«Пионер-1» (также известный как «Авель-2 ») [4] — американский космический зонд , первый под эгидой НАСА , который был запущен ракетой «Тор-Эйбл» 11 октября 1958 года. Он предназначался для обращения на орбите Луны и проведения научных исследований. измерений, но из-за ошибки наведения не смог выйти на лунную орбиту и в конечном итоге был уничтожен при повторном входе в атмосферу Земли. Полет, продлившийся 43 часа и достигший апогея в 113 800 км (70 700 миль), стал вторым и самым успешным из трех космических зондов «Тор-Эйбл». [5]
«Пионер-1» был изготовлен Лабораториями космических технологий, подразделением корпорации Ramo-Wooldridge Corp (позже TRW Inc. ) [6] и состоял из тонкой цилиндрической средней части с приземистым усеченным конусом с каждой стороны. Цилиндр имел диаметр 74 см (29 дюймов), а высота от вершины одного конуса до вершины противоположного конуса составляла 76 см (30 дюймов). Вдоль оси космического корабля и выступающей из конца нижнего конуса располагалась твердотопливная инжекторная ракета массой 11 кг (24 фунта) и корпус ракеты, которые составляли основной конструктивный элемент космического корабля. Восемь небольших твердотопливных ракет с корректировкой скорости малой тяги устанавливались на конце верхнего конуса в кольцевом узле, который можно было сбрасывать после использования. Из вершины верхнего конуса также выступала магнитная дипольная антенна . Корпус был изготовлен из ламинированного пластика. Общая масса космического корабля после нониусного отделения составляла 34,2 кг (75 фунтов), после запуска ракеты-инжектора - 23,2 кг (51 фунт).
Трехступенчатая машина Thor-Able состояла из модифицированной БРСД Thor ВВС США (жидкое топливо, тяга около 69 400 кг (153 000 фунтов)) в качестве первой ступени. Вторая ступень приводилась в движение жидкостным ракетным двигателем (модифицированная вторая ступень «Авангард», тяга около 3402 кг (7500 фунтов)). Третья ступень представляла собой твердотопливную установку на основе конструкции «Авангард» с суммарной импульсной мощностью 116 500 фунтов (52 844 кг) в секунду . [7]
Пакет научных приборов имел массу 17,8 кг (39 фунтов) и состоял из инфракрасной телевизионной системы сканирования изображения для исследования поверхности Луны с разрешением 0,5°, ионизационной камеры для измерения радиации в космосе, диафрагмы/микрофона. сборка для обнаружения микрометеоритов , магнитометр со спиновой катушкой для измерения магнитных полей до 5 микрогаусс и терморегулируемые резисторы для регистрации внутренних условий космического корабля. Космический корабль питался от никель-кадмиевых батарей для зажигания ракет, серебряных батарей для телевизионной системы и ртутных батарей для остальных цепей. Радиопередача осуществлялась на частоте 108,06 МГц через электрическую дипольную антенну для телеметрии и доплеровской информации мощностью 300 мВт и магнитно-дипольную антенну для телевизионной системы мощностью 50 Вт. Команды с земли принимались через электрическую дипольную антенну на частоте 115 МГц. Вращение КА было стабилизировано на скорости 1,8 об/с, направление вращения было примерно перпендикулярно плоскостям геомагнитного меридиана траектории.
Через два дня после аварии «Пионера-0» 17 августа 1958 года на LC-17B был установлен резервный корабль «Тор 129» в рамках подготовки к сентябрьской попытке. Послеполетное расследование «Пионера-0» указало на отказ турбонасоса, который также стал причиной гибели «Тор-Авель 116» в апреле. За этим последовал провал запуска «Атласа» 18 сентября, поэтому ВВС приступили к замене турбонасосов в своем арсенале ракет «Тор» и «Атлас». Тор 129 был снят с площадки для доработок и заменен на Тор 130.
11 октября 1958 года «Пионер-1» плавно взлетел, но система наведения направила «Тор» слишком высоко и быстро, в результате чего вторая ступень была поднята на 3 ° выше, чем предполагалось. В результате он отключился на 10 секунд раньше запланированного, а также задел третью ступень при отделении. Третья ступень осталась наклоненной примерно на 15°, и ей не хватило скорости примерно на 500 футов в секунду. Нониусные двигатели третьей ступени были запущены, чтобы компенсировать дефицит тяги, но добавили скорости всего 150 футов в секунду, чего недостаточно для ухода с околоземной орбиты. В крайнем случае наземные диспетчеры решили, что, если они не смогут доставить «Пионер-1» на Луну, они выведут его на высокую околоземную орбиту, запустив прикрепленный твердотопливный ракетный двигатель. Однако из-за неточной траектории запуска зонд оказался на орбитальной траектории, что привело к тепловому нагреву и охлаждению, превышающему возможности примитивной системы контроля температуры. Внутренние части зонда упали до температуры, близкой к нулю, что сделало воспламенитель твердотопливного двигателя неработоспособным. «Пионер-1» преодолел общее расстояние 113 800 км (70 712 миль), прежде чем начать спуск обратно на Землю. [8]
Космический корабль был запущен с LC-17A на мысе Канаверал в 08:42:00 по Гринвичу, но он не достиг Луны, как планировалось, из-за ошибки программирования разгонного блока, вызвавшей небольшую ошибку в скорости и угле выгорания (3,5 °). В результате получилась баллистическая траектория с максимальной высотой 113 800 км (70 712 миль) около 13:00 по местному времени. Передача в реальном времени была получена примерно на 75% полета, но процент данных, записанных для каждого эксперимента, был переменным. За исключением первого часа полета, соотношение сигнал/шум было хорошим. Космический корабль прекратил передачу, когда он снова вошел в атмосферу Земли после 43 часов полета 13 октября 1958 года в 03:46 по Гринвичу над южной частью Тихого океана . Было возвращено небольшое количество полезной научной информации, показывающей, что излучение, окружающее Землю, имеет форму полос, и измерения протяженности полос, составление карты полного ионизирующего потока, первые наблюдения гидромагнитных колебаний магнитного поля и взятие первые измерения плотности микрометеоритов и межпланетного магнитного поля .
