Siirry sisältöön

Pioneer E

Wikipediasta
Pioneer E
Taiteilijan näkemys Pioneer E:stä avaruudessa.
Taiteilijan näkemys Pioneer E:stä avaruudessa.
Organisaatio Nasa
Valmistaja TRW
NSSDC ID PIONE
Tehtävätyyppi avaruussääluotain
Kohde Aurinkokeskeinen kiertorata
Laukaisu 27. elokuuta 1969 klo 21.59 UTC
Cape Canaveral Launch Complex 17A
Laukaisualus Thor-Delta L
Tehtävän kesto 484 sekuntia
Massa 65,4 kg
Teho 60 w

Pioneer E (myös Pioneer-E[1][2] ja PL-694C[2]) oli Nasan elokuussa 1969 laukaistu viides ja viimeinen Pioneer-ohjelman avaruussääluotain. Luotaimen oli tarkoitus tutkia planeettainvälistä avaruutta sekä avaruussäätä aurinkokeskeisellä kiertoradalta kuten luotaimen edeltäjät, Pioneer 6, 7, 8 ja 9. Pioneer E tuhoutui 484 sekunnin jälkeen laukaisusta eikä päässyt aurinkokeskeiselle kiertoradalle.

Tausta

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pioneer-avaruussääluotainohjelma alkoi epävirallisena aurinkoluotainten tutkimuksena Ames Research Centerissä toukokuussa 1960. Aurinkoluotaintutkimus oli yritys osoittaa Amesin potentiaali avaruusluotainten hankkeiden hallinnoijana ja herättää Amesin ylimmän johdon kiinnostus tähän rooliin, joka poikkesi järjestön perinteisestä tehtävästä ilmailualan tutkimuskeskuksena. Aurinkoluotainten tutkimus julkaistiin 22. heinäkuuta Ames Reserch Centerin sisäisenä raporttina. Tutkimuksen nimi oli A Preliminary Study of a Solar Probe (suom. Alustava tutkimus aurinkoluotaimesta).[3]

Vaikka Ames Research Centerissä syntyi huomattavaa vastustusta avaruusluotainprojektia kohtaan, muun muassa Amesin johtaja Smith J. DeFrance kannatti, ja 14. syyskuuta 1960 DeFrance perusti virallisen Ames Research Centerin aurinkoluotainryhmän, jonka johtajana toimi Charles F. Hall.[4]

Charles F. Hall, Pioneer-avaruusääluotainohjelman johtaja, vuonna 1965

Loppuvuodesta 1961 ja 1962 alkuvuodesta Hall yritti herättää kiinnostusta hankkeesta Nasan päämajalla. Yhdessä esityksessä Jesse Mitchell Nasan Office of Space Sciencesta kiinnostui Amesin luotaimesta. Mitchell myöhemmin järjesti tapaamisen Hallin ja Office of Space Sciencen apulaisjohtajan, Edgar M. Cortrightin kanssa. Palattuaan Ames Research Centerille Hall sai Amesin johdolta luvan jatkaa projektia. Lisäksi Ames suositteli, että teollisuusurakoitsija otettaisiin mukaan projektiin tekemään toteutettavuustutkimus. Teollisuusurakoitsijaksi valittiin Space Technology Laboratories (lyh. STL), (nyk. TWR). Huhtikuussa 1962 STL sai valmiiksi kaksi ja puoli kuukautta kestäneen toteutettavuustutkimuksensa. Projekti sai virallisen hyväksynnän Nasalta 9. marraskuuta 1962, kun Nasan apulaisjohtaja, Robert C. Seamans Jr. allekirjoitti projektin hyväksymisasiakirjan 9. marraskuuta 1962. STL:n toteutettavuustutkimuksen pohjalta Ames laati Pioneer-luotaimen tekniset tiedot ja julkaisi 29. tammikuuta 1963 tajouspyynnön. Kahdeksan yritystä vastasi tajouspyyntöön 4. maaliskuuta 1963.[5]

