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2021-04-09 12:46:36

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先驱者10号(Pioneer 10 或 Pioneer F)是NASA于1972年3月2日发射的一艘航天飞行器。它是第一艘越过小行星带的飞行器,第一艘近距离观测木星的飞行器,并于1973年12月3日发回了第一组木星的近距离拍摄图像。1983年6月13日,先驱者10号越过海王星轨道 。当然,先驱者10号仍然没有飞出奥尔特云

基本信息

  • 中文名称

    先驱者10号

  • 外文名称

    Pioneer 10 或 Pioneer F

  • 别名

    先驱者F号

  • 发射时间

    1972年3月3日01:49:00(UTC)

  • 目前状态

    位于太阳系最外层奥尔特云内

  • 目的地

    毕宿五(距离地球68光年)

  • 质量

    258 kg

  • 发射载具

    擎天神-半人马运载火箭/TF364-4

  • 制造商

    TRW系统公司

折叠 编辑本段 基本简介

先驱者10号(英语:Pioneer 10)也称为先驱者F号(Pioneer F),NORAD编号5860。是美国的无人行星探测任务"先驱者计划"的第16颗无人探测器,于1972年3月3日(UTC时间01:49:00)发射。它是第一个成功穿越火星和木星之间的小行星带、第一艘近距离观测木星的飞行器,并于1973年12月3日发回了第一组木星的近距离拍摄的图像,发现了木星磁层伸展出的巨大磁尾。1983年6月13日,先驱者10号越过海王星轨道, 之后探测器按惯性驶向毕宿五恒星(毕宿五距离地球68光年,探测器要到达毕宿五恒星大约还需要200万年)。

10号在成功飞掠木星、土星后继续朝深空飞去,并于1982年飞越太阳系的边际,按惯性驶向毕宿五恒星。毕宿五距离地球68光年,要到达毕宿五恒星这个目标,大约还需要200万年时间。到目前为止,先驱者10号正位于距地球100多亿公里的太空。它相对于太阳的飞行时速为44064公里,尽管它的功能正在不断恶化,但仍运转正常,核发电机继续为它的电池充电(那里已无阳光),仍不时地向地球发送较弱的信号。但由于财政预算的减少,现已无法对它进行常规的跟踪,先驱者计划也于1997年3月31日正式终止。

先驱者10号曾是离我们最远的飞行器,在最后一次与之联系时,先驱者10号距离地球的距离是 122.3 亿公里。这一纪录,一直保持到 1998年2月17日,那天,旅行者1号距太阳的距离和先驱者10号持平(都是 69.419 AU),并因为速度的优势(每年大约多飞行 1.016 AU)而在此后在距离上超过了后者。 直到 1997年3月31日 任务结束之前,先驱者10号在太阳系外层空间中,进行了很多有价值的科学研究和调查。此后,它微弱的信号一直被深度空间网络所追踪,用以研究混沌理论。1997年之前,它还被用来训练飞行控制员,如何接受从太空传来的无线电信号。 和先驱者11号一样,先驱者10号携带了一块人类向可能存在的外星人问候,并表明我们在银河系位置的镀金铝板。

由于先驱者10号配备的放射性同位素燃料已失去电力,2003年2月7日NASA的深度空间网络尝试与先驱者10号联系时,已接收不到先驱者10号的微弱讯号,最后一次接收到先驱者10号的微弱讯号是2003年1月22日,且未来NASA不打算再尝试接收先驱者10号的讯号。

运载火箭

擎天神运载火箭Centaur型

发射时间

1972年3月3日世界时01:49:00

发射地点

美国,佛罗里达州,卡纳维拉尔角

任务结束日期

1997年3月31日

探测器质量

258千克

NSSDC ID

1972-012A

折叠 编辑本段 基本特征

先驱者身上携带着表明地球文明外貌、位置的金属板,以及其他表示友好的图片、声音、音乐等。当它离开太阳系时,将把这幅6*9英寸的金属板弹出飞行器主框架。希望有一天能被外星文明发现。先驱者10号是人类建造的第一个成功飞越太阳系的飞行器,尽管经历了许多可怕的险情:先锋号任务其中之一是用来测试通过小行星带与木星巨磁场的生存率的。事实看来,小行星带实在是小菜一碟,但它们却差点被木星磁场中的离子炸裂。这个情报使得后来的旅行者计划的形势十分严峻。它将成为人类建造的,比地球上任何其他工程都会持久的一座丰碑。

