Průkopníci u velkých planet
(Seriál o sondách, díl 3/26.) První americký program meziplanetárních sond se jmenoval Pioneer a byl rozdělen do několika období, ve kterých se zkoumala vybraná zákoutí sluneční soustavy. Nejznámější sondy z této rodiny jsou Pioneer 10 a Pioneer 11, které zamířily ke dvěma největším planetám Jupiteru a Saturnu a můžeme je směle zařadit k nejpřínosnějším sondám počátku meziplanetárního výzkumu.
Nesmělé kroky meziplanetárním prostorem
První série sond Pioneer se potýkala se stejnými problémy jako první sovětské sondy Luna a krachem končila téměř každá mise. Z celkem deseti pokusů o vypuštění sond Pioneer v letech 1958 až 1960 se dají za úspěšné považovat pouze tři. Další Pioneery, vypouštěné ve druhé polovině 60. let, se zaměřily na zkoumání zemského a slunečního magnetického pole, slunečního větru a kosmického záření. Poté přišly na řadu nejslavnější Pioneery 10 a 11, o kterých již byla zmínka a budeme se jim podrobněji věnovat v tomto článku. Poslední dvě mise sond řady Pioneer navštívily v roce 1978 planetu Venuši a zakončily tak 20 let trvající první americký program meziplanetárních sond.
Plynní obři na dohled
Sondy Pioneer 10 a 11 měly na dnešní dobu malou hmotnost, což bylo dáno slabým raketovým nosičem a nutností udělit sondě dostatečnou rychlost k cestě do vnější části sluneční soustavy. V základní výbavě kromě sady vědeckých přístrojů nesměla chybět velká parabolická anténa pro komunikaci se Zemí na velké vzdálenosti a samozřejmě zdroj elektrické energie. Solární články nepřipadaly v úvahu, protože v oblastech, kde sondy operovaly, je jejich použití neefektivní. Proto byly zvoleny jako zdroj tzv. radioizotopové generátory, ve kterých dochází k přirozenému rozpadu radioaktivní látky (v případě Pioneerů šlo o plutonium) a tvorbě tepla. To se pak převádí na elektrickou energii a nevyužité teplo se musí vyzářit do okolního prostoru, jinak by došlo k přehřátí sondy. Radioizotopové generátory jsou schopny dodávat kontinuálně dostatek energie pro dlouhodobé mise a setkáváme se s nimi u mnoha dalších meziplanetárních sond.
Sonda Pioneer 10 odstartovala 3. března 1972 a v lednu následujícího roku se dostala do pásu planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Úspěšně a bez úhony jím prolétla a podala první podrobnější informace o této oblasti naší soustavy. Na začátku prosince 1973 Pioneer 10 prolétl v minimální vzdálenosti kolem Jupiteru a pokračoval dál v cestě pryč ze sluneční soustavy. I přes to, že návštěvu v blízkosti největší planety by krátká, poslala sonda na Zemi ve své době nejkvalitnější obrázky Jupiteru a jeho měsíců spolu s chemickým složením atmosféry a naměřenými údaji o magnetickém poli. Navíc ukázala, že pozemská elektronika dokáže přežít i kruté podmínky vysoké radiace, které v blízkosti Jupiteru panují.
| Datum startu | 3. březen 1972 v 01:49 UT |
| Nosná raketa | Atlas Centaur |
| Kosmodrom | Cape Canaveral |
| Průlet kolem Jupiteru | 4. prosince 1973 ve vzdálenosti 140 000 km |
| Ukončení činnosti | 25. února 2003 |
| Životnost sondy | téměř 30 let |
| Hmotnost sondy | 259 kg |
| Délka | 2,2 m i s hlavní anténou |
| Průměr | 3 m (přes RTG), hlavní blok konstrukce 0,71 m |
| Zdroj: Space 40 a Encyclopedia Astronautica | |
Identická sonda Pioneer 11 odstartovala 6. dubna 1973 a měla původně podniknout stejnou výzkumnou cestu jako její dvojče. Poznatky z průletu Pioneeru 10 radiačními pásy Jupiteru však ukázaly, že sonda je bez úhony přečkala. Proto byla dráha Pioneeru 11 upravena tak, aby prolétl blíže k planetě Jupiter a byl gravitačním manévrem zrychlen na cestě k nejkrásnější planetě sluneční soustavy Saturnu. Kolem něj proletěla sonda 1. září roku 1979 a poslala na Zemi dosud nevídané záběry systému Saturnových prstenců, měsíců i vlastní planety. Na snímcích byl objeven další velmi slabý prstenec, o kterém do té doby nikdo neměl ani tušení. Na dvou fotografiích byl zaznamenán i měsíc Titan, kterému je v současnosti věnována značná pozornost. Navíc se opět ukázalo, jak průkopnické a významné byly mise obou sond. Sonda Pioneer 11 proletěla bez poškození rovinou prstenců Saturnu a připravila tak další možnosti misím sond Voyager. Ty se v té době nacházely poblíž planety Jupiter a Voyager 2 na základě údajů z Pioneeru 11 provedl u Saturnu gravitační manévr skrz prstence. To ho nasměrovalo k ještě vzdálenějším planetám Uranu a Neptunu. Bez pomoci Pioneeru 11 by k tomu nikdy nedošlo a naše informace o těchto dvou planetách by byly velmi omezené.
