Pionero 11 -Pioneer 11
Tipo de misión | Exploración planetaria y de heliosfera |
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Operador | NASA / ARC |
ID COSPAR | 1973-019A |
SATCAT no. | 6421 |
Sitio web |
Sitio web del Proyecto Pioneer (archivado) Página del archivo de la NASA |
Duración de la misión | 22 años, 5 meses, 25 días |
Propiedades de la nave espacial | |
Fabricante | TRW |
Masa de lanzamiento | 260 kilogramos (570 lb) |
Poder | 155 vatios (en el lanzamiento) |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 5 de abril de 1973, 02:11:00 UTC |
Cohete | Atlas SLV-3D Centaur-D1A Star-37E |
Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral LC-36B |
Fin de la misión | |
Ultimo contacto | 30 de septiembre de 1995 |
Sobrevuelo de Júpiter | |
Acercamiento más cercano | 3 de diciembre de 1974 |
Distancia | 43.000 kilómetros (27.000 millas) |
Sobrevuelo de Saturno | |
Acercamiento más cercano | 1 de septiembre de 1979 |
Distancia | 21.000 kilómetros (13.000 millas) |
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Pioneer 11 (también conocida como Pioneer G ) es una sonda espacial robótica de 260 kilogramos (570 libras)lanzada por la NASA el 5 de abril de 1973 para estudiar el cinturón de asteroides , el entorno alrededor de Júpiter y Saturno , los vientos solares y los rayos cósmicos . Fue la primera sonda en encontrar Saturno , la segunda en volar a través del cinturón de asteroides y la segunda en volar por Júpiter . Más tarde, Pioneer 11 se convirtió en el segundo de cinco objetos artificiales en alcanzar una velocidad de escape que le permitía salir del Sistema Solar . Debido a las limitaciones de energía y la gran distancia a la sonda, el último contacto de rutina con la nave espacial fue el 30 de septiembre de 1995, y los últimos buenos datos de ingeniería se recibieron el 24 de noviembre de 1995.
Antecedentes de la misión
Historia
Aprobado en febrero de 1969, Pioneer 11 y su sonda gemela, Pioneer 10 , fueron los primeros en ser diseñados para explorar el Sistema Solar exterior . Cediendo a múltiples propuestas a lo largo de la década de 1960, los primeros objetivos de la misión se definieron como:
- Explore el medio interplanetario más allá de la órbita de Marte
- Investigue la naturaleza del cinturón de asteroides desde el punto de vista científico y evalúe el posible peligro del cinturón para las misiones a los planetas exteriores.
- Explore el entorno de Júpiter .
La planificación posterior para un encuentro con Saturno agregó muchos más objetivos:
- Mapee el campo magnético de Saturno y determine su intensidad, dirección y estructura.
- Determine cuántos electrones y protones de diversas energías se distribuyen a lo largo de la trayectoria de la nave espacial a través del sistema de Saturno.
- Mapee la interacción del sistema de Saturno con el viento solar .
- Mide la temperatura de la atmósfera de Saturno y la de Titán, el satélite más grande de Saturno.
- Determine la estructura de la atmósfera superior de Saturno donde se espera que las moléculas estén cargadas eléctricamente y formen una ionosfera.
- Mapee la estructura térmica de la atmósfera de Saturno mediante observaciones infrarrojas junto con datos de radio ocultación .
- Obtenga imágenes de exploración de espín del sistema de Saturno en dos colores durante la secuencia de encuentro y las mediciones de polarimetría del planeta.
- Sondea el sistema de anillos y la atmósfera de Saturno con ocultación de radio en banda S.
- Determine con mayor precisión las masas de Saturno y sus satélites más grandes mediante observaciones precisas de los efectos de sus campos gravitacionales sobre el movimiento de la nave espacial.
- Como precursor de la misión Mariner Júpiter / Saturno , verifique el entorno del plano del anillo para averiguar dónde puede ser atravesado con seguridad por la nave espacial Mariner sin daños graves.
Pioneer 11 fue construido por TRW y administrado como parte del programa Pioneer por el Centro de Investigación Ames de la NASA . Una unidad de respaldo, Pioneer H , se exhibe actualmente en la exhibición "Milestones of Flight" en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, DC Muchos elementos de la misión demostraron ser críticos en la planificación del programa Voyager .
