The Pioneer Missions: verkenningen van het zonnestelsel

Pioneer 10 werd op 2 maart 1972 gelanceerd vanaf Cape Canaveral tijdens een enkele reis langs Jupiter. Het is nu het verst verwijderde ruimtevaartuig van de aarde. NASA

Planetaire wetenschappers bevinden zich sinds het begin van de jaren zestig in de modus 'verken het zonnestelsel', sinds NASA en andere ruimteagentschappen in staat waren satellieten vanaf de aarde op te tillen. Dat is het moment waarop de eerste maan- en Mars-sondes de aarde verlieten om die werelden te bestuderen. De Pionier reeks ruimtevaartuigen waren een groot deel van die inspanning. Ze voerden de eerste verkenningen in hun soort uit van de Zon ,Jupiter, Saturnus enVenus. Ze maakten ook de weg vrij voor vele andere sondes, waaronder de Voyager missies, Cassini, Galileo , en Nieuwe horizonten .

De eerste in de Pioneer-reeks van ruimtevaartuigen heette Pioneer Able en bestudeerde de maan. NASA

Pionier 0, 1, 2

Pioniersmissies 0, 1 , en twee waren de eerste pogingen van de Verenigde Staten om de maan te bestuderen met behulp van ruimtevaartuigen. Deze identieke missies, die allemaal hun maandoelen niet haalden, werden gevolgd door: Pioniers 3 en 4 . Het waren Amerika's eerste succesvolle maanmissies. De volgende in de reeks, Pionier 5 leverde de eerste kaarten van het interplanetaire magnetische veld. Pioniers 6,7,8, en 9 opgevolgd als 's werelds eerste monitoringnetwerk voor zonne-energie en waarschuwde voor verhoogde zonneactiviteit die satellieten en grondsystemen in een baan om de aarde zou kunnen beïnvloeden.

Toen NASA en de planetaire wetenschappelijke gemeenschap in staat waren om robuustere ruimtevaartuigen te bouwen die verder konden reizen dan het binnenste zonnestelsel, creëerden en implementeerden ze de tweelingbroer Pionier 10 en elf voertuigen. Dit waren de eerste ruimtevaartuigen die ooit Jupiter en Saturnus bezochten. Het vaartuig voerde een breed scala aan wetenschappelijke waarnemingen uit van de twee planeten en leverde milieugegevens terug die werden gebruikt tijdens het ontwerp van de meer geavanceerde Voyager sondes.

Pioneer 10 werd gebouwd in het NASA Ames Research Center en omvatte meerdere detectoren en instrumenten om de planeet, het zwaartekrachtveld en het magnetische veld te bestuderen. NASA

Pionier 3, 4

Na de mislukte USAF/NASA Pioniersmissies 0, 1, en twee maanmissies lanceerden het Amerikaanse leger en NASA nog twee maanmissies. Deze waren kleiner dan het vorige ruimtevaartuig in de serie en elk droeg slechts één enkel experiment om kosmische straling te detecteren. Beide voertuigen zouden langs de maan vliegen en gegevens over de stralingsomgeving van de aarde en de maan retourneren. de lancering van Pionier 3 mislukte toen de eerste fase van het lanceervoertuig voortijdig werd onderbroken. Hoewel Pionier 3 bereikte geen ontsnappingssnelheid, bereikte een hoogte van 102.332 km en ontdekte een tweede stralingsgordel rond de aarde.

Dit is de configuratie voor Pioneers 3 en 4. NASA

de lancering van Pionier 4 was succesvol, en het was het eerste Amerikaanse ruimtevaartuig dat ontsnapte aan de zwaartekracht van de aarde toen het binnen 58.983 km van de maan passeerde (ongeveer twee keer de geplande flyby-hoogte). Het ruimtevaartuig gaf wel gegevens terug over de stralingsomgeving van de maan, hoewel de wens om het eerste door mensen gemaakte voertuig te zijn dat langs de maan zou vliegen, verloren ging toen de Sovjet-Unie maan 1 enkele weken eerder door de maan gepasseerd Pionier 4 .

Pionier 6, 7, 7, 9, E

Pioniers 6, 7, 8, en 9 zijn gemaakt om de eerste gedetailleerde, uitgebreide metingen van de zonnewind te doen, zonne magnetische velden, en kosmische stralen . Ontworpen om grootschalige magnetische verschijnselen en deeltjes en velden in de interplanetaire ruimte te meten, zijn gegevens van de voertuigen gebruikt om sterprocessen en de structuur en stroming van de zonnewind beter te begrijpen. De voertuigen fungeerden ook als 's werelds eerste in de ruimte gebaseerde zonneweernetwerk en leverden praktische gegevens over zonnestormen die de communicatie en stroomvoorziening op aarde beïnvloeden. Een vijfde ruimtevaartuig, Pioneer E , ging verloren toen het niet in een baan om de aarde kon draaien vanwege een storing in het draagraket.

