PIONEER 10 y 11

PIONEER 10 y 11
Tomado de http://webs.demasiado.com/setihispano/Documentacion/Pioneer/pioneer.htm
Pioneer 10
La sonda espacial Pioneer 10 fue lanzada el 2 de Marzo de 1972 a bordo
del vehiculo de lanzamiento Atlas/Centauro/TE364-4. La plataforma
Atlas, dotada de 5 motores de oxigeno liquido y RP1, era la encargada
de generar un empuje de 186343 kg, parte del cual era necesario para
contrarestar la fuerza de la gravedad en el despegue. La plataforma
Centauro, dotada de 2 motores de hidrogeno y oxigeno liquidos, era
capaz de generar un empuje de 13227 kg, y disponia de unos paneles
aislantes que eran desplegados justo antes de que el cohete abandonase
la atmosfera terrestre para evitar el calor y la friccion provocada por la
combustion del hidrogeno. Por ultimo, la plataforma TE364-4
desarrollaba un empuje de 6795 kg a base de combustible solido que era
capaz de impulsar al Pioneer 10, en el vacio del espacio, a una velocidad
de 14,3 kilometros por segundo a la vez que la hacia girar sobre si
misma a 60 rpm. A esta velocidad, alcanzo a la Luna en 11 horas y
sobrepaso la orbita de Marte (alrededor de 80 millones de kilometros)
en solo 12 semanas.
El 15 de Julio de 1972 el Pioneer 10 entro en el cinturon de asteroides
donde los materiales viajan a velocidades de 20 kilometros por segundo
y cuyo tamaño llega a ser del de Alaska (el estado norte-americano).
Despues de realizar la peligrosa travesia por el cinturon de asteroides, la sonda Pioneer 10 se aproximo a Jupiter
acelerando su velocidad hasta 36,6 kilometros por segundo debido a la gran atraccion gravitatoria del planeta,
situandose a solo 130354 kilometros de su superficie de nubes el 3 de diciembre de 1973. En su travesia alrededor
de Jupiter, cartografio sus cinturones de radiacion intensa, localizo su campo magnetico y descubrio que era un
planeta predominantemente liquido.
Despues de su encuentro con Jupiter, Pioneer 10 continuo su exploracion en el exterior del sistema solar,
estudiando las particulas energeticas del viento solar y los rayos cosmicos que entran en la Via Lactea (nuestra
galaxia).
La mision termino oficialmente el 31 de Marzo de 1997 cuando el Pioneer 10 se encontraba a 10100 millones de
kilometros de la Tierra, y en cuyas transmisiones se empleaban 9 horas y 43 minutos.
Pioneer 11
La sonda espacial Pioneer 11 fue lanzada el 5 de Abril de 1973, igual que el
Pioneer 10, a bordo del vehiculo de lanzamiento Atlas/Centauro/TE364-4.
Despues de haber realizado con exito la travesia por el cinturon de
asteroides el 19 de Abril de 1974, se realizo un ajuste de velocidad
encendiendo sus impulsores hasta añadirle 63,7 metros por segundo mas,
para situar su orbita alrededor de Jupiter a tan solo 43000 kilometros de su
superficie de nubes. Esta orbita tan baja permitio la aceleracion de la nave
hasta alcanzar una velocidad de 48 kilometros por segundo (55 veces mas
rapida que la bala que sale de un rifle de alta velocidad) a consecuencia de
la gran atraccion gravitatoria del planeta. Es hasta el momento, el vehiculo
mas rapido lanzado nunca por la raza humana. Durante su orbita alrededor
del planeta, el 2 de Diciembre de 1974, tomo imagenes de La Gran Mancha
Roja, realizo las primeras observaciones de las inmensas regiones polares y
determino la masa de una de sus lunas, Calisto.
Despues de su encuentro con Jupiter e impulsado por este, recorrio 2400
millones de kilometros hasta llegar al planeta de los anillos, Saturno, el 1 de
Septiembre de 1979, orbitando a una distancia de 20921 kilometros de su
superficie y tomando las primeras fotos a corta distancia. Sus instrumentos
pudieron descubrir 2 nuevas pequeñas lunas, anillos adicionales, se
cartografio su magnetoesfera y su campo magnetico, y se estudio su luna Titan, determinandose que era
demasiado fria para albergar la vida. Tambien se descubrio, enviando asombrosas imagenes de los anillos de
Saturno, que los que parecian brillar desde la Tierra eran realmente oscuros vistos a corta distancia.
