Le esplorazioni delle missioni pionieristiche del sistema solare

Gli scienziati planetari sono stati in modalità "esplora il sistema solare" sin dai primi anni '60, sin da quando la NASA e altre agenzie spaziali sono state in grado di loftare i satelliti dalla Terra. Fu allora che le prime sonde lunari e su Marte lasciarono la Terra per studiare quei mondi. Il Pioniere le serie di veicoli spaziali rappresentavano gran parte di questo sforzo. Eseguirono esplorazioni uniche nel loro genere di Sole, Giove, Saturno e Venere. Hanno anche aperto la strada a molte altre sonde, tra cui il Voyager missioni, Cassini, Galileo, e Nuovi orizzonti. 

Il primo della serie di veicoli spaziali Pioneer si chiamava Pioneer Able e studiava la Luna. NASA 

Pioneer 0, 1, 2

Missioni Pioneer 0, 1, e 2 furono i primi tentativi degli Stati Uniti di studiare la Luna usando veicoli spaziali. Queste identiche missioni, che non riuscirono a raggiungere i loro obiettivi lunari, furono seguite da Pionieri 3 e 4. Furono le prime missioni lunari di successo in America. Il prossimo della serie, Pioneer 5 fornito le prime mappe del campo magnetico interplanetario. Pionieri 6,7,8, e 9 seguito come prima rete di monitoraggio solare al mondo e ha fornito avvisi di aumento dell'attività solare che potrebbe influenzare i satelliti e i sistemi terrestri in orbita attorno alla Terra.

Mentre la NASA e la comunità scientifica planetaria erano in grado di costruire veicoli spaziali più robusti che potevano viaggiare più lontano del sistema solare interno, hanno creato e distribuito il gemello Pioneer 10 e 11 veicoli. Questi furono i primi veicoli spaziali a visitare Giove e Saturno. L'imbarcazione ha eseguito un'ampia varietà di osservazioni scientifiche sui due pianeti e ha restituito dati ambientali che sono stati utilizzati durante la progettazione dei più sofisticati Voyager sonde.

Pioneer 10 è stato costruito presso il Centro ricerche Ames della NASA e comprendeva diversi rivelatori e strumenti per studiare il pianeta, il suo campo gravitazionale e il suo campo magnetico. NASA 

Pioneer 3, 4

A seguito del fallito USAF / NASA Missioni Pioneer 0, 1, e 2 missioni lunari, l'esercito degli Stati Uniti e la NASA hanno lanciato altre due missioni lunari. Questi erano più piccoli dei precedenti veicoli spaziali della serie e ciascuno portava solo un singolo esperimento per rilevare le radiazioni cosmiche. Entrambi i veicoli avrebbero dovuto volare sulla Luna e restituire dati sull'ambiente di radiazione della Terra e della Luna. Il lancio di Pioneer 3 fallito quando la prima tappa del veicolo di lancio si interruppe prematuramente. Sebbene Pioneer 3 non raggiunse la velocità di fuga, raggiunse un'altitudine di 102.332 km e scoprì una seconda fascia di radiazioni attorno alla Terra.

Questa è la configurazione per Pioneers 3 e 4. NASA

Il lancio di Pioneer 4 ebbe successo, ed è stata la prima navicella spaziale americana a sfuggire all'attrazione gravitazionale terrestre mentre passava entro 58.983 km dalla luna (circa il doppio dell'altitudine di volo prevista). La navicella spaziale ha restituito dati sull'ambiente di radiazione lunare, sebbene il desiderio di essere il primo veicolo creato dall'uomo a volare oltre la luna fosse perso quando l'Unione Sovietica Luna 1 passato dalla luna diverse settimane prima Pioneer 4.

Pioneer 6, 7, 7, 9, E

Pionieri 6, 7, 8, e 9 sono stati creati per effettuare le prime misurazioni dettagliate e complete del vento solare, dei campi magnetici solari e dei raggi cosmici. Progettati per misurare fenomeni magnetici su larga scala e particelle e campi nello spazio interplanetario, i dati dei veicoli sono stati utilizzati per comprendere meglio i processi stellari, nonché la struttura e il flusso del vento solare. I veicoli fungevano anche da prima rete meteorologica solare spaziale al mondo, fornendo dati pratici sulle tempeste solari che incidono sulle comunicazioni e sull'energia sulla Terra. Un quinto veicolo spaziale, Pioneer E, è stato perso quando non è riuscito a orbitare a causa di un guasto al veicolo di lancio.

