dijous, 27 de novembre de 2014

LES PIONEER 10 i 11, PART VIII

9. INTERESTEL·LARS!

El 23 de febrer de 1990, la Pioneer 11 va creuar l'òrbita de Neptú, sent la quarta nau en fer-ho després de la Pioneer 10 i les dues Voyager. Durant diversos anys les dues naus van seguir funcionant i enviant informació sobre el medi interplanetari i l'heliosfera. Al setembre de 1995, amb els RTG a punt d'expirar i diversos instruments fora de servei, la NASA va cessar les operacions científiques de la Pioneer 11. El dia 30 d'aquest mateix mes es va perdre el contacte amb la nau quan es trobava a 6500 milions de quilòmetres del Sol. L'agència espacial va finalitzar les operacions científiques de la Pioneer 10 el 31 de març de 1997 mentre la sonda estava a una distància de 10.050 milions de quilòmetres: Era l'objecte humà més llunyà fins que la Voyager 1 la va superar el 17 de febrer de 1998. El contacte regular es va perdre poc després, però la NASA va tornar a captar la dèbil senyal del vehicle en diverses ocasions durant els anys següents. L'última senyal es va rebre el 22 de gener de 2003. Per llavors la Pioneer 10 estava ja a 12.315 milions de quilòmetres del Sol. Encara que formalment les dues naus no han abandonat el sistema solar -cosa que passarà quan deixin enrere l'heliosfera-, només és qüestió de temps que ho facin.
La Pioneer 10 s'allunya del nostre Sistema Solar a 12,026 km/s, recorrent una distància de 381 milions de quilòmetres cada any en la direcció del cúmul obert de les Híades, a Taure. Per la seva banda, la Pioneer 11 recorre 359 milions de quilòmetres a l'any, una dada que la converteix en la més lenta d'entre les cinc sondes que actualment viatgen fora del Sistema Solar. Es mou en direcció gairebé oposada a la de la seva germana a 11,36 km/s, cap a la constel·lació de l'Escut. D'aquí  33.000 anys la Pioneer 10 passarà a 3,27 anys llum de l'estrella nana vermella Ross 248. Curiosament, la Pioneer 11 també s'acostarà a 2,67 anys llum d'aquesta estrella 2000 anys més tard. Aquesta aparent paradoxa es deu al fet que Ross 248 posseeix un moviment propi molt elevat pel que fa al Sol. O el que és el mateix, serà l'estrella la que s'acosti a les Pioneer i no a l'inrevés...


10. L'ANOMALIA 

Però si algú creia que les Pioneer 10 i 11 deixarien de ser notícia després de la pèrdua de contacte, s'equivocava. I és que durant diversos anys van protagonitzar un autèntic misteri de pel·lícula! Conegut com 'l'anomalia de les Pioneer', havia sorgit quan els científics de la missió van comprovar que les dues naus estaven sotmeses a una minúscula però apreciable acceleració cap al Sol de solament 0,8 milmilionèsimes de m/s2. O, el que és el mateix, que les naus anaven més a poc a poc del que estava previst per que alguna cosa les frenava. Ningú sabia explicar la font d'aquesta misteriosa força i es van contemplar tot tipus d'hipòtesis: Fins i tot algú va posar en dubte la  Relativitat General d'Einstein!  Les dades de les sondes Galileo i Ulysses també mostren un efecte similar, però per diverses raons (com la seva relativa proximitat al Sol) no es poden treure conclusions en ferm d'aquestes dades.
Actualment es dóna per fet que la causa de l'anomalia és la radiació tèrmica emesa pels RTGs de les naus. La feblíssima radiació infraroja que emeten les piles nuclears es reflecteix en el cos de la sonda, provocant aquesta petitíssima desacceleració.
 
Trajectòria de les Pioneer i les Voyager
 

Extret de: http://danielmarin.naukas.com/2013/05/01/la-odisea-de-las-sondas-pioneer-10-y-11-las-primeras-naves-en-abandonar-la-gravedad-del-sol/



