Menu

Pioneer 10

22/04/2020 - Exploratie, Flyby, Interstellair, Jupiter, Ruimtevaart
Pioneer 10

Pioniersvlucht
Pioneer 10 werd in maart 1972 gelanceerd vanaf Cape Canaveral en was de eerste vlucht die naar Jupiter ging. Pioneer 10 en Pioneer 11 hadden als doel om gegevens te verzamelen over de buitenste regionen van ons zonnestelsel. De eerste uitdaging was om aan de aantrekkingskracht van de Aarde te ontsnappen. Eenmaal gelukt zette Pioneer 10 verder koers naar Jupiter. Op dat moment was er nog niet veel geweten over de stralingsgordel van andere planeten. Ook over Jupiter was nog niet veel gekend. Pioneer 10 was uitgerust met sensoren om de magnetische velden, geladen deeltjes, de samenstelling en de temperatuur van Jupiter te meten. Pioneer 10 was ook uitgerust met een camera, al was dat niet het belangrijkste missiedoel.

Het verloop van Pioneer 10 en Pioneer 11 was van belang voor de evolutie van het Voyager-project. Aan de hand van de verzamelde gegevens kon NASA de Voyager-sondes aanpassen. Naarmate de opdracht van Pioneer 10 vorderde, evolueerde het Voyager-project.

Pioneer 10 maakt deel uit van het Pioneer-Programma dat in 1958 is opgericht met als doel om van de aantrekkingskracht van de Aarde te kunnen ontsnappen. Pioneer 10 en Pioneer 11 zijn één van de succesvolste verkenners uit het programma.

Energievoorziening
Bij eerdere missie’s naar de maan werden zonnepanelen gebruikt voor het opwekken van energie. Omdat Pioneer 10 weg van de zon zou vliegen was dit niet meer mogelijk. Daarom werd de sonde voorzien van vier RTG’s (Thermo-elektrische radio-isotopengenerator). Tijdens het verval van deze isotopen komt warmte vrij die dan wordt omgezet in elektriciteit. Bij lancering konden de RTG’s tot 155 watt leveren. Na 21 maanden in de ruimte kon er nog 140 watt worden geleverd. Om alle instrumenten actief te houden moest er minimaal 100 watt worden voorzien. In 2001 werd er nog 65 watt opgewekt. Toen kon één instrument per keer ingeschakeld worden.

Pioneer Plaque
Zowel Pioneer 10 en Pioneer 11 zijn voorzien van een gouden plaque. Na de passage langs Jupiter zet Pioneer 10 zijn reis door naar de rand van het zonnestelsel en verder. De kans bestaat dat de sonde wordt opgemerkt door ander intelligente levensvormen. De plaque is daarom voorzien van informatie over de mensheid en vertoont een afbeelding van een naakte man en vrouw en een afbeelding van het zonnestelsel waarop de vinder de herkomst van de verkenner kan afleiden. De plaque is zodanig op de sonde gemonteerd dat hij dienst doet als bescherming tegen interstellair stof.

Lancering
Op 3 maart 1972 werd Pioneer 10 aan boord van een Atlas-Centaur raket gelanceerd. Negentig minuten na lancering bereikte de sonde de interplanetaire ruimte en was dus met succes aan de aantrekkingskracht van de Aarde ontsnapt. Elf uur na lancering passeerde Pioneer 10 de maan en werd hiermee, in die tijd, het snelste door-de-mens-gemaakte object in de ruimte. Twee dagen na lancering werden de instrumenten één voor één opgestart, te beginnen met de Cosmic Ray Telescope. Tien dagen na lancering waren alle instrumenten actief.

Reis naar Jupiter
Pioneer 10 was de eerste sonde die een verre reis naar Jupiter ging maken. Astronomen wisten op dat moment niet wat de verkenner tijdens die reis allemaal kon tegenkomen. Zo moest Pioneer 10 doorheen de Planetoïdegordel vliegen, een regio tussen de planeten Mars en Jupiter die bezaaid is met asteroïden. Omdat de ruimte groot en ruim is, is de kans klein dat de verkenner in botsing zou komen met een asteroïde. Pioneer 10 vloog dan ook zonder problemen door de gordel. Tijdens zijn reis pikten de sensoren allerlei materialen op afkomstig van de zonnewind en andere straling. 

