先驅(qū)者10號（Pioneer 10），又稱先驅(qū)者F號（Pioneer F），NORAD編號5860，是美國無人行星探測任務(wù)“先驅(qū)者計劃”的第16顆無人探測器，NASA于1972年3月3日在佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地將其發(fā)射。
1973年12月3日，先驅(qū)者10號發(fā)回第一組近距離拍攝的木星圖像，先驅(qū)者10號對木星的探測持續(xù)了2個月，發(fā)送回來約500張木星及其衛(wèi)星的照片。之后，先驅(qū)者10號利用木星引力加速飛向土星，又借助土星引力加速，于1983年6月13日飛躍海王星軌道，開始向宇宙深空飛去，按慣性駛向畢宿五恒星。受財政預(yù)算的限制，美國國家航空航天局被迫于1997年3月31日中止了對先驅(qū)者10號的常規(guī)跟蹤和數(shù)據(jù)接收處理，但還是與它繼續(xù)進行不定期的聯(lián)系。2003年1月22日，美國航空航天局接收到先驅(qū)者10號的最后一次信號。之后，航天專家認為，因為放射性同位素動力源衰變殆盡，估計探測器已無力再向地球傳送信號，美宇航局于是決定放棄與先驅(qū)者10號的聯(lián)系。
先驅(qū)者10號的質(zhì)量為258千克，其運載火箭為擎天神運載火箭Centaur型，先驅(qū)者10號上裝有太陽能電池和1臺用钚-238作燃料的衰變溫差發(fā)電機，發(fā)射機通過直徑為2.7米的拋物面天線向地面?zhèn)魉托盘枺闰?qū)者10號的設(shè)計壽命是21個月。先驅(qū)者10號還帶有一個鍍金鋁牌，其上有人類及地球的資料。
先驅(qū)者10號主要任務(wù)是研究小行星帶、木星的周遭環(huán)境、太陽風(fēng)、宇宙射線以及太陽系與太陽圈之中最遠能夠到達的地方。先驅(qū)者10號是人類史上第一個通過小行星帶以及第一個拜訪木星的探測器，也是第一個脫離太陽系的探測器。先驅(qū)者10號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。
歷史沿革
發(fā)射
先驅(qū)者10號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，運載火箭為擎天神運載火箭Centaur型，1972年3月3日，先驅(qū)者10號在佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地成功發(fā)射。
探測木星
發(fā)射后11小時，先驅(qū)者10號經(jīng)過月球。先驅(qū)者10號探測器飛行了半年的時間，進入火星和木星之間的小行星帶，經(jīng)1年零9個月，行程10億千米，于1973年12月飛近木星，1973年12月3日，先驅(qū)者10號距離木星最近的地方，大約有13萬千米，先驅(qū)者10號對木星的探測持續(xù)了2個月，發(fā)送回來約500張木星及其衛(wèi)星的照片，最高分辨率約為320千米。同時還探測到木星的一些物理參數(shù)。這些都顯示俘獲的輻射帶強度是地球周圍范·艾倫帶強度的10000倍，其磁場強度特別大。
飛出太陽系
先驅(qū)者10號飛躍木星軌道后，它利用木星引力加速飛向土星，又借助土星引力加速，于1983年6月13日，先驅(qū)者10號飛躍海王星軌道，開始向宇宙深空飛去。成為了第一個飛出太陽系的人造物體。先驅(qū)者10號按慣性駛向畢宿五恒星，要到達畢宿五的恒星，大約還需要200萬年時間。
不定時聯(lián)系
受財政預(yù)算的限制，美國航空航天局被迫于1997年3月31日中止了對先驅(qū)者10號的常規(guī)跟蹤和數(shù)據(jù)接收處理。但還是與它繼續(xù)進行不定期的聯(lián)系。2001年4月28日，人類第一個飛出太陽系的宇宙探測器“先驅(qū)者10號”在與地球失去聯(lián)系8個月后，在112億公里外的太空向地球發(fā)回信號。2002年3月3日（發(fā)射升空后30年），美國國家航空航天局深空網(wǎng)從先驅(qū)者10號成功獲取數(shù)據(jù)。之后于4月27日再次接收到信號。
放棄聯(lián)系
2003年1月22日，美國航空航天局接收到先驅(qū)者10號的最后一次信號，但已經(jīng)沒有任何的遙測數(shù)據(jù)。2月7日，坐落在加利福尼亞州、澳大利亞和西班牙的龐大天線“深度空間網(wǎng)絡(luò)”與該探測器的聯(lián)系沒有任何結(jié)果。航天專家認為，因為放射性同位素動力源衰變殆盡，估計探測器已無力再向地球傳送信號。美宇航局決定放棄與先驅(qū)者10號的聯(lián)系。
