一艘航天飛行器

基本信息

先驅(qū)者10號（英語：Pioneer 10）也稱為先驅(qū)者F號（Pioneer F），NORAD編號5860。是美國的無人行星探測任務(wù)“先驅(qū)者計劃”的第16顆無人探測器，于1972年3月3日（UTC時間01:49:00）發(fā)射。它是第一個成功穿越火星和木星之間的小行星帶、第一艘近距離觀測木星的飛行器，并于1973年12月3日發(fā)回了第一組木星的近距離拍攝的圖像，發(fā)現(xiàn)了木星磁層伸展出的巨大磁尾。1983年6月13日，先驅(qū)者10號越過海王星軌道，之后探測器按慣性駛向畢宿五恒星（畢宿五距離地球68光年，探測器要到達畢宿五恒星大約還需要200萬年）。

10號在成功飛掠木星、土星后繼續(xù)朝深空飛去，并于1982年飛越太陽系的邊際，按慣性駛向畢宿五恒星。畢宿五距離地球68光年，要到達畢宿五恒星這個目標，大約還需要200萬年時間。到目前為止，先驅(qū)者10號正位于距地球100多億公里的太空。它相對于太陽的飛行時速為44064公里，盡管它的功能正在不斷惡化，但仍運轉(zhuǎn)正常，核發(fā)電機繼續(xù)為它的電池充電（那里已無陽光），仍不時地向地球發(fā)送較弱的信號。但由于財政預(yù)算的減少，現(xiàn)已無法對它進行常規(guī)的跟蹤，先驅(qū)者計劃也于1997年3月31日正式終止。

先驅(qū)者10號曾是離我們最遠的飛行器，在最后一次與之聯(lián)系時，先驅(qū)者10號距離地球的距離是 122.3 億公里。這一紀錄，一直保持到 1998年2月17日，那天，旅行者1號距太陽的距離和先驅(qū)者10號持平（都是 69.419 AU），并因為速度的優(yōu)勢（每年大約多飛行 1.016 AU）而在此后在距離上超過了后者。直到 1997年3月31日 任務(wù)結(jié)束之前，先驅(qū)者10號在太陽系外層空間中，進行了很多有價值的科學研究和調(diào)查。此后，它微弱的信號一直被深度空間網(wǎng)絡(luò)所追蹤，用以研究混沌理論。1997年之前，它還被用來訓練飛行控制員，如何接受從太空傳來的無線電信號。和先驅(qū)者11號一樣，先驅(qū)者10號攜帶了一塊人類向可能存在的外星人問候，并表明我們在銀河系位置的鍍金鋁板。

由于先驅(qū)者10號配備的放射性同位素燃料已失去電力，2003年2月7日NASA的深度空間網(wǎng)絡(luò)嘗試與先驅(qū)者10號聯(lián)系時，已接收不到先驅(qū)者10號的微弱訊號，最后一次接收到先驅(qū)者10號的微弱訊號是2003年1月22日，且未來NASA不打算再嘗試接收先驅(qū)者10號的訊號。

先驅(qū)者身上攜帶著表明地球文明外貌、位置的金屬板，以及其他表示友好的圖片、聲音、音樂等。當它離開太陽系時，將把這幅6*9英寸的金屬板彈出飛行器主框架。希望有一天能被外星文明發(fā)現(xiàn)。先驅(qū)者10號是人類建造的第一個成功飛越太陽系的飛行器，盡管經(jīng)歷了許多可怕的險情：先鋒號任務(wù)其中之一是用來測試通過小行星帶與木星巨磁場的生存率的。事實看來，小行星帶實在是小菜一碟，但它們卻差點被木星磁場中的離子炸裂。這個情報使得后來的旅行者計劃的形勢十分嚴峻。它將成為人類建造的，比地球上任何其他工程都會持久的一座豐碑。

1972年美國國家航空與宇宙飛行局(NASA)發(fā)射的先驅(qū)者10號。先驅(qū)者10號將是第一個飛出太陽系的人造物體。1972年至今，這個重達258公斤的探測器一共從地球上接收了98900個指令信號；向地球發(fā)回1260億個信息單位的資料和照片，有關(guān)木星的美麗圖片是它拍攝并發(fā)回地面。

