«Пионер-11»


5 апреля 1973 02:11 - старт
11 апреля 1973 года - коррекция
середина марта 1974 - прошёл пояс астероидов
26 апреля 1974 года - коррекция
25 ноября 1974 года в 3:39 вошёл в ударную волну Юпитера
3 декабря 1974 года 05:22 прошёл на расстоянии 42 500 километров от от кромки облаков
26 мая 1976 года - коррекция
13 июля 1978 года - коррекция
31 августа 1979 года - обнаружил ударную волну Сатурна
1 сентября 1979 года в 14:36 - пересек плоскость кольца планеты за внешним кольцом
1 сентября 1979 года в 16:31 прошел мимо Сатурна на расстоянии 20 900 км
23 февраля 1990 года пересек орбиту Нептуна
24 ноября 1995 года - последний сигнал

Ежегодник БСЭ 1974 г:

«Пионер-11». Основные задачи станции - изучение магнитного поля Юпитера и его радиационных поясов, исследование теплового баланса и распределения температуры во внешней атмосфере планеты, получение изображений планеты и некоторых ее спутников в видимом свете, уточнение эфемерид и массы планеты. На траектории полета к Юпитеру и после пролета около планеты предусматриваются исследования солнечного ветра, межпланетного магнитного поля, космических лучей, а также метеорного вещества, в первую очередь в поясе астероидов. Станция должна совершить пролет около Юпитера 2 декабря 1974 г. на расстоянии примерно 42 тыс. км и под влиянием тяготения этой планеты перейти на траекторию движения к Сатурну. Пролет около этой планеты состоится в октябре 1979 г.

Масса АМС «Пионер-11» 258,5 кг, в т. ч. научные приборы - 30 кг. По конструкции, служебному и научному оборудованию АМС «Пионер-11» аналогична АМС «Пионер-10», но дополнительно на ней установлен индукционный магнитометр для. измерения интенсивных магнитных полей вблизи Юпитера (диапазон измерений прибора до 106 гамм).
Ежегодник БСЭ 1975 г:

Запущенная в 1973 г. американская АМС «Пионер-11» в 1974 г. совершила пролет около Юпитера с проведением съемки и зондирования этой планеты и под влиянием ее тяготения перешла на траекторию полета к Сатурну, с которым сблизится в 1979 г.

Рис. 11. Красное пятно и другие образования в атмосфере
Юпитера (снимок с расстояния 1,1 млн. км).

«Пионер-11». АМС «Пионер-11», запущенная 6 апреля 1973 г., в начале декабря 1974 г. совершила пролет около Юпитера. Ударную волну около Юпитера АМС пересекла 26 ноября 1974 г. на расстоянии 7,7 млн. км от планеты, т. е. примерно на таком же расстоянии, как АМС «Пионер-10» в конце ноября 1973 г.. 27 ноября АМС «Пионер-11» пересекла магнитопаузу. Позже давление солнечного ветра прижало магнитосферу к планете (как и при пролете «Пионера-10»), и АМС оказалась с внешней стороны ударной волны. Всего при сближении с Юпитером АМС пересекла ударную волну и магнитопаузу три раза. АМС подошла к планете над высокими широтами южного полушария. Под влиянием тяготения Юпитера траектория искривилась, и, обогнув планету, АМС прошла над северным полушарием. Таким образом, она произвела обзор Юпитера почти на всех долготах с захватом как экваториальной, так и полярных областей. Перицентр АМС прошла 3 декабря в 05 час 22 мин по Гринвичу, при этом удаление ее от облачного слоя составило 42 700 км, а удаление от центра планеты 1,6 радиуса Юпитера (Rj). Для АМС «Пионер-10» эти величины в перицентре составляли, соответственно, 131 000 км и 2,85 Rj. Хотя «Пионер-11» подошел ближе к планете, чем «Пионер-10», общая доза поглощенной радиации была меньше благодаря значительно более высокому (54°) наклонению пролетной траектории к плоскости магнитного экватора Юпитера и более высокой (до 48 км/сек) скорости, что сократило время пребывания АМС в зоне наиболее интенсивной радиации. Радиационные повреждения носили кратковременный характер и в очень несущественной степени отразились на объеме полученной научной информации.

Под влиянием поля тяготения Юпитера АМС «Пионер-11» перешла на трассу полета к Сатурну, причем, двигаясь по этой трассе, АМС выйдет из плоскости эклиптики на 15,6° и пересечет ее снова лишь при пролете около Сатурна. Предусмотрена коррекция траектории, которая обеспечит пролет АМС 1-3 сентября 1979 г. между внутренним кольцом Сатурна и планетой. В перицентре АМС должна находиться на расстоянии нескольких тысяч километров от облачного слоя Сатурна, а затем пройти на расстоянии 10 000- 20 000 км от поверхности спутника Сатурна Титана.

Ниже приводятся некоторые сугубо предварительные результаты исследования Юпитера, его спутников и околопланетного пространства с помощью приборов АМС «Пионер-11».

