Pioneer 3 Пионер 3

Ключ на старт

Общие сведения

"газетное" название объекта: Pioneer 3

другие названия объекта: Пионер 3

принадлежность объекта: США

дата запуска: 1958 December 6 - . 05:44 GMT

стартовая площадка: Cape Canaveral LC5

ракета-носитель: Juno II AM-11

COSPAR: 1958-Theta-1

NSSDC ID: 1958-008A

USAF Sat Cat: 111

продолжительность активной работы: на орбиту не вышел

продолжительность полета: на орбиту не вышел

дата окончания полета: 1958-12-07

масса объекта: 6.00 кг

Проектом, разработанным армией США, намечалось осуществить полет космического зонда с попаданием его в зону радиусом около 20 тыс. км вокруг Луны. Его четырехступенчатая ракета-носитель весила около 60 т и называлась Juno-2. Прохождение аппарата вблизи Луны предполагалось зафиксировать с помощью фотоэлектрического устройства, регистрирующего свет, отраженный от Луны. После сближения с Луной зонд должен был удалиться от системы Земля – Луна и стать спутником Солнца – искусственной планетой. К запуску планировалось два аппарата.

Ракета носитель Juno-2 являлась дальнейшей разработкой баллистической ракет семейства Редстоун-Юпитер.

Космические аппараты были разработаны в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL - Jet Propulsion Laboratory).

Для аппаратов была выбрана форма конуса высотой 58 см и диаметром основания 25 см. Вес космических аппаратов составлял от 5,8 до 6,1 кг. Корпус космического аппарата был выполнен из стеклопластика, покрытого тонким слоем золота для обеспечения его электропроводности, и раскрашен белыми полосами, что позволяло поддерживать температуру космического аппарата в пределах между 10° и 50°С. Для обеспечения электропитания космического аппарата, в основании конуса было установлено кольцо из ртутных аккумуляторов. В носовой части аппарата была расположена активная часть антенны. На внешней части основания находился фотоэлектрический датчик, состоящий из двух сенсоров, которые должны были сработать от лунного света при приближении к Луне на расстояние около 30 000 км. На вершине конуса были установлены источник питания и два счетчика Гейгера-Мюллера различных типов для исследования радиационной обстановки вблизи Луны. Счетчиком первого типа служила трубка Гейгера—Мюллера типа Anton 302 со средней защитой 1,0 г/см2 на более, чем 80% поверхности трубки, при минимальной защите 0,67 г/см2. Счетчик второго типа был предназначен для разрешения неоднозначных измерений, получаемых при измерениях счетчиком первого типа. Им служила трубка Гейгера—Мюллера типа Anton 213 с защитой приблизительно такой же, как у счетчика первого типа. Оба счетчика были разработаны Университетом штата Айова.

Передатчик весом 0,5 кг и мощностью 0,1 Вт работал на частоте 960,05 MHz, используя фазомодулированный сигнал. Механизм стабилизации вращения состоял из двух противовесов массой 7 г, размещавшихся на конце двух нитей длиной 150 см. Развертывание системы стабилизации (выпуск нитей) происходило по команде от гидравлического таймера через 10 часов после запуска. С их помощью вращение аппарата предполагалось уменьшить с 400 до 6 об/мин.

6 декабря 1958 года со стартового комплекса № 5 космодрома Cape Canaveral произведен старт ракеты-носителя Juno-2 (Juno II AM-11). Предполагалось запустить в сторону Луны автоматическую межпланетную станцию «Pioneer-3» (00111/1958 Тэта 1).

Из-за отключения первой ступени ракеты носителя Juno II на 3,7 секунды раньше запланированного, космический аппарат не смог набрать вторую космическую скорость, хотя верхние ступени сработали штатно. В результате он не вышел на гелиоцентрическую орбиту и, достигнув высоты 102 360 км, начал падать обратно на Землю. 7 декабря примерно в 19:51 станция сгорела в атмосфере над Алжиром.

Несмотря на то, что выполнить главную цель полёта не удалось, с помощью аппарата удалось выполнить исследования пояса Ван-Алена и получить данные о том, что он состоит, по крайней мере, из двух слоев. Таким образом, «Pioneer-3» обнаружил второй радиационный пояс Земли.

Была также протестирована система дальней космической связи, проверена работоспособность лунных датчиков и различных других систем космического аппарата. Телеметрическая информация с аппарата принималась в течение 25 часов, так как в остальное время аппарат находился вне зоны действия наземных станций. В течение всего полёта температура внутри космического аппарата оставалась на уровне около 43°C

Запуск космического аппарата «Pioneer-3» осуществлялся Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration, NASA).

Запуски в мире

предыдущий Luna 1C                      следующий Atlas-Score

Запуски в США

предыдущий Pioneer-2                    следующий Atlas-Score

Космические аппараты аналогичного индекса

предыдущий Pioneer-2                    следующий Pioneer-4

National Space Science Data Center

(http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1958-008A)

Pioneer 3 was a spin stabilized spacecraft launched by the U.S. Army Ballistic Missile agency in conjunction with NASA. The spacecraft failed to go past the Moon and into a heliocentric orbit as planned, but did reach a maximum altitude of over 102,000 km before falling back to Earth. The revised spacecraft objectives were to measure radiation in the outer Van Allen belt area using Geiger-Mueller tubes and to test the trigger mechanism for a lunar photographic experiment.

Spacecraft and Subsystems

Pioneer 3 was a cone-shaped probe 58 cm high and 25 cm diameter at its base. The cone was composed of a thin fiberglass shell coated with a gold wash to make it electrically conducting and painted with white stripes to maintain the temperature between 10 and 50 degrees C. At the tip of the cone was a small probe which combined with the cone itself to act as an antenna. At the base of the cone a ring of mercury batteries provided power. A photoelectric sensor protruded from the center of the ring. The sensor was designed with two photocells which would be triggered by the light of the Moon when the probe was within about 30,000 km of the Moon. At the center of the cone was a voltage supply tube and two Geiger-Mueller tubes. A transmitter with a mass of 0.5 kg delivered a phase-modulated signal of 0.1 W at a frequency of 960.05 MHz. The modulated carrier power was 0.08 W and the total effective radiated power 0.18 W. A despin mechanism consisted of two 7 gram weights which could be spooled out to the end of two 150 cm wires when triggered by a hydraulic timer 10 hours after launch. The weights would slow the spacecraft spin from 400 rpm to 6 rpm and then weights and wires would be released.

Mission Profile

The flight plan called for the Pioneer 3 probe to pass close to the Moon after 33.75 hours and then go into solar orbit. However, depletion of propellant caused the first stage engine to shut down 3.7 seconds early preventing the spacecraft from reaching escape velocity. The injection angle was also about 71 degrees instead of the planned 68 degrees. The spacecraft reached an altitude of 102,360 km (109,740 km from the center of the Earth) before falling back to Earth. It re-entered Earth's atmosphere and burned up over Africa on 7 December at approximately 19:51 UT (2:51 p.m. EST) at an estimated location of 16.4 N, 18.6 E. The probe returned telemetry for about 25 hours of its 38 hour 6 minute journey. The other 13 hours were blackout periods due to the location of the two tracking stations. The returned information showed that the internal temperature remained at about 43 degrees C over most of the period. The data obtained were of particular value since they indicated the existence of two distinct radiation belts.