Despues de su encuentro con Saturno, el Pioneer 11 prosiguio su camino hacia el espacio exterior del sistema solar,
estudiando las particulas energeticas del viento solar y los rayos cosmicos que entran en la Via Lactea. La sonda se
encontraba a una distancia de 6500 millones de kilometros de distancia empleando, las transmisiones, 6 horas de
tiempo hasta la Tierra viajando a la velocidad de la luz. En el mes de Septiembre de 1995, con las baterias de
energia casi exhaustas, la sonda ya no podia realizar ningun tipo de observacion cientifica. Y el 30 de Septiembre
de 1995 las operaciones rutinarias de la mision se detuvieron. La comunicacion intermitente con la nave continuo
hasta el mes de Noviembre de 1995 en que se recibio su ultimo contacto. No ha habido ninguna comunicacion
desde entonces ya que debido al movimiento de la Tierra y a la falta de energia de la sonda, no ha sido capaz de
reorientar su antena con respecto a ella.
Se desconoce si aun sigue transmitiendo alguna señal.
La Nave
Las Pioneer han sido dirigidas para la NASA por el Centro de Investigacion Ames, en Mountain View (California),
y fueron construidas por el Grupo de Espacio & Tecnologia TRW, en Redondo Beach (California).
Las sondas tienen un peso de 270 kilogramos y poseen una antena de alta ganancia para las comunicaciones con un
plato de 2,7 metros de diametro. Tambien tienen 6 motores que proporcionan la velocidad y posicion correctas, asi
como una estabilizacion de giro que alcanza las 5 rpm.
La energia electrica es proporcionada por 4 Generadores Termoelectricos de Radioisotopos (RTGs) que consiguen
abastecer a la nave con un total de 160 watios de potencia (medidos en el momento del lanzamiento). Cada una de
las naves lleva un conjunto de instrumentos diseñados para hacer las mediciones necesarias en el espacio, asi la
Pioneer 10 lleva 11 instrumentos y la Pioneer 11 lleva 12.
A continuacion viene una tabla con los instrumentos cientificos
abordo de las naves Pioneer 10 y 11.
Instrumentacion
Pioneer 10
Pioneer 11
Magnetometro de Vector de Helio
Falla
Sin energia
Analizador de Plasma
Funcionando
Sin energia
Instrumento de Particulas Cargadas
Funcionando
Sin energia
Telescopio de Rayos Cosmicos
Funcionando
Sin energia
Telescopio de Tubo Geiger
Funcionando
Sin energia
Detector de Radiaciones Atrapadas
Funcionando
Sin energia
Detector de Meteoros
Apagado/Falla
Sin energia
Experimento de Asteroides-Meteoros
Apagado/Falla
Sin energia
Fotometro Ultravioleta
Funcionando
Sin energia
Fotopolarimetro de Imagenes
Apagado
Sin energia
Radiometro de Infrarrojo
Falla
Sin energia
Magnetometro de Flujo
No posee
Sin energia
Los que figuran apagados solo fueron usados durante el encuentro con Jupiter o Saturno.
Debido a la continua perdida de energia electrica en la nave Pioneer 11, en Octubre de 1995 ya no se podia operar
sobre ningun instrumento desde la Tierra. Y un mes despues, en Noviembre de 1995, todas las comunicaciones con
la nave se perdieron y se convirtio en una nave fantasma para siempre.
Aunque todavia queda su placa...
La Placa
Cuando las señales de las dos Pioneer no puedan ser
recibidas desde la Tierra, tendran otra mision en el
espacio interestelar. Esta mision final fue concebida
cuando, estando el pioneer 10 en vacio absoluto,
brillaba bajo la intensa luz de un Sol artificial en el
simulador espacial de Sistemas TRW, California.
La prueba final fue llevada a cabo antes de que la
nave fuera transportada al Centro Espacial
Kennedy. Un grupo de corresponsales de prensa
cientifica, visitaron las instalaciones para ver al
Pioneer bajo prueba.
Mirando al Pioneer a traves de las cristaleras del
simulador, uno de los corresponsales, Eric Burgess,
visualizo al Pioneer 10 como el primer emisario
mas alla de nuestro sistema solar. Esta nave podria
llevar un mensaje especial a cualquiera que la
encontrase, sobre su origen y sobre los que la diseñaron.