Фотополяриметр в пролетном сеансе передал на Землю 25 снимков Юпитера (рис. 11) и по одному снимку спутников планеты Ио, Ганимеда (рис. 12) и Каллисто. В частности, удалось получить более детальные, чем от «Пионера-10», изображения «Красного пятна», где четко видны «рога» на восточном и западном краях, а также признаки движения среды внутри пятна. Последнее говорит в пользу гипотезы о том, что «Красное пятно» является конвективной ячейкой, как и многие другие меньшие по размеру образования, видимые в юпитерианских облаках.

Гелиевый магнитометр зарегистрировал величины напряженности магнитного поля Юпитера, находящиеся в согласии с данными аналогичного прибора на АМС «Пионер-10». Максимальная напряженность, измеренная гелиевым магнитометром «Пионера-11», составляет 1 гс. Экстраполяция дает для поверхности планеты у экватора 3-5 гс, у северного полюса 12 гс и у южного 9 гс.

Рис. 12. Спутник Юпитера
Ганимед (снимок с расстояния 0,75 млн. км).

Индукционный магнитометр зарегистрировал максимальную напряженность 1,2 гс. Экстраполяция дает для поверхности планеты у северного полюса 30 гс, у южного 20 гс. Подтвердились данные «Пионера-10» о том, что магнитное поле Юпитера имеет нестабильную внешнюю область, подверженную давлению частиц солнечного ветра, и стабильную внутреннюю область, в основном соответствующую модели смещенного наклонного диполя.

Детекторы радиации зарегистрировали два пика интенсивности потока протонов высокой энергии (свыше 35 Мэв): примерно на расстоянии 3 Rj (4·106 частиц/см2сек) и на расстоянии около 1,78 Rj (1,5·108 частиц/см2сек) от центра планеты, причем максимальная интенсивность была не на магнитном экваторе, как ожидали, а примерно на 7° севернее. Число заряженных частиц в высоких широтах оказалось значительно большим, чем ожидали, экстраполируя данные «Пионера-10». Считают, что это может быть как временным явлением (выпучивание магнитного поля с находящимися в нем частицами выше и ниже плоскости эклиптики под давлением солнечного ветра), так и постоянным свойством магнитного поля, занимающего такую протяженную по толщине область.

АМС прошла через область, где предполагали обнаружить силовую трубку между Юпитером и Ио, которая, согласно одной из гипотез, является источником регистрируемого на Земле декаметрового радиоизлучения Юпитера. Эту трубку обнаружить не удалось. Открыто явление выметания заряженных частиц галилеевыми спутниками Юпитера, особенно спутником Ио.

Ультрафиолетовый спектрометр для исследований Юпитера не использовался, так как из-за особенностей траектории и ориентации АМС планета не попадала в поле зрения прибора. Наблюдения Ио показали присутствие обнаруженного еще «Пионером-10» облака атомов водорода, растянувшегося на 120° по орбите Ио симметрично относительно этого спутника Юпитера. Считают, что Ио имеет разреженную водородную атмосферу, питаемую за счет дегазации этого спутника. Однако протяжение Ио слишком слабо, чтобы удерживать атомы водорода, и их удерживает притяжение Юпитера на околопланетной орбите.

Радиозондирование во время захода АМС за планету показало пиковую электронную концентрацию в ионосфере (105 частиц/см 3 ) на расстоянии 67 000 км от центра планеты при температуре 750° К для этого слоя.

Детекторы метеорных частиц вблизи Юпитера зарегистрировали такое небольшое число столкновений, что обнаруженные частицы явно двигались по околосолнечной орбите, а не по орбите вокруг планеты. Эти и другие данные позволяют предположить кометное происхождение частиц.

Небесномеханические исследования по траекторным измерениям, как и при полете «Пионера-10», дали информацию о том, что недра Юпитера представляют собой жидкое тело, находящееся в состоянии гидростатического равновесия, и планета не имеет значительных концентраций массы («масконов»). Экваториальный радиус Юпитера на уровне давления 1 бар определен равным 71 403 км, полярный -68 813 км. Переход газа в жидкость, по расчетам, должен происходить на 1000 км ниже уровня 1 бар. Небесномеханические измерения позволили уточнить значения плотности спутников Юпитера (в г/см3 ): Ио - 3,5±0,1; Европа -3,4±0,8; Ганимед - 1,8±0,25; Каллисто - 1,5±0,25.

