Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посетите ASTRONET.RU Обратите внимание!
 
  Наука >> Астрономия | Популярные заметки
 Посмотреть комментарии[1]  Добавить новое сообщение
Потеряна связь с "Пионером-10"
24.01.2001 23:00 | Русский Переплет
    

Потерян контакт с американской межпланетной станцией "Pioneer-10", запущенной 3 марта 1972 года и в настоящее время находящейся на удалении 77 астрономических единиц (11 миллиардов километров) от Солнца. По мнению специалистов, связь со станцией вряд ли удастся восстановить.

"PIONEER-10"


Самой первой автоматической межпланетной станцией, отправившейся в путешествие к другим звездам, стала американская "Pioneer-10". Ее запуск состоялся 3 марта 1972 года, но путешествие к иным звездным системам в качестве основной задачи станции не стоял. "Pioneer-10" предстояло изучить магнитное поле Юпитера и его радиационные пояса, исследовать тепловой баланс и распределение температуры во внешней атмосфере планеты, получить изображения планеты и некоторых ее спутников в видимом свете, уточнить эфемериды и массу планеты, изучить характеристики спутников Юпитера. Кроме того, на траектории полета к Юпитеру и после пролета около планеты предусматривалось исследовать солнечный ветер, межпланетное магнитное поле, космические лучи, а также метеорное вещество, в первую очередь в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. На опыте "Pioneer-10" предполагалось определить степень опасности пояса астероидов и радиационных поясов Юпитера для космических объектов, а также отработать некоторые технические аспекты полетов к внешним планетам.
Вес станции составил 260 кг, в том числе вес научных приборов 30 кг. На "Pioneer-10" были установлены магнитометр, анализатор плазмы, детектор заряженных частиц, комплект счетчиков Гейгера - Мюллера, детектор космического излучения, радиационный детектор, ультрафиолетовый фотометр, фотополяриметр для получения изображений Юпитера и его спутников, инфракрасный радиометр, комплект телескопов для наблюдения метеорного вещества и комплект детекторов метеорных частиц.
На внешней поверхности АМС была установлена плакетка, предназначенная для инопланетных цивилизаций, если в их руки когда-нибудь попадет "Pioneer-10". На изготовленной из золота пластине изображены структура атома водорода (самый распространенный элемент во Вселенной), схематичное изображение Солнечной системы с траекторией полета станции, сходящиеся у Солнца излучения от 14 наиболее мощных и стабильных пульсаров с графическим указанием периодичности и длительности импульсов на момент старта станции (по мнению разработчиков, это позволит определить местоположение Солнца и время, когда аппарат был запущен), изображения обнаженных мужчины и женщины, чтобы инопланетяне имели возможность представить внешний вид землян (рука мужчины поднята в приветственном жесте и обращена ладонью к смотрящему, чтобы продемонстрировать миролюбие). Трудно сказать, будут ли понятны жителям иных миров изображенные на плакетке символы, да и вполне вероятно, что рисунок будет стерт межзвездной пылью. Как бы то ни было, это первое послание жителям иных планет и не так важно, дойдет оно до адресата или нет.
16 июля станция первой из земных аппаратов вошла в пояс астероидов. Специалисты на Земле застыли в тревожном ожидании, не зная, какие сюрпризы могут подстерегать станцию в этой неисследованной к тому времени и таящий массу загадок области Солнечной системы. Но тревоги оказались напрасными. Плотность наиболее опасных для АМС мелких метеорных частиц (поперечник 0,01 - 0,1 мм) в поясе астероидов оказалась меньше, чем ожидалось. Исследования на межпланетной траектории показали, что концентрация метеорных частиц размером около 1 мкм уменьшается по мере удаления от Солнца и на расстоянии 3,5 астрономические единицы, то есть у внешней границы пояса астероидов, падает почти до нуля. Вопреки ожиданиям, в поясе астероидов не возросла концентрация частиц размером около 10 мкм, представляющих наибольшую опасность для космических аппаратов. Частицы размером 100 - 1000 мкм в поясе астероидов почти в три раза больше, чем между орбитой Земли и этим поясом. Частицы размером более 1000 мкм бортовой комплекс вообще не обнаружил.
