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Pionero 11

La sonda espacial robótica Pioneer 11 (también conocida como Pioneer G )fue lanzada el 5 de abril de 1973 para estudiar el cinturón de asteroides ,el entorno alrededor de Júpiter y Saturno , el viento solar y los rayos cósmicos . [2] Fue la primera sonda en encontrarse con Saturno , la segunda en atravesar el cinturón de asteroides y la segunda en pasar por Júpiter . Más tarde, la Pioneer 11 se convirtió en el segundo de cinco objetos artificiales en alcanzar una velocidad de escape que le permitiera abandonar el Sistema Solar . Debido a las limitaciones de potencia y la gran distancia hasta la sonda, el último contacto de rutina con la nave espacial fue el 30 de septiembre de 1995, y los últimos datos de ingeniería buenos se recibieron el 24 de noviembre de 1995. [3]

Antecedentes de la misión

Historia

Aprobadas en febrero de 1969, la Pioneer 11 y su sonda gemela, la Pioneer 10 , fueron las primeras en diseñarse para explorar el Sistema Solar exterior . Tras múltiples propuestas a lo largo de la década de 1960, los primeros objetivos de la misión se definieron como:

La planificación posterior de un encuentro con Saturno añadió muchos más objetivos:

La Pioneer 11 fue construida por TRW y administrada como parte del programa Pioneer por el Centro de Investigación Ames de la NASA . [3] Una unidad de respaldo, la Pioneer H , está actualmente en exhibición en la exhibición "Hitos del vuelo" en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, DC. [4] Muchos elementos de la misión demostraron ser críticos en la planificación del programa Voyager . [5]

Diseño de naves espaciales

El bus Pioneer 11 mide 36 centímetros (14 pulgadas) de profundidad y seis paneles de 76 centímetros (30 pulgadas) de largo que forman la estructura hexagonal. El bus alberga el propulsor para controlar la orientación de la sonda y ocho de los doce instrumentos científicos. La nave espacial tiene una masa de 259 kilogramos. [6]

Control de actitud y propulsión

La orientación de la nave espacial se mantuvo con seis propulsores monopropulsados ​​de hidracina de 4,5 N [7] : el par uno mantiene una velocidad de giro constante de 4,8 rpm , el par dos controla el empuje hacia adelante, el par tres controla la actitud. La información para la orientación se proporciona realizando maniobras de escaneo cónico para rastrear la Tierra en su órbita, [8] un sensor estelar capaz de hacer referencia a Canopus y dos sensores solares . [9]

Comunicaciones

La sonda espacial incluye un sistema redundante de transceptores , uno conectado a la antena de alta ganancia , el otro a una antena omnidireccional y una antena de ganancia media. Cada transceptor tiene 8 vatios y transmite datos a través de la banda S utilizando 2110 MHz para el enlace ascendente desde la Tierra y 2292 MHz para el enlace descendente a la Tierra con la Red de Espacio Profundo rastreando la señal. Antes de transmitir datos, la sonda utiliza un codificador convolucional para permitir la corrección de errores en los datos recibidos en la Tierra. [10]

Fuerza

SNAP-19 RTG en una réplica Pioneer 10/11
La Pioneer 11 utiliza cuatro generadores termoeléctricos de radioisótopos SNAP-19 (RTG) ( ver diagrama ). Están ubicados en dos vigas de tres varillas, cada una de 3 metros (9 pies 10 pulgadas) de largo y separadas 120 grados. Se esperaba que esta fuera una distancia segura de los sensibles experimentos científicos que se llevaban a bordo. Combinados, los RTG proporcionaron 155 vatios en el lanzamiento y se redujeron a 140 W en tránsito a Júpiter. La nave espacial requiere 100 W para alimentar todos los sistemas. [11]

Computadora

Gran parte de los cálculos de la misión se realizaron en la Tierra y se transmitieron a la sonda, donde esta puede retener en la memoria hasta cinco comandos de los 222 posibles que pueden introducir los controladores de tierra. La nave espacial incluye dos decodificadores de comandos y una unidad de distribución de comandos, una forma muy limitada de procesador, para dirigir las operaciones en la nave espacial. Este sistema requiere que los operadores de la misión preparen los comandos mucho antes de transmitirlos a la sonda. Se incluye una unidad de almacenamiento de datos para registrar hasta 6.144 bytes de información recopilada por los instrumentos. A continuación, se utiliza la unidad de telemetría digital para preparar los datos recopilados en uno de los trece formatos posibles antes de transmitirlos de vuelta a la Tierra. [12]

Instrumentos científicos

El Pioneer 11 tiene un instrumento adicional más que el Pioneer 10 , un magnetómetro de compuerta de flujo. [13]

Perfil de la misión

Lanzamiento del Pioneer 11 desde el complejo de lanzamiento espacial 36A
El Pioneer 11 despega desde el complejo de lanzamiento 36A .