| Datum startu | 6. dubna 1973 ve 02:11 UT |
| Nosná raketa | Atlas Centaur |
| Kosmodrom | Cape Canaveral |
| Průlet kolem Jupiteru | 3. prosince 1974 ve vzdálenosti 42 828 km |
| Průlet kolem Saturnu | 1. září; 1979 ve vzdálenosti 21 400 km |
| Ukončení činnosti | 30. září 1995 |
| Životnost sondy | přes 22 let |
| Hmotnost sondy | 259 kg |
| Délka | 2,2 m i s hlavní anténou |
| Průměr | 3 m (přes RTG), hlavní blok konstrukce 0,71 m |
| Zdroj: Space 40 a Encyclopedia Astronautica | |
Poselství mimozemským civilizacím
Hned od začátku příprav misí sond Pioneer 10 a Pioneer 11 bylo jasné, že jejich rychlost bude dostatečná, aby opustily naši sluneční soustavu a vydaly se napříč mezihvězdným prostorem. Proto byla na jejich anténní konstrukci umístěna pozlacená hliníková plaketa jako poselství případným mimozemských civilizacím, které by se s Pioneery setkaly. Formu sdělení navrhl známý americký astronom a popularizátor vědy Carl Sagan, grafický ho zpracovala jeho žena Linda.
Na destičce o rozměrech 229 x 152 mm je zobrazena postava muže a ženy v pozadí se siluetou sondy pro srovnání s velikostí obyvatel planety Země. Ve spodní části plakety je schematicky zobrazena sluneční soustava se vzdálenostmi planet od Slunce a dráha sondy. Asi nejvýznamnější je vyobrazení v levé části poselství, kde je vyznačena poloha naší sluneční soustavy vzhledem k centru Galaxie a 14 pulsarům. Pro vyjádření číselných hodnot musel být zvolen takový způsob, kterému by mohl porozumět kdokoli bez znalosti našeho písma a řeči. Základní jednotkou vzdálenosti se tak stala vlnová délka přechodu mezi dvěma stavy atomu vodíku, který se vyskytuje všude ve vesmíru. Tato hodnota je 210 mm a odvíjí se od ní další výpočty na celé plaketě.
Haló, Pioneere!
I když oba Pioneery proletěly kolem svých cílů v druhé polovině 70. let, mnoho z přístrojů pracovalo i nadále a sondy poskytovaly důležité informace o vzdálených končinách sluneční soustavy. Jako první se odmlčel Pioneer 11, jehož radioizotopové generátory přestaly dodávat potřebné množství elektrické energie pro základní systémy sondy, a ta již nedokázala vysílat smysluplné informace k Zemi. Datum ukončení mise bylo stanoveno na 30. září 1995, tj. po více jak 22 letech činnosti. V současné době se mrtvý Pioneer 11 nachází ve vzdálenosti 75 AU, což je přibližně dvakrát dále než je dráha trpasličí planety Pluto.
Starší z Pioneerů měl větší štěstí. Přestože byla jeho mise v roce 1997 formálně ukončena, vždy se našla příležitost aspoň na chvíli si se sondou "popovídat" při testování systému DSN (Deep Space Network), který je využíván při komunikaci s meziplanetárními sondami. Poslední komunikace se sondou Pioneer 10 byla navázána 23. ledna 2003, ale signál byl velmi slabý a neobsahoval žádné telemetrické informace. Další pokusy o navázání kontaktu v průběhu února byly neúspěšné a NASA misi 25. února ukončila. Pioneer 10 tak pracoval bez pár dní neuvěřitelných 31 let. Nyní se nachází ve vzdálenosti 95 AU od Slunce a míří k hvězdě Aldebaran ze souhvězdí Býka, kolem které proletí za 2 miliony let.
Zda na své cestě potkají oba průkopníci inteligentní mimozemské bytosti, které ocení informace uvedené na jejich pozlacené plaketě, to se už my nedozvíme.
| Pioneer 10 | Pioneer 11 | |
| Vzdálenost od Slunce | 94,850 AU | 75,322 AU |
| Rychlost vzhledem ke Slunci | 12,122 km/s | 11,508 km/s |
| Rychlost vzhledem ke Slunci | 2,557 AU/rok | 2,428 AU/rok |
| Zdroj: Heavens-Above | ||
