Pioneer 10

Pioneer 10 lähes valmiiksi koottuna Etelä-Kaliforniassa 20.12.1971

Kaaviokuva Pioneer 10:n järjestelmistä

Pioneer 10 on NASAn avaruusluotain, joka laukaistiin 2. maaliskuuta 1972. Se on ensimmäinen ihmisen tekemä laite, joka on kulkenut asteroidivyöhykkeenistaista läpi, tehnyt Jupiter ensimmäiset lähihavainnot ja poistui ensimmäisenä Aurinkokunnasta ohittaessaan Pluton kiertoradan 1983.

Pioneer 10 jatkaa matkaansa tähtienvälisessä avaruudessa. Se ohittaa Härän tähdistöön kuuluvan Aldebaranin (α Tau, 'Härän silmä') noin kahden miljoonan vuoden kuluttua. Tässäkään ei tosin voida puhua varsinaisesta ohilennosta. Välimatkaa jää useita valovuosia.

Tehtävä

Laukaisu

Pioneer 10 ja Pioneer 11 ovat lähes identtisiä. Luotaimia rakennettiin kaksi, jotta Pioneer 11 voisi hoitaa tehtävän, jos Pioneer 10 sattuisi hajoamaan. Tähän järjestestelyyn päädyttiin, koska kyseessä oli ensimmäinen lento ulkoplaneetoille ja luotainten oli pakko kulkea asteroidivyöhykkeen läpi. Molemmat luotaimet laukaistiin järeällä Atlas/Centauria-monivaiheraketilla, joka kykeni antamaan luotaimelle riittävän nopeuden suoraan matkaan kohti Jupiteria. Kaikki sujui hyvin ja Pioneer 10 & 11 kuvasivat ja tutkivat Jupiter sekä Pioneer 11 myös Saturnusta. Pioneerit ottivat ensimmäiset lähikuvat Jupiterista ja Saturnuksesta sekä havaitsivat monia uusia asioita kuten sen, että Jupiter on pääosin nestemäinen.

Jupiterin ohilento moninkertaisti luotainten nopeuden ja moottorien käyttö vielä lisäsi sitä. Planeettatutkimuksen päätyttyä luotaimet ohjattiin ulos aurinkokunnasta ja niiden liikkeitä alettiin tarkkailla huolellisesti. Luotaimet tutkivat kosmista säteilyä ja aurinkotuulen hiukkasia. Pioneer 11 vaikeni joulukuussa 1995 ja Pioneer 10 vaikeni vuonna 2003. Luotaimet on suunniteltu siten, että niiden kulkua pystytään seuraamaan tarkasti toisin kuin esimerkiksi Voyager-luotaimet.

Pioneer 10 ja 11 sekä ja Voyager-luotainten lentoradat Aurinkokunnan halki

Pioneerien korkeus on 2,9 metriä ja leveyttä niillä on 2,74 metriä eli niiden lautasantennien halkaisijan verran. Alusten kahdeksan watintilaatilaa lähettimet käyttävät alusten lautasantenneja. Mittalaitteet ovat antennin alapuolella olevassa säiliössä, jonka lämpö säädellään mahdollisuuksien mukaan. Maasta tulevat radiosignaalit vastaanotetaan kartion muotoisella antennilla, joka sijaitsee lautasantennin keskellä. Sähkö tuotetaan neljällä ydinparistolla kahden puomin päässä, jotka ovat noin kolmen metrin päässä pyörimisakselista. Luotaimen kolmas puomi on noin 6,6 metriä pitkä ja magnetometrittat sijaitsevat sen päässä. Kahden puomin välinen kulma on aina 120 aste. Luotainten plutoniumkennot tuottivat uusina kummassakin luotaimessa 2580 watin lämpötehon, josta muuttui sähköksi 160 wattia. Nykyisin Pioneer 10:n kennoista saadaan lämpötehoa enää 2000 wattia ja sähköä 60 wattia. Samoja tutkimuslaitteita Pioneer 10:ssä & 11:ssä on 11 kappaletta ja Pioneer 11:ssä on lisäksi yksi ylimääräinen laite. Koska luotaimen antennin on jatkuvan yhteydenpidon takia osoitettava tarkkaan kohti Maata, vaaditaan usein tapahtuvia suunnankorjauksia, jotka suoritetaan lyhyillä sopivasti suunnatuilla kaasusuihkuilla. Pioneerit eivät käytä tätä tekniikkaa vaan ne pyörivät lautasantennin akselin ympäri, koska usein toistuvat pienetkin suunnankorjaukset muuttavat luotaimen suuntaa ja nopeutta nykäyksittäin vaikeuttaen jatkuvaa nopeusseurantaa. Pyöriminen vakauttaa aluksen vähentäen huomattavasti tarvetta jatkuviin suunnankorjauksiin.

