Главная миссия, которую должны были выполнить американские исследовательские зонды и аппараты серии «Пионер» (Pioneer) была заключена в её названии. В истории США пионерами называли не мальчиков и девочек с повязанными красными галстуками, а первопроходцев, открывателей новых земель. Добраться до границы известной человечеству Вселенной, добывать новые знания, изучать и расширять горизонты и являлось задачей «Пионеров». Попутно программа должна была реабилитировать США как технологического лидера человечества в отношении поражения от СССР в гонке по выводу на орбиту первого искусственного спутника Земли.
Тринадцать разных пионеров
Всего удачно запущенных и принёсших пользу науке таких аппаратов было 13. Два последних уже не имели обозначения с цифрами 12 и 13. После поразивших мир номеров 10 и 11, исследовавших дальние планеты Солнечной системы, они были направлены в «тыл» — на Венеру.
Всего программа-серия функционировала 20 лет, а потому первые аппараты были мало похожи на последние. Первые, запущенные в 1958 году были примитивными зондами по сравнению взлетевшем в 1978 году «Пионером-Венерой-2» — фактически космической станцией, оборудованной собственными зондами, сравнимыми по размерами с первым «Пионером».
О чём собирали информацию «Пионеры»? Почти все – о космическом пространстве, о магнитных полях, радиации, космических лучах, солнечном ветре, микрометеоритах. Потому все они были оснащены соответствующим оборудованием. Обязательным атрибутом всех «Пионеров» была передающая антенна – без неё ведь разведчик и не разведчик вовсе.
Недолёты первенцев
В жизни программы было немало неудачных стартов. Эти «Пионеры» не получали номеров, поэтому данные о них не имеют особой значимости. О «мёртвых» или хорошо, или ничего… Скажу только о первом неудачном запуске.
Нулевой «Пионер» взлетел 17.08.1958 и после взрыва ракетоносителя «Тор-Эйбл» прекратил существование на второй минуте после старта. Впрочем, он всё равно стал первым космическим аппаратом в истории, направлявшимся к небесному телу.
Кстати, эта неудача, похоже, заставила руководство США передать программу от военных в более профессиональные руки – НАСА.
Погибший «Пионер», а также первый и второй имели абсолютно одинаковое устройство и главную задачу – набрать вторую космическую скорость и покинуть поле притяжения Земли, а затем в идеале долететь до Луны. Внешне они напоминали летающую тарелку. В одном из срезанных конусов располагались небольшие двигатели. Общий вес зонда не превышал 35 кг.
К сожалению, «Пионер-1» и «Пионер-2» подвел тот же ракетоноситель, что сгубил нулевой зонд. В обоих случаях не было набрано необходимой скорости, и получился суборбитальный полёт с падением на Землю. Претензий же к научному оборудованию не было. Были получены интересные сведения о магнитном поле Земли.
«Пионер-3» кардинально сменил «имидж». Это был конус чёрно-белой расцветки. Смена ракетоносителя счастья ему тоже не принесла. Снова вышла «суборбиталка». Правда, удалось открыть второй радиационный пояс Земли.
Двойняшка «третьего» «четвёртый» впервые получил в свой арсенал фотоэлектрический сенсор, который должен быть сделать снимок Луны. «Четвёрка» побила рекорд, став первым американским космическим аппаратом, вырвавшимся из «объятий» Земли. Однако до Луны он не долетел 60000 километров. Сенсор не сработал, снимка получить не удалось.
Пятый «Пионер» вновь поменял дизайн. Это была сфера, увенчанная четырьмя солнечными батареями. Послали его не к Луне, а к Венере. Правда, задачи долететь до неё не было. Главное – отлететь подальше от Земли, чтобы её влияние никак не сказывалось на исследованиях. Это вполне удалось – зонд отдалился на 100000 км.
Долгожители
«Шестёрка», «семёрка», «восьмёрка» и «девятка» получились крайне живучими аппаратами. Возможно, из-за своей простоты. Внешне они представляли собой цилиндры с «втянутыми» внутрь торцами, с антенной и солнечными батареями.
У всех них главной задачей было исследование Солнца. Хотя «шестёрку» задействовали также для кстати пролетающей рядом кометы Когоутека, а «семёрку» — для исследования Луны и через двадцать (!) лет после запуска — кометы Галлея. С задачами все более чем справились, проработав на околосолнечных орбитах несколько десятков (!) лет. Рекорд «долгожительства» установила «шестёрка»: через 35 лет после старта она ответила на попытку связи с ней.
