Bátor lépés a gázóriások felé – 40 éve startolt a Pioneer-10 (2. rész)
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2012.03.03 08:15.)

Az elhatározás és a felbocsátás között mindössze 3 év telt el. 1972 márciusában útjára indult az első szonda a külső Naprendszerbe, hogy felderítse az aszteroidaövet és a Jupitert. És volt még egy kisebb, de annál érdekesebb cél: üzenetet vinni más csillagrendszerek értelmes lényeinek.

A szonda tervezése, fejlesztése, a hordozóeszköz kiválasztása mai léptékkel mérve rohamtempóban zajlott. Három év telt csak el, és 1972. március 2-án ott is állhatott a Pioneer-10-re átkeresztelt Pioneer-F Cape Canaveral LC-36A indítóállásában, hogy aztán alig 17 perccel az első fokozat hajtóműveinek beindítását követően 51 682 km/h sebességgel száguldjon a Naprendszer legnagyobb bolygója felé.

Egy program beállította a szonda tengely körüli forgását, amely stabilizálja a röptét. A hordozórakétától kapott kezdeti 30 fordulat per perces búgócsigázást 4,8 fordulat per percre csökkentették az antenna és műszerkarok kinyitásával. Ez a tengely körüli forgás felelt az elkövetkező évtizedekben a stabil helyzetért és azért, hogy a nagy parabolaantenna folyamatosan a Földet nézze.

Néhány műszert már az első percekben aktiváltak, hogy már a Van Allen-övek átszelésekor kalibrálhassák őket. A Hold eléréséhez mindössze 11 óra kellett, de ekkor még csak egy rekordgyors ágyúgolyó volt a Pioneer-10. Egyrészt mert soha semmilyen ember készítette eszköz nem volt olyan gyors a történelemben, másrészt mert a műszereit – amelyektől igazán szonda egy szonda –, csak két nappal a start után kezdték bekapcsolni. A műszerek bekapcsolása 8 napig tartott, a tizedik napon jelenthette készre a működésüket az irányítás.

Négy és fél hónapnyi, nagyjából eseménytelen repülés után – egyedül a térbeli helyzet tájolására használt csillagszenzor romlott el, amelynek feladatát a két napszenzor vette át – 1972. július 15-én lépett be a Pioneer-10 a kisbolygóövbe. A röppálya tervezői megpróbálták a legkisebbre csökkenteni az ütközés kockázatát és úgy tervezték a szonda repülését, hogy az ismert aszteroidákhoz képest a legkisebb távolság is 8,8 millió kilométer volt. Az űreszköz baj nélkül jutott túl a veszélyzónán, egyben bebizonyítva, hogy a kisbolygóöv baj nélküli átrepülése lehetséges, és utat nyitva a külső Naprendszert kutató későbbi szondák számára. Hat hónap múltán, 1973. február 15-én elhagyta az aszteroidaövet.

Újabb kilenc hónap csendes repülés után, a szonda 1973. november 8-án keresztezte a legkülső akkor ismert hold, a Sinope pályáját, ezzel hivatalosan is belépett a Jupiter rendszerébe. De ekkor már izzott a munka az irányító központban. Az irányítók két nappal korábban elkezdték a műszerteszteket, elsőnek a képalkotó rendszerrel. Szerencsére minden tökéletes volt mind a szondán, mind a Deep Space Networkkel, így 16 ezer parancsot töltöttek fel a szonda komputerére rövid idő alatt, hogy az elkövetkező 60 napban minden vizsgálat tökéletesen mehessen végbe.

1973. november 16-án a szonda elérte a Jupiter magnetoszféráját, amit a napszél sebességének drasztikus csökkenése jelzett. Ahogy közeledett a Pioneer-10 a Jupiterhez, egyre javult a képek felbontása és december 2-ától már jobb képek érkeztek, mint amit a legjobb földi távcsövekkel valaha is készítettek a csillagászok. Az űrkorszak immár a gázóriásoknál is beköszöntött. A beérkező képeket azonnal közreadták a médiában, a televíziók egyenes adásban közvetítették a Jupiter legjobb képeinek beérkezését az irányító központból (amit később Emmy-díjjal jutalmaztak az amerikai televíziós szervezetek). A NASA a Hold után a Jupitert is elhozta a hétköznapi emberek nappalijába.