Teknisesti kahden parhaimman tarjouksen välisen hintaeron vuoksi Nasa pyysi näitä yrityksiä, STL:ää ja Hughesia, jättämään uudet tarjoukset kiinteähintaisena kannustimena. Uudet tarjoukset vastaanotettiin 24. toukokuuta 1963 ja lopulta STL:n tarjous valittiin. Kirjallisen sopimuksen ehdot laadittiin heinäkuussa 1963 ja kirjallinen sopimus solmittiin 5. elokuuta 1963. Se valtuutti menot enintään 1,5 miljoonaan dollariin[6] (nykyrahassa[huom 1] noin 15,8 miljardia dollaria,[7] euroina noin 13 miljardia[huom 2][8]). Lopullinen sopimus neuvoteltiin myöhemmin, ja Nasa hyväksyi sen 30. heinäkuuta 1964.[6]

22. helmikuuta 1966 Nasan muutti STL:n kanssa tehtyä sopimustaan luotaimista poistamalla viidennen luotaimen eli Pioneer E:n sopimuksesta budjettisyistä.[9] Mutta 28. huhtikuuta 1966 sopimusta muutettiin siten, että Pioneer E valmistettaisiin ylimääräisistä varaosista.[10]

Laukaisu

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aikataulun myöhästymiset

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pioneer E:n aikataulu myöhästyi useampaan kertaan, kuukaudella vuosien 1966 ja 1969 helmikuussa. Merkittävin aikataulun myöhästyminen tapahtui vuonna 1967, jolloin Pioneer E:n aikataulu myöhästyi yhdeksällä ja puolella kuukaudella.[11]

Laukaisua edeltäneet tapahtumat

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Pioneer E saapumassa Cape Canaveraliin lentorahdilla

Kun Pioneer E oli läpäissyt lähetystä edeltävän tarkastuksen TWR:n tehtaalla Kalifornian Redondo Beachissa se lennätettiin Cape Canaveraliin,[12] jonne luotain saapui 18. heinäkuuta 1969.[13] Saavuttuaan Cape Canaveraliin, aloitettiin viikkoja kestänyt sarja kokeita ja tarkastusmenettelyjä, joiden tarkoituksena oli varmistaa Pioneer E:n valmius ja yhteensopivuus sen laukaisualuksen, paikannusjärjestelmän sekä Eastern Test Range -laukaisukeskuksen kanssa.[12] Luotaimen ja radiotaajuuksien tarkastukset alkoivat laukaisupäivänä, 27. elokuuta 1969, 8.35 paikallista aikaa. Lukuunottamatta ukkosmyrskyä, joka viivästytti laukaisutöitä väliaikaisesti, sää oli suotuisa laukaisulle; näkyvyys oli 13 kilometriä ja tuuli heikkoa.[13]

Laukaisu

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pioneer E laukaistiin yhdessä TETR-C-satelliitin kanssa[1][14] Floridan Cape Canaveralin laukaisualusta Launch Complex 17A:sta[15] 27. elokuuta 1969 kello 21.59 UTC kolmivaiheisella Thor-Delta L -kantoraketilla.[1][14][15] 31 sekuntia laukaisusta kantoraketin ensimmäisen vaiheen hydrauliikkajärjestelmässä ilmeni vika, joka johti paineen menetykseen raketin ensimmäisessä 213 sekuntia laukaisusta vaiheessa sekä merkittävään suunnanmuutokseen. Raketin toinen vaihe toimi ongelmitta, mutta rakettia ei saatu enää takaisin alkuperäiseen suuntaan,[1] joten Yhdysvaltain ilmavoimat[16] lähettivät komentokeskuksesta signaalin räjäyttää raketti 484 sekuntia laukaisun jälkeen.[1] Jos luotain olisi edennyt avaruuteen asti, se olisi nimetty Pioneer 10:ksi.[14][17]

