Космический аппарат Пионер-11 исследует Юпитер

6 апреля 1973 г. в 2 часа 11 минут по гринвичскому времени с космодрома на мысе Кеннеди (США) был запущен второй космический аппарат в сторону Юпитера: «Пионер-11». Трехступенчатая ракетаноситель «Атлас — Кентавр — Бернер-2» вывела аппарат на траекторию полета к Юпитеру, сообщив ему при этом скорость свыше 14 км/сек.

6 апреля 1973 г. в 2 часа 11 минут по гринвичскому времени с космодрома на мысе Кеннеди (США) был запущен второй космический аппарат в сторону Юпитера: «Пионер-11». Трехступенчатая ракетаноситель «Атлас — Кентавр — Бернер-2» вывела аппарат на траекторию полета к Юпитеру, сообщив ему при этом скорость свыше 14 км/сек.

По проекту предполагается, что «Пионер-11» 5 декабря 1974 г. должен пройти на минимальном расстоянии от Юпитера около 140 тыс. км. Возможен также переход аппарата «Пионер-11» на траекторию, которая после облета Юпитера обеспечила бы ему встречу с планетой Сатурн. Для этого предусматривалась дополнительная коррекция траектории. В этом случае примерно через 7 лет после запуска с Земли «Пионер-11» совершит облет Сатурна. Принятие этого варианта зависело от результатов облета Юпитера аппаратом «Пионер-10» и анализа переданной им информации.

«Пионер-11» оборудован научными приборами, предназначенными для получения данных о межпланетной среде, поясе астероидов, Юпитере и околоюпитерианском   космическом пространстве.

Научная программа полета «Пионера-11» включает проведение 14 экспериментов. Детектор метеоритов и четыре телескопа обеспечат сбор данных о мелких и крупных частицах и телах в межпланетном и околопланетном пространстве. Остальные приборы предназначены для сбора информации о межпланетном магнитном поле и магнитном поле Юпитера, заряженных частицах в межпланетном пространстве и в зоне захваченной радиации у Юпитера, зодиакальном свечении, солнечных и галактических космических лучах, ультрафиолетовой радиации в межпланетном пространстве и в окрестностях Юпитера, потоках тепловой энергии от Юпитера. При помощи фотополяриметра, представляющего собой оптический телескоп системы Максутова и соответствующее оборудование, должна быть предпринята попытка получить изображения Юпитера и некоторых его спутников.

Слежение с Земли за аппаратом позволит провести эксперимент по небесной механике, который, в частности, позволит уточнить орбиту Юпитера, его массу и общую массу Юпитера и семейства его спутников. В эксперименте по радиопросвечиванию путем анализа рефракции радиоволн, прошедших через атмосферу Юпитера, предполагалось определить вертикальное распределение нейтральных и ионизированных частиц в атмосфере планеты.

По конструкции и составу бортовых систем «Пионер-11» аналогичен аппарату «Пио-нер-10»; практически аналогичны у обоих аппаратов и комплекты научных приборов: на «Пионере-11» дополнительно установлен лишь индукционный магнитометр для измерений интенсивных магнитных полей в окрестностях Юпитера.

В 1973 г. успешно продолжался полет космического аппарата «Пионер-10», запущенного 3 марта 1972 г. С середины июля 1972 г. по середину февраля 1973 г. полет аппарата проходил в пределах пояса астероидов. Уже за первый год полета к Юпитеру от «Пионера-10» была получена большая по объему и интересная информация о физических условиях в космическом пространстве; при этом наиболее важные по значению данные касаются измерений микрометеоритной обстановки в межпланетном пространстве, особенно между орбитами Марса и Юпитера. Это связано с тем, что одна из важнейших задач, которая    была    поставлена    перед    «Пионером-10», — определение опасности полета космических аппаратов в пределах пояса астероидов.

Предварительный анализ фактов регистрации метеоритных частиц различных размеров позволяет сделать следующие выводы.

Частицы диаметром около 10 мк и массой около 10–9 г сравнительно равномерно распределены в пространстве между орбитой Земли и поясом астероидов и в его пределах. Ранее ученые считали, что концентрация таких частиц должна уменьшаться по мере удаления аппарата от Земли и возрасти в 2 раза при входе его в пояс астероидов.

Четыре оптических телескопа, входящих в комплект «Сизиф», регистрировали более крупные частицы диаметром от 0,1 до 1 мм (телескопы способны регистрировать такие частицы на расстояниях до 800 м от аппарата). Результаты регистрации частиц указанных размеров близки к наиболее обоснованным оценкам концентрации, дававшимся до запуска аппарата. Так, на расстоянии 2,5 астрономических единиц от Солнца, т.е. в средней части пояса астероидов, максимальная частота регистрации крупных метеоритных частиц составила около 1 частицы в сутки. Интересно отметить, что диапазон оценок до полета соответствовал частоте регистрации 0—1600 частиц в сутки. Если бы последняя оценка была подтверждена в ходе полета, то это привело бы к разрушению аппарата.

Телескопам не удалось, как надеялись экспериментаторы, зарегистрировать астероиды диаметром около 10 м.

Общий вывод, который был сделан по результатам регистрации метеоритных частиц в пределах пояса астероидов, заключается в том, что пояс астероидов не представляет собой непреодолимого препятствия для космических аппаратов, направляемых человеком к периферийным областям Солнечной системы.

Относительно космических лучей выяснилось, что влияние Солнца на них с увеличением расстояния от него вопреки предположениям уменьшается незначительно. Например, при увеличении расстояния от 1 до 3 астрономических единиц от Солнца его влияние на космическое излучение уменьшилось лишь на 5—10%, а не на 50—60%, как ожидали ученые. Это свидетельствует о том, что гелио-сфера распространена значительно шире, чем предполагали. Впервые в составе космических лучей обнаружены алюминий и натрий.

Результаты исследования солнечного ветра в момент мощной вспышки на Солнце в августе 1972 г. показали, что скорость потока солнечного ветра в месте регистрации его «Пионером-10» (аппарат находился при этом на расстоянии 341 млн. км от Солнца) уменьшилась в 2 раза, а плотность и температура увеличились. По мнению некоторых ученых, такое явление предположительно можно объяснить тем, что более интенсивный поток солнечного ветра сталкивается с плазмой, в которую он не может проникнуть. В результате этого столкновения некоторая часть кинетической энергии превращается в тепловую энергию, и поэтому температура солнечного ветра возрастает, а его скорость снижается.

Напряженность магнитного поля Солнца, плотность солнечного ветра и концентрация солнечных частиц высоких энергий, по результатам экспериментов, уменьшаются примерно обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца.

4 декабря 1973 г. в 1 час 45 минут по гринвичскому времени космический аппарат «Пионер-10» совершил облет Юпитера на минимальном расстоянии 130 тыс. км от планеты. Научные приборы аппарата передали информацию о Юпитере и его околопланетном пространстве, в частности, при помощи фотополяриметра удалось получить изображения Юпитера и четырех его спутников.

Наука и человечество. 1975. Сборник – М., «Знание», 1974.