A nagy nap 1973. december 3-án érkezett el, a Jupiter és a Galilei-holdak melletti elrepüléssel és a hintamanőverrel. A megközelítést gondos tervezés előzte meg: a szondának minél közelebb kellett repülnie, hogy a gravitációs hintamanőver minél hatékonyabban gyorsítsa a Pioneer-10-et, de elég távol is kellett tartani a szondát a bolygótól, hogy a sugárzás ki ne süsse a műszereit, tekintettel arra, hogy a pálya a mágneses egyenlítő mentén vezetett, ahol az erővonalak a földi Van Allen-öv mintájára összegyűjtik a töltött részecskéket. A Pioneer-10 előbb elrepült az összes óriáshold közelében. Előbb a Callisto mellett – igaz nagyon távol, 1 392 300 km-re –, majd a Ganymedes mellett 446 250 km-re, aztán az Europa mellett 321 000 km-re, végül az Io mellett 357 000 km-re. A holdak után jött a bolygóóriás – világidő szerint már a következő napon, 1973. december 4-én éjjel 2:26-kor –, amikor a Pioneer-10 132 252 km magasan repült el a légkör teteje felett. A szonda néhány páratlan képet készített a felhőzetről, az első közelképek is megérkeztek a Nagy Vörös Foltról. Majd a szonda berepült az Io mögé, amely így „Jupiter-fogyatkozást” okozott a szonda érzékelői számára. A Pioneer-10 hamarosan a bolygó mögé került és a rádió-összeköttetés megszakadt az árnyékolás miatt. Amikor kibukkant a Jupiter árnyékától, a szonda már 132 000 km/h sebességre gyorsulva távolodott a bolygótól és útnak indult a csillagok felé.

(Képek: NASA)

A repülés Jupiter-megfigyelő szakasza 1973. december 31-ig tartott. Az új évvel kezdetét vette a Pioneer Csillagközi Küldetés, amikor a távolodó szonda kirepül a Naprendszerből. A röppályatervezők ezzel a szondával még nem kockáztattak, a biztosra mentek, csak a Jupiter elérését kitűzve, és a hintamanőver nem a Szaturnusz irányába lendítette a Pioneer-10-et, hanem csak úgy, „a vakvilágba”. Így aztán a szonda a bolygók királyának elhagyása után 3 évvel, 1976-ban érte el a Szaturnusz pályájának megfelelő távolságot, majd 1979-ben az Uránuszét. 1983-ban gyors egymásutánban repült túl a Neptunusz, majd – az akkor még nagybolygónak számító – Plútó pályáján. Az irányítás ezután még 14 évig követte nyomon a szondát és gyűjtötte be a róla érkező adatokat, majd 1997. március 31-én hivatalosan is vége szakadt a programnak. Ez a NASA terminológiájában a pénzügyi források megvonását jelentette. A Pioneer-10 ekkor 67 csillagászati egységre (CSE, a közepes Nap-Föld távolság) haladt éppen, teljesen „egészségesen”, hisz továbbra is értékelhető adatokat továbbított. 1998. február 17-én aztán a Voyager-1 „lehagyta” – 69,419 CSE távolságnál –, ezzel immár nem volt többé a legmesszebbre jutott, emberkéz alkotta tárgy. A pénzügyi források megvonása és a program hivatalos végének bejelentése viszont nem jelentette a végérvényes véget, a Deep Space Network folyamatosan vette a szonda adásait. Utoljára 2002 márciusában és áprilisában fogott a DSN egy 39, majd egy 33 másodperces összefüggő, értékelhető adást, utóbbit 80 CSE-nél is messzebbről. A legutolsó, nagyon gyenge jelet 2003. január 23-án fogta a DSN, azonban ez már csak néhány bitnyi jel volt, tartalmát tekintve használhatatlan, lényegében ez volt a szonda utolsó életjele. Később még próbálkoztak újabb jelek vételével, de ezek a kísérletek már sikertelenek voltak.

Az utolsó rádiójelek vétele óta csak pályaszámítások léteznek a szonda helyzetére vonatkozóan, ezek szerint napjainkban 12 046 km/h sebességgel – egyre lassulva – repül tovább, 2,54 CSE/év sebességgel, és túl van a 105,2 CSE távolságon is. Hamarosan kilép a csillagközi térbe, hogy állhatatosan repüljön tovább az Aldebaran (a Bika csillagkép legfényesebb tagja, egy vörös óriáscsillag) felé. A 65,1 fényévnyire levő csillaggal azonban sosem találkozik majd az addigra teljesen működésképtelen űrszondaroncs, mivel az út több mint 2 millió évig tart majd. Addigra viszont a csillag szintén fényévekkel áll majd odébb a több mint tízszer akkora sajátmozgása okán.

(Folytatjuk!)