«Пионер-3» (Pioneer III)


6.12.1958 05:44:52 - старт
6.12.1958 (?) - достигнута максимальная высота - 102 320 км
7.12.1958 20:01 - сгорел в атмосфере Земли


Ежегодник БСЭ 1959 г:

Четвертая попытка запуска снаряда к Луне была предпринята в США 6 декабря 1958 г. Проектом, разработанным армией США, намечалось осуществить полет космического снаряда с попаданием его в зону радиусом около 20 тыс. км вокруг Луны. Прохождение снаряда вблизи Луны предполагалось зафиксировать с помощью фотоэлектрического устройства, регистрирующего свет, отраженный от Луны. После сближения с Луной снаряд должен был удалиться от системы Земля - Луна и стать спутником Солнца - искусственной планетой.

Снаряд был назван «Пионер III». Его четырехступенчатая ракета-носитель весила около 60 т и называлась «Джуно II». Космический снаряд представлял собой контейнер с аппаратурой весом 6,8 кг. В снаряде были расположены: два счетчика Гейгера для измерения интенсивности космической радиации; фотоэлектрическое устройство для регистрации прохождения снаряда вблизи Луны; передатчик, работавший на частоте 960,05 мгц; источники питания.

В полете имели место нарушения в работе системы управления. В результате недобора скорости (примерно 350 м/сек) снаряд «Пионер-III» не достиг района Луны и вернулся к Земле через 38 час. полета. При этом была достигнута максимальная высота около 100 тыс. км.

Наблюдения за полетом велись четырьмя армейскими станциями Лаборатории баллистических исследований США: Берлин (штат Мэриленд), Форт-Стюарт (штат Джорджия) и Майами (штат Флорида) - в США и Маягуэс - в Пуэрто-Рико, а также основной станцией - Голдстон в Эруине (штат Калифорния, США), построенной специально для наблюдения за полетом космических снарядов, и другими станциями.

При полете снаряда «Пионер III» счетчиками Гейгера была измерена интенсивность околоземного радиационного ореола, состоящего из заряженных частиц и имеющего два пояса повышенной интенсивности. Максимальная интенсивность в обоих поясах оказалась примерно одинаковой. Она характеризуется величиной ок. 10 рентгенов в час, если частицы являются электронами, и ок. 100 рентгенов в час, если частицы являются протонами. Тип частиц определен не был. Между поясами повышенной интенсивности на высотах порядка 10 000 км находится область, где интенсивность радиации сравнительно невелика и составляет 0,2-0,3 рентгена в час.


Сиддики:

Pioneer III собирается техническими специалистами
1. фотоэлектрический датчик запуска
2. два счетчика Гейгера-Мюллера
Результаты: Это был первый из двух запусков Армии США на Луну, после трех попыток ВВС. Пионер-III был стабилизированный вращением зонд (до 400 оборотов в минуту), основной целью которого было прлететь Луну. Два специальных 6-граммовых грузика должны были быть проложены на 1,5-метровых проводах, чтобы снизить скорость вращения до 6 оборотов в минуту, когда миссия началась. Космический корабль нес оптический датчик для проверки будущей системы визуализации. Если датчик получил коллимированный луч света от источника (такого как Луна), который был достаточно широким, чтобы проходить через объектив и одновременно падать на два фотоэлемента, то датчик отправил бы сигнал для включения системы формирования изображения (который на самом деле не было на этом КА). К сожалению, из-за преждевременного истощения топлива первая ступень РН отключилась на 4 секунды раньше, чем планировалось. После определения траектории движения было установлено, что Pioneer III не хватает скорости полета на 1030 км/час. В конечном итоге он достигл максимальной высоты 102 322 км, а затем упал и сгорел в Африке через 38 часов 6 минут после запуска. Кроме того, механизм противращения не сработал, препятствуя испытанию оптической системы. Однако счетчики излучения вернули важные данные. Д-р Уильям Х. Пикеринг (1910-2004 гг.) В документе, представленном на симпозиуме IGY 29 декабря 1958 г., отметил, что «в то время как результаты запуска были разочаровывающими… результат радиационных измерений пояса Ван Аллена» полученный как полезные данные, присланные на Землю, имел большое значение при определении этого энергетического поля». Эти данные способствовали крупному научному открытию второго пояса излучения вокруг Земли.