Burgess menciono su pensamiento a Richard Hoagland, un escritor independiente, y a Don Bane, que trabajaba
para Los Angeles Herald-Examiner, y se entusiasmaron con la idea.
El resultado fue que Burgess y Hoagland hablaron con Carl Sagan (en la imagen), Director entonces del
Laboratorio de Estudios Planetarios en la Universidad de Cornell, que habia estado involucrado junto con Frank
Drake, Director del Centro Nacional de Astronomia e Ionosfera en la Universidad de Cornell, en una conferencia
orientada a los problemas de comunicacion con posibles inteligencias extraterrestres.
El Dr. Sagan se entusiasmo tanto con la posibilidad de enviar un mensaje al espacio exterior en la nave Pioneer,
que el y el Dr. Drake diseñaron una placa con la ayuda, en dibujo, de Linda Salzman Sagan. El diseño fue
presentado en la Administracion Nacional de Espacio y Aeronautica, y aceptado para ser añadido al primer
vehiculo humano en abandonar nuestro sistema solar, el Pioneer 10.
Asi, el diseño fue grabado en una placa de aluminio dorada de 15,25 por 22,8 centimetros y de 0,127 centimetros
de grosor. Esta placa fue acoplada a la estructura que sujetaba la antena de la nave, en una posicion donde estaria
protegida de la erosion del polvo interestelar. (ver imagen)
Los dibujos en la placa representan lo siguiente:
El esquema situado en la parte superior izquierda de la placa, representa una inversion en la direccion del electron
de spin en un atomo de hidrogeno (el elemento mas abundante en el universo). Esta transicion provoca una onda de
radio de 21 centimetros con la que indicamos una longitud base.
Las figuras del Hombre y de la Mujer superpuestas a la figura de la nave, intentan representar el tamaño relativo
aproximado de las criaturas que enviaron la sonda Pioneer. Las marcas a la derecha de la figura femenina que
delimitan su altura junto con el numero 8 en binario y en vertical (8 decimal = 1000 binario), tratan de representar
que la Mujer tiene 8 unidades de altura. Tomando asi, como unidad, la longitud base antes definida (21 cm),
estamos señalando que la Mujer tiene una altura media de 168 centimetros (8 x 21 = 168 cm). Ademas se
representa al Hombre con el brazo levantado en señal de buenas intenciones. Ambas representaciones humanas se
basaron en un analisis por computadora del promedio fisico en nuestra civilizacion.
En la zona central de la placa, y atravesandola de izquierda a derecha, se encuentra la representacion de la posicion
del Sol con respecto al centro de nuestra galaxia (la barra horizontal) y a 14 pulsares (las barras radiales). Con cada
Pulsar se represento su periodo de radioemision en binario y como se sabe que este disminuye muy lentamente,
cualquier cientifico de otro mundo podra ser capaz de deducir el momento en el Tiempo en que fue lanzado. Asi, se
consiguio localizar aproximadamente nuestra posicion en el Tiempo y en el Espacio.
Por ultimo, en la parte inferior de la placa se encuentra la representacion de la posicion de la Tierra con respecto a
nuestro sistema solar. A la izquierda se encuentra el Sol y acontinuacion los 9 planetas junto con la distancia al
astro Rey expresada en binario. Para señalar a la Tierra se dibujo la trayectoria del Pioneer saliendo del tercer
planeta del sistema solar, nuestro hogar. (ver placa ampliada)
Las sondas Pioneer 10 y 11 tardaran muchos miles de años en llegar a las estrellas
mas cercanas, pero quizas en algun momento dentro de muchos millones de años,
atraviesen un sistema planetario de alguna zona remota estelar en cuyos planetas se
albergue vida inteligente.
Si esa vida inteligente posee la capacidad suficiente para detectar alguna de las
naves Pioneer, la habilidad tecnica para capturarla y la curiosidad cientifica para
examinarla, tal vez sean capaces de descifrar su mensaje.
Tomado de http://www.sondasespaciales.com/modules.php?name=Sections&op=viewarticle&artid=80
Pioneer 10. Otros nombres: Pioneer-F, 05860 , 1972-012A
Lanzamiento: 3 de marzo de 1.972 a las 01:49:00 UT.
