A Naprendszer széléhez közeledő, több mint harminc évvel ezelőtt felbocsátott Pioneer-10 és 11, miután elhagyták a Plútót, rejtélyes módon letértek röppályájukról. A csillagászok eddig tanácstalanul álltak a jelenség előtt. Egy új elmélet szerint távoli aszteroidák felelősek a letérésért.
*

   A két űrhajó azután kezdett letérni pályájáról, miután elhaladtak a Naprendszer legkülső bolygója, a Plútó mellett. Az eltérés nem nagy, de érzékelhető, és mindenképpen nagyobb a Napnak a szondára kifejtett gravitációs erejénél. Mintha a föld felszíni gravitáció tízmilliárdod részének megfelelő erő rángatná az űrszondákat a Nap irányába.

   A Pioneer-ek viselkedése megosztotta a csillagászokat. Volt, aki úgy vélte, hogy rés keletkezhetett az űrhajókon, és üzemanyag-szivárgás miatt lassulnak. Mások szerint azonban nem valószínű, hogy a két űrhajón egyszerre keletkezik rés. Van aki, akár azt is elképzelhetőnek tartotta, hogy Newton tévedett, és a nagyon nagy távolságokra nem igaz elmélete, mely szerint a gravitációs erő a távolsággal gyengül. Megint mások a rejtélyes fekete anyaggal hozták összefüggésbe a jelenséget. A kutatók eddig egy dologban értettek egyet: a rejtélyre megalapozott választ csak egy új, több száz millió dolláros, a Pioneer-ek útját követő, modern mérőműszerekkel felszerelt szonda adhat választ.

   A találgatások helyett az amerikai George Mason Egyetem (Fairfax, Virginia) csillagászai egy jóval olcsóbb kutatásba kezdtek. Gary Page és kollégái 15 olyan aszteroidát azonosítottak, amelyek összefüggésbe hozhatók a rejtélyes erővel. Az aszteroidák keringési pályája mind mélyen benyúlik a Külső Naprendszerbe. Ez azért lényeges, mert a letérés a Nap - Szaturnusz távolság duplája után jelentkezett először.

A jelöltek közül a kutatók a 1995SN55 elnevezésű aszteroida tűnik a legígéretesebbnek. Ez a 370 kilométer széles kisbolygó az elmúlt 54 évben a kérdéses zónában tartózkodott, és ráadásul nem is olyan pályán tartózkodik, mint ahogy a számítások szerint lennie kellene.

A Jupitert és a Szaturnuszt kutatták
*

A Pioneer az Egyesült Államok által kifejlesztett bolygóközi szondák sorozata volt, melyeknek felbocsátása 1958 és 1973 közé esett. Mind a bolygóközi térség, mind a bolygók kutatásában jelentős eredményeket értek el.

   A Pioneer űrszondák négy alsorozatra bonthatók, ezek közül az utolsó, a Pioneer-10 és a Pioneer-11 fellövése számított talán a legjelentősebbnek, hiszen ezek egyike a Jupitert, a másik pedig a Szaturnuszt vizsgálta meg közelről, elsőként az űrkutatás történetében.

   A Pioneer-10 1972. március 2-án, a Pioneer-11 több mint egy évvel később 1973. április 6-án startolt. A rajtuk elhelyezett tudományos műszerek a bolygóközi és Jupiter körüli mágneses térnek, a napszélnek, a kozmikus sugárzásnak, a Jupiter és holdjai légkörének, valamint a kisbolygó-övezet meteorjainak vizsgálatára szolgáltak.

A Pioneer-10 a kisbolygó-övezet határát 1973 júniusában lépte át, és december 4-én közelítette meg a Jupitert a legjobban. (A legkisebb távolság a szonda és a Naprendszer legnagyobb bolygója között 130 ezer kilométer volt.) Két nap alatt 30 felvételt készített és továbbított a Földre, majd folytatta hosszú útját.

 *

A szondák felületére egy plakettet erősítettek, mely az emberiség szimbolikus névjegyéül szolgál, ha a Naprendszert elhagyó szondákra egy idegen civilizáció találna .