Laukaisun suunniteltu eteneminen

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Tapahtuma[14] Aika[14] Korkeus (km)[14]
Ensimmäisen vaiheen irtautuminen laukaisualuksesta 3 min ja 41 s 146,5
Nokkakartion irtautuminen laukaisualuksesta ja toisen vaiheen rakettimoottorin syttyminen 3 min 50 s
Toisen vaiheen irtautuminen laukaisualuksesta 10 min 6 s 555
Kolmannen vaiheen rakettimoottorin syttyminen 32 min 1 s
TETR-C:n irtautuminen laukaisualuksesta kolmannen vaiheen polton jälkeen 32 min 49 s
Pioneer E:n irtautuminen laukaisualuksesta 33 min 21 s
Pioneer E:n suunniteltu laukaisun vaiheet: 0. Laukaisu 1. Apurakettimoottorit irtoavat. 2. Ensimmäisen vaiheen sammuminen ja irroitus sekä toisen vaiheen rakettimoottorin käynnistys. 3. Nokkakartion irroitus 4. Toisen vaiheen rakettimoottorin sammuminen, pysäköintikiertorata. 5. Kolmannen vaiheen rotaatio. 6. Toisen vaiheen irroitus, kolmannen vaiheen rakettimottorin käynnistys ja TETR-C:n irtautuminen kolmannesta vaiheesta. 7. Kolmannen vaiheen rakettimoottorin sammuminen ja irroitus. 8. Puomin avaus ja ohjausliikkeet. 9. Deep Space Networkin yhteyden muodostus Pioneer E:hen.
Pioneer E:n suunniteltu laukaisun vaiheet: 0. Laukaisu 1. Apurakettimoottorit irtoavat. 2. Ensimmäisen vaiheen sammuminen ja irroitus sekä toisen vaiheen rakettimoottorin käynnistys. 3. Nokkakartion irroitus 4. Toisen vaiheen rakettimoottorin sammuminen, pysäköintikiertorata. 5. Kolmannen vaiheen rotaatio. 6. Toisen vaiheen irroitus, kolmannen vaiheen rakettimottorin käynnistys ja TETR-C:n irtautuminen kolmannesta vaiheesta. 7. Kolmannen vaiheen rakettimoottorin sammuminen ja irroitus. 8. Puomin avaus ja ohjausliikkeet. 9. Deep Space Networkin yhteyden muodostus Pioneer E:hen.
Pioneer E:n suunniteltu laukaisun vaiheet:

0. Laukaisu.

1. Apurakettimoottorit irtoavat.

2. Ensimmäisen vaiheen sammuminen ja irroitus sekä toisen vaiheen rakettimoottorin käynnistys.

3. Nokkakartion irroitus.

4. Toisen vaiheen rakettimoottorin sammuminen, pysäköintikiertorata.

5. Kolmannen vaiheen rotaatio.

6. Toisen vaiheen irroitus, kolmannen vaiheen rakettimottorin käynnistys ja TETR-C:n irtautuminen kolmannesta vaiheesta.

7. Kolmannen vaiheen rakettimoottorin sammuminen ja irroitus.

8. Puomien avaus ja ohjausliikkeet.

9. Deep Space Networkin yhteyden muodostus Pioneer E:hen.

Laukaisualus

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Pioneer E:n laukaisualus, Thor-Delta L laukaisualustalla 22. elokuuta 1969.