1972年美国国家航空与宇宙飞行局(NASA)发射的先驱者10号,于1983年6月13日飞出海王星的轨道。

由于冥王星的轨道是个大椭圆,在此后17年里,其轨道都将在海王星的轨道内。先驱者10号将是第一个飞出太阳系的人造物体。1972年至今,这个重达258公斤的探测器一共从地球上接收了98900个指令信号;向地球发回1260亿个信息单位的资料和照片,有关木星的美丽图片是它拍摄并发回地面。

折叠 编辑本段 主要作用

"先驱者10号"探测器,它探索和研究的主要目标是木星。这个探测器只有260千克,带有10多种仪器。由于它很小,无法带更多的其他设备,如姿态控制系统、大型电源系统等,因此"先驱者10号"采用了各种简化设计的办法。探测器上面带的仪器包括磁强仪、辐射仪温度仪、照相机、气压计等。它还有一个重大使命是考察行星际空间的物理环境,以便为未来深入探测外行星开辟道路。在大约飞行了半年后,"先驱者10号"探测器进入火星与木星间的小行星带,与木星的相会阶段持续了2个月。1973年12月3日,"先驱者10号"探测器到达整个旅途距木星最近处,约13万千米。在它掠过太阳系这颗最大的行星时,发送回来300张中等分辨率的木星和其卫星的照片。它还探测到木星的一些物理参数。发回的资料表明,它所俘获的辐射带强度是地球周围范·艾伦带强度的10000 倍,它那巨大的脉动磁场一直延伸到土星附近。

在飞过了木星之后,"先驱者10号"探测器利用木星的巨大引力加速,向太阳系边缘的冥王星轨道飞去,并于 1986年10月通过冥王星平均轨道,成为第一个飞出行星轨道的人造物体。"先驱者10号"探测器带有一张表明地球方位和大致特征的"名片",上面画着地球人的形象、太阳系相对于14颗脉冲星的位置、地球的方位等信息。它们经过800万年的飞行后,可能会同某一颗具有生命的恒星及行星系相会。

折叠 编辑本段 任务经过

折叠 发射

先驱者10号装载于擎天神运载火箭中,并且在1972年3月3日UTC01:49:00的时间,由美国宇航局于佛罗里达州卡纳维拉尔角的36A太空发射设施发射。发射载具耗时17分钟加速,到达每小时51682公里(每小时32114里)的速度并花费了11 小时经过月球,成为当时人类史上速度最快的人造物体。其双胞胎姐妹,先驱者11号则在隔年的4月4日发射。

折叠 探测木星

在1973年11和12月,先驱者10号开始传送木星的图片影片回地球。500张木星照片在当年12月2日接收,显露出一点点细节。无论如何,在48小时之内不断接近的观察,探测器超越了地球本身的观测能力而显现出更多过去前所未见的细节。

在1973年12月4日,先驱者10号到达距离木星最近的距离,并且在距离木星200,000公里之处越过木星云端。

折叠 飞出太阳系

1972年美国国家航空航天局(NASA)发射的先驱者10号,于1983年6月13日飞出海王星的轨道。由于冥王星的轨道是个大椭圆,在此后17年里,其轨道都将在海王星的轨道内,所以飞出海王星轨道之后先驱者10号就成为了第一个飞出太阳系的人造物体。