(( Az üzenet

A hidrogénatom hiperfinom átmenete
 
  A hidrogénatom hiperfinom átmeneteA tábla bal felső sarkában a semleges hidrogénatom két energiaszintje közötti hiperfinom átmenet sematikus rajza található. Azért esett a választás a hidrogénre, mert ez a leggyakoribb elem az univerzumban. A kis függőleges vonalak az 1-es bináris alakjára utalnak. A semleges hidrogénatom két energiaszintje közötti hiperfinom átmenete során 1420 Mhz rezgésszámú és 21 cm-es hullámhosszú rádiósugárzást bocsát ki. Mindkét adat számítási egység a táblán található többi üzenethez.

 
A férfi és a nő alakja A férfi és a női emberi test

  Jobb oldalon a férfi és női emberi test rajza látható. A női alak mellett két vízszintes szakasz van feltüntetve – egy fejmagasságban, egy pedig a talp vonalában –, ezek a vonalak a magasságra utalnak. A két szakasz között 4 apró vonal – 1 függőleges és 3 vízszintes (90°-kal balra elforgatva) – van, melyek a 8-as szám bináris alakját ábrázolják: 1000 (I – – –, a függőleges vonal a 1-es számot jelképezi, a vízszintesek a 0-t, az első vízszintes vonal a táblán hibás). Ennek és a hidrogénatomok hiperfinom átmenete során kibocsátott sugárzás adatainak segítségével a testmagasság meghatározható: 8 x 21 cm = 168 cm, a női test átlagos magassága.

A táblán a férfialak feltartott jobb keze az üdvözlés jeleként értelmezhető, de utalhat arra is, hogy az ember a karját mozgatni és a kézfejét forgatni tudja. Az emberalakok megrajzolásakor törekedtek arra, hogy lehetőség szerint, etnikai szempontból semleges ábrázolás szülessen.

A nőalak nemi szerve nem olyan részletességgel lett ábrázolva az üzeneten, mint a férfié. Sagan ezzel kapcsolatban azt mondta, hogy az üzenet kidolgozására rendelkezésre álló idő kevés volt, a NASA egyszerű üzenetet készítését kérte tőle, így kompromisszumot kellett kötnie. Mark Wolverton beszámolója szerint az eredeti terveken egy kis vonal volt hivatott a női nemi szervet jelezni, ami a végleges rajzon már nem szerepelt. Ez a változtatás John Naugle – a NASA Office of Space Science egykori vezetőjének – feltétele volt a tábla jóváhagyásához.

A nap relatív helyzete
 
  A nap relatív helyzetét bemutató térképA Nap viszonylagos helyzetének bemutatására szolgál a tábla középső részén látható csillagszerű ábra: egy közös pontból induló, 15 vonalból áll, ahol a kiindulási pont a naprendszerünk Napja. A Nap helyzetét a Tejútrendszer és 14 pulzár közepéhez igazító térképet Frank Drake tervezte. Minden egyes vonal egy pulzárt jelöl, a vonalak hossza a pulzárok Naptól való relatív távolságát adja meg. Irányuk pedig elhelyezkedésüket határozza meg. A leghosszabb jobb oldali vízszintes vonal, amely az emberalakokon is túlnyúlik, a nap relatív távolságát mutatja a Tejútrendszer középpontjához képest. A vonalak elhelyezkedése és iránya támpontot ad a Nap helyzetének és távolságának meghatározásához. A különböző irányokba futó vonalakon (vagy mellettük) bináris számokat tüntettek fel, amelyek a pulzárok rezgésszámát adják meg. A pulzár rezgésszámának ismeretében, azok kora kiszámítható (a rezgésszám módosul az idővel), így az űrszonda indítása óta eltelt idő is meghatározható.

A naprendszer

  Az alsó sávban a naprendszer sematikus rajza látható. A bal oldalon a Nap, tőle jobbra a naprendszer bolygói – a naptól való távolságuk sorrendjében – vannak feltüntetve.

