Pioneer 6, 7, 8, 9 și E

Pioneer 6, 7, 8, 9 și E
Sonde interplanetare Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Impresia artistului. Date generale
Organizare NASA
Constructor TRW
Program Pionier
Camp Studiul mediului interplanetar
Tipul misiunii Sonda interplanetară
Numarul copiilor 5
stare Misiuni finalizate
Alte nume Pionier A, B, C, D, E
Lansa 16 decembrie 1965 (Pioneer 6)
17 august 1966 (Pioneer 7)
13 decembrie 1967 (Pioneer 8)
08 noiembrie 1968 (Pioneer 9)
27 august 1969 (Pioneer E)
Lansator Delta -E
Durată 6 luni (misiune primară)
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare 63 până la 66 kg
Propulsie Chimic
Controlul atitudinii Stabilizat prin rotație
Orbită
Orbită Heliocentric .
Perigeu Între 0,754 și 1 UA
Apogeu Între 0,99 și 1,2 UA
Perioadă ??? zile

Pioneer 6, 7, 8, 9 și E sunt cinci sonde spațiale practic identice lansate între 1965 și 1968 de agenția spațială americană, NASA , pentru a studia mediul interplanetar , în special vântul solar și radiația cosmică . Aceste sonde mici de aproximativ șaizeci de kilograme care transportă o jumătate de duzină de instrumente științifice și lansate de lansatoarele Delta- E au clarificat în mare măsură acest nou domeniu științific. Au fost proiectate pentru o viață utilă de 6 luni.

Istoric

Context

În 1958, Centrul de Cercetare Ames , o instituție a agenției spațiale americane a NASA , a lucrat la un proiect de sondă spațială pentru a studia vântul solar din spațiul adânc departe de interferențele cauzate de Pământ . În 1962, NASA, care a început să dezvolte misiunile programului Apollo, era îngrijorată de pericolele pe care echipajele sale umane le-ar întâmpina atunci când se vor aventura în mediul interplanetar  : agenția spațială a dat acordul centrului Ames pentru dezvoltarea sonde.care ar trebui să permită evaluarea riscurilor pe care le prezintă posibilii nori densi de praf cosmic și radiații cosmice de mare energie. De asemenea, NASA dorește să profite de ocazie pentru a-și spori experiența în misiunile spațiale adânci, deoarece acestea au fost până acum domeniul JPL , o unitate independentă sub contract cu NASA. Proiectul prevede lansarea a cinci sonde practic identice cu o durată de viață de 6 luni la o rată care asigură continuitatea măsurătorilor. Sondele trebuie plasate pe o orbită heliocentrică apropiată de cea a Pământului. Construcția lor este încredințată companiei TRW care a produs deja sondele spațiale Pioneer 0 , 1 , 2 și 5 . La cinci ani de la lansarea acestei ultime misiuni a programului Pioneer , NASA a decis să dezgropeze acest nume pentru această serie de misiuni. Sondele spațiale sunt denumite Pioneer de la A la E: trebuie să fie redenumite cu un număr după lansarea lor cu succes. Toate aceste sonde poartă un magnetometru , două instrumente pentru măsurarea vântului solar și alte două pentru radiația cosmică . Doar lansarea ultimei misiuni (Pioneer E) eșuează.

Pionier 6

Pioneer 6 (Pioneer-A la sol) a fost lansat pe 16 decembrie 1965de către un lansator Delta- E care îl plasează pe o orbită heliocentrică (în jurul Soarelui) ușor eliptică între 0,813 și 0,983 unități astronomice (AU) cu o perioadă de 310,9 zile. Durata de viață a sondei spațiale a depășit cu mult cele 6 luni prevăzute pentru momentul în care a fost construită. ÎnIulie 1970, magnetometrul său se strică. ÎnAugust 1980, sonda, care nu a mai fost contactată de Pământ de mult timp, se culcă, dar reușește să fie reactivată. ÎnDecembrie 1995, emițătorul radio eșuează, dar Iulie 1996, operatorii de la sol reușesc să activeze emițătorul de urgență. La această dată, trei instrumente științifice sunt încă operaționale. De la acea dată, NASA a contactat sonda o dată sau de două ori pe an și cu această ocazie primește datele colectate ca parte a unei sesiuni de comunicare de o oră. Ultimul contact are loc pe8 decembrie 2000.

Pionier 7

Pioneer 7 (Pioneer-B la sol) este lansat pe 17 august 1966de către un lansator Delta E1 la aproximativ 8 luni după Pioneer 6 cu o durată de viață estimată de 6 luni. Spre deosebire de Pioneer 6 care a fost plasat pe o orbită între Pământ și Soare, sonda spațială este plasată pe o orbită între Pământ și Marte cu un apogeu de 1.125 UA și un perigeu de 1.009 UA și o perioadă orbitală de 402,9 zile. Sonda trebuie să fi trecut la emițătorul radio de urgență în 1995. Ultimul contact are loc31 martie 1995.

