджер-1 формально покинул известную нам Солнечную систему, однако на него все еще оказывает влияние гравитация Солнца, то есть аппарат может «встречается» с объектами, вращающимися вокруг Солнца. А вот микроскопическое вещество, окружающее Вояджер-1 уже, имеет мало общего с нашей Системой и является частью межзвездной среды – продуктом других звезд и газопылевых облаков.
Вояджер-2
Наверное, самый удачный космический зонд, который был отправлен человеком для изучения Солнечной системы. Вояджер посетил сразу 4 планеты, открыл множество новых объектов и с огромной скоростью вылетел за пределы системы Солнца.
Сейчас Вояджер-2 находится на расстоянии 120 а. е. от Земли. Его оборудование полностью исправно, хотя находиться в режиме пониженного потребления энергии бортовых реакторов. Примерно один раз в год, производиться сеанс связи с аппаратом. Вояджер-2 продолжает отвечать на любую команду с с задержкой сигнала более 23 часов. Ожидается, что до момента критического исчерпания уровня генерации тока, оба Вояджера еще около 10 лет смогут держать связь с Землей.
Космические аппараты Pioneer 10 и 11, находящиеся сейчас на краю нашей Солнечной системы, уже некоторое время демонстрируют аномальное поведение: постепенное замедление своего движения, не совпадающее с расчетом. Последний анализ данных, собранных о движении аппаратов, показал, что аномалия не является постоянной, как считалось ранее, и снижается с течением времени. По мнению американских ученых, причиной является ассиметричное излучение тепла; в ближайшее время они планируют представить доказательства этой теории.Космические аппараты Пионер 10 и 11 были запущены в космос в 1972 и 1973 году, соответственно. Основной целью космической миссии было наблюдение за одной из планет Солнечной системы – Юпитером. Официальная миссия Pioneer 11 продолжилась чуть дольше - до 1979 года, когда состоялась его встреча с Сатурном.
Чтобы во время выполнения миссий и впоследствии оставаться на связи с космическими зондами, исследователи использовали так называемую Deep Space Network – систему антенн дальней космической связи, расположенных по всему миру. Контакт удавалось поддерживать до 1995 года (с Pioneer 10) и 2003 года (с Pioneer 11). Сегодня оба космических зонда находятся примерно в 2 раза дальше от Солнца, чем Плутон, с ними давно нет связи. Но ряд загадок, которые удалось наблюдать тогда, не разгаданы до сих пор.
Как только космические зонды вышли за пределы гравитации Сатурна, их движение должно было определяться в основном силой тяжести Солнца, а также небольшим влиянием других планет и космической пыли. Расчеты принимали во внимание все эти эффекты, но исследователи обнаружили, что оба космических аппарата двигались к межзвездным пространствам медленнее, чем ожидалось. Анализ собранных данных, проведенный в 2002 году, показал, что наблюдалось аномальное ускорение около 10-9 м/с2, направленное в сторону Солнца.
Ученые со всего мира предлагали различные объяснения обнаруженной аномалии. Некоторые из них были весьма экзотическими, к примеру, включая в себя неньютоновскую силу тяжести или различные космологические явления. Другие же объяснения базировались на физических законах – утечке газа или неравномерности излучения тепла используемых на борту атомных источников электрической энергии. Однако «традиционные» объяснения предполагали, что ускорение со временем должно уменьшаться, а ранний анализ данных не выявил этого уменьшения.
Более детальный анализ, проведенный недавно учеными из Jet Propulsion Laboratory (США) и привлекший более полную информацию о наблюдениях, проведенных несколько десятилетий назад, включая старые записи, хранившиеся на перфокартах, показал, что уменьшение аномалии на самом деле присутствует. Ученым удалось собрать подробную информацию о примерно 23,1 годах «жизни» аппарата Pioneer 10 и 10,75 лет для аппарата Pioneer 11 (по сравнению с 11,5 и 3,75 лет, соответственно, доступных в предыдущих исследованиях). Кроме того, при Допплеровском анализе частот было учтено, что после прохода космическими аппаратами Юпитера, протоколы связи были переделаны для упрощения поддержания контакта. Причем, многие изменения были задокументированы только в рукописях. Также отдельные станции Deep Space Network выходили из строя – вместо них в действие вводились новые. Команде даже пришлось обратиться к архивным данным по землетрясениям, чтобы учесть все даже незначительные сдвиги отдельных антенн, входивших в сеть.
Проделанная работа позволила констатировать, что уменьшение аномалии присутствует. Однако ученые пока не могут сказать, является оно линейным или экспоненциальным; также невозможно точно определить, направлено это ускорение на Солнце или на Землю.
