«Пионер-5» (также известный как «Пионер P-2» и «Able 4» и прозванный «Спутник с гребным колесом» [3] ) — космический зонд со стабилизированным вращением в программе НАСА « Пионер» , используемый для исследования межпланетного пространства между орбитами Земли. и Венера . Он был запущен 11 марта 1960 года со стартового комплекса 17А станции ВВС на мысе Канаверал в 13:00:00 по всемирному координированному времени [4] с сухой массой на орбите 43 килограмма (95 фунтов). Это была сфера диаметром 0,66 метра (2 фута 2 дюйма)с размахом четырех солнечных панелей 1,4 метра (4 фута 7 дюймов) и достигшая солнечной орбиты 0,806 × 0,995 а.е. (121 000 000 на 149 000 000 км).
Данные поступали до 30 апреля 1960 года. Среди прочих достижений зонд подтвердил существование межпланетных магнитных полей . [5] «Пионер-5» был самым успешным зондом в серии Pioneer/Able.
Первоначальный план миссии предусматривал запуск в ноябре 1959 года, когда «Пионер-5» должен был пролететь мимо Венеры, но технические проблемы не позволили осуществить запуск до начала 1960 года, когда к тому времени окно Венеры на год закрылось. Поскольку отправить зонд на Венеру было невозможно, вместо этого он просто исследовал бы межпланетное пространство, и настоящую миссию на планету пришлось бы отложить еще на три года. [6]
Космический корабль представлял собой сферу диаметром 0,66 метра (2 фута 2 дюйма) с четырьмя солнечными панелями, охватывающими более 1,4 метра (4 фута 7 дюймов), и был оснащен четырьмя научными приборами:
Характеристики ракеты-носителя во время запуска в целом были превосходными, учитывая многочисленные предыдущие трудности с транспортным средством Thor-Able. Были некоторые незначительные аномалии в системе управления полетом второй ступени, которые привели к незапланированным движениям по тангажу и крену, однако их было недостаточно, чтобы поставить под угрозу выполнение миссии.
Космический корабль вернул данные о магнитном поле, собранные магнитометром, и установил, что медианное невозмущенное межпланетное поле по величине составляло примерно 5 γ ± 0,5 γ. [13] Космический корабль также измерял частицы солнечных вспышек и космическое излучение в межпланетном регионе. Счетчик микрометеоритов не сработал, поскольку система данных была перегружена и не работала должным образом. [12]
Записанные цифровые данные передавались со скоростью 1, 8 и 64 бит/с в зависимости от расстояния космического корабля от Земли и размера приемной антенны. Ограничения по весу солнечных элементов препятствовали непрерывной работе передатчиков телеметрии. В день было запланировано около четырех операций продолжительностью 25 минут с периодическим увеличением в периоды особого интереса. Всего было выполнено 138,9 часов работы, получено более трех мегабит данных. Основная часть данных была получена радиотелескопом Ловелла в обсерватории Джодрелл-Бэнк и Гавайской станцией слежения , поскольку их антенны обеспечивали сеточный прием. Данные поступали до 30 апреля 1960 года, после чего телеметрический шум и слабый уровень сигнала сделали прием данных невозможным. Сигнал космического корабля был обнаружен Джодрелл Бэнк с рекордного расстояния в 36,2 миллиона км (22,5 миллиона миль) 26 июня 1960 года, хотя к тому времени он был слишком слаб для сбора данных. [2]
Как и Explorer 6 , Pioneer 5 использовал самую раннюю известную систему цифровой телеметрии, использовавшуюся на космических кораблях, под кодовым названием «Telebit» [14] , что было десятикратным (или 10 дБ) [14] улучшением эффективности канала по сравнению с аналоговым «Microlock» предыдущего поколения. системы, используемые со времен «Эксплорера-1» , и самое большое улучшение в кодировании сигналов на западных космических кораблях. Космический корабль принял несущую восходящей линии связи на частоте 401,8 МГц и преобразовал ее в сигнал 378,2 МГц с помощью схемы когерентного генератора 16/17. [15] Фазовая модуляция телеметрической системы поднесущей частотой 512 Гц, которая, в свою очередь, модулировалась по амплитуде со скоростью 64, 8 или 1 бит/с. Космический корабль не мог нацелить свои антенны, поэтому у него не было тарелочной антенны с высоким коэффициентом усиления, характерной для более поздних космических кораблей. Вместо этого система могла бы ввести усилитель мощностью 150 Вт в свою обычно цепь передатчика мощностью 5 Вт. Он питался от батареи из 28 NiCd-элементов размера F, перезаряжаемых от солнечных батарей, что позволяло поддерживать связь на высокой мощности в течение восьми минут без риска повреждения батарей. [16] Каждый час связи мощностью 5 Вт или пять минут связи мощностью 150 Вт требовал десяти часов подзарядки батарей. В отличие от более поздних межпланетных космических кораблей ( Маринер-2 и выше), этот космический корабль использовал не Сеть дальнего космоса , которая еще не была доступна, а несколько специальную космическую сеть под названием SPAN, состоящую из 76-метрового телескопа Ловелла (тогда называвшегося Манчестер Марк I), 26-метровый радиотелескоп на Гавайях и небольшая спиральная решетка в Сингапуре.