Pioneer E laukaistiin Goddardin avaruuskeskuksen Office of Space Science and Applicationsin kolmivaiheisella[14] Thor-Delta L -kantoraketilla.[1] Pioneer E:n laukaisu oli Delta -kantorakettien 73. lento. Thor-Delta L:n pääurakoitsija oli McDonnell Douglas Corporation, joka valmisti kantoraketin Kalifornian Santa Monicassa. Kantoraketti oli yhteensä 32.3 metriä korkea ja painoi noin 90 700 kg.[14] Pioneer E oli Thor-Delta L:n ensimmäinen lento.[18]

Ensimmäinen vaihe

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kantoraketin ensimmäinen vaihe oli muokattu Yhdysvaltain ilmavoimien Thor-kantoraketti. Se poltti RJ-1 -petrolia ja käytti hapettimenaan nestemäistä happea. Kantoraketin rakettimoottorin oli valmistanut North American Rockwelliin kuulunut Rocketdyne -osasto. Sen polttoaika oli 3 minuuttia 41 sekuntia, korkeus 22.86 metriä, leveys noin 2.4 metriä ja työntövoima 765 094 newtonia.[14]

Apurakettimoottorit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Kolme Castor-II -apurakettimoottoria

Ensimmäiseen vaiheeseen oli kiinnitetty Thiokol Chemical Corporationin kolme kiinteän ajoaineen Castor-II -apurakettimoottoria. Ne olivat korkeudeltaan 6 metriä, leveydeltään 0.8 metriä, niiden yhteinen työntövoima oli 680 600 newtonia, ne painoivat 13 400 kilogrammaa ja niiden polttoaika oli 39 sekuntia.[14]

Toinen vaihe

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pioneer E:n laukaisualuksen toinen vaihe oli valmistanut McDonnell Douglas, joka oli hyödyntänyt Aerojetin työntövoimajärjestelmää. Toisen vaiheen autopilotin pääurakoitsijoihin kuuluivat muun muassa Minneapolis-Honeywell, Texas Instruments ja Electro-solids Corporation. Raketin polttoaika oli 6 minuuttia 19 sekuntia. Polttoaineenaan se käytti UDMH:ta ja hapettimeen IRFNA:a. Toinen vaihe painoi noin 5 897 kilogrammaa, oli korkeudeltaan noin 4 metriä ja halkaisijaltaan noin 1,4 metriä. Sen työntövoima oli 34 696 newtonia.[14]

Kolmas vaihe

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kantoraketin kolmas vaihe käytti United Aircraftin FW-4 -rakettimoottoria. Kolmas vaihe painoi 317,5 kilogrammaa, oli korkeudeltaan 1.5 metriä ja halkaisijaltaan 50.8 senttimetriä. Sen polttoaika oli 32 sekuntia.[14]

Tehtävät

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Luotain suunniteltiin mittaamaan:[2]

Rakenne

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Pioneer E:n rakenne räjäytyskuvana.
Artistin näkemys Pioneer E:stä avaruudessa

Pioneer 6, 7, 8, 9 ja E:n järjestelmä ja rakenne perustui sen laukaisualuksen, Deltaan ja Deep Space Networkiin: päätös laukaista Pioneer E Deltalla tarkoitti, että luotaimien paino täytyi olla hieman yli 45 kilogrammaa sekä tutkimuslaitteiston 9–18 kilogrammaa. Lisäksi avaruussääluotainten tieteelliset tavoitteet vaikuttivat luotainten rakenteen suunnitteluun.[19]

Luotain oli noin 89 senttimetriä korkea sekä noin 94 senttimetriä leveä. Pioneer E:n sivuilla oli yhteensä 10 368 aurinkokennoa, joista luotain olisi saanut 60 wattia tehoa. Luotaimen sivuilla oli myös kolme 1,5 metriä pitkiä puomia, joiden avulla luotaimen liiallinen pyörimisliike saataisiin pysäytettyä. Pioneer E oli rakennettu suurimmilta osin alumiinista ja siinä oli yhteensä yli 56 000 eri osaa. Luotaimen sisällä oli hopeasinkkiparisto, joka tuotti virtaa luotaimelle laukausun ajaksi.[14]

Pioneer E erosi edeltäjästään, Pioneer 9:stä, siten, että sen aurinkotunnistimen ultraviolettisuodattimet korvattiin paksulla lasisuojalla.[20]