Следующим этапом ученые планируют провести такой же детальный анализ тепловыделения аппаратов, чтобы подтвердить свою теорию о причинах аномалий.
С момента первых практических полетов ракет в космос, за пределы Земли было доставлено свыше 3 тысяч объектов различного назначения, и лишь 5 аппаратов направляются далеко за пределы Солнечной системы. Речь идет о легендарных зондах, совершивших в свое время, уникальные открытия в области астрономии. Аппараты: Вояджер 1 и 2, Пионер 10 и 11, Новые Горизонты. Им удалось во всех деталях показать нам миры с расстояния вытянутой руки, которые раньше представлялись нам мерцающими крошечными точками в небе. Мы отлично помним о совершенной ими титанической работе в прошлом, но по большей части мы совершенно не в курсе, где эти аппараты находятся сегодня, а ведь некоторые из них функционируют и передают данные до сих пор.
Пионер-10
Этот зонд полностью оправдывает свое название «Пионер». Запущенный в далеком 1972 году, он был первым во многом, но самым главным его достижением было преодоления силы гравитации , за счет маневра у .
Пионер-10 стал первым аппаратом, направившийся в межзвездное пространство, неся на своем борту первое «вещественное» послание внеземным цивилизациям.
Сегодня (зима 2017 года), Пионер 10 находиться на расстоянии 115 а. е. от Земли. Космическое агентство НАСА еще в середине 90-х годов потеряло всякий контроль над аппаратом, но ответный сигнал об активном состоянии бортового компьютера Пионера продолжал улавливаться на Земле еще вплоть до лета 2003 года.
Считается что и сейчас корабль имеет слабое питание компьютера, и исправный передатчик, но мощности сигнала радиостанции недостаточно чтобы даже самая большая антенна на Земле смогла его «услышать». Проще говоря, у Пионера-10 просто сели батарейки.
Пионер-11
Следующий аппарат, той же серии, был отправлен к , для изучения планеты, его колец и спутников. Корабль передал массу снимков не только Сатурна, но и транзитного для его полета — Юпитера. После чего, Пионер-11 был выброшен в открытый космос силами «гравитационной рогатки» планет гигантов.
Сейчас Пионер-11 находиться на расстоянии 105 а. е. от Земли. Последний успешный радиообмен с зондом был произведен в 1995 году, но из-за того, что передающая тарелка Пионера-11 со временем утратила точную ориентацию на Землю, дальнейшая передача сигнала стала невозможной. Как и Пионер-10, Пионер-11 скорей всего находиться в рабочем состоянии, и продолжает передавать слабый сигнал (отчет о работе бортового компьютера) мимо Земли за пределы солнечной системы.
Вояджер-1
Самый дальний от нашей планеты объект искусственного происхождения. Сейчас Вояджер-1 находиться на расстоянии 142 а. е. от Земли. Аппарат и сегодня имеет прямую связь с Землей, однако некоторая часть оборудования корабля за 38 лет полета вышла из строя, вполне возможно следствием этого могли стать мощные столкновения зонда с космической пылью.
Вояджер-1 настолько удалился от Солнца, что будь у него возможность оглянуться назад, и наше родное светило выглядело как яркая звезда, не дающая аппарату практически никакого тепла. Вояджер-1 сейчас находиться в практически полной темноте, температура за бортом приближается к температуре реликтового излучения и на данный момент составляет не более 12 Кельвинов. Хотя Вояджер-1 формально покинул известную нам Солнечную систему, однако на него все еще оказывает влияние гравитация Солнца, то есть аппарат может «встречается» с объектами, вращающимися вокруг Солнца. А вот микроскопическое вещество, окружающее Вояджер-1 уже, имеет мало общего с нашей Системой и является частью межзвездной среды – продуктом других звезд и газопылевых облаков.
Вояджер-2
Наверное, самый удачный космический зонд, который был отправлен человеком для изучения Солнечной системы. Вояджер посетил сразу 4 планеты, открыл множество новых объектов и с огромной скоростью вылетел за пределы системы Солнца.
Сейчас Вояджер-2 находится на расстоянии 120 а. е. от Земли. Его оборудование полностью исправно, хотя находиться в режиме пониженного потребления энергии бортовых реакторов. Примерно один раз в год, производиться сеанс связи с аппаратом. Вояджер-2 продолжает отвечать на любую команду с с задержкой сигнала более 23 часов. Ожидается, что до момента критического исчерпания уровня генерации тока, оба Вояджера еще около 10 лет смогут держать связь с Землей.
