DIPL. ING. DRAŠKO DRAGOVIĆ

Astronomski magazin

ODISEJA SONDI ’PIONEER 10 I 11’PRVIH LETILICA KOJE SU POBEDILE

SUNČEVU GRAVITACIJU

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

2. maj 2013.

Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’, prvih letilica koje su

pobedile Sunčevu gravitaciju

Dugoročno gledano, to je možda najvažnije dostignuće nas kao vrste.

Do sada je pet letilica napustilo solarni sistem, predstavljajući kosmičke

vesnike čovečanstva. Njihova imena su poznata svima: ’Pioneeri 10 i

11’, ’Voyageri 1 i 2’, i ’New Horizons’. U budućnosti će još mnogo sondi

krenuti njihovim stopama, ali istorija će zapamtiti da su ’Pioneeri 10 i 11’

bili prvi koji su se još pre 4 decenije uputili ka međuzvezdanom bezdanu.

„Pioneer 10“ u blizini Jupitera.

1

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Putovanje tamo gde niko nikada nije bio

Otići do Jupitera pa i još dalje? Nemoguće! Tehnološki problemi koji su pratili takav tip misija činili su se kao da nadilaze tehnologiju šezdesetih godina, ali zahvaljujući sticanju određenih Nasinih interesa baš u to vreme rođeni su „Pioneeri 10 i 11“. Do tada, američka agencija, predvođena aeronautičkim inženjerom Gary Flandroom iz JPL–a, planirala je da ka spoljnjim planetama lansira seriju visokosofistikovanih sondi, nazvanu Grand Tour, projekat koji je sadržavao prvo TOPS („Thermoelectric Outer Planets Spacecraft“1) a posle poznate „Voyagere”. 1970. godine Nasin „Ames Research Center“ je odlučio da pošalje dve sonde iza Marsove orbite sa ciljem da iz pozicije asteroidnog pojasa analiziraju zagonetni međuplanetni prostor. Bio je to logični korak nakon uspeha postignutog bespilotnim sondama serije „Pioneer koje su u periodu 1958-1978 imale za clij proučavanje uslova u unutrašnjosti Sunčevog sistema. U opštoj opijenosti nakon uspeha „Apollo” programa nove sonde su trebale da se upuste u avanturu u koju se niko ranije nije usudio da otisne: na put ka spoljnjem solarnom sistemu. Par sondi je privremeno oznčeno kao „Pioneer F i G” i trebale su da posluže za demonstraciju nekih tehnologija vezanih za ambiciozni Grand Tour. S druge strane, Nasin Goddardov kosmički centar je u isto vreme projektovao misiju „Galactic Jupiter Probe“ koju su trebale da čine četiri sonde2 od po 300 kg, koje bi dostigle brzinu bega od Sunca i kroz asteroidni pojas odlete do Jupitera. Pošto su trebale da lete na tu daljinu, kosmičke sonde nisu mogle da koriste solarne panele3 već su morale da budu snabdevene radioizotopskim termoelektričnim generatorima (RTG).

1 Nelansirane sonde, prethodnice „Voyagerima“, koje su trebale da posete Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Trebali su da budu lansirani 1976. ili 1977. i da imaju po 822 kg („Voyageri“ 722 kg). Taj program je 1972. pobedio na konkursu za Grand Tour. 2 Trebali su da budu lansirani 1972–73 tokom prozora koji se otvara na par nedelja tek svakih 13 meseci. Lansiranje u drugim terminima značilo bi mogo veće troškove za neophodnu količinu goriva. 3 Pošto količina sunčeve energije opada sa kvadratom udaljenosti od njega, solarni paneli na udaljenosti od 2 AJ od Sunca moraju da imaju 4 puta veću površinu od onih potrebnih na orbiti oko Zemlje.

2

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

„Pioneer 10“ tokom montaže. Imao je težinu 258 kg. Proizvela ga je „TRW_Inc.“ iz Ohaja,

korporacija koja je 1953. proizvela prve američke balističke projektile a 5 godina kasnije poslala „Mercury“ kapsule sa prvim astronautima. U to vreme su bili najbogatija američka kompanija na svetu,

koja je radila u 25 zemalja (NASA).

1967. godine sonde „Pioneer F i G“ su premeštene iz Nasinog odeljenja za solarnu nauku na odeljenje za planetnu nauku, što je dovelo do odluke o gašenju „Voyager“ projekta za proučavanje Marsa4 (te letilice nemaju nikakve veze sa onima sondama istog imena lansiranim nekoliko godina kasnije). Zbog konkurencije sa misijom „Galactic Jupiter Probe“, NASA je odlučila da ovaj projekat – jednostavno ugasi. Za to vreme, rešeno je da „Pioneeri F i G“ posete Jupiter te su zbog toga morali da budu opremljeni sa RTG umesto klasičnim solarnim panelima5. Osmog februara 1969. godine i formalno je odobren novi projekat „Pioneer Jupiter“, pred koji su postavljena dva prioritetna naučna zadatka: da utvrdi opasnost od proletanja kroz

4 Nedavno sam pisao o programu za primenu elemenata „Apollo” misije – ovo je jedan od njih. Trebalo je da bude lansiran 1974-75. (prvo lender direktno na površinu, a posle otkrića „Marinera 4” da Mars ima jako retku atmosferu dve sonde, orbitera i lendera: orbiter bi bio identičan „Marineru 8” a lender prepravljenom Mesečevom lenderu „Surveyor”) i da posluži kao uvertira za sletanje ljudi na Mars 1980. 5 Na toj daljini, sonda dobija najmanje 25 puta manje solarne energije nego na Zemljinoj orbiti.

3

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

asteroidni pojas radi budućih misija i proučavanje džinovskog Jupitera. Naučnici su sumnjali da je Jupiter okružen snažnim radijacionim pojasevima6 i niko nije želeo da rizikuje i šalje složene letilice bez poznavanja pravog stepena rizika. Glavni ugovarač poslova bila je kompanija „TRW systems“, koja je uzela na sebe da konstruiše sonde „Pioneer“ za proučavanje međuplanetnog medijuma. Letilice su trebale da budu izgrađene u pogonima u Redondo Beachu, u Kaliforniji.

Prvi Nasin plan za istraživanje udaljenih planeta Sunčevog sistema bila je sonda TOPS

(„Thermoelectric Outer Planets Spacecraft“). Antena na otvaranje je trebalo da ima prečnik od 4,3 m („Voyagerove” fiksne 3,7 m), a pokretala bi ga 4 nuklearna termoelektrična generatora (umesto 3 na

„Voyagerima“).

6 Magnetosfera Jupitea zarobljava i ubrzava čestice, stvarajući snažne pojaseve zračenja (radijacije) slične Van Allenovim pojasevima na Zemlji – samo hiljadama puta snažnijim. Interakcija energetskih čestica sa površinom najvećih Jupiterovih satelita čini jedan od najvažnijih činilaca njihovih hemijskih i fizičkih karakteristika.

4

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

„Galactic Jupiter Probe“ je bio samo projekat koji je morao da bude otkazan. Razmatrana su 3 profila misije. Lansiranje je trebalo da bude izvršeno raketom „Atlas/Centaur“. Prečnik parabolične antene

bio je 2,4 m, a dva duža nosača za magnetometar i naučnu opremu 7,8 m. Kraći nosači nose nuklearne generatore (RTG).

5

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Montaža „Pioneera 10“ u Kaliforniji. Tokom konstruisanja, naučnici su predložili preko 150 naučnih

eksperimenata, od kojih je do početka sedamdesetih odabrano 11. Na slici se vidi sonda na tzv. „kick motoru“ (gornji stepen, ili buster, „STAR“), čiji je zadatak bio da sondu pošalje iz orbite na trajektoriju

ka Jupiteru (NASA).

Konstrukcija sondi

„Pioneeri F i G“ su bile male letilice teške samo 258 kg (258,5 kg u slučaju „Pioneera 11“) i visoke 2,90 metara. Njihovom strukturom dominirala je glavna parabolična prijemna antena prečnika 2,74 m, podignuta iznad šestougaonog „busa“ (korpusa) širine 1,42 metara i visine 33,5 santimetara. Za razliku od „Voyagera“, koji će biti lansirani 5 godina kasnije, „Pioneeri“ su bili stabilizovani rotacijom, tako da će „Voyageri“ promeniti i pojednostaviti komplikovani proces prikupljanja podataka preko instrumenata (pokušajte nanišaniti kamerom neki objekat dok neprestano rotirate). Radi osiguravanja stabilnosti, „Pioneeri“ su konstantno rotirali7 oko uzdužne ose brzinom od 4,8 kruga u minutu. Unutar busa se nalazio glavni tank prečnika 42 cm sa 27 kg hidrazinskog goriva. Orijentacija letilica održavana je pomoću 3 para

7 NASA je odabrala „Ames Centar“ (koji je vodio Charles F. Hall) za rukovođenje projektom umesto „Goddarda“ najviše zahvaljujući njihovom velikom iskustvu sa spin–stabilizovanim letilicama („Pioneeri _6,_7,_8,_i_9“). „Ames“ je dobio za posao $380 miliona. Konstruisanje i proizvodnja obe sonde je zahtevala 25 miliona radnih sati – znači, kao da je jedan čovek po 24 časa radio na projekti 2854 godine!