Lanzamiento y trayectoria

La sonda Pioneer 11 fue lanzada el 6 de abril de 1973 a las 02:11:00 UTC por la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 36A en Cabo Cañaveral (Florida) a bordo de un vehículo de lanzamiento Atlas-Centaur , con un módulo de propulsión Star-37E . Su sonda gemela, Pioneer 10 , había sido lanzada el 3 de marzo de 1972.

El Pioneer 11 fue lanzado en una trayectoria dirigida directamente a Júpiter sin ninguna asistencia gravitacional previa. [27] En mayo de 1974, el Pioneer fue reorientado para volar más allá de Júpiter en una trayectoria norte-sur, lo que permitió un sobrevuelo de Saturno en 1979. La maniobra utilizó 17 libras (7,7 kilogramos) de propulsor, duró 42 minutos y 36 segundos y aumentó la velocidad del Pioneer 11 en 230 km/h. [28] También realizó dos correcciones a mitad de curso, el 11 de abril de 1973 y el 7 de noviembre de 1974. [1]

Encuentro con Júpiter

La sonda Pioneer 11 sobrevoló Júpiter en noviembre y diciembre de 1974. Durante su aproximación más cercana, el 2 de diciembre, pasó a 42.828 kilómetros (26.612 mi) por encima de las cimas de las nubes. La sonda obtuvo imágenes detalladas de la Gran Mancha Roja , transmitió las primeras imágenes de las inmensas regiones polares y determinó la masa de la luna de Júpiter, Calisto . Utilizando la atracción gravitatoria de Júpiter, se utilizó una asistencia gravitatoria para alterar la trayectoria de la sonda hacia Saturno y ganar velocidad. El 16 de abril de 1975, tras el encuentro con Júpiter, se apagó el detector de micrometeoroides. [1]

Medios relacionados con el encuentro de la sonda Pioneer 11 con Júpiter en Wikimedia Commons

Encuentro con Saturno

La Pioneer 11 pasó por Saturno el 1 de septiembre de 1979, a una distancia de 21.000 kilómetros (13.000 millas) de las cimas de las nubes de Saturno.

En ese momento, las Voyager 1 y Voyager 2 ya habían pasado por Júpiter y también se dirigían a Saturno, por lo que se decidió que la Pioneer 11 pasara por el plano de los anillos de Saturno en la misma posición que las sondas Voyager que pronto llegarían utilizarían para probar la ruta antes de que llegaran las Voyager. Si había partículas débiles en los anillos que pudieran dañar una sonda en esa zona, los planificadores de la misión pensaron que era mejor conocerlas a través de la Pioneer. De este modo, la Pioneer 11 estaba actuando como una "pionera" en el verdadero sentido de la palabra; si se detectaba algún peligro, las sondas Voyager podrían ser desviadas más lejos de los anillos, pero perdiendo la oportunidad de visitar Urano y Neptuno en el proceso.

La Pioneer 11 fotografió (y casi chocó) con una de las lunas pequeñas de Saturno, pasando a una distancia de no más de 4000 kilómetros (2500 mi). El objeto fue identificado provisionalmente como Epimeteo , una luna descubierta el día anterior a partir de las imágenes de la Pioneer , y sospechada a partir de observaciones anteriores con telescopios terrestres. Después de los sobrevuelos de la Voyager , se supo que hay dos lunas de tamaño similar (Epimeteo y Jano ) en la misma órbita, por lo que existe cierta incertidumbre sobre cuál fue el objeto del casi choque de la Pioneer. La Pioneer 11 se encontró con Jano el 1 de septiembre de 1979, a las 14:52  UTC , a una distancia de 2500 km (1600 mi). A las 16:20 UTC del mismo día, la Pioneer 11 se encontró con Mimas a una distancia de 103 000 km (64 000 mi).

Además de Epimeteo, los instrumentos localizaron otra pequeña luna no descubierta anteriormente y un anillo adicional, cartografiaron la magnetosfera y el campo magnético de Saturno y descubrieron que su luna del tamaño de un planeta, Titán , es demasiado fría para la vida. Pasando por debajo del plano de los anillos, la sonda envió imágenes de los anillos de Saturno. Los anillos, que normalmente parecen brillantes cuando se observan desde la Tierra, aparecieron oscuros en las imágenes de la Pioneer, y los espacios oscuros en los anillos vistos desde la Tierra aparecieron como anillos brillantes.

