Pioneer 10 was het eerste ruimtetuig dat doorheen de asteroïdengordel vloog om vervolgens de planeet Jupiter te bezoeken. Op 2 maart 1972 werd Pioneer 10 in de ruimte gebracht waarna het in december 1973 langs de grootste planeet uit ons zonnestelsel vloog.
Deze historische ruimtemissie behoort tot NASA's grootste en belangrijkste verwezenlijkingen aangezien Pioneer 10 de start was van een reeks onbemande verkenners die het zonnestelsel uitvoerig verkenden. NASA voorzag voor Pioneer 10 een missie van 21 maanden maar uiteindelijk duurde de Pioneer 10 missie meer dan 30 jaar en werden alle doelstellingen met veel succes verwezenlijkt. Vandaag de dag bevindt dit onbemande ruimtetuig zich op de grens van ons zonnestelsel en is het ruimtetuig op weg naar de ster Aldebaran in het sterrenbeeld Stier.
Doel van de missie
De belangrijkste doelstellingen van Pioneer 10 waren om interplanetaire en planetaire magnetische velden te bestuderen alsook de zonnewind, kosmische straling en de massa, omvang en atmosfeer van de planeet Jupiter. Pioneer 10 was de eerste van een reeks verkenners die door NASA naar de buitenste regionen van ons zonnestelsel werden gestuurd. Om deze regionen te kunnen bereiken was een vlucht doorheen de asteroïdengordel nodig. Dit werd nog nooit eerder uitgevoerd en werd destijds aanzien als een spectaculaire fase tijdens de missie aangezien veel wetenschappers er vanuit gingen dat deze gordel zeer moeilijk doorkruisbaar was.
Pioneer 10 ruimtesonde
De Pioneer 10 ruimtesonde maakte deel uit van NASA's Pioneer ruimteprogramma dat door NASA ontwikkeld werd voor planetaire verkenningen. Het ruimtetuig werd gebouwd door TRW en had een totaal gewicht van slechts 260 kilogram. Het Pioneer 10 project zelf was in handen van NASA's Ames Research Center dat in 1969 de goedkeuring kreeg voor deze prestigieuze missie. Aangezien Pioneer 10 geen beroep zou kunnen doen op zonlicht om energie op te wekken, werd het ruimtetuig uitgerust met vier radio-isotoop thermo-elektrische generatoren (RTG's) die de ruimtesonde voorzagen van 155 Watt aan energie tijdens de lancering en 140 Watt wanneer het tuig Jupiter zou voorbij vliegen. Beide RTG's werden ver van de wetenschappelijke instrumenten gemonteerd aangezien deze voor storingen zouden kunnen zorgen. Pioneer 10 werd uitgerust met elf wetenschappelijke instrumenten die samen een gewicht hadden van dertig kilogram. De totale lengte van de kunstmaan bedroeg 2,9 meter (inclusief antennes) en het ruimtetuig draaide om de as van de schotelantenne met een snelheid van 5 omwentelingen per minuut. Eén van de meest opmerkelijke ladingen die Pioneer 10 met zich meedroeg, was een gouden plaat met daarop een boodschap bestemd voor buitenaards intelligent leven. De plaat was verguld aluminium en was 22,9 op 15,2 centimeter groot. Op deze plaat werd de mens afgebeeld, de gemiddelde grootte en schaal van de mens ten opzichte van het ruimtetuig, de positie van de Aarde in het zonnestelsel en twee configuraties van het waterstofatoom.
