Pionero 5
Misión interplanetaria de la NASA (1960)

Pionero 5
Pioneer 5 montado en su lanzador Thor-Able .
Tipo de misiónInvestigación espacial interplanetaria
OperadorNASA
Designación de HarvardAlfa 1 de 1960
Identificación de COSPAR1960-001A
SATCAT N.º27
Duración de la misión3 meses, 15 días
Propiedades de las naves espaciales
FabricanteTRW
Lanzamiento masivo43,2 kilogramos (95 libras) [1]
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento11 de marzo de 1960, 13:00:07 UTC ( 1960-03-11UTC13:00:07 )
CoheteThor DM 18-Capaz IV
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral , LC-17A
ContratistaDouglas
Fin de la misión
Último contacto30 de abril de 1960 [2]
Última telemetría
26 de junio de 1960 [1]
Última señal recibida
Parámetros orbitales
Sistema de referenciaHeliocéntrico
Excentricidad0,1689
Altitud del perihelio0,7061 AU (105.630.000 km; 65.640.000 millas)
Altitud del afelio0,9931 AU (148.570.000 km; 92.310.000 millas)
Inclinación3,35°
Período311,6 días

La Pioneer 5 (también conocida como Pioneer P-2 y Able 4 , y apodada "satélite de rueda de paletas" [3] ) fue una sonda espacial estabilizada por giro del programa Pioneer de la NASA utilizada para investigar el espacio interplanetario entre las órbitas de la Tierra y Venus . Fue lanzada 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 kilogramos (95 lb). Era una esfera de 0,66 metros (2 pies 2 pulgadas) de diámetro con 1,4 metros (4 pies 7 pulgadas) de envergadura a través de sus cuatro paneles solares y alcanzó una órbita solar de 0,806 × 0,995 UA (121 000 000 por 149 000 000 km).

Los datos se recibieron hasta el 30 de abril de 1960. Entre otros logros, la sonda confirmó la existencia de campos magnéticos interplanetarios . [5] La Pioneer 5 fue la sonda más exitosa de la serie Pioneer/Able.

El plan original de la misión era lanzar la sonda Pioneer 5 en noviembre de 1959 para sobrevolar Venus, pero algunos problemas técnicos impidieron que el lanzamiento se produjera hasta principios de 1960, cuando ya se había cerrado la ventana de Venus del año. Como no era posible enviar la sonda a Venus, se limitaría a investigar 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 metros (2 pies 2 pulgadas) de diámetro con cuatro paneles solares que se extendían a lo largo de 1,4 metros (4 pies 7 pulgadas) y estaba equipada con cuatro instrumentos científicos:

  1. Un contratelescopio omnidireccional proporcional de triple coincidencia para detectar partículas solares y observar la radiación atrapada en la Tierra. Podría detectar fotones con E > 75 MeV y electrones con E > 13 MeV. [7]
  2. 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 sola bobina de búsqueda que estaba montada en la nave espacial de tal manera que medía el campo magnético perpendicular al eje de giro de la nave espacial. Podía emitir sus mediciones tanto en formato analógico como digital. [10]
  3. Una cámara de ionización integradora de tipo Neher y un tubo Geiger-Müller Anton 302 (que funcionaba como detector de rayos cósmicos ) para medir la radiación cósmica. Estaba montado perpendicular al eje de giro de la nave espacial. [11]
  4. Un espectrómetro de momento de micrometeoritos (o detector de micrometeoritos) que constaba de dos combinaciones de diafragma y micrófono . Se utilizaba para medir la cantidad de partículas de polvo meteórico y el momento de estas partículas. [12]

Misión

El rendimiento del cohete durante el lanzamiento fue excelente en general, teniendo en cuenta 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 provocaron movimientos de cabeceo y balanceo no planificados, pero no fueron suficientes para poner en peligro la misión.

La nave espacial devolvió datos recopilados por el magnetómetro sobre el campo magnético y midió que el campo interplanetario medio no perturbado tenía una magnitud de aproximadamente 5 γ ± 0,5 γ. [13] La nave espacial también midió partículas de erupciones 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]

Pioneer 5 con equipo de prueba.