6

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

trastera8 – smeštenih po obodu glavne antene – snage 1,8–6,2 njutna (180–6,3 grama) i sa mogućnošću promene brzine (delta–V) od 200 m/s. Orijentacija letilica vršena je preko zvezdanog senzora kome je referenca bila zvezda Kanopus, i dva solarna senzora. Brodska memorija, ili DSU (Data Storage Unit), sa feritnim jezgrom, iznosila je 49.152 bita, što nije bilo malo za to vreme.

8 Jedan par je održavao konstantnu rotaciju od 4,8 rpm, drugi par je kontrolisao potisak u napred, a treći je kontolisao poožaj. Taj par je učestvovao u manevru CONSCAN (konusnog skeniranja) radi praćenje Zemlje I slanja podataka I snimaka. Usled kvara, spinovanje „Pioneera 11“ je u kasnijoj fazi bilo brže.

7

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Nasina kosmička sonda „Pioneer” i njeni glavni podsistemi (spectrum.iee.org).

8

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Pogonski podsistem i podsistem za kontrolu leta (ASC). SCT su trasteri za kontrolu spinovanja, a

VPT za kontrolu kretanja u napred (osa Z).

Tri para trastera na „Pioneerima“ kontrolisali su brzinu rotiranja, brzinu i pravac leta. Svaki puls potiska, spregnut sa rotacijom letilice, pomeralo je (precesiralo) osu rotacije za nekoliko desetih

delova jednog stepena.

Sistemi i uređaji u centralnom korpusu „Pioneera”. Valjak u sredini je hidrazinski rezervoar (NASA).

9

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Četiri RTG generatora tipa SNAP-19 punjena plutonijumom-238 bila su zadužena za proizvodnju električne energije. RTG su bili montirani u parovima na krajevima dva nosača okrenuta na dole i pod uglom od 120°, postavljena na udaljenosti od 3 metra od središta sonde. Četiri RTG-a su mogla da generišu najmanje 155 W električne energije (39,2 W svaki) odmah nakon lansiranja, a 140 W tokom proletanja pored Jupitera. Standardno, sonde su za rad svih svojih sistema zahtevale oko 100 W energije, od čega je naučni paket trošio oko 26 W9. Njihovo smeštanje na krajevima nosača nije bio prost hir konstruktora, već pokušaj da se smanji doza neutronskog zračenja koje dospeva do ostatka sonde. RTG-ovi nisu direktno „hranili” brodske uređaje i podsisteme već su prvenstveno bili zaduženi za punjenje srebro-kadmijumskog (AgCd) akumulatora od 5 Ah, odgovornog za distribuiranje struje po letilici. Treći nosač dužine 6,6 metara formirao je sa dva RTG nosača ugao od 120° i služio je kao nosač osetljivog helijumskog magnetometra (HVM).

Levo: presek SNAP-19. Desno: dva SNAP-19 u nosaču pred lansiranje. Pošto se plutonijumsko

gorivo troši (poluvreme raspada je 87,75 godina), na kraju misije, posle 29 godina rada, RTG su imali samo 80% početne snage. Međutim, zbog trošenja drugih delova, do 2005. generatori su davali samo 65 W energije, što je bilo nedovoljno za održavanje veze sa Zemljom. Zato su na kraju bili uključivani

samo odabrani uređaji.

Za komunikaciju „Pioneeri“ su imali na raspolaganju glavnu usmerenu antenu (HGA), poluusmerenu pomoćnu antenu (MGA) postavljenu na tronošcu 1,2 metra iznad glavne antene, i neusmerenu antenu (LGA) koja je štrčala 76 cm na zadnjem delu sonde i koja je u početnim fazama misije omogućavala komunikaciju sa Zemljom. Tanjir antene je bio napravljen od presovanog sendviča od aluminijumskog saća i imao je prečnik od 2,74 cm a dubinu 46 cm. Frekvencija veze na relaciji Zemlja–sonda iznosila je 2110 MHz, dok je frekvencija signala10 sa sonde bila 2292 MHz. Podaci sa sondi slati su radiom brzinom od 2048 bita u sekundi tokom

9 Višak energije je ili u vidu toplote izbacivan sistemom ventilacije napolje ili je služio za punjenje akumulatora za kratkotrajne potrebe kada su sonde zahtevale više struje nego što su RTG proizvodili. 10 Sistem brodskih transsivera je imao snagu od samo 8 W i slao je podatke na S-frekvenciji.

10

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

prolaska pored Jupitera a samo 16 bita na kraju misije11. Automatski sistem nazvan CONSCAN osiguravao je da osa antene nikada ne otstupa više od 0,3° od optimalnog pravca ka Zemlji. Unutar korpusa sonde održavana je temperatrura između 23° i 38° C. Taj podsistem je neprestano morao da se bori sa opadanjem temperature sa udaljavanjem od Sunca ali i sa dva kratka „ledena doba“: kada su posle lansiranja sonde prolazile kroz Zemljinu senku, a drugi put kada su prolazile kroz Jupiterovu senku tokom fly–bya. Sistem je takođe morao da izađe na kraj sa temperaturnim efektima rada motora III stepena rakete, atmosferskog trenja, nuklearnih električnih generatora, i druge opreme12.

Antene na „Pioneerima” (NASA). Sonda se okretala oko ose koja prolazi kroz glavnu antenu jednom

na svakih 20 sekundi. Na kraju misije brzina spinovanja je pala na 14,1 sekundu. Izuzetno je zanimljiva tehnika nišanjenja glavne antene ka Zemlji, pa ko hoće moža to da pročita ovde.

11 Brzina prenosa je opadala po stopi od oko 1,27 milibita/sec sa svakim danom misije. 12 U busu se nalazilo 12 jednovatnih grejača instrumenata punjenih plutonijumom.

11

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Stanice nasine mreže DSN za održavanje radio-veze sa udaljenim kosmičkim aparatima. Podaci koji se primaju sa sondi prolaze kroz konvolucioni enkoder, tako da se većina komunikacionih grešaka

ispravlja u samim prijemnicima na Zemlji.

„Pioneeri“ su bili opremljeni sa 11 naučnih instrumenata (neki sistemi su objedinjavali istovremeno nekoliko instrumenata). Za publiku je bio najinteresantniji IPP (Imaging fotopolarimetar), aparat koji je načinio prve fotografije Jupitera i Saturna iz blizine. Danas ga možemo zamisliti kao vidikon TV kameru, ali mnogo skromniju. Primenjena optika je obuhvatala mali katadiopterski teleskop Maksutovljevog tipa prečnika 2,54 cm, sa vidnim poljem od 0,0028 kvadratnih stepeni koje je moglo da rotira za ugao od 151° u odnosu na sondu. Telemetrijski 6–bitni format je dozvoljavao samo 64 nijanse sive a svaka fotografija je dobijena korišćenjem rotacije sâme sonde, što je omogućavalo IPP da načini fotografije u obliku uskih traka širokih svega 0,03°. Odmah potom, teleskop se polako pomerao dok je slika smeštana u memoriju za manje od 12 sekundi, koliko je bilo potrebno da se sonda rotira. Proces skeniranja se ponavljao dok se ne bi dobila čitava dvodimenzionalna vizuelna slika. Alternativno, u blizini Jupitera i Saturna slike su mogle da budu pravljene i korišćenjem relativnog kretanja planeta u vidnom polju IPP. Uređaj je sadržavao 2 filtera, plavi (talasna dužina 390–500 nm) i crveni (595–720 nm).

12

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Slike koje je fotopolarimetar poslao bili su znatno veće rezolucije od bilo kojih dostupnih u to vreme i prikazivale su objekte (Jupiter, Io, Saturn i Titan) pod dotad neviđenim faznim uglom.13

Fotopolarimetar sa „Pioneera”. Bio je to mali pokretni teleskop prečnika 2,54 cm i žižine daljine 8,6

cm, konfigurisan kao fotometar uskog zraka (0,5 mrad) u spin-scan operativnom modu. U periodu ±4 dana od Jupiterovog pericentra, „Pioneer 10” je poslao 153 snimljene sekvence. Uređajem je

upravljao i bio odgovoran za njegov rad dr Tom Gehrels sa univerziteta u Arizoni.

Sa svoje strane, UV fotometar je merio ultraljubičastu svetlost koju emituju vodonik (1216 angstrema) i helijum (584 angstrema) – elementarne čestice u Jupiterovoj atmosferi, dok je infracrveni radiometar beležio toplotu koju emituju

13 Pošto je u vreme proletanja dve sonde pored Jupitera (1973. i 1974.) pretvaranje podataka u digitalnu formu bilo preskupo, mnogi podaci ne postoje ni u NSSDC (National Space Science Data Center) niti bilo gde drugde sem u formi fotografskog filma. U bazi podataka se nalazi oko 300 pari slika Jupiterovog sistema i oko 70 slika Saturna, kao i nepoznat broj infracrvenih skenova. Do danas je urađena samo šačica najkvalitetnijih IPP slika, uključujući najbolje slike Ia koje je napravio „Pioneer 11“ i Ganimeda koje je napravio „Pioneer 10“. Prvavo stanje ostalih podataka nije nikad proveravano, tako da niko ne zna u kakvom su stanju. Glupa NASA: pravi planove za nove misije a nije obradila ni materijal koji je dobila pre 40 godina i krvavo ga platila. Pre 3 godine neki naučnici su obećali da će se prihvatiti posla i pregledati i sortirati datoteku.

13

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

oblaci i površina Jupitera i Saturna u dva infracrvena područja (14–25 i 25–56 mikroma) koristeći mali Cassegrainov teleskop prečnika 7,6 cm.