“先驅(qū)者10號”探測器，它探索和研究的主要目標是木星。這個探測器只有260千克，帶有10多種儀器。由于它很小，無法帶更多的其他設(shè)備，如姿態(tài)控制系統(tǒng)、大型電源系統(tǒng)等，因此“先驅(qū)者10號”采用了各種簡化設(shè)計的辦法。探測器上面帶的儀器包括磁強儀、輻射儀、溫度儀、照相機、氣壓計等。它還有一個重大使命是考察行星際空間的物理環(huán)境，以便為未來深入探測外行星開辟道路。在大約飛行了半年后，“先驅(qū)者10號”探測器進入火星與木星間的小行星帶，與木星的相會階段持續(xù)了2個月。1973年12月3日，“先驅(qū)者10號”探測器到達整個旅途距木星最近處，約13萬千米。在它掠過太陽系這顆最大的行星時，發(fā)送回來300張中等分辨率的木星和其衛(wèi)星的照片。它還探測到木星的一些物理參數(shù)。發(fā)回的資料表明，它所俘獲的輻射帶強度是地球周圍范·艾倫帶強度的10000 倍，它那巨大的脈動磁場一直延伸到土星附近。

在飛過了木星之后，“先驅(qū)者10號”探測器利用木星的巨大引力加速，向太陽系邊緣的冥王星軌道飛去，并于 1986年10月通過冥王星平均軌道，成為第一個飛出行星軌道的人造物體?！跋闰?qū)者10號”探測器帶有一張表明地球方位和大致特征的“名片”，上面畫著地球人的形象、太陽系相對于14顆脈沖星的位置、地球的方位等信息。它們經(jīng)過800萬年的飛行后，可能會同某一顆具有生命的恒星及行星系相會。

發(fā)射

先驅(qū)者10號裝載于擎天神運載火箭中，并且在1972年3月3日UTC01:49:00的時間，由美國宇航局于佛羅里達州卡納維拉爾角的36A太空發(fā)射設(shè)施發(fā)射。發(fā)射載具耗時17分鐘加速，到達每小時51682公里（每小時32114里）的速度并花費了11 經(jīng)過月球，成為當時人類史上速度最快的人造物體。其雙胞胎姐妹，先驅(qū)者11號   則在隔年的4月4日發(fā)射。

探測木星

在1973年11和12月，先驅(qū)者10號開始傳送木星的圖片影片回地球。500張木星照片在當年12月2日接收，顯露出一點點細節(jié)。無論如何，在48小時之內(nèi)不斷接近的觀察，探測器超越了地球本身的觀測能力而顯現(xiàn)出更多過去前所未見的細節(jié)。

在1973年12月4日，先驅(qū)者10號到達距離木星最近的距離，并且在距離木星200，000公里之處越過木星云端。

飛出太陽系

1972年美國國家航空航天局(NASA)發(fā)射的先驅(qū)者10號，于1983年6月13日飛出海王星的軌道。由于冥王星的軌道是個大橢圓，在此后17年里，其軌道都將在海王星的軌道內(nèi)，所以飛出海王星軌道之后先驅(qū)者10號就成為了第一個飛出太陽系的人造物體。

11年來，這個重達290公斤的探測器一共從地球上接收了98900個指令信號；向地球發(fā)回1260億個信息單位的資料和照片，有關(guān)木星的美 麗圖片是它拍攝并發(fā)回地面。

先驅(qū)者10號以49198公里的時速飛離太陽系。當它離開海王星時，它與太陽間的距離超出45億3千萬公里。它的電子系統(tǒng)是由放射性同位素熱電源系統(tǒng)供電的。據(jù)艾姆斯研究中心認為，先驅(qū)者10號發(fā)回的數(shù)據(jù)需要花10年的功夫來研究和分析，即使用先進的計算機也得花費數(shù)年時間。

先驅(qū)者身上攜有一塊載有人類訊息的鍍金鋁板。倘若探測器被外星的高智慧生物捕獲，這塊鍍金鋁板將會向他們解釋這艘探測器的來源。鋁板上繪有一名男性及女性的圖像，氫原子的自旋躍遷，以及太陽與地球在銀河系里的位置。