Посланцы человечества
И всё-таки венцом программы стали «Пионер-10» и «Пионер-11», отправленные на самые дальние рубежи.
Конструктивно они были уже другими. Во-первых, раз в пять больше долгожителей. Во-вторых, основную часть аппарата составляла большая (почти 3 метра в диаметре) параболическая антенна, которая в условиях отдалённости от Земли была очень важна. Антенна крепилась на внушительном модуле, который нёс всю аппаратуру, новинкой в которой был сканирующий фотополяриметр, позволявший делать качественные фотографии.
«Пионер-10» был отправлен к Юпитеру, где в 1973 году сделал первые снимки этой планеты, а также крупнейших её спутников. Человечество получило огромный объём информации об этом прежде загадочном месте Солнечной системы.
В 1976 году в ходе свободного дрейфа «Десятый» пересёк орбиту Сатурна, в 1979-м – Урана, в 1983-м – Нептуна. В 2003 году от него был получен последний слабый сигнал. Судя по всему, «Десятый» и сейчас продолжает свободный полёт в сторону звезды Альдебаран, к которой долетит эдак через два миллиона лет.
«Одиннадцатый», стартовавший через год после «Десятого», пролетел не только вблизи Юпитера (1974 год), но и совершил возле него гравитационный манёвр, чтобы вылететь в дальнейшем близко Сатурну (1979), снимки которого и целого ряда его спутников он передал на Землю. Связь с «Одиннадцатым» была потеряна раньше, чем с десятым. В 1995 году что-то случилось с антенной или, вернее, с двигателями, которые не могли развернуть аппарат антенной к Земле. Судя по траектории полёта «Пионер-11» сейчас движется в сторону созвездия Орла и к ближайшей звезде долетит через четыре миллиона лет.
Текущее положение аппаратов «Пионер» можно посмотреть здесь.
Назад, к Венере
Последние «Пионеры» имели приставку «Венера». И были предназначены для решения загадок этой планеты. «Пионер-Венера-1», представлявший собой усеченный цилиндр, набитый аппаратурой, вышел на орбиту второй планеты в 1978 году и проработал, исследую её атмосферу 14 лет.
«Пионер-Венера-2» технологически стал вершиной всей программы. Он, по сути, был настоящей космической станцией. Основная часть (тракторный блок) служила вместилищем оборудования, а также была базой для трёх зондов, которые по прибытию к Венере, отделились от «Пионера» и ушли в агрессивную атмосферу планеты. Один из зондов достиг поверхности и установил американский рекорд для Венеры – передавал сведения более часа.
На этой оптимистичной ноте и закончилась славная история «Пионеров».
10 главных достижений программы «Пионер»:
• первый в истории запуск зонда к небесному телу;
• первый американский космический объект, развивший вторую космическую скорость;
• первый американский космический объект, развивший третью космическую скорость;
• первый у Юпитера;
• первые фотографии Юпитера с близкого расстояния, фотографии ряда его спутников, а также открытие новых;
• первый у Сатурна;
• первые фотографии Сатурна с близкого расстояния, фотографии ряда его спутников, а также открытие новых;
• У «Пионера-6» — самый большой срок работы среди всех космических зондов и аппаратов Земли;
• открыт второй радиационный пояс Земли;
• первый полёт через пояс астероидов.
Интересные факты
1. По просьбе американского философа и астронома Карла Сагана к «Пионеру-10» прикреплена металлическая пластина, на которой выгравированы данные о Солнечной системе, изображения мужчины и женщины, траектория полёта «Пионера», а также масса другой зашифрованной информации. Пластина предназначена на тот случай, если станция попадётся в поле внимание инопланетной цивилизации. Правда, метод шифровки информации не очевиден даже для большинства землян.
2. Полётам «Пионера-10» посвящены несколько почтовых марок разных стран. Самая известная – американская.
3. На Плутоне среди равнин и земель Спутника, Лунохода, Хаябусы, Веги, Венеры и Вояджера есть и Земля Пионера.
4. В ходе полётов «Пионера-10» и «Пионера-11» наблюдалось загадочное торможение с небольшим отклонением от курса. Этот эффект был назван «Эффектом Пионеров». Точную причину его объяснить не удалось. Основная версия – тепловое излучение самих станций. Во время полета «Вояджеров» ничего подобного не зафиксировано.