Među ostale instrumente spadao je helijumski vektorski magnetometar (Helium Vector Magnetometer, HVM), postavljen na nosaču dužine 6,6 metara. Bio je u stanju da detektuje slabe promene u gustini magnetnog fluksa Jupitera od deset–milionitog dela gausa do 1,4 gausa14. Eksperiment vezan za solarni vetar i heliosferu trebalo je da analizira naelektrisane čestice sa energijama između 0,1 i 8 keV u modu visoke rezolucije, ili između 0,1 i 18 keV u modu niske rezolucije. Detektor naelektrisanih čestica (Charged Particle Instrument, CPI) koji je bio sastavni deo gornjeg eksperimenta mogao je da meri sastav kosmičkog zračenja i energetske čestice energije od 1 do 500 MeV, kao i protone i helijumska jezgra energije 0,4 do 10 MeV. Sledeći slični eksperimenat (Energy Spectra of Cosmic Rays, CRT) takođe je mogao da detektuje kosmičko zraćenje. Sadržavao je tri senzora (teleskopa) projektovana da registruju fluks protona visoke energije (56–800 MeV) i srednje enegrije (3–22 MeV), a koji je mogao da identifikuje 10 elemenata – od vodonika do neona. Poslednji senzor je registrovao protone enegrije od 0,05–20 MeV ili elektrone od 0,05–1 MeV. Naredni uređaj je bio teleskop dizajniran da beleži naelektrisane čestice u Jupiterovom sistemu i sadržavao je 7 Geiger–Müllerovih detektora (GTT) za otkrivanje protona veće energije od 5 MeV i elektrone od 2–50 MeV. Jupiterovi radijacioni pojasevi su bili proučavani instrumentom koji je sadržavao nefokusirani Čerenkovljev brojač za otkrivanje elektrona sa energijom od 0,5–12 MeV i dodatni detektor za elektrone od 100–400 MeV.

S leva na desno: ultraljubičasti fotometar, detektor naelektrisanih čestica (CPI) i helijumski

magnetometar (HVM).

14 Jupiter ima najjače magnetno polje u solarnom sistemu – od 4,2 gausa na ekvatoru (na Zemlji 0,3 gausa) do 14 gausa na polovima. To je oko 20.000 puta jače od Zemljinog polja. Jupiterovo polje se prostire 7 mil. km ka Suncu a sa druge strane do ivica Saturnove orbite.

14

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

S leva na desno: teleskop za kosmičko zračenje (CRT), asteroidni/meteoroidni detektor (AMD) i

detektor zarobljenog zračenja (TRD).

Svih 11 naučnih instrumenata na sondama „Pioneer 10 i 11“ i poređenje veličine sonde sa ljudskom

(NASA).

„Pioneeri“ su takođe nosili i aparat AMD koji je sadržavao 4 „slepa“ teleskopa koja su beležila sunčevu svetlost reflektovanu sa meteoroida koji su prolazili kroz njihovo vidno polje. Svaki teleskop je imao primarno ogledalo prečnik 20 cm (8 inča), sekundarnu optiku, i vakuumske fotopojačavajuće cevi (PMS) koje su pretvarale svetlost u električne signale. U slučaju da neka čestica proleti kroz vidno polje

15

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

teleskopa široko 8 stepeni, fotocev je odmah detektovala reflektovanu svetlost. Vidna polja 4 teleskopa su se neznatno preklapala. Ako je četica istovremeno „primećena“ sa tri teleskopa, takav događaj se registrovao. Iz tih podataka mogla se izračunati udaljenost, trajektorija, brzina i relativna veličina čestice. Teleskopi, proizvedeni u filadelfijskoj „General Electric Company“, mogli su da otkriju objekte veličine udaljenih asteroida prečnika više kilometara pa do sićušnih osvetljenih čestica prašine koje su proletale na samo pola metra od teleskopa.

Pošto je jedan od prioritetnih zadataka misije bio da se utvrde karakteristike asteroidnog pojasa, sonde su nosile još jedan instrument koji je beležio čestice i prašinu u okruženju. Taj detektor je bio podeljen na 13 panela, svaki sačinjen od po 18 ćelija punjenih argonom i azotom. Paneli su pokrivali 0,605 m2 zadnje strane tanjira glavne antene, tj. one strane okrenute u pravcu leta. Ideja je bila da kada neku ćeliju pogodi četica kosmičke prašine da iz nje isteče određena količina gasa koji bi bio proporcionalan veličini nastale rupe. Paneli „Pioneera F“ su beležili penetraciju meteoroida mase od najmanje milijarditog dela grama, dok su oni na „Pioneeru G“ bili načinjeni od debljeg materijala pa su mogli da registruju čestice veće mase.

16

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Nisam mogao da izdržim a da ne prikažem meni najdražu sondu „Voyager“, koje su lansirane pet godina kasnije. Ako se uporedi sa „Pioneerima“, ali i sa nelansiranim projektima TOPS i „Galactic

Jupiter Probe“, jasno se vidi kontinuitet ideja i konstrukcije.

Međuzvezdana poruka

Ipak, nema nikakve sumnje da je najpoznatiji „instrument“ na „Pioneerima“ bila zapravo pozlaćena pločica dimenzija 15,25 × 22,8 cm i debljine 0,127 mm, koja je bila zamišljena kao prva ljudska materijalna međuzvezdana poruka „alienima“ u kosmosu. Na dnu pločice šematski je predstavljen solarni sistem sa relativnim odstojanjima svake planete izraženim u binarnom kodu, odakle se „vidi“ da je Zemlja mesto lansiranja sonde. Sa leve strane bila je glavna poruka, koja je predstavljala šematsku poziciju Sunca u odnosu na 14 pulsara u Mlečnom putu, svaki sa svojim periodom rotacije izraženim u binarnom kodu. Udaljenosti i periodi su bili predstavljeni kao umnošci hiperfinog prelaza neutralnog atoma vodonika, najrasprostranjenijeg elementa u univezumu, dok je šema tog prelaska bila prikazana u gornjem levom uglu ploče. Prelaz vodonikovog atoma iz jednog spina u drugi uzet je istovremeno i kao vremenska jedinica (frekvencija, 1420,40575177 MHz) i kao jedinica za udaljenost (talasna dužina, 21 cm). Obe jedinice su korišćene kao mere i kod drugih simbola. Odmah ispod binarno „jedan“ je predstavljeno kao vertikalna a „nula“ kao horizontalna crtica. Inteligentna bića bi trebalo da shvate da brojevi, koji su dati zajedno sa pulsarima, predstavljaju vreme – jer ne postoji nijedna druga bitna astronomska vrednost koja bi se podudarala sa tim vrednostima – a imajući u vidu da su njihovi periodi precizni do desete decimale, nadajmo se da će shvatiti da su to periodi rotacije zvezda predstavljeni u desetinkama sekunde. To znači da to mogu jedino da budu rotirajuće neutronske zvezde. Ili tzv. pulsari, koji se odlikuju vrlo stabilnim periodom i predstavljaju svojevrsne kosmičke svetionike u galaksiji. Pošto se periodi ipak neznatno (ali sigurno) menjaju s vremenom, inteligentnoj civijizaciji će biti lako da iz epohe proračuna vreme lansiranja tajanstvene sonde.

17

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Pozlaćena aluminijumska pločica sa porukom koja je 1972. lansirana sa „Pioneerima“ (NASA). Prošle godine se pojavila u jednoj epizodi Simpsonovih, gde su neznanci pronašli pločicu i držali je naopako,

očigledno zbunjeni njenim sadržajem.

Foton je odličan merni alat jer postoji i kao čestica i kao talas, a talas ima i talasnu dužinu i

frekvenciju, tj. i dužinu i vreme. Sve mere na tablici su umnošci jedne od ovih mera.

18

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Mere su date u binarnom kodu. Vertikalna crtica predstavlja „nulu“ a horizontalna „jedinicu“.

Primer obeležavanja prvog od navedenih najjačih pulsara koji okružuju naše Sunce i način kako se dekodira period njegove roatacije. Pored numeričkog dela, na liniji je prikazan i kodirani 2D položaj

svakog od pulsara.

Poruka je sadržavala i gole figure muškarca i žene koji poziraju ispred stilizovanog „Pioneera“ sa idejom da prikažu svoju veličinu u razmeri. Talasna dužina vodonika (oko 21 cm) pomnožena sa binarnim brojem koji označava broj „8“ upisan pored figure žene daje njenu visinu, 168 metara (8 × 21 cm = 168 cm). Muškarac je predstavljen sa uzdignutom rukom u znak mira, i u teoriji, treba da prikaže da ljudi imaju pokretne udove. Mala je šansa da bi neznanci bili u stanju da dešifruju crteže i govor tela ljudskih bića, ali u svakom slučaju ipak ostaje kao najvažnije da je to bila prva poruka poslata nekoj inteligentnoj civilizaciji putem kosmičkih letilica.

19

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Carl Sagan sa pločicom koje će poneti „Pioneeri“ (NASA).