В целом исследования «Пионера-11» подтвердили, что Юпитер - планета, состоящая главным образом из водорода и излучающая больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. Атмосфера охвачена конвективным движением. Планета окружена магнитным полем сложной структуры и очень мощными поясами захваченных заряженных частиц. И магнитное поле, и радиационные пояса имеют разко выраженные внешнюю и внутреннюю области. Внешняя область магнитного поля может распространяться на 16 млн. км и сжиматься до 4 млн. км под действием давления солнечного ветра. Внутренняя область наклонена к оси вращения Юпитера и смещена относительно центра планеты. Это можно объяснить, если принять гипотезу о том, что в недрах планеты имеется не один, а несколько «генераторов» магнитного поля. Жизнь на Юпитере американские специалисты считают возможной только в форме бактерий и других простых организмов и только в верхних слоях полярной атмосферы планеты. Отмечается, что атмосфера содержит все химические вещества (водород, вода, аммиак, метан), необходимые для эволюции простых форм жизни.
Ежегодник БСЭ 1977 г:

«Пионер-11». Эта АМС, запущенная 6 апреля 1973 г., после исследований Юпитера с пролетной траектории в декабре 1974 г. под влиянием поля тяготения планеты перешла на траекторию, следуя по которой (при условии нескольких коррекций) в сентябре 1979 г. совершит пролет около Сатурна. 20 ноября 1975 г., когда АМС находилась на расстоянии более 1300 млн. км от Сатурна, она начала поляриметрические исследования этой планеты с помощью фотополяриметра. Фазовый угол планеты был в 4 раза больше, чем при наблюдениях с Земли. 18 декабря 1975 г. на удалении 460 млн. км от Земли проведена первая коррекция траектории АМС на трассе «Юпитер-Сатурн», 25-26 мая 1976 г. на удалении ~525 млн. км- вторая коррекция. В 1976 г. на АМС функционировали все научные приборы за исключением анализатора плазмы и комплекта оптических телескопов «Сизиф», служащего для наблюдения метеорных тел и астероидов.
Ежегодник БСЭ 1979 г:
АМС «Пионер-11» в 1978 г. находилась между орбитами Юпитера и Сатурна. В мае 1978 г. на АМС удалось исправить анализатор плазмы, который вышел из строя еще в декабре 1974 г. при пролете АМС около Юпитера. 8 августа 1978 г. была успешно проведена коррекция траектории АМС «Пионер-11», чтобы обеспечить ее проход с внешней стороны колец Сатурна. Двигаясь по скорректированной траектории, АМС 1 сентября 1979 г. пройдет на расстоянии ~ 30 000 км от внешнего кольца, а затем сблизится с Сатурном и совершит пролет на расстоянии ~ 25 000 км от планеты.

Ежегодник БСЭ 1980 г:

«Пионер-11». 1 сентября 1979 г. эта АМС совершила пролет около Сатурна и провела исследования околопланетного пространства, планеты, колец Сатурна и некоторых его спутников. В таблице указаны дата и минимальное расстояние АМС от Сатурна и его спутников при пролете.

Исследования с помощью АМС «Пионер-11» показали, что Сатурн имеет магнитосферу, магнитное поле и радиационные пояса. Фронт ударной волны магнитосферы АМС первый раз пересекла на расстоянии 24,5 Rs (Rs- экваториальный радиус Сатурна, равный 60 400 км). Позже солнечный ветер прижал магнитосферу к планете, и АМС вторично пересекла фронт ударной волны. При удалении от планеты АМС по этой же причине трижды пересекала фронт ударной волны (последний раз на расстоянии ~ 100 Rs от планеты). Напряженность магнитного поля Сатурна на уровне верхней границы облачного покрова определили в 0,2 Гс. Магнитное поле Сатурна представляет собой простой диполь, как магнитные поля Меркурия, Земли, Марса и Юпитера, но, в отличие от перечисленных планет, магнитный диполь Сатурна, по-видимому, совпадает с осью вращения планеты с точностью до 0,1°, а центр диполя смещен менее чем на 0,04 Rs к северу от геометрического центра планеты. Магнитное поле Сатурна вращается вместе с планетой. Поскольку Сатурн вращается быстрее, чем движутся по орбите его спутники, перед теми спутниками, к-рые находятся в пределах магнитосферы планеты, должен быть магнитный «шлейф». Таковой обнаружен у Титана. Интенсивность излучения в радиационных поясах Сатурна, по-видимому, в 50-1000 раз ниже,чем в поясах Юпитера, и сравнима с интенсивностью излучения в поясах Земли, хотя последние занимают в 10 раз меньшую область. Как предсказывали некоторые ученые, в пределах системы колец Сатурна заряженные частицы полностью выметены. Это явление получило название «Гильотинный эффект». Объясняют его тем, что высокоэнергетические частицы, колеблющиеся от одного полюса планеты к другому, в конечном счете встречают на своем пути вещество колец и поглощаются этим веществом.


Рис 23. Снимок колец А, В и С Сатурна, полученный АМС «Пионер-11»

Рис. 24. Снимок Сатурна и его колец (видна тень колец на планете).

