Pioneer 10

Pioneer 10 on Nasan Pioneer-avaruusohjelman avaruusluotain, joka laukaistiin 2. maaliskuuta 1972. Se on ensimmäinen ihmisen tekemä laite, joka on kulkenut asteroidivyöhykkeen läpi, tehnyt Jupiterista ensimmäiset lähihavainnot ja ohitti ensimmäisenä Kuiperin vyöhykkeellä sijaitsevan kääpiöplaneetta Pluton kiertoradan vuonna 1983.

Pioneer 10 jatkaa matkaansa tähtienvälisessä avaruudessa. Se ohittaa Härän tähdistöön kuuluvan Aldebaranin (α Tau, "Härän silmä") noin kahden miljoonan vuoden kuluttua. Tässäkään ei tosin voida puhua varsinaisesta ohilennosta. Välimatkaa jää useita valovuosia.

Tehtävä 

Pioneer 10 ja Pioneer 11 ovat lähes identtisiä. Luotaimia rakennettiin kaksi, jotta Pioneer 11 voisi hoitaa tehtävän, jos Pioneer 10 sattuisi hajoamaan. Tähän järjestelyyn päädyttiin, koska kyseessä oli ensimmäinen lento ulkoplaneetoille ja luotainten oli pakko kulkea asteroidivyöhykkeen läpi. Molemmat luotaimet laukaistiin järeällä Atlas-Centaur-monivaiheraketilla, joka kykeni antamaan luotaimelle riittävän nopeuden suoraan matkaan kohti Jupiteria. Kaikki sujui hyvin ja Pioneer 10 & 11 kuvasivat ja tutkivat Jupiteria sekä Pioneer 11 myös Saturnusta. Pioneerit ottivat ensimmäiset lähikuvat Jupiterista ja Saturnuksesta sekä havaitsivat monia uusia asioita kuten sen, että Jupiter on pääosin nestemäinen.

Jupiterin ohilento moninkertaisti luotainten nopeuden ja moottorien käyttö vielä lisäsi sitä. Planeettatutkimuksen päätyttyä luotaimet ohjattiin ulos aurinkokunnasta ja niiden liikkeitä alettiin tarkkailla huolellisesti. Luotaimet tutkivat kosmista säteilyä ja aurinkotuulen hiukkasia. Pioneer 11 vaikeni joulukuussa 1995 ja Pioneer 10 vaikeni tammikuussa 2003. Luotaimet on suunniteltu siten, että niiden kulkua pystytään seuraamaan tarkasti, toisin kuin esimerkiksi Voyager-luotaimet. 

Pioneerien korkeus on 2,9 metriä ja leveyttä niillä on 2,74 metriä eli niiden lautasantennien halkaisijan verran. Alusten kahdeksan watin lähettimet käyttävät alusten lautasantenneja. Mittalaitteet ovat antennin alapuolella olevassa säiliössä, jonka lämpötilaa säädellään mahdollisuuksien mukaan. Maasta tulevat radiosignaalit vastaanotetaan kartion muotoisella antennilla, joka sijaitsee lautasantennin keskellä. Sähkö tuotetaan neljällä ydinparistolla kahden puomin päässä, jotka ovat noin kolmen metrin päässä pyörimisakselista. Luotaimen kolmas puomi on noin 6,6 metriä pitkä ja magnetometrit sijaitsevat sen päässä. Kahden puomin välinen kulma on aina 120 astetta. Luotainten plutoniumkennot tuottivat uusina kummassakin luotaimessa 2580 watin lämpötehon, josta muuttui sähköksi 160 wattia. Nykyisin Pioneer 10:n kennoista saadaan lämpötehoa enää 2000 wattia ja sähköä 60 wattia. Samoja tutkimuslaitteita Pioneer 10:ssä & 11:ssä on 11 kappaletta ja Pioneer 11:ssä on lisäksi yksi ylimääräinen laite. Koska luotaimen antennin on jatkuvan yhteydenpidon takia osoitettava tarkkaan kohti Maata, vaaditaan usein tapahtuvia suunnankorjauksia, jotka suoritetaan lyhyillä sopivasti suunnatuilla kaasusuihkuilla. Pioneerit eivät käytä tätä tekniikkaa vaan ne pyörivät lautasantennin akselin ympäri, koska usein toistuvat pienetkin suunnankorjaukset muuttavat luotaimen suuntaa ja nopeutta nykäyksittäin vaikeuttaen jatkuvaa nopeusseurantaa. Pyöriminen vakauttaa aluksen vähentäen huomattavasti tarvetta jatkuviin suunnankorjauksiin.

Pioneer-anomalia 

Tämä ilmiö havaittiin vasta 1980, jolloin Pioneer 10 oli niin kaukana Auringosta, että aavevoima alkoi tulla esiin Auringon valon ja aurinkotuulen vaikutuksen takaa. Kyseessä on Aurinkoon päin suuntautuva kiihtyvyys, jonka aiheuttavan voiman suuruus on vain kymmenesmiljardisosa painovoimasta Maan pinnalla. Luotaimen nopeutta seurataan edelleen tarkalla 
Doppler-tutkalla ja seurannasta saatua nopeudenvaihtelua verrataan kaikkiin mahdollisiin luotaimen nopeuteen vaikuttaviin tekijöihin, jolloin tulokseksi saadaan aavevoima. Aluksi syynä pidettiin seurantamenetelmässä olevaa vikaa, mutta sitä ei löytynyt. Kaikki tulokseen 
vaikuttavat pienetkin tekijät pyrittiin ottamaan huomioon piinallisen tarkasti. Pioneer 11:ltä saatiin vahvistus aavevoimalle 1987, jolloin se oli riittävän kaukana Auringosta. Tässä tapauksessa seuranta-aika jäi lyhyeksi, sillä 1990 sattui laitevika ja luotain mykistyi 1995. Voyagereiltä vahvistusta ei voida saada niiden erilaisen navigointijärjestelmän vuoksi, mutta 19. tammikuuta 2006 laukaistu Nasan New Horizons -luotain on saatettu rakentaa ilmiön havainnointia silmällä pitäen.

Katso myös 
 Heliosfääri

Aiheesta muualla 

 Pioneer-projektin kotisivu 
 NSSDC Pioneer 10 sivu 
 Pioneer Odyssey, NASA SP-396, 1977  - Kokonainen kuvitettu verkkokirja Pioneer 10 ja 11 projekteista (ks. "Table of Contents")
 Mark Wolverton: The Depths of Space online 
 A distant Pioneer whispers to Earth - CNN:n artikkeli 19.12.2002

Pioneer-ohjelma
Avaruusluotaimet
Jupiter-luotaimet
Miehittämättömät avaruuslennot