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

Planetforskere har vært i "utforsk solsystemet" -modus siden begynnelsen av 1960-tallet, helt siden NASA og andre romfartsorganer var i stand til å løfte satellitter fra Jorden. Det var da de første måne- og Mars-sonderne forlot Jorden for å studere disse verdenene. De Pioneer serie romskip var en stor del av den innsatsen. De utførte førstegangsutforskninger av Sol, Jupiter, Saturn og Venus. De banet også vei for mange andre sonder, inkludertVoyager oppdrag, Cassini,Galileo, og Nye horisonter.

Pioneer Missions 0, 1, og 2 var USAs første forsøk på å studere månen ved hjelp av romfartøy. Disse identiske oppdragene, som alle ikke klarte å oppfylle månens mål, ble fulgt av Pionerer 3 og 4. De var USAs første vellykkede måneoppdrag. Den neste i serien, Pioneer 5 ga de første kartene over det interplanetære magnetfeltet. Pionerene 6,7,8, og 9 fulgte opp som verdens første nettverk for overvåkning av solenergi og ga advarsler om økt solaktivitet som kan påvirke satellitter og bakkesystemer på jorden.

Da NASA og det planetariske vitenskapssamfunnet var i stand til å bygge mer robust romfartøy som kunne reise lenger enn det indre solsystemet, opprettet og distribuerte tvillingen Pioneer 10 og 11 kjøretøy. Dette var det første romfartøyet som noensinne besøkte Jupiter og Saturn. Farkosten utførte et bredt utvalg av vitenskapelige observasjoner av de to planetene og returnerte miljødata som ble brukt under utformingen av de mer sofistikerte Voyager prober.

Etter den mislykkede USAF / NASA Pioneer Missions 0, 1, og 2 måneoppdrag, den amerikanske hæren og NASA lanserte ytterligere to måneoppdrag. Disse var mindre enn det forrige romfartøyet i serien, og hver gjennomførte bare et enkelt eksperiment for å oppdage kosmisk stråling. Begge kjøretøyene skulle fly av Månen og returnere data om Jorden og Månens strålingsmiljø. Lanseringen av Pioneer 3 mislyktes da startkjøretøyets første etappe ble forhåndsavgrenset. Selv om Pioneer 3 oppnådde ikke rømningshastighet, nådde den en høyde på 102.332 km og oppdaget et andre strålingsbelte rundt Jorden.

Lanseringen av Pioneer 4 var vellykket, og det var det første amerikanske romfartøyet som slapp unna jordas gravitasjonstrekk da det passerte innenfor 58.983 km fra månen (omtrent det dobbelte av den planlagte flybyhøyden). Romfartøyet returnerte data om månens strålingsmiljø, selv om ønsket om å være det første menneskeskapte kjøretøyet som flyr forbi månen gikk tapt da Sovjetunionens Luna 1 gikk forbi Månen flere uker før Pioneer 4.

Pionerene 6, 7, 8, og 9 ble laget for å gjøre de første detaljerte, omfattende målingene av solvinden, solcellemagnetiske felt, og kosmiske stråler. Designet for å måle magnetiske fenomener og partikler og felt i stor skala i interplanetisk rom, data fra kjøretøy er blitt brukt for å bedre forstå stjerneprosesser så vel som strukturen og strømmen av solvinden. Kjøretøyene fungerte også som verdens første rombaserte solværværnett, og ga praktiske data om solstormer som påvirker kommunikasjon og strøm på jorden. Et femte romfartøy, Pioneer E, gikk tapt da den ikke klarte å gå i bane på grunn av svikt i et kjøretøy.

Pionerer 10 og 11 var det første romfartøyet som besøkte Jupiter (Pioneer 10 og 11) og Saturn (Pioneer 11 bare). Fungerer som stifinner for Voyager oppdragene, kjøretøyene ga de første nærliggende vitenskapelige observasjonene av disse planetene, samt informasjon om miljøene som ville bli møtt av Voyagers. Instrumenter ombord i de to håndverkene studerte Jupiter og Saturns atmosfærer, magnetiske felt, måner og ringer, så vel som de interplanetære magnetiske og støvpartikkelmiljøene, solvinden og kosmiske stråler. Etter deres planetariske møter, fortsatte kjøretøyene på fluktbaner fra solsystemet. På slutten av 1995 var Pioneer 10 (den første menneskeskapte gjenstanden som forlot solsystemet) omtrent 64 AU fra solen og satte kurs mot det interstellare rommet 2,6 AU / år.