АМС «Пионер-11» зарегистрировала наблюдаемые с Земли кольца Сатурна А, В и С (рис. 23), но не подтвердила существования предполагавшихся некоторыми учеными колец D и Е. АМС открыла два новых кольца, получившие обозначения F и G. Кольцо F лежит на расстоянии ~ 80 000 км от Сатурна и имеет ширину менее 500 км при толщине всего 3 км. От кольца А оно отделено щелью шириной ~3000 км, которую назвали «Щель „Пионера"». Кольцо G находится на значительно большем удалении от Сатурна, внешний край кольца, возможно, на расстоянии 965 000 км. АМС зарегистрировала наблюдаемую с Земли щель Кассини между кольцами А и В и подтвердила существование предполагавшейся французскими учеными щели между кольцами В и С. Эта щель получила временное название «Французская щель». По полосам отраженного света определено, что количество вещества в щели Кассини между кольцами А и В примерно равно количеству вещества в кольце С. Согласно предварительным данным, частицы в кольцах состоят в основном изо льда, а не из тяжелых материалов, таких, как, например, железо. Температура освещенной Солнцем стороны колец с помощью инфракрасного радиометра определена в 70 К. Выяснилось, что кольца Сатурна не представляют угрозы для космических аппаратов (до пролета вероятность того, что АМС пройдет неповрежденной через плоскость колец, оценивали всего в 50%). Детекторы метеорных частиц при пролете около планеты зарегистрировали 5 столкновений с мелк. частицами вне плоскости колец. Толщина колец 1,5 км, средний разм. частиц в кольцах 50 м.
Небесное телоВремя прохода АМС
«Пионер-11» на ми-
нимальном расстоя-
нии от небесного тела
Минимальное рас-
стояние АМС «Пио-
нер-11» от небесного
тела при пролете (км)
Феба
Япет
Гиперион
Диона
Мимас
Сатурн
Тефия
Энцелад
Рея
Титан

27 августа
28 августа
31 августа
1 сентября 16 час*
1 сентября между 16 час и 16 час 30 мин
1 сентября 16 час 30 мин
1 сентября ~18 час 30 мин
1 сентября между 18 час 30 мин и 19 час
1 сентября 22 час 30 мин
2 сентября
* Время по Гринвичу
9500000
ок.1000000
674000
291000
103000
20200
332000
225000
342000
356000

АМС «Пионер-11» получила 15-20 снимков Сатурна (рис. 24) с лучшим разрешением, чем могут обеспечить самые совершенные наземные телескопы. Снимки показали, что верхняя часть облачного покрова Сатурна более спокойна, чем у Юпитера, и имеет меньше четко выраженных деталей. Число поясов и зон в атмосфере Сатурна больше, чем в атмосфере Юпитера, но они более узкие. Удалось получить фотометрические и поляриметрические данные о планете в широком диапазоне фазовых углов, которые недоступны для наземных наблюдателей. Например, в 12-часовой период, на середину которого падал проход на минимальном расстоянии от Сатурна, были произведены поляриметрические измерения при фазовых углах от 27° до 151°. Температура экваториальной зоны Сатурна ниже, чем прилегающих к ней районов, где, по-видимому, облака расположены выше. Эти данные позволяют предположить перепады температур и высот между зонами и поясами.

Ультрафиолетовый фотометр на АМС «Пионер-11» обнаружил во всей сатурнианской системе слабое свечение водорода. При пересечении АМС плоскости колец оно усиливалось, что указывает на связь водородного облака с кольцами. Усиление свечения наблюдалось также в высоких широтах обоих полушарий планеты по сравнению с экваториальным районом. Это может указывать на авроральную активность или на свечение лимба.

Характеристики гравитационного поля Сатурна, определенные по возмущениям траектории АМС «Пионер-11», показывают, что полярное сжатие планеты составляет ~ 10% . Эти же характеристики указывают, что фигура планеты не имеет формы правильного эллипсоида.

Характеристики гравитационного поля Япета, Реи и Титана, определенные по возмущениям траектории АМС «Пионер-11», показывают, что эти три спутника Сатурна имеют низкую плотность, т. е. состоят в основном изо льда и не содержат сколько-нибудь существенных количеств скальных пород или железа. Поляриметрические исследования заднего (по направлению движения по орбите вокруг Сатурна) полушария Япета, которое, по наблюдениям с Земли, имеет в 5-6 раз большую яркость, чем переднее полушарие, показали, что заднее полушарие покрыто неслежавшимися частицами материала типа снега или льда с высоким коэффициентом отражения. Переднее полушарие Япета АМС не наблюдала.

Вокруг Титана на близком расстоянии от него ультрафиолетовый фотометр обнаружил водородное облако. На основании этого делается вывод, что, возможно, метановая атмосфера спутника медленно разлагается на водород и углерод, причем водород медленно утекает в космос, а аэрозоли на основе углерода выпадают на поверхность Титана. Температура верхней части облачного покрова Титана составляет 75 К. Такая низкая температура указывает на отсутствие внутреннего источника тепловой энергии, который мог бы разогреть поверхность Титана, и делает весьма маловероятным существование жизни на Титане, хотя полностью такую возможность не исключает.

