Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Pioneer 10: The Neverending Story -- začátek

Už je to třicet roků, co se do vesmíru vydala americká sonda Pioneer 10. Tento seriál je nejen malým ohlédnutím za počátkem její věčné pouti, ale též pokusem o shrnutí odkazu podivuhodné mise.

Pioneer 10 se naposledy podařilo kontaktovat v sobotu 2. března tohoto roku. Na počátku byla sekvence příkazů odeslaná prostřednictvím sedmdesátimetrové antény v kalifornském Goldstone v pátek prvního března. O 22 hodin později zachytili technici sítě Deep Space Network ve španělském Madridu patřičnou odezvu. Sonda se v té chvíli vyskytovala ve vzdálenosti 79,7 astronomické jednotky.

Podle dostupných informací je Pioneer 10 v dobrém stavu. Palubní zdroj elektrické energie dodává napětí 26 voltů, sonda je velmi chladná, na většině míst pod úrovní měřitelnosti tepelných čidel. Podařilo se také přečíst údaje z jediného vědeckého experimentu, který je ještě v provozu -- Geigerova detektoru. Jeho úkolem je monitorovat intenzitu kosmického záření a číhá na to, kdy observatoř dorazí k tzv. heliopauzey, kterou vyfukuje sluneční vítr v okolním mezihvězdném prostředí.

 

Ilustrační foto...Před startem

Poté, co byly technicky zvládnuty problémy s kosmickými výpravami k sousedním planetám, mohla NASA začít reálně uvažovat o výpravě ke vzdálenějšímu cíli -- Jupiteru. V druhé polovině 60. let dvacátého století se začalo hovořit o možnosti tzv. Velké cesty sluneční soustavou ("Grand Tour"). Předchůdcem velkých, komplexních a tedy i drahých sond pro tuto příležitost se měla stát dvojice jednodušších, mnohem levnějších průkopníků.

Program Apollo vstupoval do finále, k úsporným opatřením v kosmonautice ještě nedošlo a NASA měla vcelku volnou ruku k zahájení nových programů. Proto se rozhodla zadat projekt na sondy k Jupiteru výzkumnému středisku Ames Research Center.

Proč ne proslulým Jet Propulsion Laboratory? Tým v Ames měl bohaté zkušenosti s malými sondami Pioneer 6 až 9, které se osvědčily na meziplanetárních drahách. Naopak v lépe vybavené a rozsáhlejší JPL se soustřeďovali spíše na komplikovanější projekty -- v té době především na sérii sond typu Mariner a předpokládalo se s naprostou samozřejmostí, že budou řídit i program Voyager (což tehdy byly universální sondy pro výzkum sluneční soustavy, včetně pozdějšího Vikingu, s nímž se počítalo pro rok 1973) včetně sond pro Velkou cestu.

Bruce Murray, tehdejší šéf JPL vzpomíná, že když se roku 1970 sešel v Pasadeně tým pro upřesnění koncepce "Velké cesty", nedaleko od nich -- v Redondo Beach -- už firma TRW Inc. pracovala na letovém exempláři sondy Pioneer 10 k Jupiteru pro Ames. Na okraj poznamenávám, že Velké cestě bylo odtroubeno počátkem roku 1972 ještě dřív, než Pioneer 10 odstartoval a název Voyager přešel později na sondy Mariner/Jupiter-Saturn, které ji částečně nahradily.

Ilustrační foto...Zkrátka: "konkurenční" Ames Research Center dostalo zakázku na jednodušší sondu a naopak do pravomoci JPL byly převedeny studie na složitější sondu Pioneer/Jupiter/Orbiter, která se měla stát první družicí Jupiteru (nakonec rovněž zrušený projekt). S objednávkou studie a poté realizace prvních sond k Jupiteru se šéf Ames obrátil na firmu TRW Inc. v Kalifornii.