Artistieke impressie van de Pioneer 10 ruimtesonde - Foto: NASA
Pioneer 10 wetenschappelijke instrumenten
- Helium Vector Magnetometer
- Plasma Analyzer
- Charged Particle Instrument
- Cosmic Ray Telescope
- Geiger Tube Telescope
- Trapped Radiation Detector
- Meteroid Detector
- Asteroid-Meteroid Experiment
- Ultraviolet Photometer
- Imaging Photopolarimeter
- Infrared Radiometer
Lancering en missie
Pioneer 10 werd op 3 maart 1972 gelanceerd vanop de Cape Canaveral lanceerbasis in Florida. Dit was de eerste maal dat een Atlas-Centaur draagraket uitgerust werd met drie rakettrappen. De Atlas-Centaur draagraket bracht het ruimtetuig probleemloos in de ruimte waarna de derde rakettrap het ruimtetuig voorzag van een snelheid van 51 810 kilometer per uur die nodig was om Jupiter te bereiken. Op dat moment was Pioneer 11 het snelste ruimtetuig ooit gebouwd. Door zijn enorme snelheid bereikte Pioneer 10 de Maan al na elf uur. In juni 1972 doorkruiste Pioneer 10 de baan van Mars om zich vervolgens een maand later in de asteroïdengordel te begeven. De asteroïdengordel was tot voor Pioneer 11 onbekend gebied voor de mens. Deze zone bestaat uit duizenden asteroïden waarvan sommigen zo groot als de Amerikaanse staat Alaska. Pioneer 10 werd op 15 juli 1972 de eerste ruimtesonde die zich in de asteroïdengordel begaf. Op 3 december 1973 stuurde Pioneer 10 uiteindelijk de eerste foto's van de planeet Jupiter naar de Aarde. Voor het eerst in de geschiedenis kreeg de mens close-up kleurenfoto's te zien van Jupiter. Pioneer 10 vloog met een snelheid van 132 000 kilometer per uur op een afstand van 130 354 kilometer langs de enorme gasreus. Tijdens deze historische passage onderzocht Pioneer 10 ondermeer de stralingsgordels van Jupiter en werd het magnetisch veld van de gasplaneet in kaart gebracht.
Lancering van de Amerikaanse Pioneer 10 ruimtesonde - Foto: NASA
Op weg naar de sterren
Na zijn scheervlucht langs Jupiter begon Pioneer 10 aan zijn lange reis richting de grens van ons zonnestelsel. Tijdens deze reis onderzocht het ruimtetuig ondermeer de zonnewind en kosmische stralingen afkomstig van het centrum van het Melkwegstelsel. Pioneer 10 bevond zich in februari 1996 op een afstand van 9,6 miljard kilometer van de Aarde. Vanop deze verre afstand deden de signalen van Pioneer 10 er 8,5 uur over om de Aarde te bereiken. NASA beëindigde de Pioneer 10 missie officieel op 31 maart 1997 maar wetenschappers gebruikten het ruimtetuig nog verder om nieuwe technologieën te ontwikkelen op vlak van communicatie voor verre ruimtemissies. Op 13 juni 1983 doorkruiste Pioneer 10 de baan van de planeet Neptunus waarna de ruimtesonde in maart 1988 voorbij de baan van de dwergplaneet Pluto vloog. NASA's Deep Space Network bleef contact hebben met Pioneer 10 tot op 27 april 2002 toen men de laatste telemetrische gegevens ontving van de ruimtesonde. Het allerlaatste zwakke signaal werd van Pioneer 10 op 23 januari 2003 opgevangen toen het ruimtetuig zich 12 miljard kilometer van de Aarde bevond. Pogingen om opnieuw contact te leggen met Pioneer 10 op 7 februari 2003 en 4 maart 2004 faalden. Pioneer 10 reist nu met een snelheid van 2,6 Astronomische Eenheden (AE) per jaar (1 AE = 150 miljoen kilometer) richting de ster Aldebaran in het sterrenbeeld Stier. In oktober 2009 bevond Pioneer 10 zich op 15 miljard kilometer van de Aarde. Pioneer 10 zal binnen 2 miljoen jaar aankomen bij Aldebaran.
De Pioneer 10 ruimtesonde maakte deze opname van de planeet Jupiter - Foto: NASA
Pioneeranomalie
De Pioneeranomalie of Pioneerafwijking is een afwijking in de route van ver verwijderde ruimtetuigen. Deze anomalie werd vooral vastgesteld bij de Pioneer 10 en 11 ruimtetuigen en tot op heden is hier nog steeds geen krachtige verklaring voor. De belangrijkste kracht die tijdens dergelijke ruimtemissies inwerkt op de ruimtetuigen is de aantrekkingskracht van de zon. Deze zorgt ervoor dat de ruimtesondes stelselmatig vertragen. Metingen hebben echter aangetoond dat de vertraging van de twee ruimtetuigen met de jaren groter is geworden dan men verwachtte. Sommigen zijn hierdoor overtuigd dat men bepaalde wetten en principes uit de fysica moet in vraag moet stellen.
