[1월 22일] 2003년 : 파이어니어 10호가 지구로 마지막 신호를 보내다

2003년 : 파이어니어 10호가 지구로 마지막 신호를 보내다 

Pioneer 10 Beams Last Signal to Earth

파이어니어 10호

Pioneer 10

# 개요

 - 파이어니어 계획의 10기  

 - 1972년 3월 3일에 아틀라스 센타우르로 발사되어 처음으로 소행성대를 관찰하고 목성을 관찰한 탐사선

 - 1973년 2월 15일에 소행성대를 통과하는 최초의 우주선

 - 1973년 12월 3일 목성에 접근하여 사진을 전송

 - 1983년 6월 13일 해왕성의 궤도를 통과

   (명왕성의 궤도이심률이 커서 당시에는 해왕성이 태양계의 가장 바깥 행성이었음)

 - 정의에 따라서 는 태양계를 벗어난 첫 우주선 

   (1992년이 되어서야 처음으로 명왕성 바깥에서 천체가 발견됨)

 - 2003년 1월 23일 지구에서 마지막 교신을 받은 것을 끝으로 통신 두절 (무선 송신기 전력 손실)

 - 2006년 3월 4일 최종 교신을 시도했으나 파이어니어 10호로부터 응답이 오지 않았음 

# 파이어니어 미션

 - 태양계 그랜드투어를 준비하는 예비 미션

 - 원래 이름은 파이어니어 G(10호), H(11호)

 - 임무를 위해 150개의 과학실험 제안

 - 10호와 11호를 제작하기 위해서 총 3억 8천만 달러 규모의 예산 수립

 - "이 우주선의 보증기간은 2년 입니다. 2년에에 부품이 고장나면 무료 수리 가능합니다(?)

 - 특별히 10호는 목성권을 통과하면서 목성권 내 자기장 환경 연구를 할 예정이었음

 - 태양계 그랜드투어를 준비하는 예비 미션

# 우주선 구조

# 발사 및 궤적

 -   1972년 3월 3일 01:49:00 UTC(3월 2일 현지 시간) 플로리다의 우주 발사 단지 36A에서 아틀라스-센타우로스 발사체를 타고 발사

-  3단은 파이오니어 임무를 위해 특별히 개발된 고체 연료 TE364-4로 구성

- 발사체는 17분 동안 프로브를 가속화하여 51,682km/h(32,114mph)의 속도에 도달

- 여행의 첫 7 개월 동안, 우주선은 세번 궤도 수정, 유일한 이상은 카노푸스 센서의 이상

- 행성 간 매체를 통과하는 동안, 파이오니어 10은 헬륨의 행성 간 원자를 감지하지하는 것이 첫 임무

- 태양풍에서 알루미늄과 나트륨의 고에너지 이온을 감지

- 1972년 8월 초에 2.2AU의 거리에 있을 때 태양 충격파를 등록하여 중요한 헬리오물리학 데이터를 기록하여 감지

- 1972년 7월 15일, 파이오니어 10은 화성과 목성의 궤도 사이에 위치한 소행성 벨트에 들어간 최초의 우주선이 됨

 

1972년 3월 3일부터 1975년 12월 31일까지 목성까지의 궤적

목성권(조비안) 통과 궤적

# 목성과의 만남

파이어니어 10호가 찍은 목성

 -   1973년 11월 6일, 파이오니어 10 우주선은 목성에서 2,500만킬로미터 거리에 접근

 -  이미징 시스템의 테스트가 시작되었고 심우주 통신에서 데이터를 성공적으로 다시 수신

 -  이후 16,000개의 명령이 우주선에 업로드되어 다음 60일 동안 비행 작전을 통제

 - 11월 8일 목성의 위성 시노페의 궤도와 교차됨

 - 목성의 자기권이 엄청났기 때문에 운에 맡기고 목성권 진입. 다행이 몇 개의 과학도구 고장만 일으키고

   목성 자기권에 진입 성공

 - 목성권에서 궤도기동을 수행한 첫 우주선이 됨

가니메데

# 목성 너머로

 

