Pionero P-3

El cohete Atlas-Able

Pioneer P-3 (también conocido como Atlas-Able 4 o Pioneer X) estaba destinado a ser una sonda orbitadora lunar, pero la misión fracasó poco después del lanzamiento. Los objetivos eran colocar una sonda altamente instrumentada en órbita lunar, investigar el entorno entre la Tierra y la Luna y desarrollar tecnología para controlar y maniobrar naves espaciales desde la Tierra. Estaba equipado para tomar imágenes de la superficie lunar con un sistema similar a un televisor, estimar la masa de la Luna y la topografía de los polos, registrar la distribución y velocidad de los micrometeoritos y estudiar la radiación, los campos magnéticos y los campos electromagnéticos de baja frecuencia. ondas en el espacio. Un sistema de propulsión a mitad de camino y un cohete de inyección habrían sido el primer sistema de propulsión autónomo de los Estados Unidos capaz de funcionar muchos meses después del lanzamiento a grandes distancias de la Tierra y las primeras pruebas estadounidenses de maniobrar un satélite en el espacio.

Misión

La sonda originalmente estaba pensada para ser lanzada en Atlas 9C en octubre, pero el vehículo de lanzamiento fue destruido en un accidente de tiro estático el 24 de septiembre, por lo que se decidió usar el Atlas D (una versión operativa del Atlas ICBM) en lugar de que el Atlas C, que todavía era un modelo de prueba. El lanzamiento tuvo lugar el Día de Acción de Gracias, 26 de noviembre de 1959, desde el LC-14 en la Estación Aérea de Cabo Cañaveral utilizando el vehículo Atlas 20D, que originalmente había sido el refuerzo de respaldo para la prueba Mercury Big Joe en septiembre. Dado que ese vuelo fue exitoso, Atlas 20D se reutilizó para el programa Able, acoplado a las etapas superiores de Thor-Able, incluida una tercera etapa de cohete Able x 248. Debido a que el 20D había sido construido a la medida para el programa Mercury, tenía un revestimiento de calibre más grueso que el Atlas ICBM estándar y podía soportar el peso adicional de las etapas superiores. Todo transcurrió con normalidad hasta T+45 segundos, cuando los giroscopios de velocidad del Atlas registraron una sacudida seguida de la rotura del carenado de carga útil de fibra de vidrio del vehículo de lanzamiento. La tercera etapa y la carga útil fueron desmanteladas después de estar sujetas a cargas aerodinámicas severas al pasar por Max Q y la segunda etapa sufrió daños seguidos por la pérdida de su telemetría en T+104 segundos. El propio Atlas no se vio afectado por el incidente y completó su quema según lo previsto, impactando en el Golfo de Guinea. La falla se atribuyó a una cubierta de carga útil mal ventilada que se rompió cuando la presión del aire en el interior comenzó a exceder la presión externa a medida que la atmósfera se adelgazaba con la altitud. Además de cambiar los procedimientos previos al lanzamiento, la cubierta se rediseñó para que fuera más aerodinámica en vuelos futuros.

Diseño de naves espaciales

Pioneer P-3 era una esfera de 1 metro de diámetro con un sistema de propulsión montado en la parte inferior que daba una longitud total de 1,4 metros. La masa de la estructura y carcasa de aleación de aluminio era de 25,3 kg y las unidades de propulsión de 88,4 kg. Cuatro paneles solares, cada uno de 60 x 60 cm y que contienen 2200 células solares en 22 nódulos de 100 células, se extienden desde los lados de la capa esférica en una "rueda de paletas" configuración con una luz total de unos 2,7 metros. Los paneles solares cargaban baterías químicas. Dentro del caparazón, un gran tanque esférico de hidracina constituía la mayor parte del volumen, coronado por dos tanques esféricos de nitrógeno más pequeños y un cohete de inyección de 90 N para reducir la velocidad de la nave espacial para entrar en órbita lunar, que fue diseñado para ser capaz de disparar dos veces durante la misión. Adjunto a la parte inferior de la esfera había un cohete vernier de 90 N para propulsión a mitad de camino y maniobras en órbita lunar que podía dispararse cuatro veces. Este motor espacial fue diseñado y construido bajo contrato con la NASA por los Laboratorios de Tecnología Espacial (STL) de TRW.

Alrededor del hemisferio superior del tanque de hidracina había una plataforma de instrumentos en forma de anillo que contenía las baterías en dos paquetes, dos transmisores y diplexores UHF de 5 W, módulos lógicos para instrumentos científicos, dos receptores de comandos, decodificadores, un búfer/amplificador, tres convertidores, un telebit, una caja de mando y la mayoría de los instrumentos científicos. Dos antenas dipolo UHF sobresalían de la parte superior de la esfera a ambos lados de la tobera del cohete de inyección. Dos antenas dipolo UHF y una larga antena VLF sobresalían del fondo de la esfera.

Se planificó que el control térmico se lograra mediante un gran número de pequeñas "palas de hélice" dispositivos en la superficie de la esfera. Las hojas en sí estaban hechas de material reflectante y constan de cuatro paletas que estaban al ras de la superficie, cubriendo un patrón negro que absorbe el calor pintado en la esfera. Se adjuntó una bobina térmicamente sensible a las palas de tal manera que las bajas temperaturas dentro del satélite harían que la bobina se contrajera y girara las palas y expusiera la superficie absorbente de calor, y las altas temperaturas harían que las palas cubrieran los patrones negros. También se montaron unidades disipadoras de calor cuadradas en la superficie de la esfera para ayudar a disipar el calor del interior.

Equipamiento a bordo

Los instrumentos científicos consistían en una cámara de iones y un tubo Geiger-Müller para medir el flujo de radiación total, un contador de radiación proporcional para medir la radiación de alta energía, un contador de centelleo para monitorear la radiación de baja energía, un receptor VLF para ondas de radio naturales, un transpondedor para estudiar la densidad de electrones, y parte del sistema de facsímil de televisión y magnetómetros de bobina de búsqueda y puerta de flujo montados en la plataforma del instrumento. La cámara de televisión apuntó a través de un pequeño agujero en la esfera entre dos de los soportes del panel solar. El detector de micrometeoritos también se montó en la esfera. La masa total del paquete científico, incluida la electrónica y la fuente de alimentación, era de 55 kg.