Станция не получила никаких повреждений и 15 февраля 1973 года благополучно покинула пояс астероидов, тем самым открыв путь для всех последующих межпланетных кораблей и станций.
Кроме исследования метеорного вещества, то есть вполне материальной опасности для станции, проводились исследования Солнца. Было выявлено, что напряженность солнечного магнитного поля, плотность солнечного ветра и число частиц высокой энергии солнечного происхождения уменьшаются примерно пропорционально квадрату расстояния от Солнца. В космических лучах впервые были обнаружены атомы алюминия и натрия, а в межпланетной среде были зарегистрированы атомы гелия, которые, вполне возможно, принадлежат межзвездному газу. Все последующие полеты в сторону от Солнца лишь подтвердили первоначальные выводы, сделанные на основе данных с "Pioneer-10".
АМС достигала окрестностей Юпитера в конце 1973 года и 4 декабря прошла на минимальном расстоянии в 131 тысячу километров от поверхности планеты. Траектория была выбрана таким образом, что станция прошла над восточным лимбом Юпитера и облетела планету против часовой стрелки (если смотреть со стороны северного полюса эклиптики), то есть по вращению планеты. Наклонение облетной траектории к юпитерианскому экватору составляло 14 градусов. Под влиянием поля тяготения планеты траектория АМС стала двигаться по касательной к орбите Юпитера.
С помощью научного оборудования "Pioneer-10" были получены чрезвычайно любопытные данные, которые сейчас уже позабылись, но в то время вызвали живой интерес не только среди специалистов, но и среди далеких от науки, но живо интересующихся освоением космоса, людей. Так, магнитометр АМС показал, что ось магнитного поля Юпитера наклонена на 15 градусов к оси вращения планеты, а источник магнитного поля несимметричен относительно центра планеты и несколько смещен к северу от экваториальной плоскости. Напряженность магнитного поля на поверхности планеты была оценена в 4 Гс.
Наиболее важным открытием стало обнаружение сильной концентрации захваченной радиации вокруг плоскости магнитного экватора Юпитера. Очевидно, вследствие наклона магнитной оси к оси вращения планеты, экваториальный пик интенсивности проходил через АМС примерно синхронно с периодом вращения планеты вокруг оси (10 часов). Детекторы радиации показали, что в зоне протяженностью 35 радиусов от центра Юпитера поля и частицы вращаются с той же скоростью, что планета. Энергия захваченных частиц особенно высока в зоне 10 радиусов. На расстоянии трех радиусов поток электронов с энергией свыше 3 МэВ составил 108 частиц/см2сек, поток протонов с энергией свыше 30 МэВ - 106 частиц/см2сек. Станция получила дозу радиации около 500000 рад, что для некоторого бортового оборудования находилось на грани критического.
Ультрафиолетовый спектрометр зарегистрировал водородную линию Лайман-альфа (1216 ангстрем) и соответствующую гелиевую линию (584 ангстрем). Наличие гелия на Юпитере было обнаружено впервые, хотя и предсказывалось теоретически.
С помощью инфракрасного радиометра в диапазонах 20 и 40 мкм было получено распределение температур по диску планеты. Общий тепловой поток от Юпитера в 2,5 раза превышал энергию, получаемую планетой от Солнца. Вероятнее всего, планета все еще находится на стадии гравитационного сжатия, когда потенциальная энергия переходит в тепловую.
Во время захода станции за Юпитер при радиозондировании у планеты была обнаружена многослойная ионосфера.
