先锋11号是第一个近距离探测土星的探测器，也是第一个成功观测木星南北极的探测器它与先锋10号相连，与旅行者2号相连它的成功极大地推进了人类对外星球的探索，也为此后执行任务的一些外星球探测器积累了宝贵的经验特别是为旅行者2号检查了预定航线的安全性，为后者成功探测天王星和海王星铺平了道路，从而为人类实现强行星旅行的壮举发挥了不可替代的重要作用

先锋10号的成功不仅实现了人类近距离探索木星的梦想，大大增强了人类对外地行星探索的信心，也使其姊妹探测器先锋11号从备件模式切换到独立探测器模式。

美国宇航局艾姆斯研究中心的先锋队正式启动了先锋11号探索土星的计划这一计划的具体步骤是:先驱者11号首先造访木星，然后借助木星的引力弹弓效应加速变轨，然后直奔土星，实现土星探测的破冰之旅

大同小异:先锋11号的结构

先锋11号和先锋10号的结构完全相同，都有提供电能的核电池，维持通信和传输数据的天线系统，重要的探测仪器和定位导航系统。

先驱者11号携带的仪器与先驱者10号基本相同可是，先锋11号比先锋10号多了一个仪器:磁通门磁力仪增加的仪器使它比先锋10号重0.5公斤，所以它的总质量是258.5公斤

此外，由于发射时间晚了一年多，先锋11号上的仪器，尤其是与探测磁场和辐射有关的仪器，都得到了一定程度的改进先锋11号的推进系统，通讯系统，核电池系统也和先锋10号一模一样

日前，02:11:00，先锋11号由阿特拉斯—半人马火箭发射升空把它送上天的火箭配合固体发动机，让探测器获得更高的速度此时，大约13个月前发射的先锋10号已经离开小行星带，正在前往木星的途中，但尚未开始探索木星

1974年3月中旬，先锋11号安全通过小行星带日前，先锋11号进行了一次轨道修正

关键的变轨

日前，先锋10号成功完成木星探测任务先锋11号不再作为先锋10号的备用部件，而是执行探索土星的方案但还是要先飞过木星，这样弹弓效应才能借助木星引力改变轨道加速

在确认了先驱者10号的巨大成功后，旅行者团队希望先驱者11号能够更接近木星，探索未来旅行者飞往木星的道路。

更短的路线意味着更大的风险，因此先锋队的一些成员反对这项提议但是权衡利弊之后，先锋队最终还是同意了这个建议毕竟，靠得更近不仅意味着风险，还意味着巨大的利益:你可以获得木星的高清图像

日前，先锋队下达了修正先锋11号轨道的命令，从而实现了三个目标。

首先，先锋11号将比先锋10号更接近木星，可以进行更高清晰度的观测。

其次，先驱者11号的轨道平面将与木星的赤道平面成52度角这带来了两个好处:它进入木星系统时可以观测到木星的南北极可以将先驱者11号接收到的木星辐射剂量降到最低——先驱者10号之前的探测表明，木星的磁场是围绕木星赤道面的圆周磁场沿着这个轨道飞行可以最大限度地减少木星磁场和辐射影响仪器的持续时间

第三，修正后的轨道将以逆行的方式飞过木星，即其前进路线与木星自转方向相反这使得它可以在短时间内看到木星更多的表面，并更好地测量木星的磁场

探测木星系统

日前，先锋11号进行变轨，开始进入木星系统11月25日03:39，先锋11号穿过木星的弓形冲击波接下来，先锋11号开始飞越木星及其卫星

日前，先锋11号先后飞越木卫四和木卫三日前，先锋11号飞过木卫一和木卫二与先驱者10号相比，先驱者11号近距离飞过木星的四颗卫星

1974年12月3日5时02分，先驱者11号经过木星背后，19分钟后，先驱者11号到达木星近地点，距离木星云顶42828公里相比之下，先锋10号的近地点与木星云顶的距离为13.2万公里因此，先驱者11号比先驱者10号离木星近得多，只有后者距离的1/3，这使得获得比后者清晰得多的木星图像成为可能

在到达木星近地点之前，先锋11号的速度达到了每秒47.5公里，是迄今为止最快的人造天体。

和先锋10号一样，先锋11号上也没有数据存储设备它只能一得到数据就发送数据，所以当它进入木星背面时，它拍摄的任何数据都无法传输到地球

1974年12月3日5时44分，先驱者11号从木星后面出来，开始重传获得的数据然后，它高速飞过木星的北极12月3日09时27分，先锋11号拍摄到木星的北极区域，距离木星43.5万公里这是人类第一次看到木星的极地

