Misje pionierskie: eksploracja Układu Słonecznego

Pioneer 10 wystartował z Przylądka Canaveral 2 marca 1972 roku, w jednokierunkową podróż obok Jowisza. Jest to obecnie najbardziej odległy statek kosmiczny od Ziemi. NASA

Planetolodzy byli w trybie „badania Układu Słonecznego” od wczesnych lat 60., odkąd NASA i inne agencje kosmiczne były w stanie wynieść satelity z Ziemi. To wtedy pierwsze sondy księżycowe i marsjańskie opuściły Ziemię, aby zbadać te światy. The Pionier serie statków kosmicznych stanowiły dużą część tego wysiłku. Przeprowadzili pierwsze w swoim rodzaju eksploracje Słońce ,Jowisz, Saturn orazWenus. Utorowały też drogę wielu innym sondom, w tym Podróżnik misje, Cassini, Galileusz , oraz Nowe Horyzonty .

Pierwszy statek kosmiczny z serii Pioneer nazywał się Pioneer Able i badał Księżyc. NASA

Pionier 0, 1, 2

Misje pionierskie 0, 1 , oraz dwa były pierwszymi próbami Stanów Zjednoczonych zbadania Księżyca za pomocą statku kosmicznego. Po tych identycznych misjach, z których wszystkie nie spełniły swoich celów księżycowych, następowali: Pionierzy 3 oraz 4 . Były to pierwsze udane misje księżycowe Ameryki. Kolejny z serii, Pionier 5 dostarczyli pierwsze mapy międzyplanetarnego pola magnetycznego. Pionierzy 6,7,8, oraz 9 następnie jako pierwsza na świecie sieć monitorowania Słońca i dostarczyła ostrzeżenia o zwiększonej aktywności słonecznej, która może wpłynąć na satelity i systemy naziemne okrążające Ziemię.

Ponieważ NASA i planetarna społeczność naukowa były w stanie zbudować solidniejszy statek kosmiczny, który mógłby podróżować dalej niż wewnętrzny Układ Słoneczny, stworzyli i rozmieścili bliźniaka Pionier 10 oraz jedenaście pojazdy. Były to pierwsze statki kosmiczne, które kiedykolwiek odwiedziły Jowisza i Saturna. Statek wykonał różnorodne obserwacje naukowe obu planet i zwrócił dane środowiskowe, które zostały wykorzystane podczas projektowania bardziej wyrafinowanych Podróżnik sondy.

Pioneer 10 został zbudowany w NASA Ames Research Center i zawierał wiele detektorów i instrumentów do badania planety, jej pola grawitacyjnego i pola magnetycznego. NASA

Pionier 3, 4

Po nieudanym USAF/NASA Misje pionierskie 0, 1, oraz dwa misje księżycowe, armia amerykańska i NASA rozpoczęły dwie kolejne misje księżycowe. Były one mniejsze niż poprzednie statki kosmiczne z tej serii i każdy przeprowadził tylko jeden eksperyment w celu wykrycia promieniowania kosmicznego. Oba pojazdy miały lecieć obok Księżyca i zwracać dane o środowisku radiacyjnym Ziemi i Księżyca. Uruchomienie Pionier 3 nie powiodło się, gdy przedwcześnie odcięło się pierwsze stadium pojazdu startowego. Mimo że Pionier 3 nie osiągnął prędkości ucieczki, osiągnął wysokość 102 332 km i odkrył drugi pas radiacyjny wokół Ziemi.

To jest konfiguracja dla Pioneers 3 i 4. NASA

Uruchomienie Pionier 4 zakończył się sukcesem i był pierwszym amerykańskim statkiem kosmicznym, który uniknął przyciągania grawitacyjnego Ziemi, przechodząc w odległości 58 983 km od Księżyca (około dwukrotność planowanej wysokości przelotu). Statek kosmiczny zwrócił dane dotyczące środowiska promieniowania Księżyca, chociaż chęć bycia pierwszym stworzonym przez człowieka pojazdem, który przeleci obok Księżyca, została utracona, gdy Związek Radziecki księżyc 1 minął Księżyc kilka tygodni wcześniej Pionier 4 .

Pionier 6, 7, 7, 9, E

Pionierzy 6, 7, 8, oraz 9 powstały w celu wykonania pierwszych szczegółowych, kompleksowych pomiarów wiatru słonecznego, słoneczne pola magnetyczne, oraz promieniowanie kosmiczne . Dane z pojazdów, zaprojektowane do pomiaru wielkoskalowych zjawisk magnetycznych oraz cząstek i pól w przestrzeni międzyplanetarnej, zostały wykorzystane do lepszego zrozumienia procesów gwiezdnych oraz struktury i przepływu wiatru słonecznego. Pojazdy działały również jako pierwsza na świecie kosmiczna sieć pogody słonecznej, dostarczając praktycznych danych na temat burz słonecznych, które mają wpływ na komunikację i energię na Ziemi. Piąty statek kosmiczny, Pionier E , został utracony, gdy nie udało mu się wejść na orbitę z powodu awarii pojazdu startowego.

