特集：アポロ最後の月面着陸から50周年が近づいていますが、NASAのパイオニア計画にも思いを馳せてみてください。外惑星への最初のミッションであるパイオニア10号が、今月打ち上げられてから50年が経ちました。
パイオニア10号と11号宇宙船で科学者や技術者が直面する未知の領域の膨大な量を把握するのは困難です。以前のパイオニア探査機は月と宇宙天気の調査を目的として打ち上げられましたが、双子の宇宙船10号と11号では、科学者たちは小惑星帯を越えて木星を越えて、より外の宇宙へと冒険することになります。
打ち上げ前のパイオニア10号。パイオニア10号は2003年に地球に最後の信号を送信した。NASAによると、現在、同機は星間空間への軌道上にあり、「おおよそ」68光年離れた赤い恒星アルデバランに向かっており、「パイオニアがそこに到達するには200万年以上かかる」という。
これらのミッションは、有名なボイジャー探査機のグランドツアーの前身となるものでした。パイオニア宇宙船は、小惑星帯と木星周辺の環境における潜在的な危険性を評価するとともに（パイオニア11号は後に土星へのフライバイを実施しました）、可能な限り多くのデータを収集するために使用されました。
小惑星帯を通過できるだろうか？…それはラッシュアワーにオックスフォードストリートを渡り、車をすべて避けなければならないようなものだろうか？それともどうだろうか？
パイオニア10号は、脱出軌道に乗せられた最初の宇宙船であり、火星と木星を通過した最初の宇宙船であるだけでなく、SNAP-19放射性同位元素熱発生装置（RTG）2基による原子力電力のみを使用した最初の宇宙船でもありました。すべてが順調に進んだ場合、太陽から遠すぎるため、太陽光発電は利用できないでしょう。
「パイオニア号とボイジャー号はどちらも打ち上げられたが、それは『ちょっと待って、もしこれらの宇宙船が横転してフロリダに墜落したらどうなるのか？』と誰も考える前に打ち上げられたのです」とボイジャー号撮影チームのメンバー、ギャリー・ハント博士は回想する。
実際はそうはならなかったが、RTG 動力の宇宙船の打ち上げをめぐる抗議は日常的なものとなった (たとえば、ガリレオやカッシーニに搭載されたプルトニウムに対する抗議)。
しかし、パイオニア10号は、3段式のアトラス・ケンタウルスロケットに搭載され、3月3日午前1時49分（UTC）に大きな騒ぎもなく打ち上げられた。
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「宇宙船は実に単純なものでした」とハント氏は説明する。「重要なのは、小惑星帯を通過できるかどうかでした。どれほど難しいか、どれほど簡単なのか、全く分かりませんでした。」
「ラッシュアワーにオックスフォードストリートを渡ろうとしていて、すべての車を避けなければならないようなものでしょうか？それともどうでしょうか？」
まさにその通りです。宇宙塵の粒子一つでも探査機に衝突すれば、簡単に機能を停止させてしまう可能性があります。そして木星の場合、「当時、木星には強力な磁場があることはわかっていましたが、私たち（宇宙関係者）は、それが間近でどのような状態なのか確信が持てませんでした。」
11個の観測機器を搭載したパイオニア10号は、50年前の今月、数々の未知なるものをクリアしなければならないという長いリストを背負って打ち上げられました。打ち上げから4ヶ月後、小惑星帯に遭遇し、そして朗報は？通過したのです。
いくつかの衝突は記録されているが、NASAによると「予想より少ない」とのことだ。この小惑星は1973年2月にベルトから出現し、その年に木星に最接近し、距離はわずか8万2000マイル（13万1966キロメートル）に達した（これは数年後にボイジャーが行った接近距離よりもかなり近い）。
太陽風の減少と温度の100倍の上昇は、パイオニア10号が木星の磁気圏に入ったことを示唆していました。最接近は1973年12月3日に起こりました。探査機は木星の画像を撮影しました（当時は青と赤の2色しか撮影できませんでしたが、これらを合成して3色すべてを含む緑色の合成画像を作成しました）。そして500枚以上の画像が地球に送信されました。パイオニア計画は、木星の画像をリアルタイムでメディアに表示・公開したことで、後にエミー賞を受賞しました。