在先锋11号拍摄的木星北极图像中，分辨率达到每像素152公里此前，天文学家推测木星极地区域的大气比赤道区域更透明，观测其南北极区域可以更深入地了解大气

由于速度高于先驱者10号，且轨道平面与木星赤道平面夹角较大，所以在飞越木星的过程中受到木星环形辐射带的损伤比先驱者10号小。

日前，先驱者11号飞过木卫四并测定了它的质量先锋10号之前没飞过

日前，先锋11号停止了对木星的探索在探索木星系统的过程中，先锋11号发回了数百张木星及其卫星的照片，对木星进行了红外测量，并获得了磁场和带电粒子的数据

飞向土星:辩论，妥协和牺牲

由于木星的巨大引力，先锋11号的轨道发生了大角度偏转此后，先锋队发出指令，使其于1976年5月26日和1978年7月13日两次改变轨道，进一步修正其轨道，使其飞向轨道另一侧的土星

当时，旅行者号项目之前已经获得批准，相关团队已经成立，并确定了如下计划:旅行者1号将继续探索木星系统和土星系统，以获得更清晰的图像，旅行者2号将执行旅行者1号的任务，或者探索木星，土星，天王星和海王星。

旅行者2号飞向天王星的关键一步是通过土星的A环，借助土星的引力弹弓效应完成变轨和加速为了确保安全，旅行者团队建议先锋11号首先穿过土星的A环，以确定A环中的粒子是否会损坏探测器经过讨论，先锋队同意了这个计划

可是，两个团队在探测器穿过土星A环后的路线选择上存在分歧:先锋队希望先锋11号向土星内环方向移动，直接探测土星内环，并确定之前仍有争议的D环是否存在旅行者小组要求先锋11号前往土星外环，穿过土星的E环，然后离开土星的系统，以确定旅行者2号的探测器未来经过这条路线时是否会受到土星外环粒子的伤害

先锋队认为，如果先锋11号走旅行者队给出的路线，它将离土星越来越远，无法获得天文学家感兴趣的更多高清观测，也无法直接探测土星内环旅行者团队也坚持自己的建议:如果先驱者11号不走这条路线，旅行者2号就不会冒险走这条路线，也就不会有天王星和海王星的观测

双方反复争论也没能说服对方事情到了两队共同的上级部门——NASA总部NASA总部同意了旅行者团队的提议，因为虽然这条路线牺牲了对土星内环的观测和对土星本身更近距离的观测，但旅行者2号探测天王星和海王星是值得的

当美国宇航局行星科学部门的负责人宣布这一决定时，现场的先锋队成员发出嘘声，表示抗议尽管如此，先锋队必须执行美国宇航局总部的决定

飞行土星系统

日前，先锋11号开始观测土星至此，旅行者1号和旅行者2号也完成了对木星的探索，正向土星进发

日前，先锋11号进入土星系统，先后飞经伊帕托斯和土卫六。

日前，先锋11号飞过土卫六当天，它在距离土星150万公里处探测到了土星的弓形冲击波，从而通过观测首次证明了土星存在磁场

日前，先驱者11号飞过土卫六XI，土卫五，土卫六和土卫六，并穿过土星外环外的平面，接近A环当天16时29分34秒，先锋11号到达土星近地点此时距离土星云顶20591公里，速度达到每秒31.7公里

在接近和离开土星的过程中，先锋11号拍摄了440张土星系统的照片，其中约20张照片的分辨率为每像素90公里在此期间，它还发现了土星的F环和两颗新卫星

先锋11号飞越土星后，当天又飞越了土卫二，土卫二，土卫二，土卫四14和土卫五。

日前，先锋11号飞越土卫六它拍摄土卫六的照片，分辨率高达每像素179公里这些图像显示，土卫六是一颗橙色卫星，没有表面大气特征根据不同波段的图像，天文学家测量出土卫六的直径为5690或5760公里数据还显示，土卫六云层顶部的温度约为75K

在飞越土星期间，先锋11号的红外辐射计测量了土星高层大气的红外辐射，结合无线电掩星方法，确定了土星高层大气的温度和结构它的数据显示，土星的平均温度约为零下180摄氏度，土星主要由液态氢组成，因此不适合生命存在