Medios relacionados con el encuentro de la sonda Pioneer 11 con Saturno en Wikimedia Commons

Misión interestelar

El 25 de febrero de 1990, la Pioneer 11 se convirtió en el cuarto objeto creado por el hombre en pasar más allá de la órbita de los planetas. [29]

En 1995, la Pioneer 11 ya no podía alimentar ninguno de sus detectores, por lo que se tomó la decisión de apagarla. [30] El 29 de septiembre de 1995, el Centro de Investigación Ames de la NASA , responsable de la gestión del proyecto, emitió un comunicado de prensa que comenzaba: "Después de casi 22 años de exploración hasta los confines más lejanos del Sistema Solar, una de las misiones espaciales más duraderas y productivas de la historia llegará a su fin". Indicó que la NASA utilizaría sus antenas de la Red de Espacio Profundo para escuchar "una o dos veces al mes" la señal de la nave espacial, hasta "algún momento a fines de 1996" cuando "su transmisor se silenciará por completo". El administrador de la NASA, Daniel Goldin, caracterizó a la Pioneer 11 como "la pequeña nave espacial que pudo, un venerable explorador que nos ha enseñado mucho sobre el Sistema Solar y, al final, sobre nuestro propio impulso innato de aprender. La Pioneer 11 es de lo que se trata la NASA: exploración más allá de la frontera". [31] Además de anunciar el fin de las operaciones, el despacho proporcionó una lista histórica de los logros de la misión Pioneer 11 .

La NASA interrumpió el contacto rutinario con la nave espacial el 30 de septiembre de 1995, pero continuó haciendo contacto durante aproximadamente dos horas cada dos a cuatro semanas. [30] Los científicos recibieron unos minutos de buenos datos de ingeniería el 24 de noviembre de 1995, pero luego perdieron el contacto final una vez que la Tierra salió del campo de visión de la antena de la nave espacial. [1] [32]

Cronología

Velocidad y distancia del sol de los Pioneer 10 y 11
Posiciones heliocéntricas de las cinco sondas interestelares (cuadrados) y otros cuerpos (círculos) hasta 2020, con fechas de lanzamiento y sobrevuelo. Los marcadores indican las posiciones el 1 de enero de cada año, y cada quinto año está etiquetado.
El gráfico 1 se ve desde el polo norte de la eclíptica , a escala.
Los gráficos 2 a 4 son proyecciones de tercer ángulo a una escala del 20%.
En el archivo SVG, pase el cursor sobre una trayectoria u órbita para resaltarla y sus lanzamientos y sobrevuelos asociados.

Estado actual

Debido a las limitaciones de potencia y la gran distancia hasta la sonda, el último contacto de rutina con la nave espacial fue el 30 de septiembre de 1995, y los últimos datos de ingeniería buenos se recibieron el 24 de noviembre de 1995. [3] [1]

Al 24 de junio de 2024, se estima que Pioneer 11 se encuentra a 113,121 UA (16,9227 mil millones de km; 10,5153 mil millones de mi) de la Tierra y a 114,089 UA (17,0675 mil millones de km; 10,6052 mil millones de mi) del Sol. Viajaba a 11,155 km/s (40,160 km/h; 24,950 mph) con respecto al Sol y viajaba hacia afuera a aproximadamente 2,35 UA por año. [35] [36] La nave espacial se dirige en dirección a la constelación de Scutum cerca de la posición actual (junio de 2024) RA 18h 54m dec -8° 46' ( J2000.0 ), cerca de Messier 26 . En 928.000 años, pasará a 0,25 parsecs (0,82 años luz ) de la enana K TYC 992-192-1 [37] y pasará cerca de la estrella Lambda Aquilae en unos cuatro millones de años. [38]

La Pioneer 11 ha sido superada por las dos sondas Voyager lanzadas en 1977. La Voyager 1 se ha convertido en el objeto más distante construido por humanos y seguirá siéndolo en el futuro previsible, ya que ninguna sonda lanzada desde la Voyager tiene la velocidad para superarla. [39]

