stringtranslate.com

Пионер 5

«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 межпланетное пространство, и настоящую миссию на планету пришлось бы отложить еще на три года. [6]

Дизайн и инструменты

Космический корабль представлял собой сферу диаметром 0,66 метра (2 фута 2 дюйма) с четырьмя солнечными панелями длиной более 1,4 метра (4 фута 7 дюймов) и был оснащен четырьмя научными приборами:

  1. Всенаправленный пропорциональный встречный телескоп с тройным совпадением для обнаружения солнечных частиц и наблюдения за захваченным земным излучением. Он мог обнаруживать фотоны с E > 75 МэВ и электроны с E > 13 МэВ. [7]
  2. Магнитометр с вращающейся поисковой катушкой для измерения магнитного поля в дальнем поле Земли, вблизи геомагнитной границы и в межпланетном пространстве. [8] [9] Он был способен измерять поля от 1 микрогаусс до 12 миллигаусс. Он состоял из единственной поисковой катушки, которая была установлена ​​на космическом корабле таким образом, чтобы измерять магнитное поле, перпендикулярное оси вращения космического корабля. Он мог выводить результаты измерений как в аналоговом, так и в цифровом формате. [10]
  3. Интегрирующая ионизационная камера типа Неера и трубка Гейгера-Мюллера Антон 302 (которая функционировала как детектор космических лучей ) для измерения космического излучения. Он был установлен перпендикулярно оси вращения космического корабля. [11]
  4. Спектрометр импульса микрометеорита (или детектор микрометеоритов) , состоящий из двух комбинаций диафрагмы и микрофона . Его использовали для измерения количества частиц метеоритной пыли и импульса этих частиц. [12]

Миссия

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 измерил, 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]

Пионер 5 с испытательным оборудованием.

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. [14]

Связь

Как и Explorer 6 , Pioneer 5 использовал самую раннюю известную систему цифровой телеметрии, использовавшуюся на космических кораблях, под кодовым названием «Telebit» [15] , что было десятикратным (или 10 дБ) [16] 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. [17] 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, подзаряжаемых от солнечных батарей, что позволяло поддерживать связь на высокой мощности до восьми минут без риска повреждения батарей. [18] 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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб "Пионер 5". Сайт НАСА по исследованию Солнечной системы . Проверено 1 декабря 2022 г.
  2. ^ «НАСА - NSSDCA - Космический корабль - Подробности» .
  3. ^ Мур, Патрик (1962). Книга астрономии наблюдателя . Фредерик Уорн и компания.
  4. ^ "Хронология - 1 квартал 1960 года". Энциклопедия космонавтики. Архивировано из оригинала 6 августа 2007 года . Проверено 31 января 2008 г.
  5. ^ "Космический корабль "Пионер"". НАСАФакты . NF-31 / Том 4, № 3. Типография правительства США, 1967.
  6. ^ «Винтажный микро: первый межпланетный зонд». 17 апреля 2015 г.
  7. ^ "Главный каталог NSSDC: Пропорциональный встречный телескоп" . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
  8. ^ Коулман, П.Дж.; Дэвис, Леверетт; Сонетт, CP (15 июля 1960 г.). «Постоянная составляющая межпланетного магнитного поля: Пионер V». Письма о физических отзывах . 5 (2): 43–46. Бибкод : 1960PhRvL...5...43C. doi :10.1103/PhysRevLett.5.43.
  9. ↑ Данжи, JW (15 января 1961 г.). «Межпланетное магнитное поле и авроральные зоны». Письма о физических отзывах . 6 (2): 47–48. Бибкод : 1961PhRvL...6...47D. doi :10.1103/PhysRevLett.6.47. Архивировано из оригинала 24 сентября 2017 года.
  10. ^ "Главный каталог NSSDC: Магнитометр с поисковой катушкой" . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
  11. ^ "Главный каталог NSSDC: ионная камера и трубка GM" . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
  12. ^ ab «Главный каталог NSSDC: микрометеоритный спектрометр». НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
  13. ^ Гринштадт, EW (июль 1966 г.). «Окончательная оценка межпланетного магнитного поля на расстоянии 1 а.е. на основе измерений, сделанных «Пионером V» в марте и апреле 1960 года». Астрофизический журнал . 145 (1): 270–295. Бибкод : 1966ApJ...145..270G. дои : 10.1086/148761.
  14. ^ "Главный каталог NSSDC: Pioneer 5" . НАСА . Проверено 31 января 2008 г.
  15. ^ «Резюме системы межпланетной связи» (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.
  16. ^ «Система межпланетной связи, стр. 2» (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.
  17. ^ «Приемник команд полезной нагрузки/доплеровский транспондер» (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.
  18. ^ «Заключительный отчет миссии проекта Thor-Able 4, стр. 4-25» (PDF) . СТЛ/ТР . Проверено 6 августа 2015 г.

Внешние ссылки