Pioneer 5 (también conocido como Pioneer P-2 y Able 4 , y apodado el "satélite de rueda de paletas" [3] ) fue unasonda espacial con giro estabilizado en el programa Pioneer de la NASA que se utiliza para investigar el espacio interplanetario entre las órbitas de la Tierra y Venus . Fue lanzado el 11 de marzo de 1960 desde el Complejo de Lanzamiento 17A de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral a las 13:00:00 UTC [4] con una masa seca en órbita de 43 kg. Era una esfera de 0,66 m de diámetrocon 1,4 m de luz en sus cuatro paneles solares. y alcanzó una órbita solar de 0,806 × 0,995 AU (121.000.000 por 149.000.000 km).
Tipo de misión | Investigación espacial interplanetaria |
---|---|
Operador | NASA |
Designación de Harvard | 1960 Alfa 1 |
ID COSPAR | 1960-001A |
SATCAT no. | 27 |
Duración de la misión | Lanzamiento al último contacto 107 días; lanzamiento hasta los últimos datos recibidos 50 días |
Propiedades de la nave espacial | |
Fabricante | TRW |
Masa de lanzamiento | 43 kilogramos (95 lb) |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 11 de marzo de 1960, 13:00:07 UTC |
Cohete | Thor DM 18-Capaz IV |
Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral , LC-17A |
Fin de la misión | |
Ultimo contacto | Último contacto 26 de junio de 1960 ; [1] últimos datos recibidos el 30 de abril de 1960 [2] |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Heliocéntrico |
Excentricidad | 0.1689 |
Altitud del perihelio | 0,7061 unidades astronómicas (105,630,000 km; 65,640,000 mi) |
Altitud del afelio | 0.9931 unidades astronómicas (148,570,000 km; 92,310,000 mi) |
Inclinación | 3,35 ° |
Período | 311,6 días |
Se recibieron datos hasta el 30 de abril de 1960. Entre otros logros, la sonda confirmó la existencia de campos magnéticos interplanetarios . [5] Pioneer 5 fue la sonda más exitosa de la serie Pioneer / Able.
El plan original de la misión era un lanzamiento en noviembre de 1959, donde el Pioneer 5 realizaría un sobrevuelo de Venus, pero problemas técnicos impidieron que ocurriera el lanzamiento hasta principios de 1960, momento en el que se cerró la ventana de Venus para el año. Dado que no era posible enviar la sonda a Venus, en su lugar simplemente investigaría el espacio interplanetario y una misión real al planeta tendría que esperar otros tres años. [6]
Diseño e instrumentos
La nave espacial era una esfera de 0,66 m de diámetro con cuatro paneles solares que abarcaban más de 1,4 my estaba equipada con cuatro instrumentos científicos:
- Un contra telescopio proporcional omnidireccional de triple coincidencia para detectar partículas solares y observar la radiación terrestre atrapada. Podría detectar fotones con E> 75 MeV y electrones con E> 13 MeV. [7]
- Un magnetómetro de bobina de búsqueda giratoria para medir el campo magnético en el campo distante de la Tierra, cerca del límite geomagnético y en el espacio interplanetario. [8] [9] Era capaz de medir campos de 1 microgauss a 12 miligauss. Consistía en una única bobina de búsqueda que estaba montada en la nave espacial de tal manera que medía el campo magnético perpendicular al eje de rotación de la nave espacial. Podría generar sus medidas en formato analógico y digital. [10]
- Una cámara de ionización integradora de tipo Neher y un tubo Anton 302 Geiger-Müller (que funcionaba como detector de rayos cósmicos) para medir la radiación cósmica. Estaba montado en posición normal al eje de rotación de la nave espacial. [11]
- Un espectrómetro de momento de micrometeorito (o detector de micrometeorito) que constaba de dos combinaciones de diafragma y micrófono . Se utilizó para medir la cantidad de partículas de polvo meteorítico y el impulso de estas partículas. [12]
Misión
El rendimiento del refuerzo durante el lanzamiento fue excelente en general considerando las numerosas dificultades anteriores con el vehículo Thor-Able. Hubo algunas anomalías menores con el sistema de control de vuelo de la segunda etapa que resultaron en movimientos de cabeceo y balanceo no planificados, sin embargo, no fueron suficientes para poner en peligro la misión.