diumenge, 23 de novembre de 2014

LES PIONEER 10 i 11, PART VII

8. PER FI, SATURN!

A la NASA van discutir llargament la trajectòria a seguir quan la Pioneer 11 passès per Saturn. Els més agosarats proposaven fer passar la nau entre l'anell C -el més intern conegut aleshores- i el  planeta, mentre que els més conservadors eren partidaris de sobrevolar el gegant anellat a major distància, fora de l'anell A. El descobriment de l'anell D, situat a la part interior de l'anell C, semblava haver segellat el destí de la Pioneer 11: creuar el petit espai existent entre aquest anell i el planeta semblava enormement arriscat. Però l'equip de la missió volia comprovar de primera mà si això era cert. No en va, també s'havia cregut que creuar el cinturó d'asteroides era perillós i no havia estat així. D'altra banda, la futura Voyager 2 hauria de passar lluny de Saturn si volia sobrevolar Urà, una opció que la NASA no havia aprovat encara de forma oficial. Per aquest motiu, molts eren partidaris d'un sobrevol llunyà per tal d'estudiar la hipotètica trajectòria de la Voyager 2. Això volia dir que el futur de la missió Voyager a Urà i Neptú depenia ara de la Pioneer 11...
L'1 de novembre de 1977 es va reunir l'equip de la missió i 13 dels 14 membres van decidir anar a per totes i arriscar-se, escollint el pas entre els anells i Saturn en contra de l'opinió dels peixos grossos de la NASA i de l'equip de la Voyager. Però de forma bastant inusual, la cúpula de la NASA va optar per vetar la decisió de l'equip i imposar una trobada a major distància. Els resultats científics serien menys interessants, però la missió Voyager a Urà i Neptú tindria més possibilitats de ser aprovada. El 13 de juliol de 1978 la Pioneer 11 va realitzar una maniobra per encarar la nova trajectòria. Faltava encara un any per arribar a Saturn i seria la primera vegada que la humanitat el podria veure de prop. Seria realment tan bonic com ens el mostraven els telescopis?
Saturn i algunes llunes, fotografia de la Pioneer 11

El 27 d'agost de 1979, la sonda va passar a 9,2 milions de quilòmetres de Febe, la lluna més externa de Saturn. El 31 d'agost, quan es trobava a 1,5 milions de quilòmetres del planeta, la nau es va endinsar a la magnetosfera de Saturn, demostrant per primera vegada la seva existència de forma directa (encara que ningú dubtava de la mateixa). L'1 de setembre a les 14:36 UTC, la Pioneer 11 va travessar el pla dels anells de Saturn a una distància segura i a les 16:31 UTC es va produir el màxim acostament al planeta, sobrevolant els núvols del pol sud del gegant anellat a 20.900 quilòmetres de distància mentre viatjava a 114.000 km / h. A les 18:24 UTC la Pioneer 11 va tornar a creuar el pla dels anells a 4000 quilòmetres de l'anell A, aquesta vegada en direcció nord. El sensor de micrometeors no va detectar cap augment destacable en la quantitat de partícules durant el pas pel pla dels anells i les dosis de radiació van resultar ser molt inferiors a les de Júpiter. Amb aquests resultats, la Voyager 2 tenia el camí lliure cap a Urà. Malauradament, es van perdre algunes dades per culpa del mal temps que regnava a les rodalies de l'antena d'Austràlia de la xarxa DSN de la NASA. A més, algunes dades enviades el 3 de setembre van patir les interferències del satèl·lit soviètic Kosmos 1124. No obstant això, es van obtenir 440 imatges de Saturn i els seus satèl·lits en total, encara que només Tità apareixia com una cosa més que un punt lluminós. Les fotografies van permetre confirmar l'existència del finíssim anell F i descobrir la lluna Epimeteu, tot i que la seva existència va haver de ser ratificada per les Voyager. La temperatura mitjana del planeta va resultar ser d'uns -180º C i l'atmosfera tot just presentava alguna característica visible, encara que paradoxalment la sonda va detectar evidències de vents molt més forts que els de Júpiter.

Tità, vist per la Pioneer 11

Durant cert temps es va pensar en enviar la Pioneer 11 cap Urà o fins i tot una altra vegada cap a Júpiter, però la NASA va estimar que les probabilitats que els instruments seguissin funcionant per llavors eren massa baixes. La trobada amb Saturn va atorgar a la Pioneer 11 la velocitat suficient per escapar del Sistema Solar, acompanyant així a la Pioneer 10 en la seva trajectòria cap a l'espai interestel·lar, encara que amb una velocitat lleugerament inferior.