然后，先锋11号朝着土星E环的方向加速，离开了土星。

日前，先锋11号结束了对土星系统的观测。

飞离太阳

在土星引力的影响下，先驱者11号的轨道发生了偏转之后向银河系中心方向飞离太阳系，开始执行星际任务需要注意的是，它背离太阳的方向与先驱者10号几乎相反

1995年，先锋11号无法再为其仪器供电，美国宇航局决定将其关闭日前，人类与先驱者11号完全失去联系

现在，先锋11号距离太阳大约111个天文单位目前它相对太阳的速度为每秒11.182公里，以每年2.36天文单位的速度向电流盾方向运动它的速度也已经超过了第三宇宙速度，所以未来可以离开太阳系

先锋11号还携带了一张金属卡片，上面有与先锋10号相同的符号和图案因为先驱者10号只飞过木星，先驱者11号也飞过土星，所以它们的轨道不同所以先锋11号的标志上的路线图是不准确的但这是个小问题

2019年，根据盖亚卫星获得的恒星位置，速度和方向数据推断，大约92.83万年后，先锋11号将飞过矮星TYC 992—192—1，与它的最近距离为0.8光年这是它在接下来的257万年里遇到的最近的恒星

插曲:从备件到副本的先驱h。

1971年，先锋10号和先锋11号尚未发射，它们的编号是先锋F号和先锋G号..今年，先锋队计划在未来推出先锋H作为先锋G的备件。

按照计划，先锋H号将于1974年发射，1975年7月飞越木星它的轨道平面与木星的赤道平面垂直，因此可以完整地观测到木星的南北极如果发射成功，将更名为先锋12号

不幸的是，在先锋H发射之前，NASA总部拒绝了这个计划后来，拆除了核电池的先锋H作为先锋10号和先锋11号的复制品被放在博物馆里

1978年5月20日发射的探索金星的先驱者金星轨道飞行器使用了先驱者12号这个名字它也被称为先锋金星1号

先驱者11号飞越木星时，与木星赤道面的夹角为52度，观测到了木星南北极的部分区域，因此先驱者H的目标部分实现真正实现先驱者h轨道模式的是太阳探测器尤利西斯和木星探测器朱诺，尤利西斯与太阳赤道面的夹角达到80.2度，几乎是垂直的朱诺完全垂直于木星赤道面，属于典型的极地轨道探测器

先锋11号的历史贡献

先锋11号是第一个近距离探索土星系统的探测器，实现了人类近距离探索土星系统的梦想。

进入土星系统后，先锋11号上的各种仪器获得了土星，土星环和土星卫星的数据它获得的近红外数据使天文学家能够确定土星高层大气的温度和结构以及土卫六的温度它在可见光波段获得的图像质量超过了当时地球上所有望远镜获得的图像，成为天文学家研究土星系统细节的第一批珍贵图像它获得的土星磁场数据，使天文学家能够绘制土星磁层和磁场的分布，强度，方向和结构，确定太阳风粒子与土星系统磁场相互作用的细节，它的近距离观测提供了土星环的很多细节，帮助天文学家发现了土星环的F环它通过飞越精确地测量了土星和土星的一些卫星的质量

此外，虽然先锋11号不是第一个近距离探测木星系统的探测器，但它在更近的距离获得了更清晰的木星图像，并首次获得了木星两极的图像它对木星的探索进一步加深了人类对木星本质的认识

为了纪念无人飞船在探索太阳系行星和月球方面的巨大贡献，美国邮政局于1991年10月1日发行了一套10枚邮票，描述了当时对太阳系九大行星和月球的探索在这套邮票中，木星的一枚与先锋11号匹配，而不是率先探测木星的先锋10号，而土星，天王星和海王星都与旅行者2号匹配

先驱者11号的成功也为旅行者1号，旅行者2号和卡西尼—惠更斯号探测器探索土星积累了首批宝贵经验，为旅行者2号探索天王星和海王星扫清了道路特别是验证了土星环内部的粒子环境，确保旅行者2号未来能够安全通过预定路线

当时，先锋队的成员对先锋11号为旅行者2号牺牲最终探测目标感到愤慨，但当旅行者2号成功探测到天王星和海王星时，他们松了一口气因为他们知道先驱者11号开创了旅行者2号，从而为人类探索这两个冰巨人做出了自己的重要贡献

参考