Engleski pisac Eric Burgess (1920-2005) bio je prvi koji je predložio da dve sonde ponesu poruku čovečanstva mogućim inteligentnim civilizacijama15. Ideja je bila da se napiše poruka koju bi mogle da razumeju inteligentna stvorenja u malo verovatnom slučaju da u roku od nekoliko miliona godina nabasaju na „Pioneere” u bespućima kosmosa. Udruživši se sa novinarom Donom Baneom, Burgess je odlučio da poseti astronoma Carla Sagana, koji je baš u to vreme držao predavanja na krimskoj konferenciji o komunikaciji sa nepoznatim civilizacijama. Sagan je bio poznati zagovornik takvih ideja i svi su znali da radi na popularizaciji SETI programa za otkrivanje vanzemaljske inteligencije. Nepotrebno je reći da se Sagan odmah oduševio idejom i da je počeo da vrši pritisak na Nasu insistirajući da poruka bude uključena u program. Sagan i Frank Drake su osmislili poruku za samo 3 nedelje, trudeći se da budu što neutralniji i objektivniji – na taj način je i odlučeno da pulsari budu orijentiri – dok je Linda Salzman – tadašnja Saganova supruga – umetnički dizajnirala ploču. NASA je obobrila dizajn ali odluka nije protekla bez polemika. Naprimer, pretpostavljalo se da bi strana civilizacija trebala lako da dešifruje ploču, no mnogi zemaljski naučnici prvog ešalona, kojima je ploča pokazana, nikako nisu bili u stanju da shvate njeno značenje (možemo jedino da se nadamo da će vanzemaljci biti pametniji od nas). Ali najgore su bile negativne reakcije svih mogućih manjinskih grupa. [Kao i kod nas danas – najglasnije su bezbrojne „nevladine organizacije“16, sa svojim smešnim i često tupavim zahtevima i rezonima.] Većina konzervativaca žestoko je kritikovala Nasu zbog namere da u kosmos pošalje slike golih ljudi, dok su se feminističke organizacije protivile navodnoj pasivnosti žene na tablicama. Nekima je smetalo što su figure predstavljale belce i to zapadnjake17. Išlo

15 On je tada bio u poseti Laboratoriji za mlazni pogon u Pasadeni i pratio je tok misije „Mariner 9”, lansirane 30. maja 1971. Bila je to prva sonda koja je ušla u orbitnu neke druge planete. Bargess je bio stručni konsultant a pisao je o misijama programa „Pioneer” još od vremena prvih testiranja 1957. Bio je u to vreme član Kraljevskog astronomskog društva i Britanskog međuplanetnog udruženja, i pridruženi član Američkog instituta za aeronautiku i astronautiku. Zadrti ksenofob i hrišćanin. 16 Ko ne zna da kažem – na našem tlu trenutno deluje preko 14.000 nevladinih organizacija, koje se finansiraju ili iz našeg budžeta, ili „iz [nama] nepoznatih izvora“ ... 17 Čak se išlo dotle da je u časopisu „Scientific American“ kritikovana strelica koja pokazuje pravac kretanja „Pioneera“. Navodno, to prikazuje lovački karakter naše civilizacije, pa bi neki miroljubivi

20

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

se čak dotle da su kritikovali Sagana da je ženski polni organ nerealno predstavljen! Navodno, ne vidi se kratka crtica već je predstavljen samo mons veneris, ili kako mi kažemo „Venerin breg”. Prema navodima Marka Wolvertona, originalni crtež jeste imao i „kratku crticu koja je predstavljala žensku vulvu”, ali je ona bila naknadno izbrisana na zahtev Johna Nuglea, bivšeg Nasinog direktora Kancelarije za kosmičku nauku i naučnog direktora.

U svakom slučaju, osporavana ili ne, poruka je postala glavna atrakcija misije. Da bi se smanjila erozija usled udara čestica međuzvezdanog medijuma, pločica je postaljena na jednu od nogara glavne antene, sa iscrtanom površinom okrenutom ka unutrašnjosti sonde, kao što se i vidi na donjoj slici.

pronalazači mogli da izvuku pogrešan zaključak da smo mi nasilnici. A nismo. Majke mi. Ne volimo da se tučemo. Naročito sa slabijim.

21

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Konačni položaj pozlaćene poruke Vanzemaljcima, ispod tanjira glavne antene (NASA). U narednoj

sličnoj misiji, sa „Voyagerima“, poslata je slična poruka ali snimljena – na disk. I sâm Sagan je priznao da sve te poruke treba shvatiti pre kao svojevrsne „vremenske kapsule“ ili simbolične poruke nego

kao pokušaj komunikacije sa naprednim civilizacijama.

Putovanje „Pioneera“

22. decembra 1971. godine raketa „Atlas/Centaur/TE364-4” („Atlas 3C №5007C“/„Centaur D–1A“) nalazila se spremna za lansiranje na lansirnoj rampi 36A u floridskom Cape Canaveralu. „Pioneer F” je stigao iz Kalifornije avionom 12. januara 1972. ali zbog sigurnosnih razloga bez RTG. „Pioneer G“ je bio spreman da kao rezerva uleti u slučaju da nešto krene kako ne valja. Nakon punjenja hidrazinom i spajanja sa RTG–ovima, sonda je spojena sa dodatnim, trećim, stepenom na čvrsto gorivo TE364-418 (koji je „Convair” napravio specijalno za misiju „Pioneer” koristeći iskustva lunarnog progama „Surveyor”), i integrisana sa raketom. Lansirni prozor za „Pioneer F“ je u 1972. godini bio otvoren svega 18 dana, tako da nije bilo mnogo mesta za pogreške. Tehnički problemi i jak vetar osujetili su pokušaje lansiranja 27. februara, 28. februara i 1. marta. Konačno, 2. marta 1972. raketa „Atlas/Centaur“ je po mraku veličanstveno suknula u nebo u 20:48 po lokalnom vremenu, sa prvom sondom konstruisanom za proučavanje spoljnjin planeta našeg sistema.

18 Stvarao je potisak od 6,80 tona i započinjao je spin sonde. Inicijalna brzina spina bila je 30 puta u minutu.

22

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Instaliranje „Pioneera 10“ u vrh rakete „Atlas“. Te rakete su 20 godina ranije bile dizajnirane za

nošenje američkih vodoničnih nuklearnih bombi (NASA).

23

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Lansiranje „Pioneera 10“ sa Floride. U narednim decenijama ta je sonda oborila nekoliko svetskih

rekorda u različitim kategorijama. Danas je na preko 100 AJ od kuće (NASA).

Enormni potisak rakete, spregnut sa malom masom sonde, omogućili su „Pioneeru“ da u roku od samo 17 minuta dostigne brzinu bega u odnosu na Zemlju od 51.682 km/h (14,36 km/s), više od 11.300 km/s od najbržeg objekta kojeg je čovek do tada lansirao. Dočepavši se kosmosa, „Pioneer F“ je zvanično preimenovan u „Pioneer 10“. Dvadeset minuta po lansiranju sonda je automatski raskrilila svoje antene i nosače sa RTG–ovima, smanjujući zbog principa očuvanja ugaonog momenta brzinu spinovanja na ~ 5 revolucija u minutu. Devedeset minuta nakon lansiranja sonda se već nalazila u međuplanetnom prostoru. Brodski računar je naredio sondi da promeni svoju orijentaciju da bi veliku glavnu antenu nanišanila ka Zemlji, ali to je bio spor proces. Tokom prvog dela trajektorije, Sunčeva svetlost je osvetljavala sondu bočno, izazivajući time ozbiljne probleme sa pregrevanjem određenih sistema (korpus sa instrumentima je bio dizajniran tako da se uvek nalazi u senci tanjira glavne antene). Sonda je bila toliko brza da je presekla Mesečevu orbitu za samo 11 sati! Do Marsa, udaljenog 80 miliona kilometara, putovala je samo 12 nedelja! Ali „Pioneer 10“ nije imao dovoljnu brzinu za beg iz solarnog

24

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

sistema. Ne još. U početku je pratio orbitu oko Sunca dimenzija 0,99 × 5,57 AJ (svi znamo da je 1 AJ oko 160 mil. km?), odn. sa afelom izvan Jupiterove orbite. Lansiranje je bilo tako precizno da je „Desetka“ bez problema ušla na trajektoriju leta ka najvećoj planeti Sunčevog sistema19. Dva dana kasnije senzor je aktivirao teleskop kosmičkog zračenja, a uskoro su počeli da se uključuju i drugi instrumenti. Za 10 dana svih 11 je bilo aktivirano.

Trajektorija „Pioneera 10“ (NASA).

Putanja je odabrana tako da datum dolaska do Jupitera ne ometa razvoj misije „Mariner 10“20, držeći se strogog rasporeda sati za prijem na različitima antenama Nasine Deep Space Networka (DSN). Iz tog razloga, 7. marta je izvršena blaga korekcija brzine od svega 50,4 km/h da bi se promenilo vreme dolaska u Jupiterov sistem. Tokom prvih 7 meseci puta sonda je izvršila 3 korekcije trajektorije. Brodski instrumenti su neprestano proveravani, dok su fotometri ispitivali udaljeni Jupiter a eksperimentalni paketi merili kosmičko zračenje, magnetno polje i solarni vetar. U toj prvoj fazi misije odlučeno je da sonda posebno obrati pažnju na Zodijačku svetlost (slabu svetlost izazvanu reflektovanjem Sunčeve svetlosi od mikronskih čestica prašine koju u ravni ekliptike ostavljaju milioni kometa i sudari asteroida u asteroidnom pojasu), a posebno Gegenschein svetlost. „Pioneer 10” je dokazao da je Gegenschein stvarni fenomen vezan za Zodijačku svetlost i da ga ne izazivaju čestice locirane u blizini Zemlje. Nekoliko meseci kasnije, prošavši orbitu Marsa (juna 1972.), sonda je zašla na nepoznatu teritoriju. Nikada nijedna kosmička letilica nije odletela tako daleko.