태양으로부터의 파이오니어 10 및 11 속도와 거리

 

  # 현재 예상경로

# 파이어니어 금속판 (10호와 11호에 부착)

     

파이어니어 금속판

재질 : 금도금 처리된 알루미늄 합금

크기 : 폭 22.9cm / 높이 : 15.2cm / 두께 : 0.127cm

건의자 : 칼세이건

과학 평론가이자 저널리스트인 에릭 버제스가 우주 과학 작가인 리처드 호글랜드와 함께

칼 세이건에 제안을 했고 칼 세이건은 이에 동의해 NASA에 건의를 함

내용

1. 중성 수소의 초미세 천이(왼쪽 위)

-우주에 가장 많이 존재하는 수소 원자를 그려 넣음

-이 기호의 짧은 세로선은 이진법을 나타내는 1을 뜻함

 

2. 남녀의 모습(오른쪽)

   - 남성과 여성의 모습이 그려져 있음

  - 여자의 머리끝과 발끝 옆에 있는 2개의 수평선 사이에는 이진법 8이 적혀 있음

  - 이것을 통해 여성의 키가 168cm 라는 것을 보여주고 있음  (수소 21cm 선 파장 X 이진법 8 = 168cm)

  -남성은 반가움의 표시로 오른손을 들고 있으며  손 발이 자유롭게 움직인다는 것을 보여줌

  -여성의 성기가 제대로 그려지지 않은 것은  칼 세이건이 금속판 설치 자체를 NASA로부터 거부당할지도 모르기 때문에

   타협했다는 설이 있고  NASA의 우주 과학 부장, 주임 연구자인 존 노우에 의해서 금속판을 탑재하는 것을  인정하는 대신 

   삭제되었다는 말도 있음

 

3. 탐사선의 외형

     - 남녀 모습 배경에 파이어니어 탐사선 외형이 그려져 있다

   - 탐사선의 실물 크기를 바탕으로 해 인간의 크기를 추측할 수 있게 했다

 

  4. 은하계 중심과 14개의 펄서에 대한 태양의 상대 위치

    - 금속판 왼쪽에 그려져 있는 점을 중심으로 15개의 선이 있음

  - 이 선 중 14개는 긴 이진접의 숫자가 쓰여져 있음

  - 각각의 선 길이는 태양에서 각 펄사까지의 상대 거리를 보여주고 있음

  - 금속판에 14개 펄서의 위치가 그려진 이유는  이러한 펄서 중 몇 개만 관측을 해도 수학을 이용해

    이 방사상의 선의 원점인 태양의 위치를 구할 수 있게 하기 위해서임

  - 15번째 직선은 인간 그림 뒤에까지 뻗어있는데   이 선은 태양에서 우리 은하 중심부까지의 상대 거리와 방향을 표시한 것.

 

5. 태양계

    - 금속판 아래쪽에 태양계의 개념도가 그려져 있다

   - 탐사선의 작은 그림도 그려져 있는데  목성을 통과해 태양계를 탈출하는 궤도를 나타내고 있음

   - 태양계 분류하기 위한 힌트로서 토성의 고리가 그려져 있음. ( 당시만 해도 목성, 천왕성, 해왕성 고리는 밝혀지지 않았음)

    - 각 행성(명왕성까지 9개)의 상하에 쓰여져 있는 이진수는  각각의 행성과 태양 사이의 상대거리를 뜻함

      - 거리의 단위는 수성 궤도 반경의 1/10

   

  # 현재위치

   * 파이어니어 11호는 1995년에 전력 저하로 통신 두절 (태양으로부터 44AU지점에 있는 것으로 보이며 매년 2.5AU 이동하는 것으로 추정_

   * 현재는 약 89AU 지점에 있는 것으로 보임