АМС «Пионер-11» обнаружила, по крайней мере, один новый спутник Сатурна. Его орбита, очевидно, лежит в плоскости колец и удалена от верхней границы облачного покрова планеты примерно на 90 000 км. Поперечник нового спутника, по различным оценкам, составляет от 100 до 600 км. Этот спутник, получивший название 1979-S-1, виден на одном из снимков, а также обнаружен косвенным образом по поглощению заряженных частиц. Зарегистрировано еще пять случаев поглощения заряженных частиц, что, по мнению ученых, может свидетельствовать о существовании пяти неизвестных спутников планеты. Из этих пяти спутников два обращаются на расстоянии 80 600 и 81 000 км от планеты, еще два поперечником не менее 170 км* - на расстоянии 91 300 и 92 000 км, пятый - на расстоянии 109 000 км. Удаление от Сатурна (91 300 км) третьего из этих спутников близко к удалению неподтвержденного спутника, о наблюдениях которого сообщали Фаунтин и Ларсон в 1977 г. Спутник Янус, о наблюдениях которого сообщал Дольфюс в 1966 г., приборами космического аппарата «Пионер-11» зарегистрирован не был.

*Поперечники остальных спутников, обнаруженных по поглощению потока заряженных частиц, не указываются.

Под действием силы тяготения Сатурна АМС «Пионер-11» изменила направление полета и стала почти по прямой удаляться от Солнца. В 1993 г. она пересечет орбиту Плутона и покинет Солнечную систему. Связь с АМС надеются поддерживать до 1987 г.


Новости космонавтики 1994 №16:

По сообщению газеты "Space News". Космические аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11" после более двадцати лет полета продолжают передавать данные своих исследований. Все девять научных приборов "Пионера-10" и семь из восьми (за исключением одного отказавшего летом 1975 года) приборов на "Пионере-11" исправны, но находятся в работе только самые экономные по питанию. Радиоизотопный генератор (РИГ) "Пионера-11", видимо, будет обеспечивать необходимую мощность до марта-апреля 1995 года, поскольку скорость падения мощности неожиданно замедлилась. РИГ "Пионера-10" может проработать до 1998 года. Он собран раньше и из плутония-238 более высокого качества, сообщил менеджер проекта "Пионер" в Центре Эймса Фред Вирт (Fred Wirth).

"Пионер-10" был запущен 3 марта 1972 года, а "Пионер-11" - 6 апреля 1973 года. Станции впервые совершили пролет Юпитера 4 декабря 1973 и 3 декабря 1974 соответственно; "Пионер-11" 1 сентября 1979 выполнил первый пролет Сатурна. В 1992 году станции зафиксировали влияние того, что оказалось гигантской ударной волной от Солнца. "Пионер-10" достиг уже расстояния 60 а.е. (9 млрд км или 8 световых часов) от Земли, но гелиопауза, вероятно, находится еще вдвое дальше. "Пионер-11" направляется в сторону созвездия Тельца, а "Пионер-10" - в почти противоположном направлении. НАСА расходует 2.5 млн $ в год на управление и анализ данных от них.

В отличие от всех остальных межпланетных станций НАСА, эти два "Пионера" созданы под руководством Исследовательского центра имени Эймса. "Пионер-10" изготовлен "TRW Inc.", а "Пионер-11" - "Hughes Aircraft Co."

Новости космонавтики 1995 №10:

Станция "Пионер-11" находится в 6.35 млрд км от Земли. В настоящее время связи со станцией нет: в январе 1995 г. Земля ушла из луча ее антенны. Для наведения узконаправленной антенны на Землю был необходим точный маневр, который не мог быть выполнен, поскольку Солнце было вне поля зрения солнечного датчика. 16 мая 1995 г. Земля вернется на луч антенны и связь будет восстановлена.

К декабрю 1995 г. производимая радиоизотопным генератором мощность станет недостаточной для работы любого из научных приборов. С июня до августа станция будет испытываться в условиях недостаточного напряжения питания. Есть значительная вероятность того, что испытания приведут к окончательному выходу станции из строя, но полученный опыт будет бесценен для эксплуатации "Пионера-10" до конца 1997 или 1998 г.

Новости космонавтики 1995 №16-17:

"Пионер-11", запущенный 5 апреля 1973, находится в 43.67 а.е. от Солнца и в 6.41 млрд км от Земли. Время распространения радиосигнала в одну сторону - 5 час 57 мин. В настоящее время сигнал от КА слишком слаб, чтобы был возможен прием научных данных. По мере прихода Земли на ось диаграммы направленности антенны сигнал усилится.

Новости космонавтики 1995 №18:

"Пионер-11" заканчивает работу

"Пионер-11" находился 1 сентября в 43.88 а.е. от Солнца и в 6.50 млрд км от Земли. Время распространения радиосигнала в одну сторону составило 6 час 01 мин. Скорость движения станции относительно Солнца - 12.24 км/с.

