Космический аппарат Пионер 11

Пионер 11 (Pioneer 11или Pioneer G) – космический зонд, запущенный НАСА 6 апреля 1973 года для изучения внешних газовых планет Юпитера и Сатурна, межзвездного пространства, космических лучей и солнечного ветра.

Космический корабль был запущен с мыса Канаверал с помощью ракеты Атлас-Кентавр. Из-за ограничения мощности, связь с зондом в последний раз была проведена 30 ноября 1995 года.

Миссия “Пионера-11” была утверждена в 1969 году вместе с миссией его двойного зонда “Пионер-10”, который был запущен годом ранее, то есть 3 марта 1972 года. По состоянию на начало 2020 года, Пионер 11 был на расстоянии около 103.2 а.е от Солнца. Он двигался от нас со скоростью 11,38 км/с и удаляется за год на 2,37 а.е. Космический аппарат предположительно движется в направлении созвездия Щит.

Миссия Космического аппарата Пионер 11

Одной из главных целей миссии Пионер 11 было исследование внешней Солнечной системы. Другие задачи включали изучение межпланетной среды, обнаруженной за орбитой Марса, изучение окружающей среды Юпитера, а также изучение пояса астероидов и того, будет ли это наносить ущерб будущим космическим полетам во внешнюю Солнечную систему.

Полет к Сатурну был дополнительной целью, и космический зонд должен был изучить атмосферу планеты, ее состав, взаимодействие с солнечным ветром, исследовать и изучить кольца Сатурна, а также его спутник под названием Титан.

Конструкция космического аппарата Пионер 11

Космический аппарат массой 259 кг имел длину 2,9 м с высокочастотной антенной диаметром 2,74 м, выполненной из алюминиевого сотового конструкционного сэндвич-материала. Основной отсек в космическом аппарате выполнен в форме шестиугольника. Он использовался для размещения топлива в сферическом резервуаре, а также восьми из одиннадцати научных инструментов, которые он нес. Кроме того, космический корабль нес низкоинтенсивную разнонаправленную антенну, которая была установлена под высокоинтенсивной антенной.

Ориентация космического аппарата контролировалась с помощью шести гидразиновых двигателей малой тяги. В то время как первая пара помогала поддерживать постоянную скорость вращения 4,8 об/мин, вторая пара помогала поддерживать переднюю тягу, а третья пара помогала поддерживать высоту.

Космический аппарат Пионер-11 питается от четырех генераторов (радиоизотопных термоэлектрических). Их суммарная мощность составила 155 Ватт при запуске космического аппарата. Однако, когда космический аппарат находился вблизи Юпитера, выходная мощность ухудшилась до 140 Вт. Мощность в 100 Вт требуется для функционирования различных систем и приборов.

Связь с космическим аппаратом осуществлялась с помощью приемопередатчиков, которые принимали и передавали данные с использованием частот S-диапазона. Полоса 2110 МГц использовалась для восходящей линии связи с Землей и 2292 МГц-для нисходящей линии связи с Землей. Средства связи направлены в глубинную космическую сеть, являющуюся частью Лаборатории реактивного движения НАСА. DSN состоит из большой сети из нескольких антенн и других средств связи. Эти объекты предназначены для поддержки полетов межпланетных космических аппаратов.

Большая часть компьютеризированных расчетов, связанных с космическим аппаратом, была выполнена на Земле и затем передана на космический аппарат. Аппарат был способен удерживать до пяти команд из 222, которые вводились диспетчерами на Земле.

Приборы на Пионер 11

Ниже описаны некоторые из научных инструментов, предназначенных для наблюдения и изучения, которые проводились Пионером 11.

• Четырехсферический плазменный анализатор. Прибор, используемый для обнаружения частиц солнечного ветра, исходящего от Солнца. 
• Прибор с заряженными частицами. Использовался для обнаружения присутствия космических лучей от Солнца.
• Гелиевый векторный магнитометр. Использовался для выполнения таких функций, как отображение магнитного поля Юпитера, взаимодействие солнечного ветра с Юпитером и т. д.
• Телескоп космических лучей. Собирал данные для изучения состава частиц космических лучей и их энергетических флуктуаций.

• Детекторы метеороидов. Использовались для изучения воздействия, вызванного малыми метеороидами. Они представляют собой датчики давления, установленные за антенной тарелки.
• Трубчатый телескоп Гейгера. Изучал распределение энергии и угловое распределение заряженных частиц, когда космический аппарат двигался через радиационные пояса Юпитера.
• Детектор метеороид-астероид. Использовал четыре телескопа без визуализации для просмотра и обнаружения частиц пыли, а также крупных астероидов.
• Ультрафиолетовый фотометр. Использовался для восприятия ультрафиолетового света для определения количества газов, таких как водород и гелий в космосе.
• Инфракрасный радиометр. Использовался для сбора информации о температуре облаков. Он также предоставил информацию о выходе тепла с Юпитера.

Пионер 11, как и его двойной зонд Пионер 10, несет табличку, которая изготовлена из анодированного золотом алюминия. Он содержит обнаженные фигуры человека мужского и женского пола вместе с несколькими другими фотографиями, которые указывают на его происхождение. Табличка предназначена для предоставления информации в случае, если любая другая разумная форма жизни перехватит космический зонд.

Достижения космического аппарата Пионер 11

Пионер 11 – это первый искусственный объект, пролетевший возле планеты Сатурн. Первые снимки полярных областей Юпитера были отправлены на Землю Пионером 11. Космический аппарат пролетел ближе всего к Юпитеру 3 ноября 1974 года, ближе, чем Пионер 10. Поскольку он путешествовал на высоких скоростях во время своего сближения с Юпитером, негативное воздействие радиации на космический аппарат было намного меньше, чем у Пионера 10.

Используя сильное гравитационное поле Юпитера, космический зонд отправился на облет Сатурна. Он прислал убедительные доказательства существования магнитного поля Сатурна, когда он столкнулся с носовым ударом планеты в августе 1979 года. В сентябре того же года космический аппарат максимально сблизился с Сатурном на расстоянии 21 000 км от планеты.

В число открытий Пионера 11 входит существование узкого кольца вне кольца “А”, называемого кольцом “F” и существование спутника, который был около 200 км в диаметре. Было обнаружено, что Сатурн в основном состоит из жидкого водорода, а температура на его поверхности составляла -180º С

После пересечения Сатурна космический корабль направился в направлении, противоположном направлению движения его близнеца к центру галактики. В феврале 1990 года Пионер-11 стал четвертым искусственным объектом, пересекшим орбиту Нептуна.

Последняя порция данных была представлена в ноябре 1995 года. Вскоре после этого все контакты были потеряны, так как из-за большого расстояния Земля была навсегда потеряна от обзора антенны космического аппарата.

Данные космического зонда

Тип миссии	Исследование планет и гелиосферы
Оператор	NASA / ARC
Продолжительность миссии	22 года, 5 месяцев, 25 дней
Свойства космического аппарата
Производитель	TRW
Стартовая масса	259 килограммов (571 фунт)
Сила	155 ватт (на старте)
Начало миссии
Дата запуска	Апрель 6, 1973, 02:11:00 UTC
Ракета	Atlas SLV-3D Centaur-D1A Star-37E
Стартовая позиция	Мыс Канаверал LC-36B
Окончание миссии
Последний контакт	30 сентября 1995
Облет Юпитера
Максимальное сближение	3 декабря 1974 года
Расстояние	43 000 километров
Облет Сатурна
Максимальное сближение	1 сентября 1979 года
Расстояние	21 000 километров
Логотип миссии