Баевский. Исслед.косм. простр. (1969 год):
5. Космический аппарат Pioneer III

Основная цель запуска - доставка аппарата на Луну. Аппарат предназначался также для изучения радиации во внешней зоне радиационного пояса. Запуск аппарата произведен 6 декабря 1958 г. с м. Канаверал. Ракета-носитель Juno II не обеспечила расчетную скорость, аппарат не вышел на траекторию полета к Луне. 7 декабря вернулся в атмосферу и сгорел. Максимальное удаление от Земли 102 320 км. После отделения от ракеты-носителя аппарат получил обозначение по международной системе 1958θ.

Суммарный вес аппарата - 5,9 кГ. Аппарат имеет форму конуса высотой 58,4 см и диаметром основания 25 см. Корпус изготовлен из стекловолокна и покрыт золотой пленкой.

Система связи включает (10) передатчик мощностью 180 мвт и рабочей частотой 960,05 Мгц. Антенной служит позолоченный корпус аппарата. Система энергопитания - на химических батареях.

В состав научной аппаратуры входят 2 счетчика Гейгера-Мюллера различных типов для измерения радиации во внутренней зоне радиационного пояса. Счетчики предназначены для измерения интенсивности и протяженности поясов радиации и регистрации электронов, протонов, рентгеновских и гамма-лучей. Счетчиком первого типа служит 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 предназначен для разрешения неоднозначных измерений, получаемых при измерениях счетчиком первого типа. Им служит трубка Гейгера-Мюллера типа Anton 213 с защитой приблизительно такой же, как у счетчика первого типа. Оба счетчика разработаны Университетом штата Айова.

Головная организация по разработке аппарата-Лаборатория реактивного движения, программа научных исследований разработана NASA.

НК-2009-5
В задачи второй группы «Пионеров» входил пролет Луны с проведением научных измерений, тестированием связной аппаратуры и опытных устройств. Этот проект также был утвержден в марте 1958 г. Курировала его Армия США, а исполнителем по КА и по верхним ступеням РН была Лаборатория реактивного движения JPL. Станции слежения были развернуты во Флориде, Пуэрто-Рико и Калифорнии; работал также британский радиотелескоп Джодрелл-Бэнк.

Зонды JPL были гораздо меньше (масса 5.9 и 6.1 кг) и примитивнее, чем у STL. Разработчики выбрали для аппаратов цилиндро-коническую форму высотой 58 см и диаметром основания 25 см. Корпус был выполнен из стеклопластика и позолочен для обеспечения электропроводности. Наружная поверхность раскрашивалась черными и белыми полосами в целях обеспечения расчетного теплового режима. В основании конуса находилось кольцо из 18 ртутных аккумуляторов, в носу – активная часть антенны длиной 7 см. Передатчик массой 0.6 кг и мощностью 0.18 Вт работал на частоте 960.05 МГц.

Внутри конуса стояли два счетчика Гейгера-Мюллера суммарной массой 0.64 кг для измерения интенсивности космических лучей. Фотоэлемент, расположенный на внешней поверхности основания, должен был сработать при приближении к Луне на расстояние около 30000 км. Это был задел под создание в будущем телевизионной аппаратуры для съемки небесных тел с пролетной траектории. С этой же целью планировалось снизить скорость вращения КА с 400 до 6 об/мин: примерно через 10 час после запуска освобождались два грузика массой по 6 г каждый, размещавшиеся на конце нихромовых нитей длиной 152 см. Выпуск грузиков и взведение оптического датчика после 18 часов полета обеспечивал гидравлический таймер.

Pioneer 3, первый зонд второй серии, был запущен 6 декабря 1958 г. на РН Juno II («Юнона-2»). Первая ступень должна была отработать 179.8 сек, затем после 55-секундной баллистической паузы последовательно включались три верхние ступени. Каждая работала около 6 сек, а интервалы между включениями составляли 9 сек. Через 33.5 часа после старта в зоне радиовидимости станции Голдстоун аппарат должен был пройти на расстоянии не более 20000 км от Луны.

Увы, из-за отказа в системе защиты от исчерпания компонентов топлива отключение ЖРД первой ступени произошло сразу после ее взведения и на 3.6 сек раньше запланированного момента. Верхние ступени сработали штатно, но КА недобрал 382 м/с. Достигнув высоты 102300 км, Pioneer 3 начал падать на Землю и через 38 час 06 мин после старта сгорел в атмосфере над Алжиром.

И вновь американцы попытались обратить поражение в победу, подчеркивая, что Pioneer 3 провел новые ценные исследования радиационного пояса Ван Аллена и что была проверена система дальней космической связи. В течение всего полета температура внутри КА оставалась на уровне около +38°С.