Пионер-3


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.

Баевский. Исслед.косм. простр. (1969 год):

5. Космический аппарат Pioneer III


Рис. 2. Космический
аппарат Pioneer III
(на подставке)

Основная цель запуска - доставка аппарата на Луну. Аппарат предназначался также для изучения радиации во внешней зоне радиационного пояса. Запуск аппарата (рис. 2) 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.