Pionier 10, 11

Pioniers 10 en elf waren de eerste ruimtevaartuigen die Jupiter bezochten ( Pionier 10 en elf ) en Saturnus ( Pionier 11 enkel en alleen). Optreden als padvinders voor de Voyager missies, leverden de voertuigen de eerste wetenschappelijke observaties van deze planeten van dichtbij, evenals informatie over de omgevingen die de reizigers . Instrumenten aan boord van de twee vaartuigen bestudeerden de atmosfeer, magnetische velden, manen en ringen van Jupiter en Saturnus, evenals de interplanetaire magnetische en stofdeeltjesomgevingen, de zonnewind en kosmische straling. Na hun planetaire ontmoetingen vervolgden de voertuigen hun ontsnappingstrajecten vanuit het zonnestelsel. Eind 1995 bevond Pioneer 10 (het eerste door de mens gemaakte object dat het zonnestelsel verliet) zich op ongeveer 64 AE van de zon en was op weg naar de interstellaire ruimte met een snelheid van 2,6 AE/jaar.

Tegelijkertijd, Pionier 11 was 44,7 AU van de zon en ging naar buiten met 2,5 AU/jaar. Na hun planetaire ontmoetingen werden sommige experimenten aan boord van beide ruimtevaartuigen uitgeschakeld om stroom te besparen toen het RTG-vermogen van het voertuig verslechterde. Pioneer 11's missie eindigde op 30 september 1995, toen het RTG-vermogensniveau onvoldoende was om experimenten uit te voeren en het ruimtevaartuig niet langer kon worden bestuurd. Contact met Pionier 10 2003 verloren.

Het concept van deze kunstenaar van het ruimtevaartuig Pioneer 12 (tweeling met Pioneer 11) bij Jupiter. Het meet, net als zijn tweelingbroer, de omstandigheden bij Jupiter, inclusief het magnetische veld en de stralingsomgeving. NASA

Pioneer Venus Orbiter en Multiprobe Mission

Pionier Venus Orbiter is ontworpen om langetermijnobservaties van de Venus-atmosfeer en oppervlaktekenmerken uit te voeren. Nadat het ruimtevaartuig in 1978 in een baan rond Venus was gekomen, keerde het globale kaarten terug van de wolken, de atmosfeer en de ionosfeer van de planeet, metingen van de interactie tussen atmosfeer en zonnewind en radarkaarten van 93 procent van het oppervlak van Venus. Bovendien maakte het voertuig gebruik van verschillende mogelijkheden om systematische UV-waarnemingen te doen van verschillende kometen. Met een geplande duur van de primaire missie van slechts acht maanden, Pionier ruimtevaartuig bleef in bedrijf tot 8 oktober 1992, toen het uiteindelijk in de atmosfeer van Venus verbrandde nadat het drijfgas op was. Gegevens van de Orbiter werden gecorreleerd met gegevens van zijn zustervoertuig (Pioneer Venus Multiprobe en zijn atmosferische sondes) om specifieke lokale metingen te relateren aan de algemene toestand van de planeet en zijn omgeving zoals waargenomen vanuit een baan.

Ondanks hun drastisch verschillende rollen, Pioneer Orbiter en Multisonde waren qua ontwerp zeer vergelijkbaar. Door het gebruik van identieke systemen (inclusief vluchthardware, vluchtsoftware en grondtestapparatuur) en de integratie van bestaande ontwerpen van eerdere missies (inclusief OSO en Intelsat) kon de missie haar doelstellingen tegen minimale kosten bereiken.

Pioneer Venus Multisonde

Pioneer Venus Multiprobe had 4 sondes die ontworpen waren om in-situ atmosferische metingen uit te voeren. De sondes, die medio november 1978 uit het draagvoertuig werden vrijgegeven, gingen de atmosfeer binnen met 41.600 km/u en voerden een verscheidenheid aan experimenten uit om de chemische samenstelling, druk, dichtheid en temperatuur van de middelste tot lagere atmosfeer te meten. De sondes, bestaande uit een grote zwaar geïnstrumenteerde sonde en drie kleinere sondes, waren op verschillende locaties gericht. De grote sonde kwam in de buurt van de evenaar van de planeet (bij daglicht). De kleine sondes werden naar verschillende plekken gestuurd.

De Pioneer Venus Multiprobe werd gelanceerd in 1978 en arriveerde in de late herfst. De sondes daalden door de atmosfeer en stuurden informatie terug over de omstandigheden. NASA

De sondes waren niet ontworpen om een ​​botsing met het oppervlak te overleven, maar de dagsonde, die naar de daglichtzijde werd gestuurd, slaagde erin een tijdje mee te gaan. Het stuurde temperatuurgegevens van het oppervlak gedurende 67 minuten totdat de batterijen leeg waren. Het draagvoertuig, niet ontworpen voor atmosferische terugkeer, volgde de sondes in de omgeving van Venus en gaf gegevens door over de kenmerken van de extreme buitenatmosfeer totdat deze werd vernietigd door atmosferische verwarming.

De Pioneer-missies hadden een lange en eervolle plaats in de geschiedenis van de ruimteverkenning. Ze maakten de weg vrij voor andere missies en droegen enorm bij aan ons begrip van niet alleen planeten, maar ook van de interplanetaire ruimte waar ze doorheen bewegen.

Snelle feiten over de pioniersmissies

• De Pioneer-missies omvatten een aantal ruimtevaartuigen naar planeten, variërend van de maan en Venus tot de buitenste gasreuzen Jupiter en Saturnus.
• De eerste succesvolle Pioneer-missies gingen naar de maan.
• De meest complexe missie was Pioneer Venus Multiprobe.

Bewerkt en bijgewerkt doorCarolyn Collins Petersen