Станция остается работоспособной, но мощность радиоизотопных генераторов "Пионера- 11" упала до такого уровня, который не позволяет работать ни одному из научных приборов. Более того, станцию более невозможно развернуть так, чтобы ее антенна была точно направлена на Землю.

Поскольку "Пионер-11" не может более передавать научных данных, регулярная работа с ним прекращается. Будет продолжен периодический сбор технической информации для исследования работы электронных систем при низком уровне мощности.

"Пионер-11", изготовленный "Hughes Aircraft Co.", был запущен 5/6 апреля 1973 г. За 22 года работы, включавшей в себя пролеты Юпитера и Сатурна, отказал только один научный прибор станции.

Новости космонавтики 1995 №20:

США. Работа с АМС "Пионер-11" закончена

29 сентября. И.Лисов по сообщениям НАСА и Исследовательского центра имени Эймса. 30 сентября 1995 г. НАСА прекращает ежедневную работу с межпланетной станцией "Пионер-11", продолжавшуюся в течение почти 22 лет со дня запуска станции 5 апреля 1973 г.

"НК" уже сообщали, что мощность, вырабатываемая радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РТГ) системы энергопитания "Пионера-11", упала до такого уровня, при котором не может работать ни один научный прибор на борту аппарата. Кроме того, ориентация аппарата для наведения его антенны на Землю теперь также невозможна. Поэтому, несмотря на то, что большая часть систем станции все еще вполне исправна, в течение сентября от "Пионера-11" удалось получить только несколько минут технических данных.

Предполагается, что в дальнейшем прием сигнала с аппарата будет проводиться нерегулярно, не более чем по два часа один-два раза в месяц вместо 8-10 часов в сутки, с тем чтобы следить за его состоянием. Цель этих сеансов - изучить процесс "угасания" аппарата, что позволит предсказать поведение все еще работающего "Пионера-10".

Рис. 1."Пионер-10/11".
Рисунок из "Jane's Spaceflight Directory".

По состоянию на 29 сентября 1995 г. "Пионер- 11" находился в 44.08 а.е. от Солнца (6.59 млрд км) и в 6.60 млрд км от Земли, что соответствует времени распространения радиосигнала в один конец 6 часов 07 минут. Станция движется с гелиоцентрической скоростью 12.24 км/с.

Исследовательский центр имени Эймса НАСА руководит проектом "Пионер-10/11" по заданию Управления наук о космосе. Станции были построены компанией "TRW Systems".

"Пионер-10" и "Пионер-11" (Рис.1) - первые аппараты, начавшие исследование внешних планет Солнечной системы. Посылка легких и недорогих аппаратов к Юпитеру и Сатурну была рекомендована комиссией по наукам о космосе Национальной академии наук США в 1968 г. НАСА утвердило этот проект в феврале 1969 г., и две станции были запущены через три и четыре года соответственно.

Поскольку во время разработки и изготовления "Пионер-10" рассматривался как основной, а "Пионер-11" - как запасной аппарат, для первого был отобран экземпляр РТГ с наилучшими характеристиками из восьми изготовленных. Именно поэтому запущенный на год раньше "Пионер-10" работает до сих пор. (Сейчас, кстати, разница в их выходной мощности весьма невелика и составляет 4.2 Вт, или 150 мА при постоянном напряжении 28 В. К сожалению, этой разницы достаточно для того, чтобы научную аппаратуру "Пионера-11" было невозможно использовать.)

"Пионер-11" был запущен 5 апреля 1973 г. в 21:11 EST (6 апреля в 02:11 GMT) носителем "Атлас-Центавр" с дополнительным разгонным блоком ТЕ-М-364-4 с мыса Кеннеди во Флориде.

Успешное сближение "Пионера-10" с Юпитером 4 декабря 1973 г. позволило запланировать более близкий пролет "Пионера-11". 19 апреля 1974 г. была проведена коррекция орбиты станции, направившая "Пионер-11" к южному полюсу Юпитера.

3 декабря 1974 г., через год после "Пионера-10", он выполнил пролет Юпитера, пройдя на высоте 42800 км над поверхностью его облаков, втрое ближе, чем первая станция. Ни один аппарат больше не проходил так близко от Юпитера и не развил скорости, достигшей 48 км/с; "Пионер-11" подвергся сильной бомбардировке заряженными частицами радиационных поясов планеты, в 40000 раз более интенсивных, чем земные, и избежал серьезных повреждений только благодаря краткости пролета.

"Пионер-11" передал 130 изображений из системы Юпитера и обнаружил, что слой облачности над полюсами планеты намного тоньше, чем над низкими широтами. Карты радиационных поясов Юпитера, построенные по данным "Пионера-10" и "Пионера-11", позволили выполнить гораздо более обширную программу двум "Вояджерам". Данные первых станций обеспечили безопасный облет Юпитера станцией "Улисс" и проложили дорогу АМС "Галилео", прибывающей к Юпитеру в декабре текущего года, и "Кассини", которая будет направлена к Сатурну в 1998 г.