Небесномеханические исследования, проведенные по траектории движения "Pioneer-10", позволили уточнить данные о плотности галилеевых спутников Юпитера. Были получены следующие предварительные значения (в г/см3): Ио - 3,48; Европа - 3,07; Ганимед - 1,94; Каллисто - 1,65. Была выявлена интересная особенность: чем дальше спутник отстоит от поверхности планеты, тем меньше его плотность. Вполне возможно, что это лишь случайность, но, возможно, что это какая-то закономерность, которая неясна до сих пор. Масса Юпитера лишь незначительно превышала величину, определенную по наблюдениям с Земли. По данным траекторных измерений было рассчитано, что отношение массы Солнца к массе Юпитера составляет 1047,341. Сжатие планеты на основании этих данных было определено равным 1,065.
Детекторы метеорных частиц выявили и тот факт, что их плотность у Юпитера в 300 раз выше, чем в межпланетном пространстве: на трассе полета частицы регистрировались с периодичностью в 600 часов, а в окрестностях Юпитера - каждые 2 часа.
Миновав Юпитер, "Pioneer-10" продолжил свой полет и в середине марта 1976 года, находясь между орбитами Сатурна и Урана на расстоянии 690 миллионов километров от Юпитера, пересекла шлейф магнитосферы этой планеты. Это было поразительное открытие. Никто не мог предположить, что шлейф Юпитера распространяется на такое далекое расстояние от планеты.
Дальнейший полет станции, маршрут которой проходил вдали от планет, не предвещал ничего необычного, но оказалось, что она способна преподнести ее немало сюрпризов. Во-первых, оказалось, что гелиопауза, которую рассматривают как своеобразную границу Солнечной системы, удалена от Солнца на гораздо большее расстояние, чем считалось ранее. Даже в 1999 году "Pioneer-10" не достиг гелиопаузы, хотя первоначально это прогнозировалось на конец 80-х - начало 90-х годов. Во-вторых, был выявлен интересный эффект, который ставит под сомнение справедливость казавшихся незыблемыми и вечными законов Ньютона. Как показали данные измерений, уменьшение скорости станции во времени происходило несколько быстрее, чем это должно бы было происходить по ньютоновской механике. И хотя эта величина довольно мала, но для законов небесной механики является существенной погрешностью. Аналогичные данные были получены и при анализе движения других АМС, удаляющихся от Солнца. Пока нет приемлемой теории, способной объяснить этот эффект, и я не хочу приводить все гипотезы, которые были выдвинуты и аргументированы. Надеюсь, что уже в ближайшем будущем этот вопрос найдет свой ответ.
Наблюдая за "Pioneer-10", специалисты надеялись найти объяснения возмущениям орбиты, которые испытывают трансурановые планеты. До того момента, как АМС оказалась на "задворках" Солнечной системы, предполагалось, что источником таких возмущений могли быть либо коричневый карлик, либо "черная дыра", либо 10-я планета. Анализ информации, полученной от АМС "Pioneer-10", а позднее и от "Pioneer-11", позволил исключить гипотезы о коричневом карлике и "черной дыре". Гипотеза о 10-й планете прямо не подтвердились, однако в ее пользу, как объявили специалисты NASA, были собраны "косвенные, но существенные" свидетельства.
31 марта 1997 года было прекращено финансирование работ со станцией и в течение последующих двух с половиной лет управление полетом осуществлялось специалистами Исследовательского центра имени Эймса в порядке тренировки персонала. Осенью 1999 года в НАСА были наконец-то найдены средства, которые позволили продолжить работу со станцией.
До 17 февраля 1998 года станция оставалась самым удаленным от Солнца рукотворным объектом, пока ее не "обогнала" другая американская АМС "Voyager-1". "Pioneer-10" двигается в общем направлении звезды Альдебарана в созвездии Тельца. Согласно расчетам, АМС примерно через 33 тысячи лет пройдет в районе звезды РОСС-348, находящейся на расстоянии 3,3 светового года от Солнца.


Космические новости от Александра Железнякова


Посмотреть комментарии[1]
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования