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先驱者11号

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先驱者11号
画家笔下的先驱者11号正经过土星🪐
发射日期 1973年4月6日02:11:00（UTC）
发射载具 阿特拉斯-半人马座火箭
任务类型 飞越
任务对象 详见正文
质量 259千克
NSSDC ID

先驱者11号（Pioneer 11）是第二个用来研究木星和外太阳系的空间探测器。它也是去研究土星和它的光环的第一个探测器。与先驱者10号不同的是，先驱者11号（也称做先驱者G号）不仅拜访木星。它还用了木星的强大引力去改变它的轨道飞向土星。它靠近土星后，就顺着它的逃离轨道离开太阳系。

探测器在1973年4月6日，位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射。探测器全长2.9米，设有一个直径2.74米的高增益天线，在其之前再装上一个中增益天线。至于另外一条全方位低增益天线则装设于高增益天线接收器之下。探测器以两个放射性同位素热电机（RTG）作为能源，在拜访木星时仍能产生144 瓦特，但到达土星时只能产生100 瓦特的功率。

探测器上还设有三个感应器：恒星（老人星）感应器及两个太阳感应器，藉以根据相对于地球及太阳的位置，及以老人星的位置作后备，用以计算探测器的位置。先驱者11号的恒星感应器及起点设定，是按先驱者10号的经验而被重新修改的。探测器上的三对火箭推进器，负责控制转轴（4.8rpm）及为探制器提供动力。三对火箭推进器都可以按指令持续燃点，或暂停燃点亦可。

在探测器上的仪器负责研究星际间及行星的磁场太阳风、宇宙射线、太阳圈的转变区域、大量存在的中性氢；星尘粒子的分布、大小、质量、通量及速度；外太阳系行星极光、电波、其卫星的大气层；以及木星与土星及其卫星的表面等等。

以上的研究主要由探测器上的磁力计、等离子分析器（太阳风专用）、粒子感测器、离子感测器、一具可以重叠不同视点来探测由经过的陨石折射而来的阳光的非影像望远镜、一些已密封并加压的氩气及氮气用以计算陨石的渗透、测紫外光计、测红外光计、及一具影像光偏计用以拍摄照片及计算光偏振等等。至于进一步的数据则从天体力学及掩星法现象去计算出来。

拜访木星

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探测器于1974年12月4日最接近木星，离木星最高云层34,000公里以内。 借着木星的强大引力，探测器改变轨道朝向土星。

  • 先驱者11号所摄得的木星大红斑
    先驱者11号所摄得的木星大红斑
  • 由先驱者11号拍摄的照片可看到木星极地区域上空云层的紧密结合
    由先驱者11号拍摄的照片可看到木星极地区域上空云层的紧密结合
  • 从先驱者11号角度看见的木星
    从先驱者11号角度看见的木星
  • 先驱者11号所摄得的木星
    先驱者11号所摄得的木星

拜访土星

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从先驱者11号角度看见的土星

探测器于1979年9月1日最接近土星，离土星最高云层21,000公里以内。

（当时旅行者1号及旅行者2号已经过木星，同时已经朝向土星进发）先驱者11号被设定会飞过土星的光环，其轨道将会与即将到达的旅行者一样，用以测试旅行者探测器的轨道。因为先驱者11号可以测试该区域，是否尚有暗淡光环会损毁探测器。所以先驱者11号正如其名一样，是一名“先驱者”。要是真的探测到有危险存在的话，旅行者探测器将会更改轨道以离开那些光环，但将会失去拜访天王星及海王星的机会。

其实探测器在发射后就使用备用的发射天线。探测器在1985年二月因电池提供的电力开始下降，而开始需要与其他仪器共用电力。最终，基于放射性同位素热电机所提供的能源不足以再进行任何实验后，探测器的运作及遥测数据于1995年9月30日终止传送。在终止运作之前，探测器当时正处于离开太阳约44.7天文单位的距离，与太阳赤道面形成17.4度的倾斜角，并正以每年2.5天文单位（每秒12公里）的速度飞行。

当先驱者11号探测器经过土星时，其发出的无线电信号要花一个多小时才能到达地球。[1]

先驱者的镀金铝板

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携带在先驱者探测器上的镀金铝板
主条目：先驱者镀金铝板

与其姊妹探测器先驱者10号一样，先驱者11号船上同样携有一块载有人类讯息的镀金铝板，宽约23厘米[1]。倘若探测器被外星的高智慧生物捕获，这块镀金铝板将会向他们解释这艘探测器的来源。铝板上绘有一名男性及女性的图像，氢原子的自旋跃迁，以及太阳与地球在银河系里的位置。

先驱者号异常

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主条目：先驱者号异常

根据由先驱者10号及11号传回来的无线电追踪数据分析，当探测器处于距太阳20至70个天文单位的距离时，其讯号有一些稍微异常的多普勒频率漂移现象出现。这种漂移情况，表示探测器不断以的加速度减速。换句话说，像是有种外来力量迫使先驱者探测船减速。物理学者现在认为这是因为先前未将热反冲力（thermal recoil force）的效应纳入计算[2][3]

现况

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在2023年1月20日，先驱者11号大约距离太阳111.678个天文单位；呈现椭圆纬度14.3度、偏角-8.73度。目前正以每秒11.2公里的速度每年前进2.36个天文单位；先驱者11号亦是在赤经18.759小时之处。太阳光必须花上11.54个小时才能抵达先驱者11号这么远的位置；它大略上是朝向先驱者10号的反方向前进并朝向盾牌座的方向前进。鉴于先驱者10号朝着离开银河中心的方向前进，先驱者11号则是朝向银河中心前进。

参见

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 玩科学游戏中的科学和知识. ISBN 9787511341037. 
  2. ^ Slava G. Turyshev. Support for the Thermal Origin of the Pioneer Anomaly. Physical Review Letters. 2012, 108 (24) [2018-04-02]. doi:10.1103/physrevlett.108.241101. 
  3. ^ Mystery Tug on Spacecraft Is Einstein’s ‘I Told You So’. The New York Times. [2014-09-01]. （原始内容存档于2014-05-08） （英语）. 

外部链接

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