Pioneer 4

Voorstelling van Pioneer 4

Pioneer 4 was 'n Amerikaanse tolgestabiliseerde, onbemande ruimtetuig wat 'n deel van die Pioneer-program was. Dit is op 3 Maart 1959 gelanseer op 'n verbyvlug van die maan met die doel om in 'n heliosentriese wentelbaan te gaan. Dit is die eerste Amerikaanse ruimtetuig wat uit die Aarde se aantrekkingskrag ontsnap het. Dit het 'n vrag soortgelyk as dié van Pioneer 3 gedra: 'n maanradiasie-omgewingseksperiment wat 'n Geiger–Müllerbuisdetektor gebruik het en 'n maanfotografiese eksperiment. Pioneer 4 het 58 983 km van die maan se oppervlak verbybeweeg. Dit het egter nie naby genoeg gekom om sy fotoëlektriese sensor te aktiveer nie. Dit was in 1969 nog in 'n heliosentriese wentelbaan. Pioneer 4 is die enigste suksesvolle lansering van 'n maanverkenningstuig in twaalf probeerslae tussen 1958 en 1963. Eers in 1964 het Ranger 7 Pioneer 4 se sukses verbygesteek deur al sy sendingdoelwitte te bereik.

Nadat die Sowjet Loena 1-ruimtetuig die eerste suksesvolle verbyvlug van die maan op 3 Januarie 1959 uitgevoer het, was die druk wat die VSA ondervind het om met 'n maansending te slaag, enorm, veral aangesien Amerikaanse sendingmislukkings heeltemal openbaar was terwyl die Sowjetmislukkings geheim gehou is.

Ruimtetuig-ontwerp

Pioneer 4 was 'n keëlvormige ruimtetuig 51 cm hoog en 23 cm in deursnee aan sy basis. Die keël is saamgestel uit 'n dun veselglasdop wat met 'n goue lagie bedek is om dit elektries geleidend te maak en met wit strepe geverf om die temperatuur tussen 10 en 50 °C te handhaaf. Aan die punt van die keël was 'n klein sonde wat met die keël self gekombineer het om as 'n antenna op te tree. Aan die basis van die keël het 'n ring kwikbatterye krag verskaf. ’n Foto-elektriese sensor het uit die middel van die ring uitgesteek. Die sensor is ontwerp met twee fotoselle wat deur die lig van die Maan geaktiveer sou word wanneer die ruimtetuig binne sowat 30 000 km van die Maan was. In die middel van die keël was 'n spanningstoevoerbuis en twee Geiger–Müller-buise.

Die Laboratorium se Microlock-stelsel, wat gebruik is om met vroeëre Explorer-satelliete te kommunikeer, het nie genoeg bereik gehad om hierdie missie uit te voer nie. Daarom is 'n nuwe radiostelsel genaamd TRAC(E) [Tracking And Communication (Extraterrestrial)] ontwerp. TRAC(E) was 'n integrale deel van die Goldstone Deep Space Communications Complex. 'n Sender met 'n massa van 0,5 kg het 'n fasegemoduleerde sein van 0,1 W teen 'n frekwensie van 960,05 MHz gelewer. Die gemoduleerde drakrag was 0,08 W en die totale effektiewe uitgestraalde krag 0,18 W.

'n Ontspinmeganisme het bestaan uit twee gewigte van 7 gram wat na die punt van twee 150 cm-drade uitgespoel het toe dit 10 uur na lansering deur 'n hidrouliese tydhouer geaktiveer is. Die gewigte is ontwerp om die ruimtetuig se tol van 400 rpm tot 6 rpm te vertraag, en dan is die gewigte en drade losgelaat. Pioneer 4 het 'n paar klein wysigings oor sy voorganger ontvang, naamlik bygevoegde loodafskerming rondom die Geiger-buise en wysigings aan die telemetriestelsel om sy betroubaarheid en seinsterkte te verbeter. Die ruimtetuig het S/N #4 gehad, met ruimtetuig #3 wat van lansering herroep is weens tegniese probleme.

Lanseervoertuig

Pioneer 4 is met 'n Juno II-lanseervoertuig gelanseer, wat ook Pioneer 3 gelanseer het. Juno II het baie soos die Juno I (Jupiter-C- gebaseerde) voertuig gelyk wat Explorer 1 gelanseer het. Sy eerste fase was 'n 19,51 m langwerpige Jupiter IRBM-missiel wat deur die Amerikaanse Leër gebruik is. Bo-op die Jupiter-aandrywingsgedeelte was 'n leiding- en beheerkompartement wat 'n roterende bad met die vuurpylstadia 2, 3 en 4 ondersteun het. Pioneer 4 is bo-op die 4de stadium gemonteer.

Missie

Om 05:10:56 GMT (net na middernag plaaslike tyd) op 3 Maart 1959 het Pioneer 4 vanaf LC-5 by Kaap Canaveral opgestyg. Hierdie keer het die aanjaervuurpyl byna perfek gefunksioneer sodat Pioneer 4 sy primêre doelwit ('n Aarde-Maan-trajek) bereik het, stralingsdata teruggestuur het en 'n waardevolle opsporingsoefening verskaf het. 'n Effens langer as nominale tweedestadiumvuur was egter genoeg om klein trajek- en snelheidsfoute te veroorsaak, sodat die ruimtetuig binne 58 983 km van die maan se oppervlak (7,2° O, 5,7° S) verbygevlieg het op 4 Maart 1959 om 22:25 GMT (5:25) nm EST) teen 'n spoed van 7230 km/h. Die afstand was nie naby genoeg om die tuig se foto-elektriese sensor te aktiveer nie.

Die ruimtetuig het voortgegaan om stralingsdata vir 82,5 uur oor te dra tot op 'n afstand van 658 000 kilometer (409 000 myl), en bereik perihelium op 18 Maart 1959 om 01:00 GMT. Die silindriese vierde stadium omhulsel (173 cm lank, 15 cm deursnee, 4,65 kg) het met die ruimtetuig in 'n maanwentelbaan gegaan. Die kommunikasiestelsel het goed gewerk, en daar is beraam dat seine tot 1 000 000 kilometer (620 000 myl) ver ontvang kon word as daar genoeg batterykrag was.