Extret de: http://danielmarin.naukas.com/2013/05/01/la-odisea-de-las-sondas-pioneer-10-y-11-las-primeras-naves-en-abandonar-la-gravedad-del-sol/

LES PIONEER 1O i 11, PART VIII




dissabte, 8 de novembre de 2014

LES PIONEER 10 i 11, PART VI

7. LA PIONEER 11, A JÚPITER

Mentre la Pioneer 10 es dirigia cap a Júpiter, la seva germana bessona esperava el seu torn per a viatjar a l'espai. La finestra de llançament de la Pioneer G s'obria el 5 d'abril de 1973. El coet es va enlairar aquell mateix dia, col·locant a l'ara anomenada oficialment Pioneer 11 en una trajectòria d'escapament pel que fa a la Terra. Durant unes hores la tensió va planar pel control de la missió mentre un dels pals dels RTGs no va voler desplegar-se correctament. Si el braç no es desplegava, la sonda no podria assolir la velocitat angular de rotació prevista i la missió podia donar-se per perduda. Afortunadament, el problema es va solucionar en poc temps usant els propulsors de la nau per a  desencallar el braç malmés. La segona sonda no seria una simple repetició de la Pioneer 10: La Pioneer 11 havia de sobrevolar Júpiter, però realitzant una maniobra d'assistència gravitatòria que li permetria visitar Saturn el 1979. D'aquesta forma la Pioneer 11 aplanaria el camí a la futura missió Mariner Jupiter-Saturn (posteriorment coneguda com Voyager).
El 20 de març de 1974 la sonda va travessar el cinturó d'asteroides, registrant només vint impactes de micrometeors i confirmant així els resultats de la seva germana. Després del sobrevol de Júpiter per part de la Pioneer 10, la Pioneer 11 va realitzar una maniobra per a corregir la velocitat i passar així a una distància de Júpiter tres vegades inferior a la prevista. La Pioneer 10 havia demostrat que els cinturons de radiació de Júpiter, encara que perillosos, no suposaven un perill mortal. Però... què passaria si una nau s'apropava encara més? No era una pregunta retòrica: A més de l'interès científic, un sobrevol molt proper permetria augmentar l'eficiència de la maniobra d'assistència gravitatòria de forma significativa. A més, calia assegurar-se que les futures Voyager no experimentarien cap dany catastròfic durant la seva visita a Júpiter. Alguns membres de l'equip es van oposar a aquesta decisió, ja que consideraven massa arriscat posar en perill la trobada amb Saturn. Per a minimitzar el risc, la nau sobrevolaria Júpiter passant pels pols, reduint d'aquesta manera l'exposició a la radiació dels cinturons equatorials. Així, si la Pioneer 10 va ser la primera sonda a visitar Júpiter, la Pioneer 11 seria la primera que veiés les seves regions polars.

 
Júpiter, vist per la Pioneer 11


El 7 de novembre de 1974 la Pioneer 11 va passar la frontera del sistema jovià en travessar l'òrbita d'Hades (Sinope) i el dia 25 d'aquell mes va penetrar a l'enorme magnetosfera de Júpiter. Després d'obtenir dues-centes imatges dels satèl·lits galileans (una mica borroses), la Pioneer 11 es va ocultar darrera el disc de Júpiter abans d'arribar al màxim acostament al planeta. En aquesta ocasió, la interrupció de les comunicacions coincidiria amb el pas pels cinturons de radiació. Al control de la missió molts creien que mai tornarien a rebre un senyal de la nau. La Pioneer 11 va passar, el 3 de desembre de 1974, a  només 42.760 quilòmetres de núvols de Júpiter, en silenci i fora del contacte amb les estacions terrestres. La sonda va reaparèixer 43 minuts després: Havia sobreviscut als temibles cinturons de radiació en gran part gràcies a l'enorme velocitat amb què els havia travessat, ni més ni menys que 171.000 km/h. 
Com en el cas de la seva germana, l'assistència gravitatòria de Júpiter va canviar la trajectòria de la sonda. Però en aquest cas no la va situar en una trajectòria d'escapament del Sistema Solar, sinó en una òrbita solar amb una gran inclinació respecte a l'eclíptica: La nau va sortir disparada de Júpiter gairebé en sentit contrari a la seva trajectòria d'entrada! I així, la sonda podria visitar Saturn el 1979. El 2 i el 18 desembre de 1975 la nau va realitzar maniobres de correcció, seguides d'una altra el 26 de maig de 1976. A l'agost d'aquell any es va situar a una distància de 150 milions de quilòmetres (1 Unitat Astronòmica) per sobre del pla de l'eclíptica, esdevenint així la primera nau a sortir del plànol en el qual es mouen els planetes del Sistema Solar. I va quedar així en la ruta d'intercepció de Saturn, el senyor dels anells.

Trajectòria de la Pioneer 11