Diseño de naves espaciales
El autobús Pioneer 11 mide 36 centímetros (14 pulgadas) de profundidad y con seis paneles de 76 centímetros de largo (30 pulgadas) que forman la estructura hexagonal. El autobús alberga propulsor para controlar la orientación de la sonda y ocho de los doce instrumentos científicos. La nave espacial tiene una masa de 259 kilogramos.
Control de actitud y propulsión
- Orientación de la nave espacial se mantuvo con seis 4.5- N , hidrazina monopropelentes propulsores: par uno mantiene una constante spin-velocidad de 4,8 rpm , par dos controles el empuje hacia adelante, par tres controles de actitud. La información para la orientación se proporciona mediante la realización de maniobras de exploración cónicas para rastrear la Tierra en su órbita, un sensor de estrellas capaz de hacer referencia a Canopus y dos sensores solares .
Comunicaciones
- La sonda espacial incluye un sistema de transceptores redundantes , uno conectado a la antena de alta ganancia y el otro a una omni-antena y una antena de ganancia media. Cada transceptor es de 8 vatios y transmite datos a través de la banda S usando 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.
Poder
- Pioneer 11 usa cuatro generadores termoeléctricos de radioisótopos SNAP-19 (RTG) ( ver diagrama ). Se colocan en dos armaduras de tres varillas, cada una de 3 metros (9 pies 10 pulgadas) de largo y 120 grados de distancia. Se esperaba que estuviera a una distancia prudencial de los sensibles experimentos científicos que se llevaban a bordo. Combinados, los RTG proporcionaron 155 vatios en el lanzamiento y decayeron a 140 W en tránsito a Júpiter. La nave espacial requiere 100 W para alimentar todos los sistemas.
Computadora
- Gran parte del cálculo de la misión se realizó en la Tierra y se transmitió a la sonda, donde es capaz de retener en la memoria hasta cinco comandos de las 222 entradas posibles de los controladores terrestres. 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. La unidad de telemetría digital se utiliza para preparar los datos recopilados en uno de los trece formatos posibles antes de transmitirlos a la Tierra.
Instrumentos cientificos
Pioneer 11 tiene un instrumento adicional más que Pioneer 10, un magnetómetro de puerta de flujo.
Magnetómetro de vector de helio ( HVM ) | |
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Mide la estructura fina del campo magnético interplanetario, mapea el campo magnético joviano y proporciona mediciones del campo magnético para evaluar la interacción del viento solar con Júpiter.
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Quadrispherical plasma Analizador | |
Mire a través de un agujero en la gran antena en forma de plato para detectar partículas del viento solar que se originan en el Sol.
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Instrumento de partículas cargadas ( CPI ) | |
Detecta rayos cósmicos en el Sistema Solar.
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Telescopio de rayos cósmicos ( CRT ) | |
Recopila datos sobre la composición de las partículas de rayos cósmicos y sus rangos de energía.
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Telescopio de tubo Geiger ( GTT ) | |
Examina las intensidades, espectros de energía y distribuciones angulares de electrones y protones a lo largo de la trayectoria de la nave espacial a través de los cinturones de radiación de Júpiter y Saturno.
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Detector de radiación atrapada ( TRD ) | |
Incluye un contador Cerenkov desenfocado que detecta la luz emitida en una dirección particular a medida que las partículas lo atraviesan registrando electrones de energía, 0,5 a 12 MeV , un detector de dispersión de electrones para electrones de energía, 100 a 400 keV y un detector de ionización mínima que consta de un diodo de estado sólido que mide partículas ionizantes mínimas (<3 MeV) y protones en el rango de 50 a 350 MeV.
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Detectores de meteoritos | |
Doce paneles de detectores de celda presurizada montados en la parte posterior de la antena parabólica principal registran los impactos penetrantes de pequeños meteoroides.
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Detector de asteroides / meteoritos ( AMD ) | |
El detector de meteoritos y asteroides mira al espacio con cuatro telescopios sin imágenes para rastrear partículas que van desde partículas de polvo cercanas hasta grandes asteroides distantes.