Tutkimuslaitteisto

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Pioneer E:n tutkimuslaitteet
Laite[1][14][21] Tarkoitus[14] Urakoitsija[14] Paino kilogrammoina[14] Teho watteina[14]
Kolmiakselinen magnetometri Mitata jatkuvasti planeettojen välisen magneettikentän nopeasti muuttuvaa voimakkuutta ja suuntaa samanaikaisesti kolmella akselilla. Philco-Ford 3 5,2
Kosmisen säteilyn teleskooppi Mitata atomiytimien lukumäärää, energiaa, suuntaa, varausta ja jakautumista avaruudessa miljoonasta miljardiin elektonivolttiin. Alkuaineiden suhteellinen runsaus kosmisessa säteilyssä auttaisi tutkijoita kehittämään teorioita niiden alkuperästä. Honeywell n. 3,58 2,72
Radiosignaalien etenemisen ilmaisin Määrittää Pioneer E:n ja Maan välinen kokonaiselektoripitoisuus. Stanford Research Institute 2,29 1,35
Sähkökentän tunnistin Mitata matalataajuisten radioaaltojen ja aurinkotuulen tiheysvaihtelujen aiheuttamien aaltojen sähköisiä varauksia. STL 0,36 0,43
Nelitahoinen plasmatutka Mitata aurinkotuulen hiukkasten määriä, suuntia, energioita ja lämpötiloja. Marhallin avaruuskeskus 2,68 3,1
Kosmisen säteilyn anisotropiahavaitsin Määrittää Auringon ja galaktisen kosmisen säteilyn hiukkasten saapumissuunnan, massan ja liike-energian. Marhallin avaruuskeskus 2,68 1,78
Kosmisen pölyn tunnistin Mitata pienten meteoroidien liikemäärää, energiaa ja jakaumaa planeettainvälisessä avaruudessa. Marhallin avaruuskeskus 1.93 0,41
Kokeellinen taivaankappaleiden liikkeiden tutkimuslaite Määrittää paremmin astronominen yksikkö, planeettojen kiertoratojen suunta, muoto ja testata avaruudessa yleistä suhteellisuusteoriaa. - - -

Laitteiston data olisi lähetetty takaisin Maahan ja yhdistetty Pioneer 6, 7, 8, ja 9:n, Mariner 4:n ja 5:n sekä planeettainvälisessä avaruudessa olevien Explorer -luotainten keräämien datojen kanssa.[14]

Seuranta-, viestintä- ja ohjausjärjestelmä

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Echo-antennin valvontahuone huhtikuussa 1962. Antenni näkyy valvomon ikkunasta.

Jet Propulsion Laboratoryn vastuulla ollut[22] Pioneer E:n seuranta-, viestintä- ja ohjausjärjestelmä koostui 25.9 metrin halkaisijan antenneista, jotka olivat osa maailmanlaajuista Deep Space Networkia (DSN). Pioneer E:n kokoonpano koostui[14] vuonna 1960 rakennetusta Kalifornian Goldstonessa sijaitsevasta Deep Space Station 12 eli DSS-antennista. Antennia kutsutaan myös nimellä Echo.[23] Australian Tidbinbillassa, lähellä Canberraa sijainneesta asemasta ja Espanjan Cebreroksella, lähellä Madridia sijainneesta asemasta. Myös Johannesburgissa sijaitseva asema oli osana kokoonpanoa Pioneer E:n laukaisun aikana.[14] Asemat lähettivät datansa luotaimesta Ames Reseach Centerille.[22]

USNS Vanguard

Näiden asemien lisäksi laukaisun aikana kokoonpanossa oli lukuisia muita asemia. Air Force Eastern Test Rangen asemat Cape Canaveralissa, Patrick Air Force Basessa, Grand Bahamassa, Grand Turkissa, Antiguassa, Ascensionissa ja Pretoriassa. Manned Space Flight Networkin (MSFN) asemat Merrittin saaressa, Bermudassa, Grand Bahamassa, Antiguassa, Ascensionissa, Antananarivossa ja USNS Vanguard -laivalla.[24]

