Pioneer Missions: Explorations of the Sun, Jupiter, Saturn og Venus

Planetforskere har været i tilstanden "udforsk solsystemet" siden de tidlige 1960'ere, lige siden NASA og andre rumfartsbureauer var i stand til at hæve satellitter fra Jorden. Det var da de første måne- og Mars-prober forlod Jorden for at studere disse verdener. Det Pioner række rumfartøjer var en stor del af denne indsats. De udførte første-af-deres-slags udforskning af Sol, Jupiter, Saturn og Venus. De banede også vejen for mange andre sonder, inklusiveVoyager missioner, Cassini,Galileo, og Nye horisonter.

Pioneer Missions 0, 1, og 2 var USAs første forsøg på at studere Månen ved hjælp af rumfartøjer. Disse identiske missioner, som alle ikke nåede deres månemålsætninger, blev fulgt af Pionerer 3 og 4. Det var USAs første succesrige månemission. Den næste i serien, Pioneer 5 leverede de første kort over det interplanetære magnetfelt. Pionerer 6,7,8, og 9 fulgte op som verdens første solenergiovervågningsnetværk og leverede advarsler om øget solaktivitet, som kunne påvirke jordbundne satellitter og jordsystemer.

Da NASA og det planetariske videnskabssamfund var i stand til at opbygge mere robust rumfartøj, der kunne rejse længere end det indre solsystem, skabte de og indsatte tvillingen Pioneer 10 og 11 køretøjer. Dette var det første rumfartøj, der nogensinde har besøgt Jupiter og Saturn. Farkosten udførte en lang række videnskabelige observationer af de to planeter og returnerede miljødata, der blev brugt under designet til de mere sofistikerede Voyager prober.

Efter den mislykkede USAF / NASA Pioneer Missions 0, 1, og 2 månemissioner, den amerikanske hær og NASA lancerede to flere månemissioner. Disse var mindre end det forrige rumfartøj i serien, og hver udførte kun et enkelt eksperiment for at detektere kosmisk stråling. Begge køretøjer skulle flyve ved Månen og returnere data om Jorden og Månens strålingsmiljø. Lanceringen af Pioneer 3 mislykkedes, da startkøretøjets første etape blev forhåndsskåret. Selvom Pioneer 3 opnåede ikke flugthastighed, det nåede en højde på 102.332 km og opdagede et andet strålingsbånd omkring Jorden.

Lanceringen af Pioneer 4 var vellykket, og det var det første amerikanske rumfartøj, der undgik Jordens gravitationstryk, da det passerede inden for 58.983 km fra månen (ca. det dobbelte af den planlagte flybyhøjde). Rumfartøjet returnerede data om månens strålingsmiljø, skønt ønsket om at være det første menneskeskabte køretøj, der flyver forbi månen, gik tabt, da Sovjetunionens Luna 1 gik forbi Månen flere uger før Pioneer 4.

Pionerer 6, 7, 8, og 9 blev oprettet for at foretage de første detaljerede, omfattende målinger af solvinden, solmagnetiske felter, og kosmiske stråler. Designet til at måle magnetiske fænomener og partikler og felter i stor skala i interplanetens rum, data fra køretøjer er blevet brugt til bedre at forstå stjerneprocesser såvel som solvindens struktur og strøm. Køretøjerne fungerede også som verdens første rumbaserede solvejrnetværk og leverede praktiske data om solstorme, der påvirker kommunikation og strøm på Jorden. Et femte rumfartøj, Pioneer E, gik tabt, da det ikke lykkedes at gå i kredsløb på grund af en startkøretøjssvigt.

Pionerer 10 og 11 var det første rumfartøj, der besøgte Jupiter (Pioneer 10 og 11) og Saturn (Pioneer 11 kun). Fungerer som stifinder for Voyager missioner, køretøjerne leverede de første tæt videnskabelige observationer af disse planeter, samt information om miljøer, som Voyagers. Instrumenter ombord på de to håndværk studerede Jupiter og Saturns atmosfærer, magnetiske felter, måner og ringer såvel som de interplanetære magnetiske og støvpartikelmiljøer, solvinden og kosmiske stråler. Efter deres planetariske møder fortsatte køretøjerne på flugtbaner fra solsystemet. I slutningen af ​​1995 var Pioneer 10 (den første menneskeskabte genstand, der forlod solsystemet) omkring 64 AU fra solen og satte kurs mod interstellar rum ved 2,6 AU / år.

