1960 жылғы «Пионер P-30» ай орбиталық ғарыш зондының сәтсіздігі

Кіріспе

NASA 1960 жылдардың Ай орбиталық ғарыш зонды

Pioneer P 30 (сондай-ақ Able 5A, Atlas Able 5A немесе Pioneer Y деп те аталады) Ай орбиталық ғарыш зонды болуы жоспарланған, бірақ миссия 1960 жылдың 25 қыркүйегінде ұшырылғаннан кейін көп ұзамай сәтсіз аяқталды. Миссияның мақсаттары – жоғары дәлдікпен жабдықталған зондты Ай орбитасына орналастыру, Жер мен Ай арасындағы кеңістік ортасын зерттеу және Жерден ғарыш кемесін басқару мен маневрлеу технологиясын дамыту болды. Ол Айдың массасын және полюстерінің топографиясын бағалауға, микрометеориттердің таралуын және жылдамдығын тіркеуге, сондай-ақ кеңістіктегі радиацияны, магниттік өрістерді және төмен жиілікті электромагниттік толқындарды зерттеуге мүмкіндік берді. Орта жолға түсетін қозғалтқыш жүйесі және инъекциялық ракета – Жерден ұшырылғаннан кейін бірнеше ай бойы үлкен қашықтықта жұмыс істей алатын АҚШ-тың алғашқы дербес қозғалтқыш жүйесі және ғарышта спутникті маневрлеу бойынша АҚШ-тың алғашқы сынақтары еді.

Миссия

1959 жылы қарашада Atlas Able-дің алғашқы ұшырылысы мен осы екінші әрекет арасында Atlas-тың күштендіргіштерінің жетіспеушілігіне және Капе-Канавералдағы ұшыру алаңдарын пайдалану үшін NASA мен АҚШ Әуе күштері арасындағы қатаң бәсекелестікке байланысты шамамен бір жыл өтті. Ғарыш кемесі Atlas 80D күштендіргішімен және Thor Able жоғары сатыларымен, сондай-ақ Hercules ABL қатты отынмен жұмыс істейтін үшінші сатысымен, Atlas Able LC 12-де болған жарылыстан бір жыл және бір күннен кейін ұшырылды. P 3 Меркурий бағдарламасынан қайта пайдаланған күштендіргішті қолданған болса, P 30-дың ұшыру құралы (Atlas 80D) жоғарғы сатылардың қосымша салмағын көтеру үшін қалың қабырғалы, стандартты Atlas D ICBM конфигурациясынан өзге түрі болған жоқ. Atlas BECO T+250 секундта, ал SECO T+275 секундта орындалды. Тікелей жолмен ұшу траекториясы болғандықтан, бұл ұшырылымда верниерлердің жеке режимі жоспарланбады, VECO T+280 секундта орын алуы тиіс еді. Алайда, таймер релесінің істен шығуы салдарынан бұл орындалмады және верниерлер отын таусылғанға дейін жұмыс істей берді. Atlas пневматикалық және ұшуды басқару жүйелерінде де шағын мәселелер болды, бірақ олардың ешқайсысы күштендіргіштің жалпы өнімділігіне кері әсер етпеді. Шамамен белгілі бір биіктікте бірінші саты екінші сатыдан ажыратылды. Able екінші сатысы тұтандырылып, қалыпты жұмыс істеді, бірақ жылдамдығы тез төмендеді, содан кейін нөлге жетті. Көлік құралы Жер орбитасына шыға алмады, қайтадан атмосфераға кіріп, Үнді мұхитының бір жеріне құлаған болуы мүмкін. Ұшырылғаннан кейін 17 минут бойы жүк сигналдарды қайтарды. Миссияның мақсаты ұшырылғаннан кейін 62 сағаттан соң Айға жету болды. Екінші сатыдағы ақаулық отын беру жүйесіндегі қысымның төмендеуіне және қозғалтқыштың оттегімен қамтамасыз етілмеуіне байланысты деп саналды. Миссия сәтсіз аяқталғанына қарамастан, жердегі басқару орталығы Able VA-ның бортындағы сұйық отынмен жұмыс істейтін гидразин қозғалтқышын іске қосты – бұл ғарыш көлігіндегі қозғалтқыштың алғашқы рет іске қосылуы болды.

