Sondy Pioneer

Sondy Pioneer
Už pocas 60. rokov vytvorili špecialisti NASA predstavu o "velkej ceste" k vonkajším
planétam s využitím vzájomne výhodného postavenia jednotlivých planét na sklonku
70. rokov, ked bolo možné navyše využit gravitáciu jednotlivých planét na urýchlenie a
navedenie sondy do dalšej etapy cesty. Výpocty ukázali, že takáto príležitost sa
naskytne až roku 2155! Ibaže nadšenie verejnosti z kozmického programu sa zacalo
vytrácat a nastával súmrak rozpoctu NASA, takže v roku 1972 pôvodne nákladný
projekt "velkej cesty" velmi drasticky zoškrtávali. Pôvodný plán nahradil program
Voyager,ktorý bol lacnejší, ale nakoniec dosiahol väcšinu cielou "velkej cesty" Ešte
predtým, ako sa mal Voyager vydat za neznámym nebezpecenstvom, skrývajúcich sa v
páse asteroidov - za obežnú dráhu Marsu, rozhodlo vedenie NASA pripravit na štart
menšiu a hlavne lacnejšiu sondu Pioneer. Na rozdiel od sond Mariner a Voyager, ktoré
boli technické zložité, stabilizované okolo všetkých troch osí a na špeciálnych plošinách
niesli množstvo vedeckých prístrojov, nové sondy Pioneer boli ovela jednoduchšie,
stabilizované iba rotáciou a niesli iba pevne upevnené vedecké prístroje. Hmotnost
sond sa podarilo udržat na 270 kg, co umožnilo použit nosnú raketu Atlas Centaur,
posilnenú tretím stupnom na pevné palivo namiesto výkonnejšej, no aj nepomerne
drahšej rakety Titan IIIE Centaur.Za obežnou dráhou Marsu je slnecný svit prislabý,
aby tu ako zdroj energie mohli úcinne slúžit slnecné batérie. Preto sondu Pioneer
(poradové císlo 10 a 11) vybavili štyrmi rádioizotopovými generátormi SNAP 19
(maximálny výkon 155 W, po piatich rokoch cinnosti asi 100 W), pracujúcimi s
plutóniom. Predpokladané obrovské vzdialenosti si vyžiadali aj inštaláciu velkej
parabolickej antény s priemerom 2,7 m, používanej na prenos rádiových signálov z
vysielaca s výkonom 8 W. Všetka elektronika, pocítac a riadiace systémy sa nachádzali
v šestbokej kapsuli, v ktorej bolo aj 11 vedeckých prístrojov.Väcšina z nich bola urcená
na zvycajné meranie kozmického žiarenia, kozmického prachu a magnetických polí.
Sonda tohto typu bola primalá na to, aby mohla niest pomerne tažkú snímkovaciu
televíznu kameru, preto odborníci na nu umiestnili aspon špeciálny zobrazovací
fotopolarimeter, ktorý mohol snímat obraz planéty v pásoch, podla rotácie sondy
rýchlostou asi 5 otácok za minútu.
Výsledkom boli pomerne "hrubé" snímky, no hlavnou úlohou sond nebolo mapovanie
planét - sonda mala iba dokázat, že pripravovaná sonda Voyager prekoná prenikavé
žiarenie v okolí Jupitera, že sa môže vyhnút zrážkam s balvanmi i ciastockami prachu v
páse asteroidov širokom 280 miliónov km a že zvládne i velmi dlhý let
medziplanetárnym priestorom.Obe sondy vydržali mimoriadne podmienky v oblasti
vonkajších planét bez väcšieho poškodenia a dalej vysielali signály s údajmi o
medziplanetárnom priestore do riadiaceho strediska NASA v Ames Research Center.
Pioneer 10 ako prvý prekrocil pomyselné hranice slnecnej sústavy, ked v júni 1983
prekrížil obežnú dráhu Neptúna - až do roku 1999 najvzdialenejšej planéty.
Rádioizotopový zdroj energie na palube a neustále zvyšovanie citlivosti príjimacov na
Zemi mali podla názorov vedcov udržat dlhodobé spojenie s oboma sondami. Ich dráhy
vyberali velmi starostlivo - podobne ako pri ich nasledovníckach, sondách Voyager -
aby každá opustila slnecnú sústavu iným smerom. Pokial by existovala nejaká dalšia,
desiata planéta, ukrytá kdesi za obežnou dráhou Pluta, prípadne iný ešte neznámy
tmavý spolocník Slnka - ako predpokladajú niektorý vedci - mali by byt dráhy všetkých
uvedených sond odlišné.Pioneer 10:Odštartoval 3. marca 1972 na miliardu km dlhú
cestu k Jupiteru. Tretí stupen nosnej rakety na pevné palivo urýchlil sondu na rekordnú
rýchlost 14,5 km/s, takže sa stala vôbec najrýchlejším kozmickým objektom, ktorý
clovek vytvoril (sonda Voyager neskôr dosiahla rýchlost ). Pri takejto znacnej rýchlosti
je možné dokonca aj opustit slnecnú sústavu. Sonde sa podarilo prekrocit obežnú
dráhu Mesiaca po dlhých 12 hodinách, co bolo šestkrát rýchlejšie než klasické lunárne
prieskumné sondy vysielané do tých cias zo Zeme. Po prvej korekcii dráhy sa rýchlost
zvýšila o dalších 14 m/s, po druhej korekcii o 0,14 m/s. Medzitým už po 82 dnoch letu
prekrocil Pioneer 10 obežnú dráhu Marsu a v júli zacal svoju devätmesacnú pút napriec
pásmom asteroidov. Obavy z ochromenia sondy po náraze castíc "nebeských smetí"
pohybujúcich sa 15-krát väcšou rýchlostou než strela z pušky, sa ukázali prehnané.
