Pioneer P-31 (также известный как Atlas-Able 5B или Pioneer Z) задумывался как орбитальный зонд для лунной орбиты, но вскоре после запуска миссия провалилась. Цели заключались в том, чтобы вывести на лунную орбиту зонд с высоким уровнем оснащения, исследовать среду между Землей и Луной и разработать технологию для управления космическими кораблями и маневрирования с Земли. Он был оборудован для получения изображений лунной поверхности с помощью телевизионной системы, оценки массы Луны и топографии полюсов, записи распределения и скорости микрометеоритов , а также изучения излучения , магнитных полей и низкочастотных электромагнитных волн.в космосе. Промежуточная силовая установка и инжекторная ракета были бы первой автономной двигательной установкой в Соединенных Штатах, способной работать через много месяцев после запуска на больших расстояниях от Земли и первых американских испытаний маневрирования спутника в космосе.
![]() Лунный зонд Пионер П-31 | |
Тип миссии | Лунный орбитальный аппарат |
---|---|
Оператор | НАСА |
Продолжительность миссии | Ошибка запуска |
Свойства космического корабля | |
Производитель | TRW |
Стартовая масса | 175,0 кг (385,8 фунта) |
Начало миссии | |
Дата запуска | 15 декабря 1960 г., 09:10 UTC |
Ракета | Атлас D Able |
Запустить сайт | Мыс Канаверал LC-12 |
Миссия
Космический корабль был запущен на корабле Atlas 91D, соединенном с верхними ступенями Thor-Able, включая третью ступень твердотопливного топлива Able, 15 декабря 1960 года. Запуск проходил без происшествий до T + 66 секунд, когда было зарегистрировано серьезное осевое возмущение, за которым последовала быстрая потеря LOX. давление в баке и изменения в выхлопе двигателя Атласа, свидетельствующие о недостатке окислителя. В момент Т + 73 секунды Атлас испытал полное структурное разрушение и потерю телеметрии. Верхние ступени продолжали передавать данные до столкновения с океаном. Полезный груз упал в Атлантический океан в 12-20 км (7-12 миль) от мыса Канаверал на глубине около 20 метров (65 футов). В ходе спасательной операции ВМФ восстановили части ракеты-носителя и полезную нагрузку. Непосредственная причина отказа была неясна, но предполагалось, что она связана либо с тем, что адаптер, соединяющий ступени Able с Atlas, отключается и врезается в бак LOX, либо с аэродинамическими ударами по ракете-носителю. Восстановленная вторая ступень Able не показала никаких признаков возгорания или работы двигателя, и наиболее вероятной причиной отказа считалось аэродинамическое изгибание адаптера Able, которое затем привело к разрыву бака LOX Atlas. Поврежденный ускоритель продолжал лететь в течение нескольких секунд после этого, но структурное разрушение передней части Атласа в сочетании с потерей давления LOX в системе подачи топлива привело к остановке двигателя и самоуничтожению корабля.
В результате этого отказа и Mercury-Atlas 1 пятью месяцами ранее из-за аналогичного эпизода аэродинамического изгиба в передней части бака LOX компания GD / A начала требовать, чтобы все комбинации верхней ступени Atlas / полезной нагрузки прошли надлежащие испытания структурной динамики. [1]
Провал был описан как «особенно разочаровывающий», поскольку это был последний запуск в серии зондов Able, поскольку его преемник, программа Ranger, находился в разработке. В конце концов, космическая программа США не увидит полностью успешного лунного зонда до Ranger 7 четыре года спустя. Это также ознаменовало последний запуск лунных зондов первого поколения, которые использовали прямые траектории подъема и уступили место зондам второго поколения, имевшим парковочные орбиты.
Дизайн космического корабля
Pioneer P-31 был практически идентичен более раннему спутнику Pioneer P-30, который вышел из строя: сфера диаметром 1 метр с двигательной установкой, установленной на дне, давала общую длину 1,4 метра. Масса конструкции и корпуса из алюминиевого сплава составляла около 30 кг, а силовых установок - около 90 кг. Четыре солнечные панели, каждая 60 x 60 см, содержащие 2200 солнечных элементов в 22 100-элементных узлах, вытянутых со сторон сферической оболочки в конфигурации «лопаточного колеса» с общим размахом около 2,7 метра. Солнечные панели заряжали никель-кадмиевые батареи . Внутри корпуса большую часть объема составлял большой сферический резервуар с гидразином, увенчанный двумя меньшими сферическими резервуарами с азотом и инжекторной ракетой мощностью 90 Н для замедления космического корабля для выхода на лунную орбиту, которая была спроектирована так, чтобы иметь возможность стрелять дважды в течение Миссия. К нижней части сферы была прикреплена ракета с углом поворота 90 Н для маневрирования на среднем курсе и маневров по лунной орбите, которая могла быть запущена четыре раза.
Вокруг верхней полусферы резервуара с гидразином находилась кольцевая инструментальная платформа, на которой размещались батареи в двух батареях, два УВЧ- передатчика и диплексера мощностью 1,5 Вт , логические модули для научных инструментов, два командных приемника, декодеры, буфер / усилитель, три преобразователя. , телебит, командный ящик и большинство научных инструментов. Две дипольные антенны УВЧ выступали из верхней части сферы по обе стороны от сопла ракеты-носителя. Две дипольные антенны УВЧ и длинная антенна СНЧ выступали из нижней части сферы. Передатчики работали на частоте 378 МГц.
Планировалось, что терморегулирование будет осуществляться с помощью 50 небольших устройств типа «пропеллерные лопасти» на поверхности сферы. Сами лопасти были сделаны из светоотражающего материала и состояли из четырех лопастей, которые были расположены заподлицо с поверхностью, покрывая черный теплопоглощающий узор, нанесенный на сферу. Термочувствительная катушка была прикреплена к лопастям таким образом, что низкие температуры внутри спутника заставляли бы катушку сжиматься и вращать лопасти и открывать тепло поглощающую поверхность, а высокие температуры заставляли бы лопасти закрывать черные узоры. Квадратные радиаторы также были установлены на поверхности сферы для отвода тепла изнутри.
Бортовое оборудование
Научные инструменты состояли из ионной камеры и трубки Гейгера-Мюллера для измерения общего потока излучения, телескопа с пропорциональным счетчиком излучения для измерения излучения высоких энергий, сцинтилляционного счетчика для мониторинга излучения низкой энергии, сцинтилляционного спектрометра для исследования Земли (и, возможно, лунные) радиационные пояса , УНЧ-приемник естественных радиоволн , ретранслятор для исследования электронной плотности, а также часть магнитометров с магнитным затвором и поисковой катушкой, установленных на платформе прибора. Плазменный зонд был установлен на сфере для измерения распределения энергии и импульса протонов выше нескольких киловольт для изучения радиационного эффекта солнечных вспышек. На сфере также были установлены детектор микрометеоритов и сканер солнца. Единственное различие между Pioneer P-31 и более ранним Pioneer P-30 заключалось в добавлении твердотельного детектора, чувствительного к протонам низкой энергии на спутнике, и разработанном STL эксперименте с рубидиевым стандартом частоты, помещенном на подставку, прикрепленную к ускорителю. Общая масса научного блока, включая электронику и блок питания, составляла примерно 60 кг. Общая стоимость миссии оценивалась в 9–10 миллионов долларов.
Рекомендации
- ^ "Отчет об оценке полета ракеты 91D", 14 января 1961 Convair