Pioneer anomalia

Taiteiljan näkemys Pioneer 10:stä ensimmäisten 6 miljardin mailin jälkeen. <A HREF=

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap980620.html"

width="200">

Taiteiljan näkemys Pioneer 10:stä ensimmäisten 6 miljardin mailin jälkeen. [1] Tämä ilmiö havaittiin vasta 1980, jolloin Pioneer 10 oli niin kaukana Auringosta, että aavevoima alkoi tulla esiin Auringon valon ja aurinkotuulen vaikutuksen takaa. Kyseessä on Aurinkoon päin suuntautuva kiihtyvyys, jonka aiheuttavan voiman suuruus on vain kymmenesmiljardisosa painovoimasta Maan pinnalla. Luotaimen nopeutta seurataan edelleen tarkalla Doppler-tutkalla ja seurannasta saatua nopeudenvaihtelua verrataan kaikkiin mahdollisiin luotaimen nopeuteen vaikuttaviin tekijöihin, jolloin tulokseksi saadaan aavevoima. Aluksi syynä pidettiin seurantamenetelmässä olevaa vikaa, mutta sitä ei löytynyt. Kaikki tulokseen vaikuttavat pienetkin tekijät pyrittiin ottamaan huomioon piinallisen tarkasti. Pioneer 11:ltä saatiin vahvistus aavevoimalle 1987, jolloin se oli riittävän kaukana Auringosta. Tässä tapauksessa seuranta-aika jäi lyhyeksi, sillä 1990 sattui laitevika ja luotain mykistyi 1995. Voyagereiltä vahvistusta ei voida saada niiden erilaisen navigointijärjestelmän vuoksi, mutta 19. tammikuuta 2006 laukaistu NASAn New Horizons -luotain on saatettu rakentaa ilmiön havainnointia silmällä pitäen.

Jupiter Pioneer 10:n kuvaamana. Jälkikäsitelty kuva

Asiaa tutkiva työryhmä joutui toteamaan, etteivät mitkään tunnetun fysiikan ilmiöt selvittäneet ongelmaa uskottavalla tavalla. Aluksen oman voimalähteen lämpösäteily kulkusuuntaan vaikutti jonkin aikaa hyvältä selitykseltä, mutta se ei kantanut, sillä lämpösäteilyn määrä on vähentynyt aavevoiman pysyessä vakiona. Myös ohjainlaitteiden kaasuvuotoa osattiin epäillä, mutta pitkäaikainen ja hyvin tasainen vuoto ei ole todennäköinen. Seurantakoneistossa saattaa yhä olla ongelman selittävä pikkuriikkinen virhe. Ilmiö saattaa hyvinkin olla aito, ja se vaikuttaa joko itse luotaimeen tai sen sijaintia mittaaviin radioaaltoihin. Painovoimalakienkin oikeellisuutta on epäilty, mutta niissä ei pitäisi olla mitään vikaa, sillä ilmiö ei näytä vaikuttavan planeettojen ratoihin. Tosin voima saattaa vaikuttaa vain pieniin kappaleisiin. Omalla galaksillamme ei pitäisi olla merkitystä, mutta universumin laajenemisen vaikutusta ei tunneta, vaikkei sen pitäisi vaikuttaa galaksin sisällä.

Tapausta on myös arveltu ensimmäiseksi vihjeeksi maailmamme uusista piirteistä. Kenties kyse on korkeammista ulottuvuuksista, joihin lähes ainoana yhdyssiteenä on painovoima. Oman aurinkokuntamme piiristä hyvää selitystä ilmiölle ei näyttäisi löytyvän. Peilimaterian eli toistaiseksi havaitsemattoman eksoottisen aineen painovoimaa on myös tarjottu selitykseksi aavekiihtyvyydelle. Avaruuden venymisestä johtuva punasiirtymä saattaa myös selittää aavekiihtyvyyden. Joidenkin tutkijoiden mielestä kiihtyvyys on näennäinen ja johtuu siitä, että luotainten radat lasketaan Auringon suhteen. Heidän mukaansa ilmiö häviää laskettaessa radioaaltojen eteneminen suoraan laajenevassa maailmankaikkeudessa. Eräs norjalaistutkija väittää puolestaan, että aavekiihtyvyys johtuu väärin mallinnetusta valon kulusta. Jotkut taasen väittävät luonnonvakioiden muuttuvan aikojen saatossa. Linnunradan magneettikenttien vaikutusta tutkaseurantaan ei tunneta, joten sekin on yksi mahdollisuus monien muiden joukossa, mutta itse luotaimen kulkuun magneettisilla voimilla ei pitäisi olla vaikutusta. Onpa jopa väläytelty esoteerista selitystä, että luotaimet 'tuntevat' toisensa, ja koska niiden matka suuntautuu Linnunradan eri puolille, hidastavat matkantekoa tästä syystä.

Katso myös

Heliosfääri

Aiheesta muualla

Pioneer-projektin kotisivu
NSSDC Pioneer 10 sivu
Pioneer Odyssey, NASA SP-396, 1977 - Kokonainen kuvitettu verkkokirja Pioneer 10 ja 11 projekteista (ks. 'Table of Contents')
Mark Wolverton: The Depths of Space online
A distant Pioneer whispers to Earth - CNN:n artikkeli 19.12.2002