Рис. 2. Золотая пластинка - "сердечный привет от землян".

В отличие от "Пионера-10", перешедшего после встречи с Юпитером на отлетную траекторию, "Пионер-11" был переведен гравитационным манером на трассу к Сатурну. Во время этого перелета станция поднялась на 160 млн км над эклиптикой и на 17° к северу от экватора Солнца. Это позволило разгадать истинный характер магнитного поля Солнца, неизвестный ранее.

Преодолев на пути от Юпитера к Сатурну 2.4 млрд км, "Пионер-11" впервые приблизился к окольцованной планете. 1 сентября 1979 г. станция прошла всего в 20800 км от облаков Сатурна, открыла новый спутник Янус и два новых кольца, F и G, исследовала магнитосферу, магнитное поле и общую структуру системы Сатурна. Выяснилось, что магнитное поле Сатурна в 1000 раз сильнее земного. Был измерен уровень теплового излучения от Титана, мимо которого "Пионер-11" прошел в 356000 км, и оказалось, что этот крупный планетоподобный спутник слишком холоден, чтобы на нем могла существовать жизнь.

Под действием тяготения Сатурна "Пионер-11" изменил направление своего движения почти на 90° и стал удаляться от Солнца почти по прямой. В 1990 г. он - четвертым из земных аппаратов - покинул пределы планетных орбит Солнечной системы. В течение многих лет станция передавала ограниченный набор данных по солнечному ветру, магнитным полям и космическим лучам. На станцию возлагались наибольшие надежды в поиске границы гелиопаузы, так как в направлении движения Солнца она должна лежать ближе, чем в других. Тем более прискорбно, что именно эта станция "скончалась" первой.

Итак, "Пионер-11" продолжает свое движение в направлении, лежащем где-то между центром Млечного пути и направлением галактического движения Солнца. "Где-то в конце 1996 г. его передатчик замолкнет навсегда, - говорит менеджер проекта Фред Уирт (Fred Wirth) из Исследовательского центра имени Эймса, - и "Пионер-11" будет путешествовать как корабль-призрак в нашей Галактике." Почти через 4 млн лет он пройдет вблизи звезды Лямбда Орла. На борту станции находится золотая гравированная пластина (Рис.2), которая сможет рассказать представителям космических цивилизаций, когда и откуда стартовал этот аппарат, если, конечно, они когда-либо его обнаружат.

"Американцы должны помнить "Пионер-11" как великое достижение. Этот маленький космический аппарат, этот почтенный исследователь смог научить нас очень многому о Солнечной системе, и, в конечном итоге, о нашем собственном врожденном стремлении учиться," - сказал директор НАСА Д.Голдин.