Näitä asemia oli tarkoitus täydentää lähes jatkuvalla seurannalla Pioneer E:n ensimmäisen 30 päivän ajan. Asemat olivat DSN-asemat Robledossa, lähellä Madridia, Australian Woomerassa ja Goldstonen Pioneer-asema sekä Manned Space Flight Networkin asemat Goldstonessa, Madridissa ja Honeysuckle Creekissä, lähellä Canberraa.[14]

Jet Propulsion Laboratoryn Kalifornian Pasadenassa sijaitseva DSN Space Flight Operations Facility olisi vastannut Pioneer E:n ohjauksesta luotaimen ensimmäisten päivien ajan. Sen jälkeen komento olisi siirtynyt Ames Research Centerin vastuulle.[14]

Asemien oli tarkoitus seurata Pioneer E:tä kolmesta viiteen vuotta.[14]

Huomautukset

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ Syyskuun 2025 dollarin arvoon laskettuna.
  2. ↑ 18. syyskuuta 2025 valuuttakurssiin laskettuna

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  • Corliss, William R.: The Interplanetary Pioneers Volume I: Summary. Nasa, 1972. NASA SP-278 Teoksen verkkoversio (PDF). (englanniksi)
  • Corliss, William R.: The Interplanetary Pioneers Volume II: System Design And Development. Nasa, 1972. NASA SP-279 Teoksen verkkoversio (PDF). (englanniksi)

Viitteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. 1 2 3 4 5 6 7 Pioneer-E - NASA Science science.nasa.gov. 21.12.2017. Viitattu 25.1.2025. (englanniksi)
  2. 1 2 3 NSSDCA – Pioneer-E nssdc.gsfc.nasa.gov. Viitattu 25.1.2025.
  3. ↑ Corliss 1972 Volume I, s. 2–3
  4. ↑ Corliss 1972 Volume I, s. 3
  5. ↑ Corliss 1972 Volume I, s. 3–4
  6. 1 2 Corliss 1972 Volume I, s.5
  7. ↑ CPI Inflation Calculator Bureau of Labor Statistics. Viitattu 18.9.2025. (englanniksi)
  8. ↑ Currency converter | ECB Data Portal data.ecb.europa.eu. Viitattu 18.9.2025.
  9. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.22
  10. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.23
  11. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.20
  12. 1 2 Corliss 1972 Volume I, s.89
  13. 1 2 Corliss 1972 Volume I, s.93
  14. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PRESS KIT – PROJECT: PIONEER E Nasa. 22. elokuuta 1969. NASA Technical Reports Server. Viitattu 26.1.2025.
  15. 1 2 Pioneer 6-7-8-9-E www.astronautix.com. Viitattu 4.2.2025.
  16. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.84
  17. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.1
  18. ↑ Thor Delta L www.astronautix.com. Viitattu 26.9.2025.
  19. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.25
  20. ↑ Corliss 1972 Volume II, s.49
  21. ↑ NSSDCA – Pioneer-E – Experiment Search Results Nasa. Viitattu 25.1.2025.
  22. 1 2 Corliss 1972 Volume I, s.7
  23. ↑ Echo Antenna in Goldstone, CA - NASA nasa.gov. 19.12.2013. Viitattu 18.9.2025. (englanniksi)
  24. ↑ Corliss 1972 Volume I, s.97

Kirjallisuutta

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  • Corliss, William R.: The Interplanetary Pioneers Volume III: Operations. Nasa, 1972. NASA SP-280 Teoksen verkkoversio (PDF).

Aiheesta muualla

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nasan dokumentteja

Pioneer-ohjelma
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Pioneer_E&oldid=23595191”