På samme tid, Pioneer 11 var 44,7 AU fra solen og på vej udad 2,5 AU / år. Efter deres planetariske møder blev nogle eksperimenter ombord på begge rumfartøjer slået fra for at spare strøm, da køretøjets RTG-effekt blev nedbrudt. Pioneer 11's missionen sluttede den 30. september 1995, da dens RTG-effektniveau var utilstrækkelig til at udføre nogen eksperimenter, og rumfartøjet ikke længere kunne kontrolleres. Kontakt med Pioneer 10 blev tabt i 2003.

Pioneer Venus Orbiter blev designet til at udføre langsigtede observationer af Venus atmosfære og overfladefunktioner. Efter indsejling i kredsløb omkring Venus i 1978 returnerede rumfartøjet globale kort over planetens skyer, atmosfære og ionosfære, målinger af interaktion mellem atmosfære og solvind og radarkort på 93 procent af overfladen af Venus. Derudover benyttede køretøjet flere muligheder for at foretage systematiske UV-observationer af flere kometer. Med en planlagt primær mission varighed på kun otte måneder er Pioner rumfartøj forblev i drift indtil 8. oktober 1992, hvor det endelig brændte op i atmosfæren i Venus efter at have løbet tør for drivmiddel. Data fra Orbiter var korreleret med data fra dets søsterkøretøj (Pioneer Venus Multiprobe og dets atmosfæriske sonder) til at relatere specifikke lokale målinger til den generelle tilstand af planeten og dens miljø som observeret fra kredsløb.

På trods af deres drastisk forskellige roller, Pioneer Orbiter og Multiprobe var meget ens i design. Brug af identiske systemer (inklusive flyhardware, flysoftware og jordtestudstyr) og inkorporering af eksisterende design fra tidligere missioner (inklusive OSO og Intelsat) gjorde det muligt for missionen at opfylde sine mål mindst koste.

Pioneer Venus Multiprobe

Pioneer Venus Multiprobe bar 4 sonder designet til at udføre atmosfæriske målinger in situ. Frigivet fra transportkøretøjet i midten af ​​november 1978 gik sonderne ind i atmosfæren ved 41.600 km / t og transporterede en forskellige eksperimenter til måling af kemisk sammensætning, tryk, densitet og temperatur i midten til lavere stemning. Proberne, der består af en stor tungt instrumenteret sonde og tre mindre sonder, var målrettet mod forskellige steder. Den store sonde kom ind i nærheden af ​​planetens ækvator (i dagslys). De små sonder blev sendt til forskellige steder.

Proberne var ikke designet til at overleve påvirkning med overfladen, men dagsonden, der blev sendt til dagslyssiden, formåede at vare et stykke tid. Den sendte temperaturdata fra overfladen i 67 minutter, indtil batterierne blev udtømt. Køretøjet, som ikke er beregnet til atmosfærisk genindtræden, fulgte sonderne ind i det venusiske miljø og videresendte data om egenskaberne ved den ekstreme ydre atmosfære, indtil den blev ødelagt af atmosfærisk opvarmning.

Pioneer-missionerne havde en lang og hæderlig plads i rumforskningens historie. De banede vejen for andre missioner og bidrog meget til vores forståelse af ikke kun planeter, men også det interplanetære rum, gennem hvilket de bevæger sig.

• Pioneer-missionerne omfattede et antal rumfartøjer til planeter, der spænder fra Månen og Venus til de ydre gasgiganter Jupiter og Saturn.
• De første succesrige Pioneer-missioner gik til Månen.
• Den mest komplekse mission var Pioneer Venus Multiprobe.

Redigeret og opdateret af Carolyn Collins Petersen