詳見先驅(qū)者鍍金鋁板詞條

遨游太空近40載的先驅(qū)者10號，已是杳如黃鶴。美國宇航局2003年1月曾經(jīng)接到微弱的信號，看上去是來自這顆探測器的最后消息。

美國宇航局發(fā)布的新聞公報介紹說，先驅(qū)者10號的最后一次信號是2003年1月22日接收到的，其中已無任何遙測數(shù)據(jù)。2月7日，宇航局位于加利福尼亞州、澳大利亞和西班牙的巨型天線“深度空間網(wǎng)絡(luò)”與該探測器的聯(lián)絡(luò)都沒有取得任何結(jié)果。專家們認為，由于放射性同位素動力源已衰變殆盡，探測器估計已無力再向地球發(fā)送信號。美宇航局于是決定放棄與探測器繼續(xù)聯(lián)系的努力。

1972年3月2日，“先驅(qū)者10號”發(fā)射升空，并在隨后的日子里，在太空探索領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)第一。它是第一個穿過小行星帶，成功到達木星附近并獲取近距離圖像的探測器；1983年，它又成為第一個飛出海王星軌道的人造探測器。

“先驅(qū)者10號”計劃原定時間不到兩年，但它“探測生命”之長遠遠超出了預(yù)期。直到1997年3月底，科學家才正式結(jié)束“先驅(qū)者10號”的科學考察使命，宣告它的“退役”。該探測計劃項目經(jīng)理拉舍博士認為，這顆探測器絕對是“物有所值”。

在研究人員對先驅(qū)者號異常現(xiàn)象進行初步分析后，他們把目標轉(zhuǎn)向了先驅(qū)者10號探測器長達11.5年的空間觀測遙感數(shù)據(jù)上，盡管先驅(qū)者11號只有大約4年的服役壽命。在由星際協(xié)會贊助發(fā)起的詳細研究過后，圖里謝夫和他的研究小組不僅得到了先驅(qū)者10號大約30年的遙感數(shù)據(jù)和先驅(qū)者11號20年的數(shù)據(jù)集，還整理獲得了先驅(qū)者10和先驅(qū)者11號飛船完整詳盡的遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)中的很多被存儲在了400盒磁帶中，它們完好的保存在宇航局噴氣推進實驗室中?？偟恼f來，所收集的先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號宇宙飛船的數(shù)據(jù)有將近800億字節(jié)，大約相當于數(shù)字高清有線電視半小時內(nèi)播放的電視節(jié)目占用的數(shù)據(jù)字節(jié)。把有9磁道的磁帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代的數(shù)據(jù)存儲形式并把一些人工添加的數(shù)據(jù)和其他壞掉的數(shù)據(jù)篩除掉對于先驅(qū)者號異常現(xiàn)象的研究人員來說非常耗時。但是圖里謝夫?qū)Υ藚s非常自信，一旦這些數(shù)據(jù)處理任務(wù)完成，那么先驅(qū)者號異常現(xiàn)象背后的秘密就可以發(fā)現(xiàn)。

通過多年恢復和分析舊數(shù)據(jù)，研究飛行器的結(jié)構(gòu)圖，加州理工噴氣推進實驗室（JPL）的研究人員在 arxiv 上發(fā)表論文，宣告破解先驅(qū)者號異?！欣喂痰淖C據(jù)顯示減緩速度的主要原因是各向異性熱輻射。各向異性熱輻射能解釋 80% 的減速。在太空中，熱輻射表面點的方向是一個值得注意的問題。

先驅(qū)者10號，是1972年3月2日發(fā)射的，1973年12月3日接近木星，1983年6月13日越過海王星軌道，1986年10月通過冥王星軌道，逐漸遠離太陽系了，先驅(qū)者10號正以每年2.6個天文距離的速度飛離太陽系最終目標是畢宿五（距地65光年），2003年，10號音訊全無，NASA放棄追蹤了，先驅(qū)者10號飛行方向朝著銀河系外圍飛去，先驅(qū)者11號朝向銀河系中心方向飛去。