Mám před sebou výsledek: originál zažloutlého a již zčásti nečitelného (ale o to vzácnějšího) výtisku Final Report "Study of Pioneer Missions to Jupiter", datovaného 25. 10. 1968. Studie o rozsahu téměř 600 stran vychází z koncepcí sond Pioneer 6-9 a zkušeností s umělými družicemi, vše samozřejmě z laboratoří TRW. S ohledem na kapacitu nosné rakety byla uvažována hmotnost do 250 kilogramů, z toho cca 10 procent mělo připadat na přístroje. Klíčovou otázkou bylo, jaké zvolit zdroje energie. Uvedená studie diplomaticky nevylučuje klasické panely slunečních baterií s tím, že by ve vzdálenosti Jupiteru byly schopny produkovat maximálně 69 W (což bylo pochopitelně velmi málo). Avšak jednoznačnou přednost dává nukleárnímu zdroji a několik desítek stránek pádných argumentů nakonec zabralo.

 

Konstrukce a vybavení

Technická koncepce byla skvělá -- relativně levná a co nejjednodušší. Tak, aby bylo možno garantovat co nejdelší životnost v extrémních, v mnoha ohledech neznámých podmínkách. Počítalo se i s ochranou proti částicím kosmického prachu a zvýšené radiaci u Jupiteru -- což se ukázalo jako prozíravé. I když pak ozáření bylo několikanásobně vyšší, než se předpokládalo, přístroje to vydržely.

Charakteristickým rysem konstrukce sondy byla pevná parabolická anténa o průměru 2,74 m. Pod ní byl zavěšen přístrojový úsek ve tvaru šestibokého hranolu o výšce 0,35 metru a délce hrany 0,7 metru. K jeho jedné stěně pak byl připojen menší blok s vědeckými přístroji. Na šestimetrovém výklopném nosníku bylo umístěno čidlo magnetometru, na dvou kratších byly zavěšeny radioizotopické generátory elektrické energie.

Prosazení tohoto nukleárního zdroje energie bylo tehdy velkým krokem vpřed -- až nyní umíme docenit jeho význam. Bez něho bychom si sondu po třech desetiletích určitě nepřipomínali. Ve své studii navrhovala TRW dvě varianty, které byly dostupné. Generátor SNAP-27 byl primárně určen pro měsíční laboratoř ALSEP a jeho vývoj ještě probíhal, první exemplář SNAP-19 byl již hotov a v květnu 1968 výrobcem (Martin Marietta) expedován k montáži do meteorologické družice Nimbus B. V průběhu roku 1969 bylo rozhodnuto: energii pro Pioneery budou dodávat 4 radioizotopové termoelektrické generátory SNAP-19. Teplo, uvolňované rozpadem plutonia-238 se přeměňuje polovodičovými termočlánky (PbTe/slitina Te, Ag, Ge a Sb) na stejnosměrný proud, který je čtyřmi měniči převáděn na střídavý proud, poté transformován a nakonec usměrněn na stejnosměrné napětí 28 V. Počáteční výkon byl 155 W, u Jupiteru 140 W a po pěti letech služby měl poklesnout na 100 W.

Ilustrační foto...

Malým zázrakem se jeví zdvojený telekomunikační systém s permaktrony o výkonu jen 8 W, pracující v pásmu S (tj. 13 cm, 2,110/2,292 GHz). Vysílače i přijímače bylo možné přepojit povelem ze Země a poprvé tu bylo použito nouzového přepojení -- v případě, že povelový přijímač po jistou dobu nepředal palubnímu počítači žádnou zachycenou zprávu byl automaticky zapojen záložní přijímač. Povely se na sondu vysílají rychlostí 1 bit/s (povelový systém byl schopen zpracovávat 73 různých povelů pro vědecké přístroje a 149 pro vnitřní systémy sondy), informace ze sondy se vysílaly jednou z osmi rychlostí v rozsahu 16 - 2048 bit/s (dávno už samozřejmě jsme na spodní hranici).

Rotací stabilizovaná sonda o celkové hmotnosti 259 kg nesla 27 kg paliva pro tři páry raketových motorků ke korekcím dráhy, orientaci a stabilizaci v prostoru a dále 33 kg vědecké aparatury -- 11 přístrojů se spotřebou jen 24 W pro výzkum Jupiteru, měření magnetických polí, slunečního větru, kosmického záření a kosmického prachu.

