Exploration de Jupiter et du milieu interplanétaire 
La sonde Pioneer 10 a été lancée par la NASA le 3 mars 1972 dans le cadre du programme Pioneer. Ce fut le premier objet à traverser la ceinture d’astéroïdes, le 15 juillet 1972, puis à survoler Jupiter, le 3 décembre 1973. Au 1er avril 2011, Pioneer 10 est à une distance de 103 UA du Soleil et continue de quitter le système solaire, en direction de l’étoile Aldébaran.
La première partie de sa mission (comme pour sa sœur Pioneer 11) consistait à survoler et photographier la planète Jupiter, ce qu’elle réalise en 1973, aucune sonde ne s’était jusqu’à cette date aventurée au-delà de la ceinture d’astéroïdes s’étendant entre les orbites de Mars et de Jupiter. Le lanceur Atlas-Centaur à trois étages (jamais utilisé auparavant) accomplit convenablement sa tâche et propulsa Pioneer 10 de Cap Kennedy vers Jupiter à la vitesse record de 51 810 km/h. Après avoir passé sans encombre cette ceinture d’astéroïdes, la sonde se dirigea vers Jupiter, dont l’attraction l’accéléra jusqu’à 132 000 km/h.
La sonde a utilisé l’assistance gravitationnelle de la planète Jupiter pour accroître sa vitesse et lui permettre de sortir rapidement du système solaire, voyage durant lequel elle étudia le vent solaire et les rayonnements cosmiques tout se dirigeant vers l’étoile Aldébaran, qu’elle devrait atteindre dans environ 2 millions d’années.
La mission de la sonde arriva officiellement à son terme le 31 mars 1997 principalement pour des raisons financières. Des contacts occasionnels avec la sonde continuent néanmoins à se produire. C’est ainsi qu’en 2002, pour le 30e anniversaire de son lancement, Pioneer 10, malgré son âge et les conditions qu’elle avait rencontrées, fonctionnait encore (même si de nombreux systèmes avaient été arrêtés faute d’énergie, notamment). Le dernier contact avec la sonde, très faible, eut lieu le 22 janvier 2003. La tentative de contact du 7 février 2003 était restée sans réponse, comme celle du 4 mars 2006.
Après les derniers contacts avec la sonde, il est estimé que Pioneer 10 s’éloigne du Soleil à plus de 44 000 km/h, en direction de l’étoile Aldébaran — c’est-à-dire la direction contraire au mouvement du Soleil dans la galaxie —. Elle serait distante du Soleil de plus de 12 milliards de kilomètres. Malgré cela, elle ne détient pas le record de distance à la Terre, celui-ci appartenant à Voyager 1. Pourtant partie plus tard, Voyager 1 détient ce record depuis février 1998 car sa vitesse relative par rapport au Soleil est sensiblement plus importante.
Malgré tout, Pioneer 10 demeure utile à la communauté scientifique et continue à lui fournir des données susceptibles de découvertes. Comme celle concernant sa décélération, que les lois de la physique n’expliquaient pas en 2010. Cette décélération, très faible de l’ordre de 8×10-10 m/s² affecte également Pioneer 11. Ce phénomène a été nommé l’anomalie Pioneer.
Plaque
Pioneer 10 est également célèbre pour porter une plaque d’aluminium doré gravée sur laquelle apparaissent des représentations d’un homme, d’une femme, du système solaire (avec la trajectoire approximative de la sonde) et d’un atome d’hydrogène. Cette plaque est explicitement destinée à communiquer des informations sur son origine à une éventuelle intelligence extra-terrestre, qui la trouverait lors de son voyage. Anomalie Pioneer Article détaillé : Anomalie Pioneer.
Dans les années 1980, les scientifiques de la NASA ont remarqué que la sonde se déplaçait moins vite que prévu. Cette anomalie fut pendant quelque temps mise sur le compte d’une erreur dans les calculs ou bien d’un défaut de la sonde. Mais quelques années plus tard, la sonde Pioneer 11 réagit de la même manière que sa grande sœur. Après avoir tenté, en vain, d’expliquer cette anomalie du comportement, les astrophysiciens penchent de plus en plus pour un défaut dans les lois actuelles de la mécanique céleste ou bien un effet de la matière noire.
Les sondes Pioneer 10 et 11 furent les premières à survoler Jupiter en 1973 et 1974. Mais ce sont surtout Voyager 1 et 2 qui ont révolutionné notre vision de Jupiter et de ses lunes en 1979. Il faudra attendre l’arrivée de la sonde Galileo, en décembre 1995, pour avoir une moisson d’informations comparable, en grande partie. Galileo a été la première sonde à se mettre en orbite exclusivement autour de Jupiter. Elle a mené sa mission d’étude jusqu’en septembre 2003. C’est la sonde Juno qui a pris la relève depuis juillet 2016. Comme Galileo, elle devrait finir sa vie projetée dans les entrailles du Jupiter. Il faudra attendre l’horizon des années 2030 pour qu’une nouvelle sonde soit en orbite dans le système jupitérien avec la mission européenne Juice.