Samtidig, Pioneer 11 var 44,7 AU fra sola og satte kurs utover ved 2,5 AU / år. Etter deres planetariske møter ble noen eksperimenter ombord i begge romfartøyene slått av for å spare strøm da kjøretøyets RTG-kraftuttak ble forringet. Pioneer 11's oppdraget ble avsluttet 30. september 1995, da RTG-effektnivået var utilstrekkelig til å utføre noen eksperimenter og romskipet ikke lenger kunne kontrolleres. Kontakt med Pioneer 10 gikk tapt i 2003.

Pioneer Venus Orbiter ble designet for å utføre langsiktige observasjoner av Venus atmosfære og overflateegenskaper. Etter å ha kommet inn i bane rundt Venus i 1978, returnerte romfartøyet globale kart over planetens skyer, atmosfære og ionosfæren, målinger av interaksjonen mellom atmosfære og solvind og radarkart på 93 prosent av overflaten Venus. I tillegg benyttet kjøretøyet flere muligheter til å foreta systematiske UV-observasjoner av flere kometer. Med en planlagt primær misjonsvarighet på bare åtte måneder, vil Pioneer romfartøy forble i drift til 8. oktober 1992, da det til slutt brant opp i atmosfæren til Venus etter å ha gått tom for drivmiddel. Data fra Orbiter var korrelert med data fra søsterens kjøretøy (Pioneer Venus Multiprobe og atmosfæren sonder) for å relatere spesifikke lokale målinger til den generelle tilstanden til planeten og dens miljø som observert fra bane.

Til tross for deres drastisk forskjellige roller, Pioneer Orbiter og Multiprobe var veldig like i design. Bruken av identiske systemer (inkludert flymaskinvare, flyprogramvare og bakketestutstyr) og inkorporering av eksisterende design fra tidligere oppdrag (inkludert OSO og Intelsat) tillot oppdraget å oppfylle sine mål på et minimum koste.

Pioneer Venus Multiprobe

Pioneer Venus Multiprobe hadde fire sonder designet for å utføre atmosfæriske målinger in situ. Løsnet fra transportkjøretøyet i midten av november 1978, gikk sonderne inn i atmosfæren ved 41 600 km / t og bar en forskjellige eksperimenter for å måle kjemisk sammensetning, trykk, tetthet og temperatur på midten til nedre stemning. Probene, bestående av en stor tungt instrumenteret sonde og tre mindre sonder, ble målrettet mot forskjellige steder. Den store sonden kom inn i nærheten av planetens ekvator (i dagslys). De små sonder ble sendt til forskjellige steder.

Probene ble ikke designet for å overleve påvirkning med overflaten, men dagsonden som ble sendt til dagslys, klarte å vare en stund. Den sendte temperaturdata fra overflaten i 67 minutter til batteriene ble tømt. Bærerekjøretøyet, ikke beregnet for atmosfærisk reentry, fulgte sonderne inn i det venusiske miljøet og videreformidlet data om egenskapene til den ekstreme ytre atmosfæren til den ble ødelagt av atmosfærisk oppvarming.

Pioneer-oppdragene hadde en lang og hederlig plass i romfartshistorien. De banet vei for andre oppdrag og bidro sterkt til vår forståelse av ikke bare planeter, men også det interplanetære rommet de beveger seg gjennom.

• Pioneer-oppdragene omfattet et antall romskip til planeter som strekker seg fra Månen og Venus til de ytre gassgigantene Jupiter og Saturn.
• De første vellykkede Pioneer-oppdragene gikk til Månen.
• Det mest komplekse oppdraget var Pioneer Venus Multiprobe.

Redigert og oppdatert av Carolyn Collins Petersen