La nave espacial devolvió los datos recopilados por el magnetómetro sobre el campo magnético y midió que la mediana del campo interplanetario no perturbado tenía una magnitud de aproximadamente 5 γ ± 0,5 γ. [13] La nave espacial también midió partículas de llamaradas solares y radiación cósmica en la región interplanetaria. El contador de micrometeoritos no funcionó porque el sistema de datos se saturó y no funcionó correctamente. [12]
Los datos digitales registrados se transmitieron a 1, 8 y 64 bit / s, según la distancia de la nave espacial a la Tierra y el tamaño de la antena receptora. Las limitaciones de peso de las células solares impidieron el funcionamiento continuo de los transmisores de telemetría. Se programaron alrededor de cuatro operaciones de 25 minutos de duración por día con aumentos ocasionales en momentos de especial interés. Se completó un total de 138,9 h de operación y se recibieron más de tres megabits de datos. La mayor parte de los datos fue recibida por el radiotelescopio Lovell en el Observatorio Jodrell Bank y la Estación de Seguimiento de Hawaii porque sus antenas proporcionaban recepción de red. Los datos se recibieron hasta el 30 de abril de 1960, después de lo cual el ruido de la telemetría y la débil intensidad de la señal hicieron imposible la recepción de datos. La señal de la nave espacial fue detectada por Jodrell Bank desde una distancia récord de 36,2 millones de kilómetros (22,5 millones de millas) el 26 de junio de 1960, aunque para entonces era demasiado débil para adquirir datos. [14]
Comunicaciones
Al igual que Explorer 6 , Pioneer 5 utilizó el primer sistema de telemetría digital conocido utilizado en naves espaciales, con el nombre en código "Telebit", [15] que supuso una mejora de diez veces (o 10 dB) [16] en la eficiencia del canal en la generación anterior de analógico "Microlock". sistemas en uso desde Explorer 1 y la mayor mejora en la codificación de señales en naves espaciales occidentales. La nave espacial recibió la portadora de enlace ascendente a 401,8 MHz y la convirtió en una señal de 378,2 MHz utilizando un circuito oscilador coherente 16/17. [17] La fase del sistema de telemetría moduló una subportadora de 512 Hz, que a su vez se moduló en amplitud a 64, 8 o 1 bit / s. La nave espacial no pudo apuntar sus antenas, por lo que no tenía una antena parabólica de alta ganancia común en las naves espaciales posteriores. En cambio, el sistema podría introducir un amplificador de 150 W en su circuito transmisor normalmente de 5 W. Fue alimentado por una batería de 28 celdas de NiCd de tamaño F recargadas por las paletas solares, lo que permitió hasta ocho minutos de comunicaciones de alta potencia antes de arriesgarse a dañar las baterías. [18] Cada hora de comunicaciones de 5W o cinco minutos de comunicaciones de 150W requirieron diez horas de recarga de las baterías. A diferencia de las naves espaciales interplanetarias posteriores ( Mariner 2 y más allá), esta nave espacial no usó la Red de Espacio Profundo , que aún no estaba disponible, sino una Red Espacial algo ad hoc llamada SPAN que consiste en el Telescopio Lovell de 76m (entonces llamado Manchester Mark I), un radiotelescopio de 26 metros en Hawái y una pequeña matriz helicoidal en Singapur.
Ver también
- Programa pionero
- Cronología de satélites artificiales y sondas espaciales
- Mariner 2 (también midió el campo magnético interplanetario como Pioneer 5 )
|
|
|
Referencias
- ^ "Pioneer 5, en profundidad" . NASA . Consultado el 3 de enero de 2019 .
- ^ "NASA - NSSDCA - Nave espacial - Detalles" .
- ^ Moore, Patrick (1962). El libro de astronomía del observador . Frederick Warne & Co.
- ^ "Cronología - Trimestre 1 1960" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 6 de agosto de 2007 . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ "La nave espacial pionera". NASAFacts . NF-31 / Vol 4, No. 3. Oficina de Imprenta del Gobierno de EE. UU., 1967.
- ^ "Vintage Micro: la primera sonda interplanetaria" . 17 de abril de 2015.
- ^ "Catálogo maestro NSSDC: Contra telescopio proporcional" . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ Coleman, PJ; Davis, Leverett; Sonett, CP (15 de julio de 1960). "Componente estable del campo magnético interplanetario: Pioneer V". Cartas de revisión física . 5 (2): 43–46. Código Bibliográfico : 1960PhRvL ... 5 ... 43C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.5.43 .
- ^ Dungey, JW (15 de enero de 1961). "Campo magnético interplanetario y las zonas aurorales" . Cartas de revisión física . 6 (2): 47–48. Código Bibliográfico : 1961PhRvL ... 6 ... 47D . doi : 10.1103 / PhysRevLett.6.47 .
- ^ "Catálogo maestro NSSDC: magnetómetro de bobina de búsqueda" . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ "Catálogo maestro NSSDC: cámara de iones y tubo GM" . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ a b "Catálogo maestro NSSDC: espectrómetro de micrometeoritos" . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ Greenstadt, EW (julio de 1966). "Estimación final del campo magnético interplanetario en 1 AU a partir de mediciones realizadas por Pioneer V en marzo y abril de 1960". Revista astrofísica . 145 (1): 270–295. Código bibliográfico : 1966ApJ ... 145..270G . doi : 10.1086 / 148761 .
- ^ "Catálogo maestro NSSDC: Pioneer 5" . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
- ^ "Un resumen del sistema de comunicación interplanetaria" (PDF) . STL / TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
- ^ "Un sistema de comunicación interplanetario pp. 2" (PDF) . STL / TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
- ^ "Receptor de comando de carga útil / Transpondedor Doppler" (PDF) . STL / TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
- ^ "Proyecto Thor-Able 4 Informe final de la misión págs. 4-25" (PDF) . STL / TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
enlaces externos
- Perfil de Pioneer 5 por la exploración del sistema solar de la NASA
- Archivo de documentos de los laboratorios de tecnología espacial