19 Jupiter je dva ipo puta veći od svih ostalih planeta, asteroida, kometa i ostale sitnurije u solarnom sistemu zajedno. Ipak, to je samo hiljaditi deo težine Sunca. Najmanji poznati crveni patuljak je samo 30% veći od Jupitera 20 Sonda je lansirana 1973. i bila je to poslednja sonda „Mariner” programa („Mariner 11” i „Mariner 12” su prebačene u „Voyager” program i označene kao „Voyager 1” i „Voyager 2”). Sonda je posetila Merkur i Veneru i bila je prva koja je aktivno koristila pritisak zračenja Sunca na solarne panele i tanjir antene za kontrolu položaja tokom leta. Iako je misija trajala do 1975, sonda i dalje kruži oko Sunca.

25

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

15. jula 1972. „Pioneer 10“ je zvanično ušao u tajanstveni i opasni asteroidni pojas – oblast oblika đevreka debelog 80 miliona kilometara i prečnika 280 milikona kilometara. Iako materijal u tom đevreku leti prosečnom brzinom od 20 km/s i veličine je od kamenčića pa do stena veličine Aljaske, ipak niko nije očekivao da može da dođe do nekog katastrofalnog sudaar sa asteroidom kao u filmovima. Za razliku od holivudskih stereotipa, gustina objekata u pojasu neverovatno je mala. U stvarnosti, „Pioneer 10“ je prošao najbliže nekom katalogizovanom asteroidnom objektu na 8,8 miliona kilometara21. Jedan od najbližih takvih objekata bio je asteroid (307) Nike, pored kojeg je sonda proletela 2. decembra 1972. godine. Ali istraživači su se plašili da je gustina čestica prašine u pojasu značajno veća, i da bi to moglo da predstavlja pravu opasnost za njihovu misiju. Samo jedna čestica veća od prosečne mogla je da izazove havariju kosmičkog robota. Pored toga, uvek je postojala mogućnost da je teorijski model solarnog sistema koji je korišćen u to vreme totalno pogrešan. Ne čudi stoga što je jedan od primarnih ciljeva misije bilo utvrđivanje bezbednosti prolaska kroz asteroidni pojas. „Pioneer 10“ je ispisivao istoriju.

Kao što su se svi nadali, sonda je tokom februara 1973. izašla iz pojasa neogrebana. Ili bolje reći, neoštećena, jer je ipak bila pogođena česticama međuplanetne prašine na nekoliko mesta. Od kako je napustila planetu Zemlju, osetljivi senzori su registrovali 55 mikrometeoroidskih sudara broda, ali je prosečna gustina kontakata bila konstantna tokom čitave trajektorije22. Na olakšanje svih u Nasi, asteroidni pojas se pokazao kao praktično bezopasan za buduća istraživanja solarnog sistema. Sedmog avgusta „Pioneer 10“ je bio u prilici da iz prve ruke istraži – zajedno sa „Pioneerom 9“ koji je bio bliži Suncu – jednu od najjačih solarnih oluja u istoriji.

Naučnici misije su bili iznenađeni otkrićem da senzori kosmičkog zračenja nisu beležili smanjenje broja čestica sa udaljavanjem sonde od Sunca. Neki teoretski modeli su predviđali da je Sunčeva heliosfera vrlo malih dimenzija i da se završava negde oko Neptunove orbite, što bi vodilo logičnom povećanju fluksa kosmičkog zračenja kako se udaljavamo od Sunca. Nasuprot tome, podaci sa „Pioneera 10“ su išli u prilog teoriji o mnogo većoj heliosferi, što se na kraju pokazalo i kao istinito.

21 Nama to možda ne izgleda tako, ali asteroidni pojas je ogroman: zauzima prostor od oko 16 AJ3, iliti 54.000.000.000.000.000.000.000.000 km3. Zato ako razmatramo objekte oko 1 m u prečniku, onda ispada da svaki od njih „vlada“ prostorom veličine 4000 km3! Ako se prema Wikipediji kaže da ima oko 1,5 mil. asteroida većih od 1 km, onda proizilazi da na svaki od njih dolazi oko 36.000.000.000.000.000.000 km3 kosmosa, odn. da ih razdvaja preko 3 miliona km, ili oko 7–8 razraljina Zemlja–Mesec! Čudo od praznine! Komentarišući misiju „Dawn“, glavni inženjer dr M.D. Rayman je otkrio da je njihova sonda putovala do Veste ~1,2 mld. km (7,7 AJ) i da im za sve vreme puta nijedan poznati asteroid nije bio bliži od 1,0 mil. km, ili više od 2,5 puta rastojanje Zemlja–Mesec! 22 Prosečna gustina čestica veličine 10–100 μm tokom leta sonde od Zemlje do izlaska iz pojasa nije značajnije varirala. Jedino je registrovan porast čestica prečnika od 100 μm do 1,0 mm za tri puta tokom leta kroz pojas. Nije bila registrovana nijedna čestica veća od 1,0 mm.

26

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

„Pioneer 10“ stiže do Jupitera.

Tekao je 21. mesec od lansiranja. Šestog novembra 1973. godine sonda se nalazila na 25 miliona kilometara od Jupitera. Započela su finalna testiranja imaging sistema, a podaci su uspešno primani mrežom Nasinih DSN stanica. Kontrolori misije su uspešno poslali 16.000 komandi koje sonda treba da obavi u operaciji fly–bya tokom naredna dva meseca. Osmog novembra „Pioneer 10“ je presekao orbitu Sinope, u to vreme Jupiterovog najudaljenijeg meseca23, često nazivanog i „Hades“. Mali imaging fotopolarimetar (IPP) počeo je da šalje slike planete. Prvobitno je poslato 12 fotografija, načinjenih kroz crveni i plavi filter. Da bi se dobila zelena boja pa tako i fotografije u boji morao je da se upotrebi sistem PICS (Pioneer Image Converter System24). Naučnici su slike dobijene na takav način najčešće izbegavali (smatrajući da je to varanje, jer je takva slika u boji „izmišljena“!), ali su one izazvale veliko interesovanje javnosti za misiju. Nasina press–služba je bila ta koja je bila odgovorna za objavljivanje slika neuobičajenom brzinom za to vreme, skoro u „real–time“–u (zapravo blizu „realnog vremena“ u vreme kada nije bilo Interneta), te je „Ames“ dobio nagradu EMMY od Nacionalne akademije za televizijsku umetnost i nauku. 26. novembra sonda je presekla udarni talas („Bow Shock“25) Jupiterove magnetosfere, što je utvrđeno padom brzine solarnog vetra sa 451 km/s na 225 km/s. Magnetopauza je probijena 1. decembra. Kao što je i očekivano, magnetno

23 Тако је bilo sve dо 2000, kada је otkriven mesec Megaclite, skoro milion km udaljeniji. Danas najudaljeniji poznati Jupiterov mesec nosi oznaku S/2003 J2. 24 Način da se slike sa IPP vide u realmom vremenu na televizijski sistem izmislio je L. Ralph Baker sa univerziteta Arizona. 25 „Bow shock“ – u ovom slučaju predstavlja granicu na kojoj brzina solarnog vetra .iznenada opada usled sudara sa Jupiterovom magnetopauzom.

27

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

polje Jupitera bilo je kudikamo jače od Zemljinog. Zapravo, kada bi bilo vidljivo golim okom, ono bi gledano sa Zemlje bilo sto puta veće nego što vidimo pun Mesec26. Skromni fotopolarinetar je napravio još slika, ali je trebalo sačekati 2. decembar pa da njihov kvalitet prevaziđe kvalitet slika dobijenih sa zemaljskih teleskopa (koji nisu u to vreme bili bog zna kako veliki).

26 Gladano sa Zemlje, Jupiter je u proseku treći objekat po sjaju (–2.97 mag) na našem noćnom nebu (posle Meseca i Venere). Četvrti je Mars. Sunce ne računam.

28

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Jupiter viđen fotopolarinetrom sa „Pioneera 10“ (NASA). Koga baš interesuju detalji uređaja, neka pogleda ovo.

Slike Jupiterovih satelita viđene kamerom „Pioneera 10“ (NASA). Brodski aparati su otkrili mnoge nove i neočekivane stvari, kao npr. da Io i Evropa lebde u oblacima vodonika debelim stotinama

hiljada km.

4. decembra 1973. godine u 02:25 po kragujevačkom vremenu „Desetka“ je proletela na 132.252 km od površine Jupiterovih oblaka27 brzinom od preko 130.000 km/h. Od 11 naučnih instrumenata, šest je neprestano slalo podatke tokom proleta. Niko nije bio siguran da li će i kako sonda da se izbori sa opasnim radijacionim pojasevima, ali uspela je. Pik fluksa zračenja elektrona bio je 10.000 puta jači od maksimalnog zračenja oko Zemlje. Međutim, počev od 3. decembra radijacija je izazvala „preskakanje” u radu nekoliko sistema i momentalno zasićenje fotopolarimetra, sprečavajući fotografisanje Ia, satelita lociranog u jednom od

27 Danas je to drugi najbliži „bly–by“ pored Jupitera. Najbliže planeti je prošao „Pioneer 11“ (svega 43.000 km), a sledio je „Voyager 1“ (349.00 km), pa „Ulysses“ (408.895 km), potom „Voyager 2“ (570.000 km), „Cassini“ (10.000.000 km) i „New Horizons“ (2.304.535 km)

29

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

najsmrtonosnijih planetinih prsenova. Ni slike drugih satelita nisu bile osobito upečatljive. Najbolje su bile Ganimedove, snimljene sa udaljenosti od 70.000 km, sa rezolucijom od samo 400 km. Na sreću, šest godina kasnije došli su „Voyageri” i ispravili greške. 78 minuta posle proleta pored planete sonda je zašla iz Jupitera (gledano sa Zemlje) i svaka komunikacija je prekinuta. Kao što se to bio slučaj i sa drugim letilicama, okultacija je iskorišćena za studiranje atmosfere merenjem slabljenja radio-signala sa zalaskom sonde iza planete. Zahvaljujući tom eksperimentu, „Pioneer 10“ je otkrio da su tamni atmosferski pojasevi koji karakterišu Jupiter locirani na manjim visinama i da imaju višu temperaturu (od –133° do –113°C) nego jasno obojene zone (od –183° do –163°C). Sonda je načinila infracrvenu mapu planete, čime je potvrđena pretpostavka da planeta zrači više toplote nego što je dobija od Sunca.