NASA惑星計画責任者のロバート・クレーマー氏は当時こう述べた。「パイオニア10号はドラゴンの尾をひねるために打ち上げたと言えるでしょう。そして、それ以上の成果を上げました。かなり強く引っ張ったにもかかわらず、パイオニア10号は生き延びることができたのです。」
まさにその通りでした。技術者や科学者たちは、宇宙船の検出器が限界に近づく様子を見守っていました。NASAのこの件に関する歴史文書によると、「調査員の一人は、放射線にもかかわらずデータを取得するために機器の測定範囲の99%を使い果たしましたが、機器は残りの1%しか残っていませんでした」とのことです。パイオニア10号は、わずかな不具合を伴っただけで無事に帰還しました。
クレーマー氏は当時もこう述べた。「パイオニア10号がこれ以上の成果を上げることは到底不可能だ。数年前の打ち上げ成功、探査機の追跡、そして全てのデータの取得など、あらゆる要素がプロジェクトチームの期待を上回り、まさに素晴らしい成果だった」
「それが実際に何を発見したか考えてみると」とハント氏は回想する。「そこにたどり着けることを発見した。生き残れることも発見したが、そのためにはしっかりとした防御が必要だ」
ボイジャーチームは、自らの機器を保護する必要があることを認識していました。パイオニア10号は小惑星帯を通過しましたが、それでもいくつかの衝突を記録していました。これは幸運だったのでしょうか、それとも普通のことだったのでしょうか？木星周辺の環境についてより多くのことが分かってくるにつれて、高度な電子機器も保護が必要になりました。これらはすべて、ボイジャーが土星やさらにその先への長期ミッションを行う上で役立つものでした。それに比べて、パイオニア10号のミッションは、ハントの言葉を借りれば、「木星か、そうでなければ何もない…そして、それをやり遂げた…」というものでした。
パイオニア10号はその後、木星と土星の接近はなかった。1976年2月に土星の軌道を通過し、木星の巨大な磁気尾が土星と惑星の間の距離を覆っていることを記録した。そして1983年には海王星の軌道を横切った。NASAは1997年3月31日まで、探査機との定期的な交信を続けていたが、その後予算削減により断続的な交信しか行われなくなった。
それでも、宇宙船の機器は機能し続け、興味深い謎を浮かび上がらせた。それは「パイオニア異常」であり、両方のパイオニアが予想よりもわずかに遅い速度で移動していることが記録された。この現象は、RTGからの放射によるものと考えられていた（ただし、データの受信が停止した後も分析は続けられた）。
1998年、パイオニア号は「最遠の人工物」の称号をボイジャー1号に奪われ、最後のテレメトリデータは2002年4月27日に受信されました。それから1年も経たない2003年1月23日、パイオニア号からの最後の信号が受信されました。その後、技術者たちはRTGの電源がもはや無線送信機を駆動できないと判断しました。パイオニア10号との最後の交信は2006年3月4日に行われました。
もはや通信は途絶えたパイオニア10号は、航海を続ける。「パイオニア号はまさに私たちの視野を広げてくれました」とハント氏は語った。「非常に重要なミッションでした。おそらく太陽系を離れた最初の宇宙船*になるでしょう。『おそらく』と言ったのは、2003年に通信が途絶えたからです。ボイジャー号はずっと追跡できていますが、最初の宇宙船はパイオニア10号だったかもしれません。」
「真のパイオニア。」®
* 本稿執筆時点で、現在は廃棄されているパイオニア10号と11号は、それぞれ太陽から130.6 AUと108.7 AUの距離にあります。ボイジャー2号は129.6 AU、ボイジャー1号は155.7 AUです。どちらのボイジャーもパイオニア2号よりもかなり速い速度で移動しています。データはHeavens-above.com ®より