Anomalía pionera

El análisis de los datos de seguimiento de radio de las naves espaciales Pioneer 10 y 11 a distancias entre 20 y 70 UA del Sol había indicado consistentemente la presencia de una pequeña pero anómala deriva de frecuencia Doppler . La deriva puede interpretarse como debida a una aceleración constante de (8,74 ± 1,33) × 10 −10 m/s2 dirigida hacia el Sol. Aunque se sospechaba que existía un origen sistemático para el efecto, no se encontró ninguno. Como resultado, ha habido un interés sostenido en la naturaleza de esta denominada " anomalía Pioneer ". [40] El análisis extendido de los datos de la misión por Slava Turyshev y colegas determinó que la fuente de la anomalía era la radiación térmica asimétrica y la fuerza de retroceso térmico resultante que actúa sobre la cara de las Pioneer alejadas del Sol. [41] [42]

Placa pionera

Placa pionera

Tanto la Pioneer 10 como la 11 llevan una placa de aluminio anodizado dorado para el caso de que formas de vida inteligentes de otros sistemas planetarios encuentren alguna vez alguna de las naves espaciales. Las placas muestran las figuras desnudas de un hombre y una mujer junto con varios símbolos diseñados para brindar información sobre el origen de la nave espacial. [43]

Conmemoración

En 1991, la Pioneer 11 fue homenajeada en uno de los 10 sellos del Servicio Postal de los Estados Unidos que conmemoraban las naves espaciales no tripuladas que exploraron cada uno de los entonces nueve planetas y la Luna. La Pioneer 11 fue la nave espacial que apareció junto a Júpiter. Plutón figuraba como "Aún no explorado". [44]

Galería

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefg «Pioneer 11 - NASA Science». science.nasa.gov . NASA . Consultado el 1 de diciembre de 2022 .
  2. ^ desde Fimmel, Swindell y Burgess 1974, pág. 19.
  3. ^ abc "Las misiones pioneras". nasa.gov . NASA / Ames . 27 de marzo de 2007. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2021 . Consultado el 3 de marzo de 2015 .
  4. ^ "Hitos del vuelo". Museo Nacional del Aire y del Espacio del Instituto Smithsoniano . Archivado desde el original el 15 de abril de 2012. Consultado el 8 de febrero de 2011 .
  5. ^ Burrows 1990, págs. 266-268.
  6. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, pág. 42.
  7. ^ Mark Wade. "Pioneer 10-11". Enciclopedia Astronautica . Consultado el 8 de febrero de 2011 .
  8. ^ "Pioneer 11". Enciclopedia espacial Weebau . 9 de noviembre de 2010. Consultado el 12 de enero de 2012 .
  9. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, págs. 42-43.
  10. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, pág. 43.
  11. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, págs. 44-45.
  12. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, pág. 38.
  13. ^ "Pioneer 10 y 11". Vistas del Sistema Solar . Consultado el 20 de diciembre de 2018 .
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  30. ^ ab "Adiós a un pionero". Science News . Vol. 148, núm. 16. Society for Science . 14 de octubre de 1995. pág. 250. JSTOR  4018121.
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  33. ^ Fimmel, Swindell y Burgess 1974, págs. 61–94.
  34. ^ Daniel Muller. «Cronología completa de la misión Pioneer 11». Simulaciones e información sobre vuelos espaciales en tiempo real . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. Consultado el 9 de enero de 2011 .
  35. ^ "Nave espacial escapando del Sistema Solar". Heavens Above . Consultado el 24 de agosto de 2022 .
  36. ^ "Pioneer 11 - Posición en vivo". www.theskylive.com . Consultado el 19 de julio de 2015 .
  37. ^ CAL Bailer-Jones; D. Farnocchia (3 de abril de 2019). "Futuros vuelos estelares de las naves espaciales Voyager y Pioneer". Notas de investigación de la AAS . 3 (4): 59. arXiv : 1912.03503 . Bibcode :2019RNAAS...3...59B. doi : 10.3847/2515-5172/ab158e . S2CID  134524048.
  38. ^ "El hardware que abandona el sistema solar: ¿dónde se encuentra ahora?". DK Eyewitness - Enciclopedia del espacio y el universo . 2001. ISBN 978-0-789-40881-5.
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  40. ^ Robert Roy Britt (18 de octubre de 2004). "El problema de la gravedad: una nueva misión podría investigar un extraño enigma". Space.com . Consultado el 7 de junio de 2011 .
  41. ^ "¡Anomalía pionera resuelta!". The Planetary Society . Archivado desde el original el 22 de abril de 2012. Consultado el 20 de abril de 2012 .
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  44. ↑ Syd Kronish (27 de octubre de 1991). «Space Launches are Featured» (Los lanzamientos espaciales son destacados) . The Index Journal . Carolina del Sur, EE. UU., pág. 21. Consultado el 5 de diciembre de 2017 , a través de Newspapers.com.

Bibliografía

Enlaces externos

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