- La misión: La Pioneer 10 fue lanzada el 3 de marzo de 1.072 abordo de un cohete Atlas-Centaur (ver vídeo
QuickTime 1,1MB) desde el Centro Espacial Kennedy. Esta sonda pasará a la historia por ser la primera en ser
enviada al Sistema Solar exterior y por ser la primera en sobrevolar el planeta Júpiter, después de lo cual siguió una
trayectoria de escape del Sistema Solar. Para ello tuvo que atravesar el cinturón de asteroides, algo cuyo resultado
era por entonces imprevisible ya que no se conocía la densidad de pequeños asteroides en aquella zona, por lo que
se preveía la posibilidad de que la nave se estrellase contra algún objeto rocoso.
La nave realizó su máximo acercamiento al planeta el 3 de diciembre de 1.973 cuando se aproximó a unos 130.000
kilómetros. En los años siguientes se alejó del Sol a unas 2,6 Unidades Astronómicas por año hacia la
heliomagnetosfera, la región límite del Sistema Solar en una dirección única ya que las Voyager 1 y 2 y la Pioneer
11 se dirigen hacia la dirección contraria, con el gas interestelar fluyendo en la dirección contraria.
La sonda se dirige ahora en la dirección de la estrella Aldebaran, a unos 68 años-luz, por lo que invertirá unos 2
millones de años en llegar hasta sus 'inmediaciones'.
- Últimas comunicaciones: Las comunicaciones rutinarias con la nave finalizaron el 31 de marzo de 1.997 por
razones presupuestarias, pero hasta febrero de 2.003 se han realizado conexiones periódicas a través del Centro
AMES de la NASA para adquirir datos sobre las partículas energéticas y sobre ciencias de radio. Las
comunicaciones se establecen con el envío de una primera señal por parte de la red DSN de la NASA para
conseguir una respuesta de la nave, para luego enviarle las órdenes necesarias para que envíe a la Tierra los datos
almacenados en la memoria.
La última adquisición de datos tuvo lugar el 3 de marzo de 2.002 en el 30 aniversario de la misión, pero un nuevo
intento el 14 de julio de ese mismo año a través de la antena de Madrid, no consiguió el envío de datos científicos,
con una señal de tan sólo 185 dBm, en el límite de recepción de las antenas. Un nuevo intento a comienzos de
2.003 tampoco logró sus objetivos y en febrero de ese mismo año ni siquiera se logró respuesta de la sonda por lo
que se diopor concluida la misión.
- La nave: La sonda con una masa total de 258 kgs. (sin el combustible) llevaba 15 experimentos para estudiar los
campos magnéticos planetarios e interplanetarios, medir el viento solar, los rayos cósmicos, la abundancia de
hidrógeno neutro y la distribución, tamaño, composición y velocidad de las partículas de polvo. Además se
realizaron estudios sobre las auroras de Júpiter, las ondas de radio emitidas por el planeta, su atmósfera y algunos
de sus satélites, en particular Io. En total realizó unas 500 fotografías de Júpiter y sus satélites, que aunque eran de
mala calidad, eran las mejores obtenidas hasta la fecha.
Entre los instrumentos se encontraban magnetómetros, analizador de plasma, detector de partículas cargadas,
detector de iones, fotómetro ultravioleta, detector de asteroides y meteoroides, radiómetro infrarrojo y un
fotopolarímetro.
La nave disponía de una antena parabólica de 2,74 metros de diámetro y 46 cms. de profundidad, junto con otra
antena de baja ganancia y una omnidireccional de 76 cms. Las transmisiones se mantenían en las frecuencias de los
2.110 y los 2.292 MHz, recibido a un ritmo de 2.048 bps al llegar a Júpiter y a 16 bps al final de la misión. La nave
medía 71 cms de largo con un compartimento de 36 cms. de lado para el equipamiento. La energía era obtenida de
un generador nuclear (RTG) separado unos 3 metros del cuerpo de la nave para evitar las interferencias. Un brazo
de 6,6 metros mantenía el magnetómetro alejado de la nave. En el momento del lanzamiento los generadores
producían una energía de 155W, que ya eran 140W al llegar a Júpiter. La orientación se calculaba con respecto a la
estrella Canopus, con tres pequeños propulsores que la mantenían con la antena apuntando a la Tierra. La
temperatura en el interior se mantuvo entre los -23ºC u los 38ºC.
La mayoría de los experimentos se mantuvieron funcionando hasta que no
hubo suficiente energía eléctrica para ellos, por lo que algunos se apagaron
definitivamente y otros sólo se encendieron en determinadas ocasiones, en un
plan diseñado en 1.989 para conseguir la máxima duración de la nave.
