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

Planetforskare har varit i läget "utforska solsystemet" sedan början av 1960-talet, ända sedan NASA och andra rymdbyråer kunde lyfta satelliter från jorden. Det var när de första mån- och Mars-sonderna lämnade jorden för att studera dessa världar. De Pionjär serie rymdfarkoster var en stor del av detta arbete. De utförde först-i-deras-sort utforskningar av Sol, Jupiter, Saturn och Venus. De banade också vägen för många andra sonder, inklusiveVoyager beskickningar, Cassini,Galileo, och Nya horisonter.

Pioneer Missions 0, 1, och 2 var USA: s första försök att studera månen med rymdfarkoster. Dessa identiska uppdrag, som alla inte lyckades uppfylla sina månmålsmål, följdes av Pionjärer 3 och 4. Det var USA: s första framgångsrika månmissioner. Nästa i serien, Pioneer 5 gav de första kartorna över det interplanetära magnetfältet. Pionjärer 6,7,8, och 9 följde upp som världens första solövervakningsnätverk och gav varningar om ökad solaktivitet som kan påverka jordomloppssatelliter och marksystem.

När NASA och planetvetenskapssamhället kunde bygga mer robust rymdfarkoster som kunde resa längre än det inre solsystemet, skapade de och distribuerade tvillingen Pioneer 10 och 11 fordon. Dessa var de första rymdskepp som någonsin besökt Jupiter och Saturn. Hantverket utförde en mängd olika vetenskapliga observationer av de två planeterna och returnerade miljödata som användes under utformningen av de mer sofistikerade Voyager prober.

Efter den misslyckade USAF / NASA Pioneer Missions 0, 1, och 2 månmissioner, den amerikanska armén och NASA lanserade ytterligare två månmissioner. Dessa var mindre än det tidigare rymdskeppet i serien och var och en bar bara ett enda experiment för att upptäcka kosmisk strålning. Båda fordonen skulle flyga vid månen och returnera data om jorden och månens strålningsmiljö. Lanseringen av Pioneer 3 misslyckades när startbilen första steget avbröts för tidigt. Fastän Pioneer 3 uppnådde inte utrymningshastighet, den nådde en höjd av 102,332 km och upptäckte ett andra strålningsband runt jorden.

Lanseringen av Pioneer 4 var framgångsrik, och det var det första amerikanska rymdskeppet som undkom jordens gravitationskraft när det passerade inom 58.983 km från månen (ungefär dubbelt så mycket som planerad flybyhöjd). Rymdskeppet returnerade data om månens strålningsmiljö, även om önskan att vara det första konstgjorda fordonet som flyger förbi månen förlorades när Sovjetunionen Luna 1 passerade av månen flera veckor innan Pioneer 4.

Pionjärer 6, 7, 8, och 9 skapades för att göra de första detaljerade, omfattande mätningarna av solvinden, solmagnetiska fält, och kosmiska strålar. Utformad för att mäta stora skala magnetiska fenomen och partiklar och fält i interplanetens rymd, data från fordon har använts för att bättre förstå stellarprocesser såväl som solvindens struktur och flöde. Fordonen fungerade också som världens första rymdbaserade solvädernätverk, och gav praktiska data om solstormar som påverkar kommunikation och kraft på jorden. Ett femte rymdskepp, Pioneer E, förlorades när den misslyckades med omloppsbana på grund av fel i en lanseringsfordon.

Pionjärer 10 och 11 var det första rymdskeppet som besökte Jupiter (Pioneer 10 och 11) och Saturnus (Pioneer 11 endast). Fungerar som sökare för Voyager uppdrag, fordonen tillhandahöll de första nära vetenskapliga observationerna av dessa planeter, liksom information om de miljöer som skulle möta av Voyagers. Instrument ombord på de två båtarna studerade Jupiter och Saturnus atmosfärer, magnetfält, månar och ringar, liksom de interplanetära magnetiska och dammpartikelmiljöerna, solvinden och kosmiska strålar. Efter deras planetära möten fortsatte fordonen på flyktbanor från solsystemet. I slutet av 1995 befann sig Pioneer 10 (det första konstgjorda objektet som lämnade solsystemet) cirka 64 AU från solen och på väg mot interstellarutrymme vid 2,6 AU / år.

