Pioneer Missions: Εξερευνήσεις του Ήλιου, του Δία, του Κρόνου και της Αφροδίτης

Οι πλανητικοί επιστήμονες βρίσκονται στη λειτουργία «εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος» από τις αρχές της δεκαετίας του 1960, από τότε που η NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες ήταν σε θέση να αναπαράγουν δορυφόρους από τη Γη. Τότε οι πρώτοι σεληνιακοί και ανιχνευτές του Άρη έφυγαν από τη Γη για να μελετήσουν αυτούς τους κόσμους. ο Πρωτοπόρος σειρά διαστημικών σκαφών ήταν μεγάλο μέρος αυτής της προσπάθειας. Πραγματοποίησαν πρώτες του είδους τους εξερευνήσεις του Ήλιος, Ζεύς, Κρόνος και Αφροδίτη. Επίσης άνοιξαν το δρόμο για πολλούς άλλους ανιχνευτές, συμπεριλαμβανομένου τουΤαξιδιώτης αποστολές, Κασίνι,Γαλιλαίος, και Νέοι ορίζοντες.

Αποστολές Pioneer 0, 1, και 2 ήταν οι πρώτες προσπάθειες των Ηνωμένων Πολιτειών να μελετήσουν τη Σελήνη χρησιμοποιώντας διαστημόπλοιο. Ακολούθησαν αυτές οι ίδιες αποστολές, οι οποίες δεν κατάφεραν να επιτύχουν τους σεληνιακούς στόχους τους Πρωτοπόροι 3

Καθώς η NASA και η πλανητική επιστημονική κοινότητα μπόρεσαν να κατασκευάσουν πιο ισχυρό διαστημικό σκάφος που θα μπορούσε να ταξιδέψει μακρύτερα από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, δημιούργησαν και χρησιμοποίησαν το δίδυμο Πρωτοπόρος 10 και 11 οχήματα. Αυτά ήταν τα πρώτα διαστημόπλοια που επισκέφτηκαν ποτέ τον Δία και τον Κρόνο. Το σκάφος πραγματοποίησε μια μεγάλη ποικιλία επιστημονικών παρατηρήσεων των δύο πλανητών και επέστρεψε περιβαλλοντικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη σχεδίαση των πιο εξελιγμένων Ταξιδιώτης ανιχνευτές.

Μετά την αποτυχημένη USAF / NASA Αποστολές Pioneer 0, 1, και 2 σεληνιακές αποστολές, ο αμερικανικός στρατός και η NASA ξεκίνησαν δύο ακόμη σεληνιακές αποστολές. Αυτά ήταν μικρότερα από το προηγούμενο διαστημικό σκάφος της σειράς και το καθένα πραγματοποίησε μόνο ένα πείραμα για την ανίχνευση της κοσμικής ακτινοβολίας. Και τα δύο οχήματα έπρεπε να πετούν από τη Σελήνη και να επιστρέψουν δεδομένα σχετικά με το περιβάλλον ακτινοβολίας της Γης και της Σελήνης. Η έναρξη του Πρωτοπόρος 3 απέτυχε όταν η πρώτη φάση του οχήματος εκτόξευσης διακόπτεται πρόωρα. Παρόλο Πρωτοπόρος 3 δεν πέτυχε ταχύτητα διαφυγής, έφτασε σε υψόμετρο 102.332 χλμ και ανακάλυψε μια δεύτερη ζώνη ακτινοβολίας γύρω από τη Γη.

Η έναρξη του Πρωτοπόρος 4 ήταν επιτυχής και ήταν το πρώτο αμερικανικό διαστημικό σκάφος που έφυγε από τη βαρυτική έλξη της Γης καθώς πέρασε σε απόσταση 58.983 χλμ από το φεγγάρι (περίπου το διπλάσιο του σχεδιαζόμενου υψομέτρου). Το διαστημικό σκάφος επέστρεψε δεδομένα σχετικά με το περιβάλλον ακτινοβολίας της Σελήνης, αν και η επιθυμία να είναι το πρώτο τεχνητό όχημα που πετούσε πέρα ​​από το φεγγάρι χάθηκε όταν η Σοβιετική Ένωση Λούνα 1 πέρασε από τη Σελήνη αρκετές εβδομάδες πριν Πρωτοπόρος 4.