Trajektorije dva „Pioneera“ tokom proleta pored Jupitera (NASA). Tada se nije znalo za postojanje Jupiterovog prstena. Oba „Pioneer“ aparata „provučena“ su između površine planete i tog prstena i

najbliižih poznatih meseci.

30

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Sonda je načinila oko 500 fotografija Jupitera, od kojih je većina bila vrlo lošeg kvaliteta prema današnjim standardima. Ipak, na osnovu njih je utvrđeno da se Velika Crvena Pega (anticiklon) okreće brzinom od 6,5 dana u pravcu suprotnom od kazaljke na satu. Susret sa Jupiterom toliko je ubrzao sondu da je iz sistema izletela kao da je bila izbačena nekom džinovskom kosmičkom praćkom. I zaista, upravo to i predstavlja gravitaciono polje Jupitera. Sonda je dobila strahovito ubrzanje od 132.000 km/h, dostigavši tako prvi put u istoriji brzinu bega iz Sunčevog sistema. Ali „Pioneer 10“ nije postao satelit Sunca – njegova nova trajektorija ga je bezpovratno vodila van solarnog sistema, ka međuzvezdanom bezdanu. 1976. godine sonda je presekla orbitu Saturna a 1983. i Plutonovu. Misija je zvanično okončana 31. marta 1997. godine, iako je aparat i dalje slao koherentne (povezane) naučne podatke. Kontrolori sa mreže Deep Space Networka su nastavili da prate sondu, uvežbavajući tako mlade tehničare za praćenje slabih signala.

Sve do 17. februara 1998. „Pioneer 10“ je bio najudaljeniji ljudski artefakt u kosmosu, ali ga je tada pretekao „Voyager 1“, koji se zahvaljujući gravitacionoj pomoći Jupitera i Saturna28 kretao brže od njega. Izračunato je da je pre otprilike tri godine „Pioneer 10“ prešao granicu od 100 AJ od Zemlje, udaljavajući se brzinom od 12,5 km u sekundi. Danas se nalazi na 108,4 AJ od Sunca, a udaljava se od njega relativnom brzinom od 12,03 km/s. Fotonima sa Sunca treba preko 15 sati da udare u oklop sonde. Za dva miliona godina „Pioneer 10“ će tih kao duh proleteti na nekih 53 svetlosne godine udaljenosti od crvenog džina Aldebarana u oku sazvežđu Bika29.

Poslednji uspešan prijem telemetrije poslate sa „Desetke“ bio je 27. aprila 2002; naredni signali su bili preslabi da bi mogli biti detektovani a sadržavali su beskorisne podatke. Konačno, jedan jako slab signal je uhvaćen 23. januara 2003. godine, kada je sonda bila na preko 12 milijardi kilometara od kuće (80 AJ). Od lansiranja je proteklo tačno 11.374 dana – skoro 31 godina i 2 meseca, što je daleko prevazilazilo očekivanja Nasinih inženjera i menadžera. Svi kasniji pokušaji uspostavljanja kontakta bili su bezuspešni. Poslednji pokušaj da se veza ipak uspostavi bio je 4. marta 2006, kada se antena „Pioneera 10“ savršeno poklopila sa pravcem Zemlje, ali – odgovora nije bilo. NASA je zaključila da energetski generatori više nisu u stanju da stvore dovoljno enegrije za S-band TWT (Traveling Wave Tube) pojačavač30. U tom trenutku sonda je bila 83 puta dalja od Sunca nego Zemlja.

Ali avantura nije bila završena. Dok je sonda „Pioneer 10“ hitala ka Jupiteru, njena bliznakinja je čekala na lansirnoj rampi da poleti ka svojoj sudbini. Lansirni prozor za „Pioneer G“ bio je otvoren od 5. aprila 1973. godine od 21:00 po lokalnom vremenu. Raketa–nosač „Atlas/Centaur“ („Atlas 3D №5011D“/„Centaur D–1A“) uzletela je sa rampe 36B Cape Canaverala sutradan (02:11 UTC, tj. po Griniču), odnoseći sondu

28 U tom trenutku, „Pioneer 10“ je bio udaljen 69,419 AJ (1,03849×1010 km) od Zemlje. „Voyager 1”, sa brzinom od 17,034 km/s, i danas predstavlja rekordera u brzini beza. Prestigao je „Pioneera” brzinom od 18.000 km/h (1,06 AJ godišnje). 29 Na jednom forumu jedan je pitao Nasu kolika je šansa da na svom daljem putu „Pioneer 10“ bude pogođen nekim asteroidom. Odgovor je bio: jednak kao da neki foton bude presretnut asteroidom! Hahahaha – smešni su i jedan i drugi. 30 Čitao sam text jednog od tehničara na DSN („Slava“) koji je objasnio da povratni signal nikada nije ni krenuo sa sonde. To je objasnio prostom matematikom: u to vreme RTG su proizvodili oko 56,7 W struje, dok je za slanje poruke bilo potrebno 58,7 W.

31

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

sada nazvanu „Pioneer 11“ na trajektoriju bega od Zemlje. Sat vremena kasnije bila je očevidna silna napetost u kontroli misije jer je telemetrija javljala da se jedan od nosača RTG–a nije pravilno otvorio. Ako se to ne sanira, sonda neće moći da dobije odgovarajuću ugaonu brzinu i čitava misija bi mogla da bude dovedena u pitanje. Na sreću, problem je bio rešen kratkim uključivanjem motora sonde, čime je „poguran“ neposlušni nosač. Sonda je postavljena na orbitu 1,0 × 6,12 AJ, a 11. aprila je realizovana prva korekcija trajektorije. Misija „Pioneera 11“ nije trebala da predstavlja puku kopiju dostignuća „Pioneera 10“: sonda je trebala da iskoristi Jupiterovu gravitaciju i 1979. godine poseti daleki i nepoznati Saturn. Na taj način „Pioneer 11“ je trebalo da trasira put za buduće misije „Mariner Jupiter–Saturn“ (kasnije poznate kao „Voyager“).

Prvih godinu dana sonda je uživala u jednoličnom putovanju. 20. marta 1974. izašla je iz asteroidnog pojasa, zabeleživši samo 20 udara mikrometeoroida tokom leta (ćelije panela meteoroidnog detektora AMD „Pioneera 11“ bile su deblje nego kod „desetke“, pa je detektor bio osetljiv samo na masivnije čestice), potvrdivši time rezultate bliznakinje o (bez)opasnosti leta kroz prsten. Prateći uspešan prolet „Pioneera 10“ pored Jupitera, sonda je 19. aprila izvela tehnički isti manevar i utrošila 7,7 kg hidrazina da bi povećala brzinu za dodatnih 63,7 m/s i proletela iznad planete na triput manjoj visini od potrebne. „Pioneer 10“ je već dokazao da radijacioni pojasevi Jupitera, iako opasni, nisu fatalni za aparate ako lete pored gasovitog džina na sigurnoj udaljenosti, ali šta će se dogoditi ako zađu mnogo bliže? To nije bilo samo retoričko pitanje. Pored velikog naučnog interesa, to bi u znatnoj meri moglo da poveća efikasnost manevra gravitacione asistencije. Trebalo je što bolje se osigurati da budući „Voyageri“ ne bi doživeli neko neprijatno iznenađenje tokom njihove posete Jupiteru. Neki članovi „Amesovog“ tima koji je rukovodio misijom „Pioneera“ bili su protiv takve odluke, smatrajući da je previše riskantna i da se time ugrožava poseta Saturnu. Da bi smanjili rizik, sonda je nadletela planetu iznad polova (42.828 km iznad oblaka), smanjujući tako izlaganje opasnom zračenju najjačem na ekvatoru. Ako je „Pioneer 10“ bio prvi brod koji je posetio Jupiter, „Pioneer 11“ je bio prvi koji je video njegove polarne regione.

7. novembra 1974. „Jedanaestica“ je prešla orbitu Hadesa (Sinope) i tako zašla na teritoriju jovijanskog sistema, a 25. istog meseca utopila se u ogromnu planetnu magnetosferu. Načinivši oko dvesta fotografija Galilejevih satelita31 – istina, malo mutnih – „Pioneer 11“ je zašao iza Jupiterovog diska pre nego što je leteći po hiperboli prišao planeti u najbližoj tački. Ovog puta, prekid komunikacije se podudario sa prolaskom kroz radijacione pojaseve. U kontroli misije u Hjustonu mnogi su sa strepnjom bili ubeđeni da više nikada neće čuti signal sa sonde. „Pioneer 11“ je 4. decembra 1974. u 05:22 po našem32 proleteo iznad gustih oblaka Jupitera na svega 42.760 km, u tišini, bez ikakvog kontakta sa Zemaljskim stanicama. Veza je uspostavljena tek posle 42 minuta. Sonda je preživela stravične pojaseve zračenja dobrim delom zahvaljujući ogromnoj brzini kojom je prošišala kroz njih – ni manje ni više nego 171.000 km/h.