På samma gång, Pioneer 11 var 44,7 AU från solen och på väg utåt vid 2,5 AU / år. Efter deras planetmöten stängdes några experiment ombord på båda rymdfarkosterna för att spara ström när fordonets RTG-effektutbrott försämrades. Pioneer 11's uppdraget avslutades den 30 september 1995, då dess RTG-effektnivå var otillräcklig för att driva några experiment och rymdskeppet inte längre kunde kontrolleras. Kontakt med Pioneer 10 förlorades 2003.

Pioneer Venus Orbiter designades för att genomföra långsiktiga observationer av Venus atmosfär och ytfunktioner. Efter att ha gått in i omloppsbana runt Venus 1978 returnerade rymdskeppet globala kartor över planetens moln, atmosfär och jonosfär, mätningar av interaktion mellan atmosfär och solvind och radarkartor med 93 procent av ytan på Venus. Dessutom utnyttjade fordonet flera möjligheter att göra systematiska UV-observationer av flera kometer. Med en planerad primär uppdragstid på bara åtta månader, Pionjär rymdskepp förblev i drift till 8 oktober 1992, när det slutligen brann upp i atmosfären i Venus efter att ha slut på drivmedel. Uppgifter från Orbiter korrelerades med data från dess systerfordon (Pioneer Venus Multiprobe och dess atmosfäriska sonder) för att relatera specifika lokala mätningar till planetens allmänna tillstånd och dess miljö som observerats från bana.

Trots deras drastiskt olika roller, Pioneer Orbiter och Multiprobe var väldigt lik design. Användning av identiska system (inklusive flyghårdvara, flygprogramvara och mark testutrustning) och införlivande av befintliga mönster från tidigare uppdrag (inklusive OSO och Intelsat) gjorde det möjligt för uppdraget att uppnå sina mål minst kosta.

Pioneer Venus Multiprobe

Pioneer Venus Multiprobe bar fyra sonder utformade för att utföra atmosfäriska mätningar på plats. Frigjord från transportfordonet i mitten av november 1978, gick sonderna in i atmosfären med 41 600 km / h och bar en olika experiment för att mäta kemisk sammansättning, tryck, densitet och temperatur hos mitten till lägre atmosfär. Sonderna, bestående av en stor tungt instrumenterad sond och tre mindre sonder, var riktade på olika platser. Den stora sonden kom in i närheten av planetens ekvatorn (i dagsljus). De små sonderna skickades till olika platser.

Sonderna var inte utformade för att överleva påverkan med ytan, men dagsonden, som skickades till dagsljusets sida, lyckades hålla ett tag. Den skickade temperaturdata från ytan i 67 minuter tills dess batterier tappades. Transportfordonet, inte konstruerat för atmosfärisk återföring, följde sonderna in i den venusiska miljön och vidarebefordrade data om egenskaperna hos den extrema yttre atmosfären tills den förstördes av atmosfäriska uppvärmning.

Pioneer-uppdragen hade en lång och hederlig plats i rymdutforskningshistorien. De banade vägen för andra uppdrag och bidrog starkt till vår förståelse av inte bara planeter utan också det interplanetära utrymmet genom vilket de rör sig.

• Pioneer-uppdragen omfattade ett antal rymdskepp till planeter som sträckte sig från månen och Venus till de yttre gasjättarna Jupiter och Saturn.
• De första framgångsrika Pioneer-uppdragen gick till månen.
• Det mest komplexa uppdraget var Pioneer Venus Multiprobe.

Redigerad och uppdaterad av Carolyn Collins Petersen