Pionier 8

Pioneer 8 (Pioneer-C la sol) este lansat pe 13 decembrie 1967de un lansator Delta E1 . Sondele anterioare sunt încă operaționale; proiectanții Pioneer 8 își iau deci timp pentru a îmbunătăți caracteristicile instrumentelor, iar Pioneer 8 încorporează două instrumente suplimentare: detectorul de praf cosmic și instrumentul de măsurare a undei de plasmă . Sonda spațială este plasată pe o orbită între Pământ și Marte cu un perigeu de 0,992 UA și un apogeu de 1,088 UA și o perioadă orbitală de 387,5 zile. Sonda a trebuit să treacă la emițătorul radio de urgență în 1996. Ultimul contact a fost activat22 august 1996.

Pionier 9

Pioneer 9 (Pioneer-D la sol) a fost lansat pe 8 noiembrie 1968de un lansator Delta E1 care îl plasează pe o orbită relativ excentrică de 0,754 × 0,99 UA cu o perioadă de 297,6 zile. Sonda spațială este activă până la19 mai 1983dar toate încercările ulterioare de contact nu reușesc. 3 martie 1987, NASA declară misiunea finalizată.

Pionier E

Pioneer E, cu caracteristici identice cu Pioneer 8, a fost lansat pe 27 august 1969de un lansator Delta L , dar la 31 de secunde după decolare, sistemul hidraulic din prima etapă a eșuat și controlul orientării a fost pierdut la 213 de secunde după lansare, adică cu 4 secunde înainte ca prima etapă să iasă din Thor. Etapa superioară Delta nu reușește să compenseze anomalia traiectoriei rezultate și la 484 de secunde după decolare, ofițerul de siguranță declanșează distrugerea lansatorului cu încărcătura sa utilă.

Sateliții TETR

Sarcina utilă a ultimelor trei lansări include , de asemenea , un mic satelit Tetr ( testare și formare prin satelit ) de aproximativ 20 kg , care este plasat într - o orbită joasă pământ și a cărui sarcină utilă constă dintr - un transponder de operare în banda S . Acest satelit este utilizat pentru instruirea stațiilor terestre înființate ca parte a programului Apollo . Satelitul TETR-1 (TETR A înainte de lansare) este pus pe orbită cu Pioneer 8 în timp ce TETR 2 (TETR B înainte de lansare) este plasat pe orbită cu Pioneer 9. TETR C este distrus cu Pioneer E. Un al patrulea satelit al acestui familie, TETR 4 (TETR D), este lansată cu satelitul OSO-7 de un lansator Delta-N pe29 septembrie 1971.

Caracteristici tehnice

Platformă

Sondele Pioneer 6-9 sunt practic identice. Cu o masă de aproximativ șaizeci de kilograme, au forma unor cilindri mici de 89  cm înălțime și 94  cm diametru, ale căror laturi sunt acoperite de celule solare. Electronica, instrumentele științifice și un rezervor de azot utilizate pentru controlul traiectoriei sunt instalate pe o partiție internă perpendiculară pe axa cilindrului. Aceasta servește, de asemenea, ca suport pentru antena cu câștig ridicat constând dintr-un tub lung de 152  cm situat în axă și la capătul căruia este o antenă omnidirecțională cu câștig mic. Trei poli lungi de 165  cm perpendiculari pe suprafața cilindrului servesc, respectiv, ca suport pentru senzorul magnetometrului și un propulsor de gaz rece, ceea ce face posibilă controlul orbitei sondei. Al treilea pol servește drept contrapondere. Sonda se rotește în jurul axei sale cu o viteză de 60 de rotații pe minut. Rotația sondei spațiale este un mod economic de a-și menține orientarea într-o direcție fixă ​​și, de asemenea, permite instrumentelor sale să facă măsurători în toate direcțiile. Axa cilindrului este perpendiculară pe ecliptică și indică polul ecliptic sudic. Patru senzori solari, doi fini și doi gros, sunt utilizați pentru a determina orientarea sondei. Acest lucru nu poate fi corectat: derivarea axei sondei nu trebuie să depășească 0,2 ° pe perioadă de 6 luni. Fiecare sondă are 2 emițătoare / receptoare radio cu o putere de 8 și 5,25  wați . Controlul termic se realizează prin intermediul unui sistem de jaluzele care se deschid sau se închid pentru a menține o temperatură mai mult sau mai puțin constantă: datorită acestui sistem de reglare, este între 4,5  ° C când sonda are 1,2 unități astronomice și 26,7  ° C la 0,8 UA.