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Fotómetro ultravioleta | |
La luz ultravioleta se detecta para determinar las cantidades de hidrógeno y helio en el espacio y en Júpiter y Saturno.
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Fotopolarímetro de imágenes ( IPP ) | |
El experimento de imágenes se basa en el giro de la nave espacial para barrer un pequeño telescopio a través del planeta en franjas estrechas de solo 0.03 grados de ancho, mirando al planeta con luz roja y azul. Luego, estas tiras se procesan para crear una imagen visual del planeta.
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Radiómetro infrarrojo | |
Proporciona información sobre la temperatura de las nubes y la salida de calor de Júpiter y Saturno.
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Magnetómetro de compuerta de flujo triaxial | |
Mide los campos magnéticos de Júpiter y Saturno. Este instrumento no se incluye en el Pioneer 10 .
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Perfil de la misión
Cronología del viaje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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 Aeronáutica y del Espacio 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 un año antes, el 3 de marzo de 1972.
El Pioneer 11 se lanzó en una trayectoria dirigida directamente a Júpiter sin ninguna ayuda gravitacional previa. En mayo de 1974, Pioneer fue reorientado para volar más allá de Júpiter en una trayectoria norte-sur que permitió un sobrevuelo de Saturno en 1979. La maniobra usó 17 libras de propulsor, duró 42 minutos y 36 segundos y aumentó la velocidad del Pioneer 11 en 230 km / h. También hizo dos correcciones a mitad de camino, el 11 de abril de 1973 y el 7 de noviembre de 1974.
Encuentro con Júpiter
El Pioneer 11 sobrevoló Júpiter en noviembre y diciembre de 1974. Durante su aproximación más cercana, el 2 de diciembre, pasó 42.828 kilómetros (26.612 millas) por encima 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 Calisto, la luna de Júpiter . Utilizando la atracción gravitacional de Júpiter, se utilizó una asistencia de gravedad 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.
La Gran Mancha Roja fotografiada por Pioneer 11
Encuentro con Saturno
El Pioneer 11 pasó por Saturno el 1 de septiembre de 1979, a una distancia de 21.000 km de las cimas de las nubes de Saturno.
En ese momento, la Voyager 1 y la Voyager 2 ya habían pasado por Júpiter y también estaban en camino a Saturno, por lo que se decidió apuntar al Pioneer 11 para pasar a través del plano del anillo de Saturno en la misma posición que usarían las sondas de la Voyager. para probar la ruta antes de que llegaran los Voyager. Si había partículas de anillo débiles que pudieran dañar una sonda en esa área, los planificadores de la misión sintieron que era mejor aprender sobre ello a través de Pioneer. Por lo tanto, Pioneer 11 estaba actuando como un "pionero" en el verdadero sentido de la palabra; si se detectaba peligro, las sondas Voyager podrían desviarse más lejos de los anillos, pero perdiendo la oportunidad de visitar Urano y Neptuno en el proceso.
Pioneer 11 tomó imágenes y casi chocó con una de las lunas pequeñas de Saturno, pasando a una distancia de no más de 4.000 kilómetros (2.500 millas). El objeto fue identificado tentativamente como Epimeteo , una luna descubierto el día anterior de Pioneer ' de imágenes s, y sospechaba de las observaciones anteriores por los 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 accidente de Pioneer. El Pioneer 11 se encontró con Janus el 1 de septiembre de 1979 a las 14:52 UTC a una distancia de 2500 km y Mimas a las 16:20 UTC el mismo día a las 103000 km.
Además de Epimeteo, los instrumentos localizaron otra pequeña luna no descubierta previamente y un anillo adicional, trazaron la magnetosfera y el campo magnético de Saturno y encontraron que su luna del tamaño de un planeta, Titán , era demasiado fría para la vida. A toda velocidad 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 Pioneer, y los huecos oscuros en los anillos vistos desde la Tierra aparecieron como anillos brillantes.
Misión interestelar
El 25 de febrero de 1990, Pioneer 11 se convirtió en el cuarto objeto creado por el hombre en pasar más allá de la órbita de los planetas.