Premier vol autour de Jupiter
La sonde américaine Pioneer 10, lancée en février 1972, parvient à 113 000 kilomètres de Jupiter et transmet ses premières photographies de la planète.
Pioneer 10, lancé en 1972, était un vaisseau spatial sans pilote de la NASA qui a rencontré la planète Jupiter le 3 décembre 1973. Après être devenu le premier vaisseau spatial à traverser la ceinture d’astéroïdes, il est passé par la planète à une distance de 130 000 km au-dessus des sommets des nuages. La rencontre a fourni non seulement les premières images en gros plan, mais également des données sur le champ magnétique de la planète et a prouvé que Jupiter était une planète principalement liquide.
Pioneer 10 à Jupiter
Le 4 décembre 1973, le vaisseau spatial Pioneer 10 de la NASA a renvoyé des images de Jupiter de taille toujours croissante. Le moment le plus dramatique a eu lieu après l’approche la plus proche et après que le vaisseau spatial a été caché derrière Jupiter. Ici, les images se transforment progressivement en un Jupiter en forme de croissant très déformé. « Lever de soleil sur Jupiter », a déclaré un membre de l’équipe. Le croissant de la planète géante a progressivement diminué de taille au fur et à mesure que le vaisseau spatial s’éloignait du système jovien. Lancé le 2 mars 1972, Pioneer 10 a été le premier vaisseau spatial à traverser la ceinture d’astéroïdes et le premier vaisseau spatial à faire des observations directes et à obtenir des images rapprochées de Jupiter. Pioneer 10 est passé à moins de 81 000 miles du sommet des nuages lors de sa rencontre la plus proche avec Jupiter. Cet événement historique a marqué la première approche humaine de Jupiter et a ouvert la voie à l’exploration du système solaire extérieur – pour que Voyager fasse le tour des planètes extérieures, pour qu’Ulysse sorte de l’écliptique, pour Galilée pour enquêter sur Jupiter et ses satellites, et pour Cassini pour aller sur Saturne et sonder Titan. Au cours de sa rencontre avec Jupiter, Pioneer 10 a imagé la planète et ses lunes et a pris des mesures de la magnétosphère, des ceintures de rayonnement, du champ magnétique, de l’atmosphère et de l’intérieur de Jupiter. Ces mesures de l’environnement de rayonnement intense près de Jupiter ont été cruciales dans la conception des engins spatiaux Voyager et Galileo.
Pionnier 10
Temps écoulé de la mission 2 mars 1972 — 23 janvier 2003
Qu’est-ce que Pioneer 10 ? Pioneer 10 était la première mission de la NASA vers les planètes extérieures. La mission a été un succès spectaculaire et le vaisseau spatial a enregistré une série de premières inégalées par tout autre vaisseau spatial robotique à ce jour.
Conçu à l’origine pour une mission de 21 mois devant passer par Jupiter, Pioneer 10 a duré plus de 30 ans.
Pioneer 10 a envoyé son dernier signal vers la Terre en janvier 2003 à une distance de 7,6 milliards de miles (12,23 milliards de kilomètres).Instruments scientifiques
Photopolarimètre d’imagerie
Magnétomètre vectoriel à l’hélium (HVM)
Adiomètre infrarouge
Analyseur de plasma quadrisphériquePhotomètre ultraviolet
Instrument à particules chargées (CPI)
Télescope à rayons cosmiques (CRT)
Télescope à tube Geiger (GTT)
Détecteur d’astéroïdes/météoroïdes Sisyphe (AMD)
Détecteurs de météorites
Détecteur de rayonnement piégé (TRD)Premières
Premier vaisseau spatial placé sur une trajectoire pour s’échapper du système solaire dans l’espace interstellaire
Premier vaisseau spatial à voler au-delà de Mars
Premier vaisseau spatial à traverser la ceinture principale d’astéroïdes
Premier vaisseau spatial à survoler Jupiter
Traversé l’orbite de Neptune pour devenir le premier objet fabriqué par l’homme à aller au-delà de Neptune
Premier vaisseau spatial à utiliser de l’énergie électrique entièrement nucléaireDates clés : 2 mars 1972 : Lancement
15 juillet 1972 : Le vaisseau spatial entre dans la ceinture d’astéroïdes
4 décembre 1973 : approche la plus proche de Jupiter de Pioneer
10 Février 1976 : Pioneer franchit l’orbite de Saturne
13 juin 1983 : Pioneer 10 croise l’orbite de Neptune
31 mars 1997 : Fin des contacts de routine avec les engins spatiaux
23 janvier 2003 : le dernier signal de Pioneer 10 est reçu sur TerreEn profondeur : Pioneer 10
Pioneer 10, la première mission de la NASA vers les planètes extérieures, a remporté une série de premières peut-être inégalées par tout autre vaisseau spatial robotisé à l’ère spatiale : le premier véhicule placé sur une trajectoire pour s’échapper du système solaire dans l’espace interstellaire ; le premier vaisseau spatial à voler au-delà de Mars ; le premier à voler à travers la ceinture d’astéroïdes ; le premier à survoler Jupiter; et le premier à utiliser une énergie électrique entièrement nucléaire (deux générateurs thermiques à radio-isotopes SNAP-19 [RTG] capables de fournir environ 140 W lors de la rencontre avec Jupiter).Après le lancement par une version à trois étages de l’Atlas Centaur (avec un moteur à propergol solide TE-M-364-4 modifié à partir de l’atterrisseur Surveyor), Pioneer 10 a atteint une vitesse d’échappement maximale de 32 110 miles par heure (51 682 kilomètres par heure), plus rapide que n’importe quel objet fabriqué par l’homme à ce moment-là. Les contrôleurs ont effectué deux corrections de cap, le 7 mars et le 26 mars, ce dernier pour assurer une expérience d’occultation avec la lune Io de Jupiter.