Сиддики:
Дата и время запуска: 6 (?) апреля 1973 / 2:11 UT
Научные инструменты:
1. фотополяриметр
2. гелиевый векторный магнитометр (HVM)
3. инфракрасный радиометр
4. квадрисферический анализатор плазмы
5. ультрафиолетовый фотометр
6. прибор для заряженных частиц (CPI)
7. телескоп для космических лучей (CRT)
8. Трубчатый телескоп Гейгера (GTT)
9. Детектор метеороидов (AMD)
10. детекторы метеороидов
11. детектор захваченного излучения (TRD)
12. трехосный магнитометр
Пионер 11, родственный космическому аппарату Пионер 10, был первым созданным человеком объектом, пролетевшим мимо Сатурна, а также дал первые снимки полярных областей Юпитера. После ускорения двигателем TE-M-364-4 космический аппарат удалялся от Земли со скоростью 51 800 км/час, что равнялось скорости его предшественника, Пионер 10. Во время полета произошел ряд неисправностей на космическом аппарате - включая кратковременный сбой в работе одной из частей РТГ, проблему с двигателем ориентации и частичный отказ детектора пыли - но ни один из них не поставил под угрозу миссию. К середине марта 1974 года "Пионер-11" прошел через пояс астероидов без повреждений. Вскоре, 26 апреля 1974 года, он выполнил коррекцию в середине пути (после более ранней, 11 апреля 1973 года), чтобы направить его гораздо ближе к Юпитеру, чем Пионер-10 и обеспечить полярный облет. 25 ноября 1974 года в 3:39 Пионер 11 вошёл в ударную волну Юпитера. Сближение космического аппарата с Юпитером произошло в 05:22 UT 3 декабря 1974 года на расстоянии 42 500 километров от облачных вершин планеты, в три раза ближе, чем Пионер-10. К этому времени он двигался быстрее, чем любой искусственный объект в то время - 171 000 км/час. Из-за высокой скорости во время сближения воздействие на космический аппарат радиационных поясов Юпитера заняло более короткое время, чем у его предшественника, хотя на самом деле он было ближе к планете. Пионер 11 неоднократно пересекал ударную волну Юпитера, что указывает на то, что магнитосфера Юпитера меняет свои границы, поскольку она подвергается воздействию солнечного ветра. Помимо множества изображений планеты (и лучших изображений Большого Красного Пятна), Pioneer 11 сделал около 200 изображений спутников Юпитера. Затем КА использовал массивное гравитационное поле Юпитера, чтобы повернуть почти обратно через Солнечную систему, с курсом на Сатурн. После сближением с Юпитером 16 апреля 1975 года микрометеороидный детектор был выключен, поскольку он давал ложные команды, которые мешали другим приборам. Коррекции 26 мая 1976 года и 13 июля 1978 года направили его траекторию к Сатурну. Пионер 11 обнаружил ударную волну Сатурна 31 августа 1979 года, примерно в полутора миллионах километров от планеты, что явилось первым убедительным доказательством существования магнитного поля Сатурна. 1 сентября 1979 года космический аппарат пересек плоскость кольца планеты за внешним кольцом в 14:36 , а затем в 16:31 прошел мимо планеты на расстоянии 20 900 км. с относительной скоростью 114 100 км/час в точке ближайшего сближения. Во время сближения космический аппарат сделал 440 снимков планетной системы, причем около 20 при разрешении 90 километров. Спутник Сатурна Титан (с разрешением 180 километров) был показан как безликий оранжевый нечеткий диск. Краткий набор данных о Титане показал, что средняя глобальная температура Титана была -193°С. Среди многих открытий Пионер-11 было узкое кольцо за пределами кольца A, названное кольцом «F», и новый спутник диаметром 200 километров. Космический аппарат зафиксировал общую температуру планеты в –180°C, а фотографии показали более безликую атмосферу, чем атмосфера Юпитера. Анализ данных позволил предположить, что планета состояла в основном из жидкого водорода. Покинув Сатурн, Пионер 11 направился из солнечной системы в направлении, противоположном направлению Пионера-10, то есть к центру галактики в общем направлении Стрельца. Пионер-11 пересек орбиту Нептуна 23 февраля 1990 года, став четвертым космическим аппаратом (после Пионер-10, Voyager 1 и 2), сделавшим это. Ученые ожидали, что во время их исходящих путешествий, Пионер 10 и 11 найдут границу гелиосферы, где солнечный ветер замедляется и образует «терминальный шок», за которым будет гелиопауза и, наконец, межзвездную среду, то есть это будет шаг за пределы Солнечной системы. К 1995 году, через 22 года после запуска, на КА еще работали два прибора. Исследовательский центр Эймса НАСА установил последний контакт с космическим аппаратом 30 сентября 1995 года, когда Пионер-11 находился на расстоянии 44,1 а.е. от Земли. Позже ученые получили несколько минут хороших технических данных 24 ноября 1995 года, но потеряли связь снова, когда Земля вышла из поля зрения антенны космического аппарата. Как и Пионер 10, Пионер-11 также несет табличку с сообщением для любых разумных существ. К 5 ноября 2017 года дальность до КА была оценена примерно в 97 590 а.е. (или 14 599 миллиардов километров) от Земли.



Станция дальней связи 63 (DSS-63) была построена в 1973 году и стала третьей 64-метровой антенной сети Deep Space Network НАСА. Расположенный в Robledo de Chevala около Мадрида, DSS-63 получил свои первые сигналы от Пионер-10 и Маринер-10.

Вики:
«Пионер-11» (англ. Pioneer 11, Pioneer G) - автоматическая межпланетная станция НАСА, предназначенная для изучения Юпитера и Сатурна. Первый космический аппарат, пролетевший мимо Сатурна.
Масса аппарата - 258,5 кг, в том числе научные приборы - 30 кг. Высота - 2,9 м, максимальный поперечный размер (диаметр отражателя остронаправленной антенны) - 2,75 м. Отличие от аналогичного «Пионера-10» состояло лишь в наличии индукционного магнитометра для измерения интенсивных магнитных полей вблизи планет.
АМС «Пионер-11» была запущена 6 апреля 1973 с помощью ракеты «Атлас». Мимо Юпитера аппарат пролетел в декабре 1974 на расстоянии около 40 тыс. км от кромки облаков и передал подробные снимки планеты. 1 сентября 1979 года он прошёл на расстоянии около 20 тыс. км от облачной поверхности Сатурна, произведя различные измерения и передав фотографии планеты и её спутника Титана. В сентябре 1995 года контакт с аппаратом был потерян.
Последний сигнал от «Пионер-11» был получен 30 сентября 1995 года. После этого направление его антенны на Землю было утеряно, и аппарат не может маневрировать, чтобы вернуть его. Продолжает ли «Пионер-11» передачу сигналов - неизвестно, его дальнейшее отслеживание не планируется.
Предполагается, что «Пионер-11» направляется к созвездию Орла и пройдёт вблизи одной из составляющих его звёзд спустя примерно 4 миллиона лет