Následující přehled uvádí přístroje v pořadí, jak byla ukončena jejich činnost:

  • čtyři Ritchey-Chretienovy dalekohledy (neskanovací) pro detekci meteoroidů a příp. planetek (vypověděly poslušnost jako první hned po průletu kolem Jupiteru v prosinci 1973);
  • trojosý héliový magnetometr s citlivostí 2,5 nT (selhal v říjnu 1975);
  • dvoukanálový infračervený radiometr (14 – 25 a 19- 56 mikrometrů) selhal v lednu 1976;
  • impaktní plynový detektor mikrometeorických částic o hmotnosti až do 1 nanogramu (vypojen v říjnu 1980 vzhledem k tomu, že při nízké teplotě přestal být citlivý);
  • rastrující fotopolarimetr pro pořizování snímků Jupiteru a zodiakálního světla ve dvou barevných kanálech (390 - 490 nm a 580 - 700 nm). Sonda neměla možnost tříosé orientace v prostoru a proto se k vytvoření obrazu využívalo rotace sondy a natáčení senzoru vůči ose rotace. Přicházející světlo se štěpilo polarizačním hranolem a dva takto získané paprsky procházely dvěma barevnými filtry -- červeným a modrým -- a poté byly registrovány citlivými fotonásobiči. Výsledný barevný obraz byl získán až v pozemských počítačích přidáním doplňkové barvy. V říjnu 1991 se na aparatuře projevily první mechanické závady, ale vypojen byla až v říjnu 1993 z úsporných důvodů.
  • soubor 5 detektorů pro registraci nabitých částic (radiační pásy Jupiteru, kosmického záření) byl vypojen v listopadu 1993 z úsporných důvodů;
  • analyzátor plazmatu, byl vypojen v září 1995 z úsporných důvodů;
  • ultrafialový fotometr (20 - 80 nm); vypojen z úsporných důvodů v období 1996-98;
  • Ilustrační foto...soubor 3 polovodičových detektorů kosmického záření; totéž
  • detektory pro měření složení a energetického spektra nabitých částic -- hlavní teleskop registroval protony o energiích 3 -- 68 MeV a byl schopen rozlišit prvky od vodíku až po kyslík. Zařízení bylo vypojeno až r. 1999 z úsporných důvodů,
  • teleskop Geigerových-Müllerových počítačů pro měření kosmického záření o hmotnosti 1,64 kg. Sestává ze sedmi malých Geigerových trubic (skleněných, plněných plynem), registrujících intenzitu, energetické spektrum a úhlové rozložení protonů o energiích nad 5 MeV a elektronů nad 40 keV. Aparatura University of Iowa je od srpna 2000 posledním fungujícím vědeckým zařízením na sondě a její příběh by si zasloužil literární zpracování. Byla postavena a využívána týmem prof. J. van Allena, který podobným přístrojem na první americké družici Explorer 1 objevil roku 1958 pásy zvýšené radiace kolem Země. Až do léta 1998 dostával pan profesor, kterému je už 86 let (narozen 1914), pravidelně každých 14 dní záznamy měření o celkové délce nejméně čtyři hodiny! Měření však pokračovala sporadicky dál, např. za období od 28. 4. do 19. 5. 2001 byla získána data v čistém čase dvou hodin -- od srpna 2000 výrazně poklesla intenzita kosmického záření a je nyní na úrovni 77 % maxima z přelomu let 1998-99. Pioneer 10 tedy zůstává dosud pod primárním vlivem sluneční aktivity.
  • (pokračování)

    Marcel Grün

     IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Výtrysk!
Ilustrační foto...
Zápisky z CERNU -- díl pátý (poslední)
Ilustrační foto...
Ernesto a John
Ilustrační foto...
Iridium stále žije
Ilustrační foto...
Nový model Mléčné dráhy
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691