Sonda informovala iba o 16 nárazoch nepatrných castíc kozmického prachu. Na ceste k
Jupiteru Pioneer 10 pretal najprv dráhu jeho najvzdialenejšieho mesiaca Sinope. Bolo
to 8. novembra 1973. O 18 dní prenikol do magnetického pola obrovského Jupitera. K
najväcšiemu priblíženiu došlo 4. decembra, ked sonda preletela vo vzdialenosti 140 000
km nad hornou hladinou víriacich oblakov. Palubnú aparatúru ciastocne ochromila velmi
silná radiácia, ktorá je 19 000-krát silnejšia než v okolí Zeme. Až do 2. decembra
vysielala sonda zábery, ktoré boli zretelnejšie než pri pozorovaní akýmikolvek
astronomickými dalekohladmi z povrchu Zeme. Silná radiácia v okolí Jupitera však
zavinila, že niektoré snímky z okamihov najväcšieho priblíženia sa z vysielania stratili.
Do riadiaceho strediska dorazilo viac než 300 snímok planéty vrátane pohladu na velkú
cervenú škvrnu, ktorú tvorí smršt a vír s priemerom takmer 23 000 km a dvíha sa asi 8
km nad okolité mracná. Po prvý raz si astronómovia mohli prezriet aj zábery mesiacika
Ganyméda zblízka. Silná gravitácia sondu urýchlila tak, že sa dostala na hyperbolickú
dráhu a dnes je najvzdialenejším výtvorom ludskej civilizácie vo vesmíre. Letí pritom
rýchlostou asi 12, 9 km/s zo slnecnej sústavy proti smeru pohybu Slnka do
medzihviezdneho priestoru. Na palube sondy je odkaz prípadnej mimozemskej
civilizácii v podobe pozlátenej platne, na ktorej je znázornený clovek (muž a žena),
prvok vodíka a naša poloha v medzihviezdnom priestore.Pioneer 11:Sonda Pioneer 11,
ktorá bola takmer dvojcatom Pioneera 10, odštartovala 6. apríla 1973. Dosiahla
rýchlost 14,3 km/s a po troch korekciách dráhy preletela 3. decembra 1974 vo výške
42 828 km nad oblakmi Jupitera v smere juh-sever a získala okrem iného zaujímavé
snímky polárnych oblastí planéty a v bezprostrednej blízkosti zmerala radiacné pásy.
Rádiovému signálu v tejto etape letu trvalo takmer 92 minút kým dorazil zo sondy na
Zem. Potom nastala dalšia zaujímavá cast letu. Silná gravitácia totiž sondu Pioneer 11
urýchlila na novú dráhu, takže sa zacala približovat k Slnku, ku ktorému sa dostala
najbližšie - na 3, 75 astronomickej jednotky - vo februári 1976, aby 20. apríla 1977
znovu prekrížila dráhu Jupitera, ktorý sa však už v tom case nachádzal celkom inde. V
septembri 1978 po dalších korekciách Pioneer 11 nakoniec preletel ako prvý vyslanec
ludstva vo výške 30 000 km nad vonkajším okrajom prstencov planéty Saturn. Ani nie
dvadsat rokov po prvých neúspešných pokusoch zasiahnut Mesiac objektom vyrobeným
ludmi sa naplnil jeden z dalších snov autorov science-fiction. Sonda, v tom case
premenovaná na Pioneer-Saturn, sa 1. septembra 1979 priblížila na vzdialenost 21 400
km k hornej vrstve oblakov Saturna, získala prvé pozorohudné snímky planéty i
systému jej prstencov, objavila magnetické pole, dva nové prstence a jeden nový
mesiac, okolo ktorého preletela vo vzdialenosti iba pár tisíc kilometrov.Technické údaje
o sondách:Dátum štartu a cas: Pioneer 10: 1972-03-03 o 01:49:00 UTCPioneer 11:
1973-04-06 o 02:11:00 UTCVáha na orbite: 258.00 kgVýkon zdroja: 165.00 WRiadiaci
blok: výška 36 cm, dlžka jednej strany 71 cmParabolická anténa: 2,74 m priemer; 46
cm hlbkaPríjmac dát: 2110 MHz, 8 WVysielac dát: 2292 MHz, 8 WPrenosová rýchlost:
2048 bps na zaciatku misie, 16 bps na konci misieOrientácia v priestore: na hviezdu
Canopus a na Slnko.