Пионер 5
 «Пионер-5» установлен на пусковой установке «Тор Авель» . | |
| Тип миссии | Межпланетные космические исследования |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| Обозначение Гарварда | 1960 Альфа 1 |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1960-001А |
| САТКАТ нет. | 27 |
| Продолжительность миссии | От запуска до последнего контакта 107 дней; запуск до последнего получения данных 50 дней |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | ТРВ |
| Стартовая масса | 43,2 кг (95 фунтов) [1] |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 11 марта 1960 г., 13:00:07 UTC |
| Ракета | Тор DM 18-Able IV |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17A |
| Подрядчик | Дуглас |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | Последний контакт 26 июня 1960 г. ; [1] последние данные получены 30 апреля 1960 г. [2] |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | гелиоцентрический |
| Эксцентриситет | 0.1689 |
| Высота перигелия | 0,7061 астрономической единицы (105 630 000 км; 65 640 000 миль) |
| Высота Афелия | 0,9931 астрономической единицы (148 570 000 км; 92 310 000 миль) |
| Наклон | 3.35° |
| Период | 311,6 дней |
«Пионер-5» (также известный как «Пионер P-2» и «Able 4» и по прозвищу «Спутник с гребным колесом»). [3] ) — космический зонд со стабилизированным вращением в программе НАСА «Пионер», использовавшийся для исследования межпланетного пространства между орбитами Земли и Венеры . Он был запущен 11 марта 1960 года со станции ВВС на мысе Канаверал стартового комплекса 17А в 13:00:00 UTC. [4] с сухой массой на орбите 43 кг (95 фунтов). диаметром 0,66 метра (2 фута 2 дюйма) Это была сфера с размахом четырех солнечных панелей 1,4 метра (4 фута 7 дюймов) и достигшая солнечной орбиты 0,806 × 0,995 а.е. (121 000 000 на 149 000 000 км).
Данные поступали до 30 апреля 1960 года. Среди прочих достижений зонд подтвердил существование межпланетных магнитных полей . [5] «Пионер-5» был самым успешным зондом в серии Pioneer/Able.
Первоначальный план миссии предусматривал запуск в ноябре 1959 года, когда «Пионер-5» должен был пролететь мимо Венеры, но технические проблемы не позволили осуществить запуск до начала 1960 года, когда к тому времени окно Венеры на год закрылось. Поскольку отправить зонд на Венеру было невозможно, вместо этого он просто исследовал бы межпланетное пространство, и настоящую миссию на планету пришлось бы отложить еще на три года. [6]
Дизайн и инструменты
[ редактировать ]Космический корабль представлял собой сферу диаметром 0,66 метра (2 фута 2 дюйма) с четырьмя солнечными панелями длиной более 1,4 метра (4 фута 7 дюймов) и был оснащен четырьмя научными приборами:
- Всенаправленный пропорциональный встречный телескоп с тройным совпадением для обнаружения солнечных частиц и наблюдения за захваченным земным излучением. Он мог обнаруживать фотоны с E > 75 МэВ и электроны с E > 13 МэВ. [7]
- Магнитометр вращающейся поисковой катушкой с для измерения магнитного поля в дальнем поле Земли, вблизи границы геомагнитного поля и в межпланетном пространстве. [8] [9] Он был способен измерять поля от 1 микрогаусс до 12 миллигаусс. Он состоял из единственной поисковой катушки, которая была установлена на космическом корабле таким образом, чтобы измерять магнитное поле, перпендикулярное оси вращения космического корабля. Он мог выводить результаты измерений как в аналоговом, так и в цифровом формате. [10]
- и типа Неера Интегрирующая ионизационная камера трубка Антон 302 Гейгера-Мюллера (которая функционировала как детектор космических лучей ) для измерения космического излучения. Он был установлен перпендикулярно оси вращения космического корабля. [11]
- Спектрометр микрометеорита импульса комбинаций (или детектор микрометеоритов), состоящий из двух диафрагмы и микрофона . Его использовали для измерения количества частиц метеоритной пыли и импульса этих частиц. [12]
Миссия
[ редактировать ]Характеристики ускорителя во время запуска в целом были превосходными, учитывая многочисленные предыдущие трудности с транспортным средством Thor-Able. Были некоторые незначительные аномалии в системе управления полетом второй ступени, которые привели к незапланированным движениям по тангажу и крену, однако их было недостаточно, чтобы поставить под угрозу выполнение миссии.