El detector de asteroides falló en diciembre de 1,973, seguido del radiómetro
infrarrojo en enero de 1.974 y de uno de los magnetómetros en noviembre de
1.975. Otros instrumentos así como los sensores de orientación fueron
apagándose entre 1.980 y 1.995 para conservar energía. A
partir de 1.996 el detector de partículas cargadas, el detector de rayos
cósmicos, el detector geiger y el fotómetro ultravioleta se encendieron
periódicamente para obtener datos. En agosto de 2.000 tan solo el detector
geiger funcionaba.
Numerosos sensores y sistemas de la nave fallaron durante todo ese tiempo.
La mayoría pudieron ser reemplazados por elementos de reserva o por
ingeniosos sistemas que han aportado una gran experiencia a los ingenieros que lanzaron una nave para que durase
21 meses y casi llega a los 31 años.
-
La placa Pioneer:
La placa de las misiones Pioneer 10 y 11 está considerada como un 'mensaje en la botella', una especie de legado
de la humanidad para el futuro.
Con el paso de los millones de años, la sonda pasará por las cercanías de otras estrellas y con la remota posibilidad
de que sea encontrada por otra civilización extraterrestre. Por ello el mensaje debe ser elaborado con símbolos que
permitan una comprensión universal, ya no de lenguas dentro de un planeta, sino por seres que no conocen nada de
lo que nosotros conocemos. Tal vez lo más importante de esta clase de mensajes, es que se trata de mensajes para
nosotros mismos, para obtener una nueva perspectiva de la situación que tenemos dentro del Cosmos y de una
nueva forma de ver las cosas que nos rodean.
Quien desee ampliar más la información sobre la placa Pioneer puede leer el fantástico libro 'La Conexión
Cósmica' de Carl Sagan, donde se cuentan numerosas anécdotas sobre la placa y lo enrevesada que puede volverse
la mente humana.
Como él mismo dice, 'el mayor significado de la placa del Pioneer 10 no es precisamente el hecho de enviar un
mensaje al exterior, sino más bien el de que se trata de un mensaje enviado a nosotros mismos'.
En la placa podemos observar la figura de un hombre y una mujer delante de la silueta de la nave. El hombre
mantiene la mano levantada en gesto de buena voluntad. Los rasgos físicos de ambos fueron realizados tras realizar
análisis por ordenador donde se mezclaron rasgos físicos de todas las razas de nuestro planeta.
La clave para traducir el significado de la placa se encuentra en el elemento más común del Universo, el hidrógeno.
Este elemento se encuentra representado en la parte superior izquierda de la placa, con un esquema de lo que sería
la transición del átomo neutro de hidrógeno. Cualquiera que pertenezca a una civilización avanzada con
conocimientos de hidrógeno, entenderá esta parte del mensaje.
El resto del mensaje se basa en el uso de los números binarios. En la parte derecha vemos el número 8 en
representación binaria (1000), donde el valor del 1 se ha deducido de la representación del hidrógeno. Este salto en
la energía del hidrógeno nos da también la longitud de onda de 21cms, que es la unidad usada para mostrar la altura
de la mujer (8 x 21= 168 cms.)
En la parte inferior del mensaje vemos representados esquemáticamente el recorrido de las naves Pioneer 10 y 11
en su camino de salida del Sistema Solar, lo cual da una indicación del origen de las naves, el tercer planeta. La
posición del Sol está representada por la distancia a 14 púlsares conocidos, con una linea que representa la
dirección hacia el centro de la galaxia.
La placa fue diseñada por Carl Sagan y Frank Drake y dibujada por la entonces esposa de Sagan, Linda Salzman.
Mide unos 15 x 23 cms. y está hecha de aluminio y oro anodizado, sujeta en el soporte de la antena de la nave.
- Noticias Pioneer 10 en Sondas:
Viernes 28.02.03. Adios, Pioneer 10.
Jueves 20.02.03. Establecido nuevo contacto con Pioneer 10.
Miércoles 18.12.02. Recuperado el contacto con la sonda Pioneer 10.
- Web Pioneer 10-11
- Informes de la misión
- Libro en línea de la NASA. SP-349. 'Pioneer Odyssey'. (Todo sobre las misiones 10 y 11, en inglés).
- Vídeo de Carl Sagan explicando la importancia de la placa (Quick Time - 5.5 MB).