Πρωτοπόροι 6, 7, 8, και 9 δημιουργήθηκαν για να κάνουν τις πρώτες λεπτομερείς, ολοκληρωμένες μετρήσεις του ηλιακού ανέμου, ηλιακά μαγνητικά πεδία, και κοσμικές ακτίνες. Σχεδιασμένο για τη μέτρηση μαγνητικών φαινομένων μεγάλης κλίμακας και σωματιδίων και πεδίων στον διαπλανητικό χώρο, δεδομένα από το Τα οχήματα έχουν χρησιμοποιηθεί για την καλύτερη κατανόηση των αστρικών διαδικασιών καθώς και της δομής και της ροής του ηλιακού ανέμου. Τα οχήματα λειτούργησαν επίσης ως το πρώτο παγκόσμιο διαστημικό ηλιακό καιρικό δίκτυο στον κόσμο, παρέχοντας πρακτικά δεδομένα για τις ηλιακές καταιγίδες που επηρεάζουν τις επικοινωνίες και την ισχύ στη Γη. Ένα πέμπτο διαστημικό σκάφος, Pioneer Ε, χάθηκε όταν απέτυχε σε τροχιά λόγω βλάβης του οχήματος εκτόξευσης.

Πρωτοπόροι 10 και 11 ήταν το πρώτο διαστημικό σκάφος που επισκέφτηκε τον Δία (Πρωτοπόρος 10 και 11) και τον Κρόνο (Πρωτοπόρος 11 μόνο). Λειτουργεί ως ανιχνευτές για το Ταξιδιώτης αποστολές, τα οχήματα παρείχαν τις πρώτες από κοντά επιστημονικές παρατηρήσεις αυτών των πλανητών, καθώς και πληροφορίες για τα περιβάλλοντα που θα συναντούσαν οι Ταξιδιώτες. Όργανα πάνω στα δύο σκάφη μελέτησαν τις ατμόσφαιρες του Δία και του Κρόνου, μαγνητικά πεδία, φεγγάρια και δακτυλίους, καθώς και τα διαπλανητικά περιβάλλοντα μαγνητικών και σωματιδίων σκόνης, του ηλιακού ανέμου και του κοσμικού ακτίνες. Μετά τις πλανητικές τους συναντήσεις, τα οχήματα συνέχισαν σε τροχιά διαφυγής από το ηλιακό σύστημα. Στα τέλη του 1995, το Pioneer 10 (το πρώτο ανθρωπογενές αντικείμενο που έφυγε από το ηλιακό σύστημα) βρισκόταν περίπου 64 AU από τον Ήλιο και κατευθυνόταν προς τον διαστρικό χώρο στα 2,6 AU / έτος.

Την ίδια στιγμή, Πρωτοπόρος 11 ήταν 44,7 AU από τον Ήλιο και κατευθύνθηκε προς τα έξω στα 2,5 AU / έτος. Μετά τις πλανητικές τους συναντήσεις, ορισμένα πειράματα και στα δύο διαστημικά σκάφη απενεργοποιήθηκαν για εξοικονόμηση ενέργειας καθώς η απόδοση ισχύος του οχήματος υποβαθμίστηκε. Pioneer 11's Η αποστολή έληξε στις 30 Σεπτεμβρίου 1995, όταν το επίπεδο ισχύος RTG του ήταν ανεπαρκές για τη λειτουργία οποιωνδήποτε πειραμάτων και το διαστημικό σκάφος, δεν μπορούσε πλέον να ελεγχθεί. Επικοινωνήστε με Πρωτοπόρος 10 χάθηκε το 2003.

Pioneer Venus Orbiter σχεδιάστηκε για να εκτελεί μακροπρόθεσμες παρατηρήσεις της ατμόσφαιρας και των επιφανειακών χαρακτηριστικών της Αφροδίτης. Αφού μπήκε σε τροχιά γύρω από την Αφροδίτη το 1978, το διαστημικό σκάφος επέστρεψε παγκόσμιους χάρτες των νεφών, της ατμόσφαιρας και του πλανήτη ιονόσφαιρα, μετρήσεις της ατμόσφαιρας-ηλιακής αλληλεπίδρασης ανέμου και χάρτες ραντάρ 93 τοις εκατό της επιφάνειας του Αφροδίτη. Επιπλέον, το όχημα έκανε χρήση αρκετών ευκαιριών για να κάνει συστηματικές παρατηρήσεις υπεριώδους ακτινοβολίας πολλών κομητών. Με προγραμματισμένη αρχική διάρκεια αποστολής μόνο οκτώ μηνών, το Πρωτοπόρος το διαστημικό σκάφος παρέμεινε σε λειτουργία μέχρι τις 8 Οκτωβρίου 1992, όταν τελικά κάηκε στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης αφού εξαντλήθηκε το προωθητικό. Τα δεδομένα από το Orbiter συσχετίστηκαν με δεδομένα από το αδελφό του όχημα (Pioneer Venus Multiprobe και την ατμοσφαιρική του ανιχνευτές) για να συσχετιστούν συγκεκριμένες τοπικές μετρήσεις με τη γενική κατάσταση του πλανήτη και του περιβάλλοντός του όπως παρατηρείται από τροχιά.