31 Jupiter ima najmanje 67 satelita. Prve (i najveće) otkrio je G. Galilej 1610. Najveći, Ganimed, veći je od planete Merkura. 32 Istog dana ali 54 minuta pre toga, aparat je proleteo pored Europe (586.700 km); 2:10 pre toga pored Ia (314.000 km); 7:20 pre toga (to je bio 3. april) pored Ganimeda (692.300 km).

32

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Jupiter kako je viđen sa „Pioneera 11” (NASA). Sonda je načinila detalje slike Crvene pege, poslala

prve slike polarnih regija i odredila masu meseca Callista.

Kao i njena sestra, i ova sonda je iskoristila Jupiter za promenu svoje trajektorije. Međutim, ovog puta nije uvedena u trajektoriju bega već u solarnu orbitu 3,72 × 30,14 AJ sa znatnim nagibom u odnosu na ekliptiku. Jupiter je ispalio sondu skoro u suprotnom smeru od dolazne trajektorije. Takav manevar je omogućio da „Pioneer 11“ poseti Saturn tokom 1979. godine. 2. i 18. decembra 1975. sonda je izvela dva manevra za korekciju putanje, a 26. maja 1976. još jedan. U avgustu te godine dostigla je daljinu od 150 miliona kilometara (1 AJ) od ravni ekliptike. Mnogo godina pre evropske misije „Ulysses“, možemo da kažemo da je „Pioneer 11“ postala prva kosmička letilica koja je napustila ravan u kojoj se planete kreću u Sunčevom sistemu.

33

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Trajektorije Nasinih „Pioneera 10 i 11“ (NASA).

Lepo se vidi da je posle Jupitera „Jedanaestica“ praktično odbačena „u

rikverc“, u susret Saturnu.

Putanja „Pioneera 11“ oko Jupitera (NASA).

34

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Ali naučnici još nisu bili odabrali trajektoriju leta koja će dovesti do susreta sa Saturnom. Najsmeliji su predlagali da se sonda provuče između C–prstena – najbližeg tada poznatog – i površinskih oblaka planete, dok su oni konzervativniji zagovarali da se proleti dalje, van najdaljeg A–prstena. Otkriće D–prstena, lociranog unutar C–prstena33, činilo se, zapečatilo je sudbinu „Pioneera 11“. Prolazak male letilice između prstenova i planete bio je suviše rizičan34. Ali komanda misije želela je da to potvrdi iz prve ruke. Nisu zaboravili da se isto tako govorilo i da je prolaz kroz asteroidni pojas opasan pa se ispostavilo da nije tako. S druge strane, „Voyager 2“ je trebao da proleti daleko od Saturna ukoliko želi da odleti dalje ka Uranu, opcija koju NASA još nije zvanično odobrila. Iz tog razloga, NASA je daleki fly–by videla kao dobrodošao za odluku o izvodljivosti buduće trajektorije „Voyagera 2“. Budućnost čitave ove misije ka Uranu i Neptunu zavisila je od ishoda „Pioneera 11“. Prvog novembra 1977. godine, stručnjaci tima za vođenje misije sakupili su se u Nasinom „Istraživačkom centru Ames“ i svih 14 članova sem jednog odlučili su da se rizikuje, birajući najbliže proletanje pored planete, iako su se tom rešenju protivile glavešine Nase i „Voyagrova“ ekipa iz JPL. Na pomalo neobičan način vrhuška Nase je zaobišla odluku stručnog tima i odabrala opciju proleta na većoj udaljenosti. Možda će naučni rezultati biti mršaviji i manje interesantni, ali za uzvrat misija „Voyager 2“ će najverovatnije biti odobrena. 13. jula 1978. godine „Pioneer 11“ je realizovao manevar koji ga je usmerio ka novoj tački susreta sa Saturnom.

Umetnička rekonstrukcija posete „Pioneera 11“ Saturnu (NASA).

33 C–prsten se nalazi na 14.390–31.730 km od površine oblaka, a D–prsten na 6.630–14.300 km. A–prsten je na 62.000–76.500 km. Najudaljeniji je E–prsten (120.000–420.000 km). 34 U tom trenutku, Saturn je bio udaljen preko 1.200.000.000 km od Zemlje a „rupa“ između Saturnovog prstena i njegovih oblaka je manja od 15.000 km. To bi bilo isto kao da sa udaljenosti od 100 km gađaš pleteću iglu!

35

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

27. avgusta 1979. robotska sonda je proletela na 13,7 miliona35 kilometara od Phoebe, Saturnovog najudaljenijeg satelita36, i ušla u Saturnov sistem. 31. avgusta, dok se nalazila na oko 1,5 miliona kilometara od planete, sonda je uronila u magnetosferu Saturna, beležeći prvi put direktno njegovo postojanje (mada u to niko nije ni sumnjao). Prvog septembra u 14:36 UTC „Pioneer 11“ je na sigurnoj udaljenosti presekao ravan Saturnovih prstenova a u 16:31 UTC maksimalno se približio planeti, proletevši oblake južnog pola džina na visini od 20.900 km brzinom od 114.000 km/h. U 18:24 UTC „Pioneer 11“ je ponovo presekao ravan prstenova 4.000 km od A–prstena, ovog puta u pravcu severa37. Tokom prolaska kroz ravan prstenova senzori mikrometeoroida nisu beležili porast broja pogodaka čestica prašine, a izmerene doze zračenja su bile mnogo blaže nego što se očekivalo i niže nego kod Jupitera. Sa takvim rezultatima, „Voyager 2“ je bio otvoren put ka Uranu. Nažalost, neki naučni podaci su bili nepovratno izgubljeni zbog lošeg vremena koje je vladalo u blizini velike australijske projemne antene DSS4338 u Kamberi, koja je deo Nasine internacionalne mreže DSN. Pored toga, neki podaci poslati 3. septembra imali su smetnje koje je pravio sovjetski

špijunski satelit „Koсмос 1124“, deo sistema za rano upozoravanje „Oko“, koji je iste godine lansirao Lavočkinov konstruktorski biro. Oni su takođe proizvodili i sovjetske međuplanetne sonde, te je „Космос 1124“ koristio istu frekvenciju kao i „Pioneer 11“. Ipak, poslato je ukupno 440 slika Saturna i njegovih satelita, mada se Titan video samo kao svetli kružić. Fotografije su potvrdile prisustvo tankog F-prstena i otkrile mesec Epimetheus (1979 S1), mada je njegovo prisustvo morao da potvrdi tek „Voyager 1“39. Utvrđeno je da je prosečna temperatura planete oko –180° C i da

35 „Voyager 2“ je 1981. proleteo na 2,2 mil. km od ovog 107 km velikog meseca, a „Cassini“ 2004. na samo 2.068 km i načinio čitavu mapu njegove površine. 36 Stvarno je Phoebe sto godina bio najudaljeniji mesec, ali je posle 2000. pronađeno još tridesetak još manjih i još udaljenijih satelita, a kasnije i drugi. Danas je najudaljeniji mesec Fornjot (S/2004 S 8), duplo udaljeniji od planete (24.500.000 km). 37 U nebeskoj mehanici, aparati dolaze sa jedne ili druge strane ravni planetnog prstena, jer je obično ravan njihove trajektorije nagnuta za određeni ugao naspram ravni prstena. U ovom opisanom slučaju, „Pioneer 11“ je prvi put presekao ravan prstena od severa ka jugu (to se naziva silaznim presecanjem ravni, odn. „descenting ring plane crossing“), a drugi put od juga ka severu (uzlaznim presecanjem ravni, tj. „ascenting ring plane crossing“). Satnicu čitave misije „Pioneera 11“ i prolaska pored satelita možeš da pogledaš ovde. 38 Ovaj kompleks je 13. aprila ove godine proslavio 40–godišnjicu rada! U vreme „Pioneera“ imali su prijemno–predajnički tanjir od 64 m, a za potrebe „Voyagera“ su prošireni na 70 m. To je najveća pokretna radio–antena na čitavoj južnoj polulopti. Teška je ukupno preko 4000 tona. U kompleksu ima još nekoliko manjih antena. Sve što si ikada čuo da je poletelo u kosmos koristilo je i koristi usluge Kambere. 39 Interesantno je da je „Pioneer 11“ 1. septembra 1979. fotografisao i skoro se sudario sa jednim malim satelitom, proletevši na samo par hiljada km od njega. Objekat je identifikovan kao Epimetheus, mesec otkriven dan ranije na snimcima sonde. Nakon misije „Voyagera 1“, utvrđeno je da na istoj orbiti postoje dva meseca (Epimetheus i Janus) slične veličine, što je jedinstven slučaj u solarnom

U vreme proletanja „Pioneera 11“ pored Saturna, naredne sonde „Voyager 1” i „Voyager 2” već su proletele pored Jupitera i jezdile su ka Saturnu, pa je odlučeno da „Pioneer 11” proleti kroz ravan Saturnovih prstenova na isti način kao što će to uraditi nadolazeći „Voyageri“ i tako se testira ruta. Ako tamo postoji nevidljivi prsten čestica koje bi mogle da oštete sondu, planeri misije su smatrali da je to bolje da iskusi prvo „Pioneer“. Zato je „Pioneer 11“ poslužio bukvalno kao „pionir“ u pravom smislu te reči; ako bi bila otkrivena neka opasnost, „Voyageri“ su mogli da budu usmereni na veću daljinu od prstenova, ali bi time bila izgubljena šansa da se poseti Uran i kasnije Neptun.