Pionier 10, 11

Pionierzy 10 oraz jedenaście były pierwszym statkiem kosmicznym, który odwiedził Jowisza ( Pionier 10 oraz jedenaście ) i Saturn ( Pionier 11 tylko). Działając jako pionierzy dla Podróżnik misjach, pojazdy dostarczyły pierwszych naukowych obserwacji tych planet z bliska, a także informacji o środowiskach, które napotkałyby Podróżnicy . Instrumenty znajdujące się na pokładzie dwóch statków badały atmosfery Jowisza i Saturna, pola magnetyczne, księżyce i pierścienie, a także międzyplanetarne środowiska cząstek magnetycznych i pyłowych, wiatr słoneczny i promienie kosmiczne. Po ich planetarnych spotkaniach pojazdy kontynuowały podróż po trajektoriach ucieczki z Układu Słonecznego. Pod koniec 1995 roku Pioneer 10 (pierwszy stworzony przez człowieka obiekt, który opuścił Układ Słoneczny) znajdował się około 64 j.a. od Słońca i zmierzał w przestrzeń międzygwiezdną z prędkością 2,6 j.a./rok.

W tym samym czasie, Pionier 11 znajdowała się 44,7 AU od Słońca i zmierzała na zewnątrz z prędkością 2,5 AU/rok. Po ich spotkaniach z planetami, niektóre eksperymenty na pokładzie obu statków kosmicznych zostały wyłączone, aby oszczędzać energię, ponieważ pogorszyła się moc wyjściowa RTG pojazdu. Pionier 11' misja zakończyła się 30 września 1995 roku, kiedy poziom mocy RTG był niewystarczający do prowadzenia jakichkolwiek eksperymentów, a statek kosmiczny nie mógł być dłużej kontrolowany. Kontakt z Pionier 10 zaginął w 2003 roku.

Koncepcja tego artysty dotycząca statku kosmicznego Pioneer 12 (bliźniaka z Pioneer 11) na Jowiszu. Podobnie jak jego bliźniak, zmierzył warunki na Jowiszu, w tym jego pole magnetyczne i środowisko promieniowania. NASA

Pioneer Venus Orbiter i misja wielosondowa

Pioneer Venus Orbiter został zaprojektowany do prowadzenia długoterminowych obserwacji atmosfery i cech powierzchni Wenus. Po wejściu na orbitę wokół Wenus w 1978 roku, sonda zwróciła globalne mapy chmur, atmosfery i jonosfery planety, pomiary interakcji między atmosferą a wiatrem słonecznym oraz mapy radarowe 93% powierzchni Wenus. Dodatkowo pojazd wykorzystał kilka okazji do prowadzenia systematycznych obserwacji UV kilku komet. Przy planowanym czasie trwania głównej misji tylko osiem miesięcy, Pionier statek kosmiczny działał do 8 października 1992 roku, kiedy to w końcu spłonął w atmosferze Wenus po wyczerpaniu się paliwa. Dane z Orbitera skorelowano z danymi z jego siostrzanego pojazdu (Pioneer Venus Multiprobe i jego sond atmosferycznych), aby powiązać konkretne lokalne pomiary z ogólnym stanem planety i jej środowiska obserwowanymi z orbity.

Pomimo drastycznie odmiennych ról, Pionier Orbiter oraz Wielosonda były bardzo podobne w konstrukcji. Zastosowanie identycznych systemów (w tym sprzętu lotniczego, oprogramowania lotu i sprzętu do testów naziemnych) oraz włączenie istniejących projektów z poprzednich misji (w tym OSO i Intelsat) pozwoliło misji osiągnąć swoje cele przy minimalnych kosztach.

Wielosondowa sonda Pioneer Venus

Pioneer Venus Multiprobe posiadał 4 sondy zaprojektowane do wykonywania pomiarów atmosferycznych in-situ. Wypuszczone z pojazdu nośnego w połowie listopada 1978 r. sondy weszły w atmosferę z prędkością 41 600 km/h i przeprowadziły szereg eksperymentów mających na celu zmierzenie składu chemicznego, ciśnienia, gęstości i temperatury środkowej i dolnej części atmosfery. Sondy, składające się z jednej dużej, silnie wyposażonej sondy i trzech mniejszych sond, były skierowane w różne lokalizacje. Duża sonda weszła w pobliżu równika planety (w świetle dziennym). Małe sondy zostały wysłane w różne miejsca.

Pioneer Venus Multiprobe został wprowadzony na rynek w 1978 roku i pojawił się późną jesienią. Sondy przeszły przez atmosferę i przesłały informacje o warunkach. NASA

Sondy nie zostały zaprojektowane tak, aby przetrwać uderzenie o powierzchnię, ale sonda dzienna, wysłana na stronę światła dziennego, zdołała wytrzymać jakiś czas. Wysyłał dane o temperaturze z powierzchni przez 67 minut, aż do wyczerpania baterii. Pojazd nośny, nieprzeznaczony do ponownego wejścia w atmosferę, podążał za sondami do środowiska Wenus i przekazywał dane o charakterystyce skrajnej atmosfery zewnętrznej, dopóki nie został zniszczony przez ogrzewanie atmosferyczne.

Misje Pioneer miały długie i honorowe miejsce w historii eksploracji kosmosu. Utorowali drogę innym misjom i znacznie przyczynili się do naszego zrozumienia nie tylko planet, ale także przestrzeni międzyplanetarnej, po której się poruszają.

Szybkie fakty dotyczące misji pionierskich

• Misje Pioneer obejmowały wiele statków kosmicznych, a także planety od Księżyca i Wenus po zewnętrzne gazowe olbrzymy Jowisz i Saturn.
• Pierwsze udane misje Pioneer trafiły na Księżyc.
• Najbardziej złożoną misją był Pioneer Venus Multiprobe.

Edytowane i aktualizowane przezCarolyn Collins Petersen