NASA finaliza operaciones
Para 1995, Pioneer 11 ya no podía alimentar ninguno de sus detectores, por lo que se tomó la decisión de apagarlo. 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 decía: "Después de casi 22 años de exploración hasta los confines del Sistema Solar, una de las misiones espaciales más duraderas y productivas. en la historia llegará a su fin ". Indicó que la NASA usaría 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. Pioneer 11 es lo que la NASA es sobre - exploración más allá de la frontera ". Además de anunciar el final de las operaciones, el envío proporcionó una lista histórica de los logros de la misión Pioneer 11 .
La NASA terminó el contacto de rutina con la nave espacial el 30 de septiembre de 1995, pero continuó haciendo contacto durante aproximadamente 2 horas cada 2 a 4 semanas. 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 se movió fuera de la vista de la antena de la nave espacial. La señal de Pioneer 10 se volvió demasiado débil para escucharla en 2002.
Estado actual
El 30 de enero de 2019, el Pioneer 11 estaba a 100,84 AU (1,5085 × 10 10 km; 9,374 × 10 9 mi) de la Tierra y a 100 AU (1,5 × 10 10 km; 9,3 × 10 9 mi) del Sol; y viajando a 11,241 km / s (40,470 km / h; 25,150 mph) (en relación con el Sol) y viajando hacia afuera a aproximadamente 2,37 AU por año. La nave espacial se dirige en dirección a la constelación Scutum cerca de la posición actual (agosto de 2017) RA 18h 50m dec -8 ° 39.5 '( J2000.0 ), cerca de Messier 26 . En 928.000 años, pasará dentro del 0,25pc del TYC 992-192-1 enano K.
Pioneer 11 ahora ha sido superado por las dos sondas Voyager lanzadas en 1977, y la Voyager 1 es ahora el objeto más distante construido por humanos.
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 AU del Sol ha indicado consistentemente la presencia de una pequeña pero anómala deriva de frecuencia Doppler . La deriva se puede interpretar como debida a una aceleración constante de (8,74 ± 1,33) × 10 −10 m / s 2 dirigida hacia el Sol. Aunque se sospecha que existe un origen sistemático del efecto, no se encontró ninguno. Como resultado, existe un interés sostenido en la naturaleza de esta llamada " anomalía pionera ". El análisis extendido de los datos de la misión realizado por Slava Turyshev y sus colegas ha determinado que la fuente de la anomalía es la radiación térmica asimétrica y la fuerza de retroceso térmico resultante que actúa en la cara de los Pioneros lejos del Sol, y en julio de 2012 el grupo de investigadores publicó su resultados en la revista científica Physical Review Letters .
Placa pionera
Pioneer 10 y 11 llevan una placa de aluminio anodizado en oro en caso de que alguna de las naves espaciales sea encontrada por formas de vida inteligentes de otros sistemas planetarios. Las placas presentan las figuras desnudas de un hombre y una mujer humanos junto con varios símbolos que están diseñados para proporcionar información sobre el origen de la nave espacial.
Conmemoración
En 1991, Pioneer 11 fue galardonado con uno de los 10 sellos del Servicio Postal de los Estados Unidos que conmemoran las naves espaciales no tripuladas que exploran cada uno de los nueve planetas y la Luna. Pioneer 11 fue la nave espacial presentada con Júpiter. Plutón fue catalogado como "Aún no explorado".
Galería
Ver también
- Cassini – Huygens
- Lista de objetos artificiales que escapan del Sistema Solar
- Lista de misiones a los planetas exteriores
- Nuevos horizontes
- Pionero 10
- Nave espacial robótica
- Cronología de satélites artificiales y sondas espaciales
- Voyager 1
- Voyager 2
- Programa Voyager
Referencias
enlaces externos
- Página de inicio de Pioneer Project
- Perfil de Pioneer 11 por la exploración del sistema solar de la NASA
- Pioneer 11 de Ted Stryk en la página de Saturno
- NSSDC Pioneer 11 página
- Pioneer Odyssey, NASA SP-396, 1977 - Este es un libro completo sobre el Pioneer 10 con todas las imágenes y diagramas, en línea. Desplácese hacia abajo para hacer clic en el enlace "Tabla de contenido".
- [1] | Pioneer: Primero en Júpiter, Saturno y más allá, Richard O. Fimmel, NASA SP-446, 1980 , sobre el proyecto Pioneer pero especialmente sobre la misión Pioneer 11 .