Παρά τους δραστικά διαφορετικούς ρόλους τους, το Pioneer Orbiter και Πολύ μπουρνούζι ήταν πολύ παρόμοια στο σχεδιασμό. Η χρήση πανομοιότυπων συστημάτων (συμπεριλαμβανομένου του υλικού πτήσης, του λογισμικού πτήσης και του εξοπλισμού δοκιμής εδάφους) και ενσωμάτωση του τα υπάρχοντα σχέδια από προηγούμενες αποστολές (συμπεριλαμβανομένου του OSO και του Intelsat) επέτρεψαν στην αποστολή να επιτύχει τους στόχους της στο ελάχιστο κόστος.

Pioneer Venus Multiprobe

Το Pioneer Venus Multiprobe μετέφερε 4 ανιχνευτές σχεδιασμένους να εκτελούν επιτόπιες ατμοσφαιρικές μετρήσεις. Απελευθερώθηκαν από το μεταφορικό όχημα στα μέσα Νοεμβρίου 1978, οι ανιχνευτές εισήλθαν στην ατμόσφαιρα με ταχύτητα 41.600 km / h και μετέφεραν ποικιλία πειραμάτων για τη μέτρηση της χημικής σύνθεσης, της πίεσης, της πυκνότητας και της θερμοκρασίας από τα μέσα προς τα κάτω ατμόσφαιρα. Οι ανιχνευτές, αποτελούμενοι από έναν μεγάλο ανιχνευτή με μεγάλο όργανο και τρεις μικρότερους ανιχνευτές, στοχεύουν σε διαφορετικές τοποθεσίες. Ο μεγάλος ανιχνευτής μπήκε κοντά στον ισημερινό του πλανήτη (στο φως της ημέρας). Οι μικροί ανιχνευτές στάλθηκαν σε διαφορετικά σημεία.

Οι ανιχνευτές δεν είχαν σχεδιαστεί για να επιβιώσουν την πρόσκρουση με την επιφάνεια, αλλά ο ανιχνευτής ημέρας, που στάλθηκε στην πλευρά της ημέρας, κατάφερε να διαρκέσει λίγο. Έστειλε δεδομένα θερμοκρασίας από την επιφάνεια για 67 λεπτά έως ότου εξαντλήθηκαν οι μπαταρίες της. Το μεταφορικό όχημα, που δεν έχει σχεδιαστεί για ατμοσφαιρική είσοδο, ακολούθησε τους ανιχνευτές στο περιβάλλον της Αφροδίτης και αναμεταδόθηκαν δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά της ακραίας εξωτερικής ατμόσφαιρας έως ότου καταστράφηκε από την ατμοσφαιρική θέρμανση.

Οι αποστολές Pioneer είχαν μια μακρά και αξιοπρεπή θέση στην ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος. Άνοιξαν το δρόμο για άλλες αποστολές και συνέβαλαν σημαντικά στην κατανόησή μας όχι μόνο των πλανητών αλλά και του διαπλανητικού χώρου μέσω του οποίου κινούνται.

• Οι αποστολές Pioneer περιελάμβαναν έναν αριθμό διαστημικών σκαφών έως πλανήτες που κυμαίνονται από τη Σελήνη και την Αφροδίτη έως τους εξωτερικούς γίγαντες αερίου Δία και τον Κρόνο.
• Οι πρώτες επιτυχημένες αποστολές της Pioneer πήγαν στη Σελήνη.
• Η πιο περίπλοκη αποστολή ήταν το Pioneer Venus Multiprobe.

Επεξεργάστηκε και ενημερώθηκε από Κάρολιν Κόλινς Πέτερσεν