Los datos digitales registrados se transmitieron a 1, 8 y 64 bit/s, dependiendo de la distancia de la nave espacial a la Tierra y del tamaño de la antena receptora. Las limitaciones de peso de las células solares impidieron el funcionamiento continuo de los transmisores de telemetría. Se programaron unas cuatro operaciones de 25 minutos de duración por día, con aumentos ocasionales durante 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 se recibió mediante el radiotelescopio Lovell en el Observatorio de Jodrell Bank y la Estación de Seguimiento de Hawái porque sus antenas proporcionaban recepción en red. Los datos se recibieron hasta el 30 de abril de 1960, después de lo cual el ruido de 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. [2]

Comunicaciones

Al igual que el Explorer 6 , el Pioneer 5 utilizó el primer sistema de telemetría digital conocido utilizado en naves espaciales, cuyo nombre en código era "Telebit", [14] que suponía una mejora de diez veces (o 10 dB) [14] en la eficiencia del canal con respecto a los sistemas analógicos "Microlock" de la generación anterior en uso desde el Explorer 1 y la mayor mejora individual en la codificación de señales en naves espaciales occidentales. La nave espacial recibía la portadora de enlace ascendente a 401,8 MHz y la convertía en una señal de 378,2 MHz utilizando un circuito oscilador coherente de 16/17. [15] El sistema de telemetría modulaba en fase una subportadora de 512 Hz, que a su vez se modulaba en amplitud a 64, 8 o 1 bit/s. La nave espacial no podía orientar sus antenas, por lo que no tenía una antena parabólica de alta ganancia común en naves espaciales posteriores. En su lugar, el sistema podía introducir un amplificador de 150 W en su circuito transmisor, que normalmente era de 5 W. Estaba propulsado por una batería de 28 celdas de NiCd de tamaño F recargadas por los paneles solares, lo que permitía hasta ocho minutos de comunicaciones de alta potencia antes de correr el riesgo de dañar las baterías. [16] Cada hora de comunicaciones de 5 W o cinco minutos de comunicaciones de 150 W requerían diez horas de recarga de las baterías. A diferencia de las naves espaciales interplanetarias posteriores ( Mariner 2 y posteriores), esta nave espacial no utilizaba la Red de Espacio Profundo , que todavía no estaba disponible, sino una Red Espacial algo ad hoc llamada SPAN que consistía en el Telescopio Lovell de 76 m (entonces llamado Manchester Mark I), un radiotelescopio de 26 metros en Hawái y un pequeño conjunto helicoidal en Singapur.

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Pioneer 5 - NASA Science". science.nasa.gov . NASA . Consultado el 1 de diciembre de 2022 .
  2. ^ ab "Pioneer 5". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  3. ^ Patrick Moore (1962). El libro de astronomía del observador . Frederick Warne & Co. ISBN 978-0-723-21575-2.
  4. ^ Mark Wade. «1960 Chronology». Encyclopedia Astronautica . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  5. ^ "La nave espacial Pioneer". NASAFacts . NF-31/Vol 4, No. 3. Oficina de Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos, 1967.
  6. ^ Andrew LePage (17 de abril de 2015). "Vintage Micro: La primera sonda interplanetaria". www.drewexmachina.com .
  7. ^ "Pioneer 5: Proportional Counter Telescope" (Contador proporcional Pioneer 5). nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  8. ^ PJ Coleman; L. Davis; CP Sonett (15 de julio de 1960). "Componente estable del campo magnético interplanetario: Pioneer V". Physical Review Letters . 5 (2): 43–46. Código Bibliográfico :1960PhRvL...5...43C. doi :10.1103/PhysRevLett.5.43.
  9. ^ JW Dungey (15 de enero de 1961). «Campo magnético interplanetario y zonas aurorales». Physical Review Letters . 6 (2): 47–48. Código Bibliográfico :1961PhRvL...6...47D. doi :10.1103/PhysRevLett.6.47. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2017.
  10. ^ "Pioneer 5: magnetómetro con bobina de búsqueda". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  11. ^ "Pioneer 5: cámara de iones y tubo GM". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  12. ^ ab "Pioneer 5: Espectrómetro de micrometeoritos". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 31 de enero de 2008 .
  13. ^ EW Greenstadt (julio de 1966). "Estimación final del campo magnético interplanetario a 1 UA a partir de mediciones realizadas por el Pioneer V en marzo y abril de 1960". Astrophysical Journal . 145 (1): 270–295. Bibcode :1966ApJ...145..270G. doi :10.1086/148761.
  14. ^ ab GE Miller; JE Taber (1959). Un sistema de comunicación interplanetaria resumen (PDF) . STL/TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
  15. ^ A. Good (1 de junio de 1960). Receptor de mando de carga útil/transpondedor Doppler (PDF) . STL/TR . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
  16. ^ Informe final de la misión del proyecto Thor-Able 4 (PDF) . STL/TR. 25 de mayo de 1960. págs. 4–25 . Consultado el 6 de agosto de 2015 .
  • Perfil de la Pioneer 5 según el Solar System Exploration de la NASA
  • Archivo de documentos de los laboratorios de tecnología espacial
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