Aankomst bij Jupiter
Na een reis van meer dan een miljard kilometer bereikte de sonde in november 1973 de planeet Jupiter. Gedurende de volgende twee maanden zal Pioneer 10 de planeet Jupiter observeren. Meer dan 16 duizend commando’s werden aan de sonde gegeven om de opdracht zo goed mogelijk te laten verlopen. Tijdens het observeren heeft Pioneer 10 o.a. ontdekt dat het magnetische veld van Jupiter omgekeerd ligt vergeleken met onze planeet. Ook werd een daling van de zonnewind gemeten, van 451 km/u tijdens de reis naar 225 km/u in de buurt van Jupiter. 

Tijdens de opdracht werden ook de manen van Jupiter geobserveerd. Er werden beelden gemaakt van zowel Jupiter als de manen. De maan Europa lag echter te ver voor een duidelijke close-up. Door een technisch defect konden de beelden van de maan Io niet doorgestuurd worden. Pioneer 10 maakte zijn dichtste benadering met Jupiter op een afstand van 132.252 kilometer. Pioneer 10 maakte toen duidelijke beelden van de Grote Rode Vlek. Pioneer 10 heeft ook de temperatuur gemeten van de planeet. Die schommelde tussen de -183°C en -113°C. Er werd ook een infrarode kaart gemaakt van Jupiter. Daarop was duidelijk te zien dat de straling van de planeet meer warmte opwekte in vergelijking met de warmte die de planeet kreeg van de zon.

Reis naar de diepe ruimte
Na zijn passage langs Jupiter zette Pioneer 10 zijn reis verder naar de rand van het zonnestelsel. Zo passeerde de sonde in 1976 de baan van planeet Saturnus en in 1979 de baan van planeet Uranus. In juni 1983 heeft de sonde de baan van de, toen nog voorlaatste, laatste planeet, Neptunus gekruist. Op 31 maart 1997 werd de opdracht van Pioneer 10 officieel beëindigd. De sonde bevond zich op dat moment op een afstand van 67 AU van de zon en was nog steeds bereikbaar. NASA stopte toen met het continu volgen van de sonde. Ook werd het besturingssysteem van de sonde enkel ingeschakeld voor het uitvoeren van manoeuvres, dit om energie te besparen.

Einde van Pioneer 10
Na maart 1997 werd de sonde enkel nog gevolg met het Deep Space Network. In maart 2002, op de 30ste verjaardag van Pioneer 10 was de sonde nog goed bereikbaar. Echter één maand later, april 2002, wanneer de opdracht werd gegeven om de bruikbare verzamelde gegevens door te sturen, was het signaal heel zwak. De gegevens kwamen zeer langzaam binnen. Het laatste, heel zwakke, signaal werd ontvangen op 23 januari 2003. Toen bevond Pioneer 10 zich op een afstand van 80 AU van de Aarde (zo’n 12 miljard kilometer). Verdere pogingen om de sonde te bereiken waren niet succesvol. NASA probeerde een laatste keer op 4 maart 2006, wanneer de antenne van Pioneer 10 in de meest gunstige positie stond. Er kwam geen reactie. Volgens NASA leverden de RTG’s te weinig energie die nodig is om de zender actief te houden.

Resultaten
De ontdekkingen die zowel Pioneer 10 als Pioneer 11 maakten over Jupiter, waren heel verrassend. Het waren tenslotte de eerste verkenners die een buitenplaneet gingen bezoeken. Samen met de verzamelde gegevens van de Voyager-verkenners werden nieuwe feiten over Jupiter bekend:


Huidige status
Ondanks dat Pioneer 10 onbereikbaar is, kan NASA aan de hand van de laatste ontvangen gegevens de mogelijke locatie van de sonde bepalen. Zo zou Pioneer 10 op 3 januari 2019 zich op een afstand van 122,6 AU bevinden, tegen een snelheid van 11.947 km/u vliegen en zo’n 2.52 AU per jaar afleggen. 

Verwacht wordt dat Pioneer 10 in april 2023 zal voorbijgestoken worden door Voyager 2. Zonlicht heeft 14,8 uur nodig om Pioneer 10 te bereiken. Pioneer 10 ligt op koers naar de ster Aldebaran, gelegen in het sterrenbeeld Taurus. Als de sonde ongestoord blijft zal Pioneer 10, samen met Pioneer 11, het zonnestelsel verlaten en de interstellaire ruimte betreden, net als de twee Voyager-sondes en later ook de New Horizon sonde.