36

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

atmosfera ima jedva neke vidljive karakteristike, mada je, paradoksalno, sonda detektovala mnogo snažnije vetrove nego na Jupiteru.

Takođe je utvrđeno da su tamne pukotine u prstenovima zapravo svetle zone kada se gledaju pod velikim faznim uglom (naspram Sunca), otkrivajući da sadrže fini materijal koji reflektuje svetlost. Napravljene su mape magnetnog polja planete a utvrđeno je i da je Titan, mesec veličine planete, prehladan za život.

Slike Titana koje je načinio „Pioneer 11“ (NASA).

Ponešeni entuzijazmom, u to vreme se razmišljalo da se „Pioneer 11“ pošalje ka Uranu pa čak i da se ponovo vrati do Jupitera, ali iako je hidrazina bilo dovoljno NASA je procenila da su naučni instrumenti previše „izraubovani“ i da bi njihov dalji rad bio skoro nemoguć. Susret sa Saturnom dao je „Jedanaestici“ dovoljnu brzinu da pobegne iz Sunčevog sistema i tako se pridruži „Desetki“ u međuzvezdanoj odiseji, mada znatno manjom brzinom. 23. februara 1990. „Pioneer 11“ je presekao

sistemu, tako da nije sigurno sa kojim je izbegnut sudar godinu dana ranije! Istog dana, pola sata kasnije, sonda je proletela na 103.000 km od meseca Mimas.

37

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Neptunovu orbitu, postavši tako četvrta letilica koja je to uradila, posle „Pioneera 10“ i dva „Voyagera“.

Godinama nakon svojih misija dva „Pioneera“ su nastavila da rade i šalju informacije o međuplanetnom medijumu i heliosferi. Krajem septembra 1995. godine, RTG generatori su bili na kraju snaga i nekoliko instrumenata je ispalo iz pogona, te je NASA odlučila da nakon 8.211 dana vrednog rada, odn. bezmalo 22,5 godine40, okonča naučne operacije. 30. septembra konakt je izgubljen, zatekavši sondu na 6,615 milijardi kilometara od Sunca. Nikada više nije uhvaćen nikakav signal sa malog avanturiste, ali praćenje je nastavljeno. Svemirska agencija je zvanično okončala operaciju „Pioneera 11“ 31. marta 1997, dok se aparat nalazio na preko 10 milijardi km od kuće. Iako je kontakt izgubljem, NASA je uspevala da tokom sledećih godina u više navrata ulovi slabašni idntifikacioni signal. Poslednji put to se dogodilo 22. januara 2003. godine41. Tada se „Pioneer 10“ već nalazio na 12,315 milijardi kilometara od Sunca.

Trenutno, „Pioneer 11“ se nalazi na 87,987 AJ od Sunca, udaljujući se konstantnom brzinom od „svega“ 2,396 AJ godičnje od njega42.

Iako dve sonde formalno nisu napustile Sunčev sistem – to će se dogoditi kada ostave feliosferu za sobom – samo je pitanje vremena kada će se to dogoditi.

Ove godine u aprilu preživeli članovi Nasinog malog tima koji je pratio misiju „Pioneera 11“ skromno je proslavio 40 godina od lansiranja ovog patuljka od 260 kg a džina po istorijskom značaju za sve nas. Ovim textom i ja se pridružujem čestitci.

40 Planeri misija su pre lansiranja bili spremni da rad sondi od preko 21 mesec nazovu uspešnim misijama. 41 Rovareći po forumima, pronašao sam procenu kompetentnih inženjera za stanje sonde za njenu 30–godišnjicu i tamo se kaže da sigurno makar jedan instrument i dalje radi – Gajgerov cevni teleskop (GTT). Predajnik takođe ali nema dovoljno snage. Mnoga temperaturna očitavanja su „off the scale“, a dovodi za gorivo su zaleđeni, tako da nikakvo manevrisanje više ne dolazi u obzir. 42 Kažem „svega“ jer je to najsporije od svih: „Pioneer 10“ – 12,026 km/s; „Voyager 2“ – 15,424 km/s; „Voyager 1“ – 17,034 km/s; „New Horizons“ – 15,092 km/s.

38

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Trenutni položaji naših interstelarnih glasnika. U ovoj razmeri najbliža zvezda bi bila daleko 100

metara od Sunca! Ovde su detalji.

39

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Skica putanja naših sondi (NASA).

Ali ako je iko pomislio da će nakon gubitka kontakta dve sestre prestati da nam pričaju priču, nisu bili u pravu. Prava istina je da su nekoliko godina kasnije „Pioneeri“ zaigrali glavne uloge u jednom tajanstvenom filmu. Poznat pod naslovom „Pionirove anomalije“, opisivao je saznanje naučnika da su dve sonde izložene jedva primetnom ali konstantnom ubrzanju u pravcu ka Suncu od samo 80 milijarditih delova m/s [preciznije (8,47 ± 1,33) × 10–10 m/s2]. Drugim rečima, sonde su svake godine bile oko 5.000 km bliže od tačke gde bi po proračunima trebale da budu! Niko nije znao da objasni prirodu tajanstvene sile i zato su razmatrani različiti scenariji. Možda je najsmelija teorija bila ona koja je predlagala da bi trebalo ispraviti Ajnštajnovu Opštu teoriju relativiteta. Konačno, poslednjih godina je konstatovano da je krivac za anomaliju asimetrično termičko zračenje koje emituju RTG–ovi. Slabo infracrveno zračenje reflektuje se o korpus sonde izazivajući malu ali konstantnu silu. Misterija je rešena!

Možda je neko ponislio da je ova tema promakla AM – ali nije. Koga je ova misterija zagolicala neka pročita ovaj naš tekst objavljen još pre 5 godina.

Trenutno, „Pioneer 10“ juri granicom Sunčevog sistema brzinom od 12,026 km/s, prelazeći svake godine 381 milion km u pravcu nama najbližeg otvorenog jata Hyades u sazvežđu Bika. Sa druge strane, „Pioneer 11“ prelazi godišnje 359 miliona km, te je tako najsporija sonda koja trenutno putuje van granica solarnog sistema. On putuje u pravcu skoro suprotnom od svoje sestre brzinom od 11,36 km/s ka sazvežđa Scutum. Za oko 33.000 godina, „Pioneer 10“ će se naći na 3,27 sv. godina od crvenog patuljka Ross 248. Zanimljivo je da će se kroz 35.000 godina i „Pioneer 11“ naći na 2,67 sv. godina od iste zvezde. Ovaj očigledni paradoks proističe iz toga što se Ross 248 kreće u odnosu na Sunce u takvom pravcu da će se zvezda primaći „Pioneeru“ a ne obrnuto.

40

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

Čak i kada svi mi ne budemo ništa drugo do daleke uspomena, dva „Pioneera“ i dva „Voyagera će nemo kliziti hladnim i indiferentnim međuzvezdanim prostorom noseći naše poruke, dokaz da je jednom, pre mnogo eona, postojala vrsta inteligentnih majmuna na trećoj planeti od Sunca, na obodu galaksije. Vrsta koja se nije zadovoljila samo da gleda zvezde već se usudila i da zaplovi ka njima ...

EPILOG

Listajući biografiju Stiva Džobsa pročitao sam da je još od malena imao plan mesta koje treba da poseti pre smrti. Jedno od mesta u mom planu je National Air and Space Museum u Vašingtonu – tamo se nalazi većina kosmičkih letilica koje bih voleo lično da vidim. Tamo sa jednog plafona visi mala kosmička letilica. Ono što piše na pločici ispod nje je „A replica of the Pioneer 10 and 11“, ali prava istina je da je to „Pioneer H”. Treća sestra projekta „Pioneer” proizvedena je 1971. godine za Nasin „Ames Research Center” sa namerom da bude upotrebljena u mogućoj misiji van ravni ekliptike uz pomoć Jupiterove gravitacije (OOE, Out-Of-the-Ecliptic

41

D. Dragović: Odiseja sondi ’Pioneer 10 i 11’ astronomski magazin - www.astronomija.co.rs

mission), misiji koja nikada nije zaživela. Posmatrajući ga na fotografijama, mali „Pioneer H” danas možda izgleda kao zastarela i nevažna sonda. Ali nije tako. Ovaj skromni brodić je za našu civilizaciju ekvivalentan „Santa Mariji”. On je podsetnik da je pre četiri decenije lansiran prvi objekat napravljen ljudskim umom i rukama koji je savladao gravitaciju Sunca.

„Pioneer H“ u Muzeju kosmosa i vazduhoplovstva u Vašingtonu. U muzej je došao 1977. iz

Smitsonianove institucije bez RTG–a.

Reference:

• http://www.gravityassist.com/IAF2/Ref.% 202-87.pdf • http://history.nasa.gov/SP-349/ch2.htm • http://history.nasa.gov/SP-349/contents.htm • http://www.nasa.gov/centers/ames/news/2013/pioneer11-40-years.html

42