Ғарыш кемелерін жобалау

Пионер P 30 бұрынғы Пионер P 3 спутнигіне дерлік толық сәйкес келді, ол сәтсіз аяқталған, диаметрі 1 метр болатын шар, төменгі жағында жылжыту жүйесі орнатылған, жалпы ұзындығы шамамен [ұзындық көрсетілмеген]. Құрылымның және алюминий қорытпасынан жасалған қабықтың массасы шамамен [масса көрсетілмеген] болды, ал жылжыту құрылғылары шамамен [масса көрсетілмеген]. Төрт күн панелі, әрқайсысы [өлшем көрсетілмеген] және 22 100 ұяшықты 2200 күн ұяшығынан тұратын, шар қабығының қабырғаларынан "су арнасы" конфигурациясында шамамен [кеңдік көрсетілмеген] жалпы көлденеңімен созылып шықты. Күн панельдері никель-кадмий аккумуляторларын зарядтады. Қабықтың ішінде үлкен шар тәрізді гидразин бакі көлемінің көп бөлігін құрады, оның үстінде екі кіші шар тәрізді азот бакі және ғарыш кемесін ай орбитасына бағыттап, жылдамдығын төмендетуге арналған 90 Н инъекциялық ракетасы орналасқан, ол миссия барысында екі рет атуға қабілетті болды. Сфераның төменгі жағына орталық бағытты жылжыту және ай орбиталық маневрлер үшін 90 Н вернье ракетасы бекітілген, оны төрт рет атуға болады. Гидразин бакінің жоғарғы жарты шар пішіндес бөлігінде екі топтамадағы аккумуляторлар, екі 1,5 Вт UHF трансляторы және диплекстер, ғылыми құралдарға арналған логикалық модульдер, екі командалық қабылдағыш, декодерлер, буфер/күшейткіш, үш түрлендіргіш, телебит, командалық блок және көптеген ғылыми құралдарды ұстайтын сақина тәрізді құралдар платформасы орналасқан. Екі дипольді UHF антеннасы инъекциялық ракета соплосының екі жағынан шардың жоғарғы бөлігінен шығып тұрды. Сфераның төменгі жағынан екі дипольді UHF антеннасы және ұзын VLF антеннасы созылып шықты. Трансляторлар 378 мегагерц жиілігінде жұмыс істеді. Жылуды басқару шардың бетіндегі елу кішкентай "пернелік" құрылғылар арқылы жүзеге асырылуы жоспарланған. Пернелердің өзі жарық шағылыстыратын материалдан жасалған және шарға боялған қара түсті жылуды сіңіретін суретті жабатын, бетке жапсырылған төрт қанаттан тұрады. Термиялық сезімтал катушка пернелерге осылай бекітілген, яғни спутниктегі төмен температуралар катушканың жирылуына және пернелердің бұрылуына, жылуды сіңіретін бетті ашуға, ал жоғары температуралар пернелердің қара суретті жабуына себеп болады. Ішкі жылуды таратуға көмектесу үшін шардың бетіне төртбұрышты жылу таратушылар да орнатылды.

Pioneer P 30 was almost identical to the earlier Pioneer P 3 satellite which failed, a 1 meter diameter sphere with a propulsion system mounted on the bottom giving a total length of The mass of the structure and aluminum alloy shell was about and the propulsion units roughly Four solar panels, each and containing 2200 solar cells in 22 100 cell nodules, extended from the sides of the spherical shell in a "paddle wheel" configuration with a total span of about The solar panels charged nickel cadmium batteries. Inside the shell, a large spherical hydrazine tank made up most of the volume, topped by two smaller spherical nitrogen tanks and a 90 N injection rocket to slow the spacecraft down to go into lunar orbit, which was designed to be capable of firing twice during the mission. Attached to the bottom of the sphere was a 90 N vernier rocket for mid course propulsion and lunar orbit maneuvers which could be fired four times. Around the upper hemisphere of the hydrazine tank was a ring shaped instrument platform which held the batteries in two packs, two 1.5 W UHF transmitters and diplexers, logic modules for scientific instruments, two command receivers, decoders, a buffer/amplifier, three converters, a telebit, a command box, and most of the scientific instruments. Two dipole UHF antennas protruded from the top of the sphere on either side of the injection rocket nozzle. Two dipole UHF antennas and a long VLF antenna protruded from the bottom of the sphere. The transmitters operated on a frequency of 378 megahertz. Thermal control was planned to be achieved by fifty small "propeller blade" devices on the surface of the sphere. The blades themselves were made of reflective material and consist of four vanes which were flush against the surface, covering a black heat absorbing pattern painted on the sphere. A thermally sensitive coil was attached to the blades in such a way that low temperatures within the satellite would cause the coil to contract and rotate the blades and expose the heat absorbing surface, and high temperatures would cause the blades to cover the black patterns. Square heat sink units were also mounted on the surface of the sphere to help dissipate heat from the interior.

Борттағы жабдық

Ғылыми құралдар жалпы сәулелену ағынын өлшеуге арналған иондық камера мен Гейгер-Мюллер түтігінен, жоғары энергиялы сәулеленуді өлшеуге арналған пропорционалды сәулелену санауыш телескопынан, төмен энергиялы сәулеленуді бақылауға арналған сцинтилляциялық санауыштан, табиғи радио толқындарды қабылдауға арналған VLF қабылдағышынан, электрон тығыздығын зерттеуге арналған транспондерден және құрал платформасына орнатылған ағын қақпасы және іздеу орауыш магнитометрлерінің бөлігінен тұрды. Микрометеорит детектор және күн сканері сфераға орнатылды. "Пионер P 30" пен оның бұрынғы "Пионер P 3" ғарыш аппаратының жүк көлемінің айырмашылығы – "P 3" аппаратындағы теледидарлық факсимильдік жүйені Жердің (және мүмкін Айдың) сәулелену белдеулерін зерттеу үшін құрал платформасына орнатылған сцинтилляциялық спектрометрмен алмастыру, сондай-ақ күн жарқылдарының сәулелену әсерін зерттеу үшін бірнеше киловольттан жоғары энергиялы протондардың энергия және импульс таралуын өлшеуге арналған сфераға орнатылған плазмалық зонд болды. Электроника және қуат көзімен қоса, ғылыми құралдар жиынтығының жалпы массасы шамамен болды. Миссияның жалпы құны 9-10 миллион долларға бағаланды.