Pioneer 10, 11

Pionieri 10 e 11 furono i primi veicoli spaziali a visitare Giove (Pioneer 10 e 11) e Saturno (Pioneer 11 solo). Agendo come pathfinder per il Voyager missioni, i veicoli hanno fornito le prime osservazioni scientifiche ravvicinate di questi pianeti, nonché informazioni sugli ambienti che sarebbero stati incontrati dal Voyagers. Gli strumenti a bordo delle due imbarcazioni studiarono le atmosfere di Giove e Saturno, i campi magnetici, le lune e gli anelli, nonché gli ambienti interplanetari di particelle magnetiche e di polvere, il vento solare e i raggi cosmici. Dopo i loro incontri planetari, i veicoli continuarono a fuggire dalle traiettorie del sistema solare. Alla fine del 1995, Pioneer 10 (il primo oggetto creato dall'uomo a lasciare il sistema solare) era a circa 64 UA dal Sole e si dirigeva verso lo spazio interstellare a 2,6 UA / anno.

Allo stesso tempo, Pioneer 11 era 44,7 UA dal Sole e si dirigeva verso l'esterno a 2,5 UA / anno. A seguito dei loro incontri planetari, alcuni esperimenti a bordo di entrambi i veicoli spaziali sono stati disattivati ​​per risparmiare energia quando la potenza del veicolo RTG del veicolo si è ridotta. Pioneer 11's la missione terminò il 30 settembre 1995, quando il suo livello di potenza RTG era insufficiente per far funzionare qualsiasi esperimento e il veicolo spaziale, non poteva più essere controllato. Contatto con Pioneer 10 è stato perso nel 2003.

Il concetto di questo artista del veicolo spaziale Pioneer 12 (gemello del Pioneer 11) a Giove. Come il suo gemello, misurò le condizioni di Giove, incluso il suo campo magnetico e l'ambiente di radiazione. NASA

Pioneer Venus Orbiter e Multiprobe Mission

Pioneer Venus Orbiter è stato progettato per eseguire osservazioni a lungo termine dell'atmosfera e delle caratteristiche superficiali di Venere. Dopo essere entrato in orbita attorno a Venere nel 1978, l'astronave ha restituito mappe globali delle nuvole del pianeta, atmosfera e ionosfera, misurazioni dell'interazione atmosfera-vento solare e mappe radar del 93 percento della superficie di Venere. Inoltre, il veicolo ha sfruttato diverse opportunità per effettuare sistematiche osservazioni UV di diverse comete. Con una durata della missione primaria pianificata di soli otto mesi, il Pioniere l'astronave rimase in funzione fino all'8 ottobre 1992, quando alla fine si esaurì nell'atmosfera di Venere dopo aver esaurito il propellente. I dati dell'Orbiter sono stati correlati con i dati del suo veicolo gemello (Pioneer Venus Multiprobe e le sue sonde atmosferiche) per mettere in relazione misure locali specifiche con lo stato generale del pianeta e il suo ambiente osservati dall'orbita.

Nonostante i loro ruoli drasticamente diversi, il Pioneer Orbiter e Multiprobe erano molto simili nel design. L'uso di sistemi identici (inclusi hardware di volo, software di volo e apparecchiature di prova a terra) e l'incorporazione di progetti esistenti di precedenti missioni (inclusi OSO e Intelsat) hanno permesso alla missione di raggiungere i suoi obiettivi al minimo costo.

Pioneer Venus Multiprobe

Pioneer Venus Multiprobe portava 4 sonde progettate per eseguire misurazioni atmosferiche in situ. Rilasciate dal veicolo di trasporto a metà novembre 1978, le sonde entrarono nell'atmosfera a 41.600 km / ora e condussero una serie di esperimenti per misurare la composizione chimica, la pressione, la densità e la temperatura dell'atmosfera medio-bassa. Le sonde, costituite da una grande sonda fortemente strumentata e tre sonde più piccole, erano indirizzate in posizioni diverse. La grande sonda entrò vicino all'equatore del pianeta (alla luce del giorno). Le piccole sonde sono state inviate in punti diversi.