截至2018年7月，先驅(qū)者10號距離地球122.268個天文單位，速度為每秒11.9953千米。
技術(shù)特點
基本設(shè)計
先驅(qū)者10號上裝有太陽能電池和1臺用钚-238作燃料的衰變溫差發(fā)電機，發(fā)射機通過直徑為2.7米的拋物面天線向地面?zhèn)魉托盘枴Ｔ瓉硭脑O(shè)計壽命為21個月，但它在太空中邀游25年仍然向地面發(fā)回信號。
攜帶儀器
先驅(qū)者10號攜帶了10幾種儀器。因為體積較小，很難攜帶更多的其他設(shè)備，比如姿態(tài)控制系統(tǒng)、大型電源系統(tǒng)等，所以先驅(qū)者10號主要采用各種簡單設(shè)計的方法。這些儀器都是很專業(yè)的，對于探測木星起到重要的作用，主要包括磁強儀、輻射儀、溫度儀、照相機、氣壓計等。
鍍金鋁牌
先驅(qū)者10號帶有訪問地球外文明的鍍金鋁牌，其上有人類及地球的資料：雕版印刷的兩個地球生物——1個男人、1個女人；表示太陽系組成的10個圓圈；一組地球人類的音樂作品，包括中國古典樂曲《高山流水》；還有向外星生物表示問候的盒式錄音磁帶等。鋁牌大小為18cm×27cm，固定在探測器天線支撐結(jié)構(gòu)上，因而可以通過天線保護銘牌表面，避免遭受星際塵埃的侵蝕。
性能參數(shù)
作用價值
先驅(qū)者10號的主要任務(wù)是研究小行星帶、木星的周遭環(huán)境、太陽風(fēng)、宇宙射線以及太陽系與太陽圈之中最遠能夠到達的地方。先驅(qū)者10號是美國航空航天局、也是人類第一個探索太陽系外層行星的探測器，開創(chuàng)了人類深空探測的新紀元：它是第一個進入逃逸太陽系軌道的探測器，第一個到達火星以外的探測器，第一個穿越小行星帶的探測器，第一個全部使用核能源的探測器，也是第一個脫離太陽系的探測器。
“先驅(qū)者10號”對木星的探測持續(xù)了2個月，發(fā)送回來約500張木星及其衛(wèi)星的照片，最高分辨率約為320千米，清晰地顯示出了大紅斑等木星大氣層特征，揭示了木星前所未見的細節(jié)。先驅(qū)者10號還發(fā)現(xiàn)了木星磁層伸展出的巨大磁尾。同時還探測到木星的一些物理參數(shù)。這些都顯示俘獲的輻射帶強度是地球周圍范·艾倫帶強度的10000倍，其磁場強度特別大。先驅(qū)者10號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。
在最后一次發(fā)出信號的時候，先驅(qū)者10號距離地球大約有122.3億公里。先驅(qū)者的這個紀錄，一直保持到1998年2月17日被旅行者1號探測器打破。
異常之謎
先驅(qū)者10號、11號飛越木星和土星軌道后不久，地面控制人員開始注意到：兩艘飛船的飛行速度似乎比預(yù)計的要慢，就好像某種力在非常巧妙地牽引著它們向后朝向太陽。起初，地面控制人員認為是燃料泄漏或是探測器行為瞬態(tài)偏差造成的。后來又出現(xiàn)許多其他的解釋，如“先驅(qū)者”異常的減速量級同宇宙加速膨脹的量級相當(dāng)，或這一異常展現(xiàn)了太陽系中同樣的宇宙膨脹。然而，這僅僅是一種可能性。一些人懷疑，兩個探測器是被暗物質(zhì)云牽引或在大尺度上所暴露的引力定律的破壞；一些人認為，兩個探測器或許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了額外維或奇特反物質(zhì)存在的第一手證據(jù)。
好在先驅(qū)者系列的數(shù)據(jù)保存完好且數(shù)量巨大，通過多年恢復(fù)和分析舊數(shù)據(jù)，研究飛行器的結(jié)構(gòu)圖，加州理工學(xué)院噴氣推進實驗室（JPL）的研究人員在arxiv上發(fā)表論文，宣告破解先驅(qū)者號異常，認為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。
參考資料 >
先驅(qū)者10號飛行器.中國數(shù)字科技館.2023-12-18
2001年4月28日NASA接收到先驅(qū)者10號發(fā)回的信息.國家航天局.2023-12-18
#今日穿越#【21年....新浪微博.2025-09-16
航天科普｜巨大的木星上有什么？跟著這些探測器去看看.澎湃新聞.2025-09-16
發(fā)現(xiàn)“先驅(qū)者”異常的始末.世界科學(xué)期刊.2025-09-16