Il y a eu quelques problèmes initiaux pendant le voyage aller lorsque la lumière directe du soleil a causé des problèmes de chauffage, mais rien pour mettre en danger la mission. Le 15 juillet 1972, le vaisseau spatial est entré dans la ceinture d’astéroïdes, émergeant en février 1973 après un voyage d’environ 271 millions de miles (435 millions de kilomètres).
Au cours de cette période, le vaisseau spatial a rencontré quelques impacts d’astéroïdes, bien que moins nombreux que prévu, et a également mesuré l’intensité de la lumière zodiacale dans l’espace interplanétaire. En collaboration avec Pioneer 9 (en orbite solaire), le 7 août, Pioneer 10 a enregistré les détails de l’une des tempêtes solaires les plus violentes jamais enregistrées. À 20 h 30 TU le 26 novembre, le vaisseau spatial a signalé une diminution du vent solaire et une augmentation de température de 100 fois, indiquant qu’il traversait l’avant de l’onde de choc de Jupiter. En d’autres termes, il était entré dans la magnétosphère de Jupiter.
Le 1er décembre, Pioneer 10 renvoyait de meilleures images de la planète que possible depuis la Terre. (Il avait déjà commencé l’imagerie dès le 6 novembre 1973). Le temps de commande et de retour était jusqu’à 92 minutes à ce moment-là. L’approche la plus proche de Jupiter de Pioneer 10 a eu lieu à 02h26 UT le 4 décembre 1973, lorsque le vaisseau spatial a parcouru la planète à une distance de 81 000 miles (130 354 kilomètres) à une vitesse d’environ 78 000 miles par heure (126 000 kilomètres/heure). 
Sur les 11 instruments scientifiques du vaisseau spatial, 6 ont fonctionné en continu tout au long de la rencontre. Le vaisseau spatial est passé par une série de lunes joviennes, obtenant des photos de Callisto, Ganymède et Europe (mais pas d’Io, car le photo polarimètre a succombé au rayonnement à ce moment-là). Environ 78 minutes après l’approche la plus proche, Pioneer 10 est passé derrière le limbe de Jupiter pour une expérience d’occultation radio. De plus, le radiomètre infrarouge a fourni des informations supplémentaires sur l’atmosphère de la planète. Entre le 6 novembre et le 31 décembre, le vaisseau spatial a pris environ 500 photos de l’atmosphère de Jupiter avec la plus haute résolution d’environ 200 miles (320 kilomètres), montrant clairement des points de repère tels que la Grande Tache Rouge. La rencontre de Jupiter a été déclarée le 2 janvier 1974.
Repères chronologiques
3 mars 1972 : lancement de la sonde
15 juillet 1972 : la sonde entre dans la ceinture d’astéroïdes
3 décembre 1973 : Pioneer 10 envoie les premières images de Jupiter en gros plan
13 juin 1983 : Pioneer 10 dépasse l’orbite de Neptune, alors la planète la plus éloignée du Soleil du fait de la forte excentricité de l’orbite de Pluton.
31 mars 1997 : fin de la mission.
17 février 1998 : célèbre pour être jusqu’à cette date l’objet fabriqué par l’homme le plus éloigné de la Terre. À cette date, la distance au soleil de la sonde Voyager 1, en direction approximative de l’apex, a égalé celle de Pioneer 10 à 69.419 ua. À partir de cette date la vitesse d’éloignement de Voyager 1 dépasse celle de Pioneer 10 d’environ 1,016 ua par an.
2 mars 2002 : réception réussie de télémesure. 39 minutes de données sont reçues depuis une distance de 79,83 ua.
27 avril 2002 : dernière réception réussie de télémesure. 33 minutes de données sont reçues depuis une distance de 80,22 ua (plus de 12 milliards de km).
23 janvier 2003 : le dernier signal, très faible, en provenance de Pioneer 10 est reçu.
7 février 2003 : tentative infructueuse de contact avec la sonde.
30 décembre 2005 : Pioneer 10 est à 89,7 ua du Soleil.
4 mars 2006 : dernière tentative d’entrer en contact avec la sonde. Aucune réponse de Pioneer 10.
https://www.le-systeme-solaire.net/sondes-pioneer10.html
https://fr-academic.com/dic.nsf/frwiki/1339785
3 Décembre 1973 – Pioneer 10 passe Jupiter (1er survol d’une planète extérieure)