Moduri operaționale

Sondele spațiale Pioneer 6 până la 9 nu au computer de bord și operațiunile care trebuie efectuate trebuie transmise de un operator la sol una după alta. Datele colectate pot fi stocate pe un magnetofon cu o capacitate de 15.232 biți. Controlerele de pe Pământ pot alege dintre 5 rate, 4 formate de date și patru moduri de operare. Sonda își poate transmite datele la o rată de 512, 256, 64, 16 și 8 biți pe secundă: această alegere este condiționată de distanța dintre sonda spațială și Pământ. Unul dintre formate constă, în esență, în date privind starea de sănătate a navei spațiale, în timp ce celelalte trei conțin în principal date științifice: primul este utilizat pentru cele două rate mai mari, al doilea pentru cele trei rate mai mici și al treilea este utilizat doar pentru experimente. măsurarea vitezei de propagare a undei radio . Fiecare pachet de date este format din 32 de cuvinte pe 7 biți. Cele patru moduri de operare sunt:

  1. Datele științifice sunt colectate periodic și transmise în timp real fără stocare intermediară.
  2. Datele sunt stocate și transmise în paralel.
  3. Datele sunt stocate la o viteză maximă de 512 biți pe secundă. Rata de eșantionare este setată prin trimiterea unei comenzi între 2 și 17 minute pentru a colecta date pe o perioadă de până la 19 ore.
  4. Datele stocate în memoria de masă sunt transmise la o rată compatibilă cu îndepărtarea Pământului.

Instrumente științifice

Sondele spațiale Pioneer de la 6 la 9 transportă 12,7  kg de instrumente științifice, inclusiv un magnetometru fluxgate , doi detectori de raze cosmice și doi detectori de vânt solar. Mai multe experimente se bazează pe măsurători ale semnalului radio emis de transmițătorul radio.

Experimente științifice efectuate de cele 4 sonde Pioneer de la 6 la 9
Experienţă Instrument / metodă utilizată Pionier 6 Pionier 7 Pionier 8 Pionier 9
Studiul vântului solar Cupa Faraday X X
Anizotropia și fluctuația razelor cosmice ale Soarelui Telescop cu particule încărcate X X
Studiul intensității direcționale a vântului solar Analizor electrostatic X X X
Măsurarea rotației relative Faraday Polarizarea semnalului radio transmis X X
Măsurarea densității electronilor Receptor radio cu frecvență duală X X X X
Anizotropia razelor cosmice Scintilatoare X X X X
Măsurarea câmpului magnetic Magnetometru flux flux uniaxial X X X X
Măsurarea masei Pământului și a Lunii ... (Mecanica spațială) Calea sondei X X X X
Structura coroanei soarelui (lărgirea spectrală) Spectrul semnalului radio emis de sondă X
Măsurarea incidenței relativiste a Soarelui Schimbarea Doppler a semnalului radio transmis X
Măsurarea densității și distribuției prafului cosmic Detector acustic X X
Măsurarea frecvenței razelor cosmice în funcție de energie Telescop cu detector Cerenkov X X
Măsurarea undelor plasmatice electromagnetice și electrostatice Antena bipolara X X

Rezultate științifice

Până la mijlocul anilor 1990, cele patru sonde furnizau aproximativ 1.000 de utilizatori (militari, companii de aviație etc.) cu informații despre vremea spațială, anunțând furtuni solare, evenimente susceptibile să degradeze comunicațiile și rețelele de transport electric. Pioneer 6 detectează și mapează continuu structurile solare mici ale vântului până laAprilie 1996, apoi intermitent de la acea dată. Este prima sondă spațială al cărei semnal radio este analizat atunci când trece în spatele Soarelui oferind informații importante cu privire la structura coroanei solare. În 1977, Pioneer 7 apoi Pioneer 8 a traversat magnetoceua Pământului și a analizat-o la 19 milioane de kilometri de Pământ. 20 martie 1986, Pioneer 7 trece la 12,1 milioane de kilometri de Cometa Halley și este singura ambarcațiune americană care s-a apropiat de ea. Sonda spațială măsoară modul în care materialele din cometă perturbă vântul solar.

Note și referințe

Note

  1. parte a magnetosferei Pământului care sub presiunea vântului solar se întinde în spatele Pământului opus Soarelui.

Referințe

  1. Ulivi și Harland p.  48-49 op. cit.
  2. (de) „  Das Pioneer Programm  ” , pe Bernd Leitenberger (accesat la 5 octombrie 2013 )
  3. (în) „  TETR 1  ” pe NASA NSSDC (accesat la 6 octombrie 2013 )
  4. (în) „  TETR 2  ” pe NASA NSSDC (accesat la 6 octombrie 2013 )
  5. (în) „  TETR-C  ” pe NASA NSSDC (accesat la 6 octombrie 2013 )
  6. (în) „  TETR 4  ” pe NASA NSSDC (accesat la 6 octombrie 2013 )
  7. (în) „  Pioneer 9  ” pe NASA NSSDC (accesat la 6 octombrie 2013 )
  8. (în) „  Pioneer 6: Experiments  ” pe NASA NSSDC (accesat la 5 octombrie 2013 )
  9. (în) „  Pioneer 7: Experiments  ” pe NASA NSSDC (accesat la 5 octombrie 2013 )
  10. (în) „  Pioneer 8: Experiments  ” pe NASA NSSDC (accesat la 5 octombrie 2013 )
  11. (în) „  Pioneer 9: Experiments  ” pe NASA NSSDC (accesat la 5 octombrie 2013 )
  12. Ulivi și Harland p.  49-50 op. cit.

Bibliografie

Anexe

Articole similare

linkuri externe