11年来,这个重达290公斤的探测器一共从地球上接收了98900个指令信号;向地球发回1260亿个信息单位的资料和照片,有关木星的美 丽图片是它拍摄并发回地面。

先驱者10号以49198公里的时速飞离太阳系。当它离开海王星时,它与太阳间的距离超出45亿3千万公里。它的电子系统是由放射性同位素热电源系统供电的。据艾姆斯研究中心认为,先驱者10号发回的数据需要花10年的功夫来研究和分析,即使用先进的计算机也得花费数年时间。

折叠 编辑本段 镀金铝板

先驱者身上携有一块载有人类讯息的镀金铝板。倘若探测器被外星的高智慧生物捕获,这块镀金铝板将会向他们解释这艘探测器的来源。铝板上绘有一名男性及女性的图像,氢原子的自旋跃迁,以及太阳与地球在银河系里的位置。

详见先驱者镀金铝板词条

折叠 编辑本段 失去音讯

遨游太空近40载的先驱者10号,已是杳如黄鹤。美国宇航局2003年1月曾经接到微弱的信号,看上去是来自这颗探测器的最后消息。

美国宇航局发布的新闻公报介绍说,先驱者10号的最后一次信号是2003年1月22日接收到的,其中已无任何遥测数据。2月7日,宇航局位于加利福尼亚州、澳大利亚和西班牙的巨型天线"深度空间网络"与该探测器的联络都没有取得任何结果。专家们认为,由于放射性同位素动力源已衰变殆尽,探测器估计已无力再向地球发送信号。美宇航局于是决定放弃与探测器继续联系的努力。

1972年3月2日,"先驱者10号"发射升空,并在随后的日子里,在太空探索领域屡创第一。它是第一个穿过小行星带,成功到达木星附近并获取近距离图像的探测器;1983年,它又成为第一个飞出海王星轨道的人造探测器。

"先驱者10号"计划原定时间不到两年,但它"探测生命"之长远远超出了预期。直到1997年3月底,科学家才正式结束"先驱者10号"的科学考察使命,宣告它的"退役"。该探测计划项目经理拉舍博士认为,这颗探测器绝对是"物有所值"。

折叠 编辑本段 异常之谜

在研究人员对先驱者号异常现象进行初步分析后,他们把目标转向了先驱者10号探测器长达11.5年的空间观测遥感数据上,尽管先驱者11号只有大约4年的服役寿命。在由星际协会赞助发起的详细研究过后,图里谢夫和他的研究小组不仅得到了先驱者10号大约30年的遥感数据和先驱者11号20年的数据集,还整理获得了先驱者10和先驱者11号飞船完整详尽的遥感数据。 这些数据中的很多被存储在了400盒磁带中,它们完好的保存在宇航局喷气推进实验室中。总的说来,所收集的先驱者10号和先驱者11号宇宙飞船的数据有将近800亿字节,大约相当于数字高清有线电视半小时内播放的电视节目占用的数据字节。把有9磁道的磁带数据转换成现代的数据存储形式并把一些人工添加的数据和其他坏掉的数据筛除掉对于先驱者号异常现象的研究人员来说非常耗时。但是图里谢夫对此却非常自信,一旦这些数据处理任务完成,那么先驱者号异常现象背后的秘密就可以发现。

通过多年恢复和分析旧数据,研究飞行器的结构图,加州理工喷气推进实验室(JPL)的研究人员在 arxiv 上发表论文,宣告破解先驱者号异常--有牢固的证据显示减缓速度的主要原因是各向异性热辐射。各向异性热辐射能解释 80% 的减速。在太空中,热辐射表面点的方向是一个值得注意的问题。

折叠 编辑本段 终极目标

先驱者10号,是1972年3月2日发射的,1973年12月3日接近木星,1983年6月13日越过海王星轨道,1986年10月通过冥王星轨道,逐渐远离太阳系了,先驱者10号正以每年2.6个天文距离的速度飞离太阳系最终目标是毕宿五(距地65光年),2003年,10号音讯全无,NASA放弃追踪了,先驱者10号飞行方向朝着银河系外围飞去,先驱者11号朝向银河系中心方向飞去。

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