Космический корабль вернул данные о магнитном поле, собранные магнитометром, и установил, что медианное невозмущенное межпланетное поле по величине составляло примерно 5 γ ± 0,5 γ. [13] Космический корабль также измерил частицы солнечных вспышек и космическое излучение в межпланетном регионе. Счетчик микрометеоритов не сработал, поскольку система данных была перегружена и не работала должным образом. [12]
Записанные цифровые данные передавались со скоростью 1, 8 и 64 бит/с в зависимости от расстояния космического корабля от Земли и размера приемной антенны. Ограничения по весу солнечных элементов препятствовали непрерывной работе передатчиков телеметрии. В день было запланировано около четырех операций продолжительностью 25 минут с периодическим увеличением в периоды особого интереса. Всего было выполнено 138,9 часов работы, получено более трех мегабит данных. Основная часть данных была получена радиотелескопом Ловелла в обсерватории Джодрелл-Бэнк и Гавайской станцией слежения, поскольку их антенны обеспечивали сеточный прием. Данные поступали до 30 апреля 1960 года, после чего телеметрический шум и слабый уровень сигнала сделали прием данных невозможным. Сигнал космического корабля был обнаружен Джодрелл Бэнк с рекордного расстояния в 36,2 миллиона км (22,5 миллиона миль) 26 июня 1960 года, хотя к тому времени он был слишком слаб для сбора данных. [2]
Коммуникации
[ редактировать ]Как и «Эксплорер-6» , «Пионер-5» использовал самую раннюю известную систему цифровой телеметрии, использовавшуюся на космических кораблях, под кодовым названием «Телебит». [14] что было десятикратно (или 10 дБ) [14] улучшение эффективности канала в аналоговых системах «Microlock» предыдущего поколения, используемых со времен Explorer 1 , и самое большое улучшение кодирования сигнала на западных космических кораблях. Космический корабль принял несущую восходящей линии связи на частоте 401,8 МГц и преобразовал ее в сигнал 378,2 МГц с помощью схемы когерентного генератора 16/17. [15] Фаза телеметрической системы модулировала поднесущую частотой 512 Гц, которая, в свою очередь, модулировалась по амплитуде со скоростью 64, 8 или 1 бит/с. Космический корабль не мог нацелить свои антенны, поэтому у него не было тарелочной антенны с высоким коэффициентом усиления, характерной для более поздних космических кораблей. Вместо этого система может ввести усилитель мощностью 150 Вт в схему передатчика, обычно имеющую мощность 5 Вт. Он питался от батареи из 28 NiCd-элементов размера F, подзаряжаемых от солнечных батарей, что позволяло поддерживать связь на высокой мощности в течение восьми минут без риска повреждения батарей. [16] Каждый час связи мощностью 5 Вт или пять минут связи мощностью 150 Вт требовал десяти часов подзарядки батарей. В отличие от более поздних межпланетных космических кораблей ( Маринер-2 и выше), этот космический корабль использовал не Сеть дальнего космоса , которая еще не была доступна, а несколько специальную космическую сеть под названием SPAN, состоящую из 76-метрового телескопа Ловелла (тогда называвшегося Манчестер Марк I), 26-метровый радиотелескоп на Гавайях и небольшая спиральная решетка в Сингапуре.
См. также
[ редактировать ]
- Пионерская программа
- Хронология искусственных спутников и космических зондов
- Маринер-2 (также измерял межпланетное магнитное поле, как и Пионер-5 )
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Пионер-5 — наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 1 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Пионер 5» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ Патрик Мур (1962). Книга астрономии наблюдателя . Фредерика Уорна и компании ISBN 978-0-723-21575-2 .
- ^ Марк Уэйд. «Хронология 1960 года» . Энциклопедия астронавтики . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ "Космический корабль "Пионер"". НАСАФакты . NF-31 / Том 4, № 3. Типография правительства США, 1967.
- ^ Эндрю Лепейдж (17 апреля 2015 г.). «Винтажный микро: первый межпланетный зонд» . www.drewexmachina.com .
- ^ «Пионер-5: пропорциональный встречный телескоп» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ Пи Джей Коулман; Л. Дэвис; КП Сонетт (15 июля 1960 г.). «Постоянная составляющая межпланетного магнитного поля: Пионер V». Письма о физических отзывах . 5 (2): 43–46. Бибкод : 1960PhRvL...5...43C . дои : 10.1103/PhysRevLett.5.43 .
- ^ Дж. В. Данжи (15 января 1961 г.). «Межпланетное магнитное поле и авроральные зоны» . Письма о физических отзывах . 6 (2): 47–48. Бибкод : 1961PhRvL...6...47D . дои : 10.1103/PhysRevLett.6.47 . Архивировано из оригинала 24 сентября 2017 года.
- ^ «Пионер-5: Магнитометр с поисковой катушкой» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ «Пионер 5: Ионная камера и ГМ-трубка» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Пионер-5: Микрометеоритный спектрометр» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
- ^ Э. В. Гринштадт (июль 1966 г.). «Окончательная оценка межпланетного магнитного поля на расстоянии 1 а.е. на основе измерений, сделанных «Пионером V» в марте и апреле 1960 года». Астрофизический журнал . 145 (1): 270–295. Бибкод : 1966ApJ...145..270G . дои : 10.1086/148761 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Дж. Е. Миллер; Дж. Э. Табер (1959). Аннотация к системе межпланетной связи (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.
- ^ А. Гуд (1 июня 1960 г.). Приемник команд полезной нагрузки/доплеровский транспондер (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.
- ^ Заключительный отчет о миссии проекта Thor-Able 4 (PDF) . СТЛ/ТР. 25 мая 1960 г., стр. 4–25 . Проверено 6 августа 2015 г.