 
  A naprendszer rajza az űrszonda pályájávalMinden bolygónál apró vízszintes és függőleges vonalak utalnak a bolygók naptól való távolságukra. A mértékegység a Merkúr Naptól való távolságának 1/10 része (a rajzon a Merkúr távolságát I – I – alakban jelölték. Ami 1010-ként értelmezhető, ez a 10 bináris alakja). A harmadik bolygótól (Föld) egy nyíl van húzva az ötödik bolygó (Jupiter) irányába, ennek végén az űrszonda kis méretű rajza került feltüntetésre. A vonal az űrszonda kiindulási helyére és pályájára utal és arra, hogy a kutatás célja a Jupiter.

Az űrszonda sziluettje

  A táblán a két emberi alak mögött az űrszonda méretarányos sziluettje látható, segítségével az emberi test mérete meghatározható.))

   A Pioneer-11 1974. november 26-án átlépte a Jupiter mágneses terét, és a bolygó megközelítése alatt 25 felvételt készített. A szonda ezután a Szaturnusz felé vette az irányt, amit 1979. szeptember elsején ért el. Számos mérést és felvételt készített a bolygóról, és felfedezte, hogy annak 'A' gyűrűjén belül van egy keskenyebb gyűrű is, valamint legkívül egy „kisbolygó-övre” bukkant. A Pioneer-11 volt tehát az első űrszonda, amely a Szaturnuszt közelről vizsgálta.

Az első hintamanőverek

   A Pioneer-10 és a Pioneer-11 volt az első két űrszonda, amely az úgynevezett gravitációs hintamanővert alkalmazta. A hintamanőver lényege az, hogy amikor az űrhajó olyan bolygóval találkozik közelről, mint a Jupiter, akkor a bolygó gravitációs terét energiájának növelésére vagy csökkentésére használhatja fel, s ekképpen fokozva vagy mérsékelve a Napra vonatkoztatott sebességét, útirányát is megváltoztathatja.

Ha a Jupiter utoléri a közelébe került űrszondát, akkor hatalmas gravitációs vonzásával magával ragadja és korábbi sebességét jóval meghaladó sebességre gyorsíthatja. Az ilyen találkozás a Napra vonatkozó szökési sebességet is meghaladó sebességre gyorsíthatja a szondát. Ez első ízben a Pioneer-10-zel történt meg, amely 1973-ban közelítette meg a Jupitert, majd úton a csillagközi tér felé 1983-ban jutott a Plútó pályáján túlra.

 Pioneer-10    Pioneer-11

A legszélső pontjaitól számolva az űrszonda hossza 2,9 méter, szélessége 2,7 méter volt, tömege 270 kg. Tengelye körüli forgással stabilizálta magát, percenként öt fordulatot tett. Hat kisebb hajtómű végezte a tájolást és a forgás irányítását.

Az elektromos energia négy rádióizotópos generátorból (RTG) származott. Ezek teljesítménye indításkor 40 W volt. Az RTG-k két különálló oszlopon voltak elhelyezve. Ezek 120°-os szöget zártak be egymással. Egy harmadik oszlop tartotta a magnetométert. A Pioneer–11 fedélzetén 12 műszer volt.

Pioneer-10

Az űrszonda végső célja a vörös Aldebaran, a Bika csillagkép legfényesebb csillaga, amelyet mintegy 2 millió év múlva ér el. Útnak indítói arra a valószínűtlen esetre is felkészítették, ha netán értelmes élőlények találnák meg: a fedélzeten egy olyan aranyozott alumíniumlemezt helyeztek el, amely a Naprendszerről, Földünkről és az emberiségről tartalmaz fontos információkat.

Pioneer-11

 Jelenleg még a Naprendszeren belül van, de 2018 körül kijut, és elkezdi csillagközi utazását. A Sas csillagkép irányába halad, 4 millió év múlva megközelíti a legközelebbi csillagokat. A Doppler adatok szerint a Pioneer–10 és Pioneer–11 ismeretlen okból a vártnál erősebben lassul, ezt nevezzük Pioneer-anomáliának.