Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1960 жылы АҚШ-тың Айға зонд ұшыруға жасаған әрекеті
1960 US lunar probe attempt
Пионер P 31 (сондай-ақ Атлас Абле 5В немесе Пионер Z деп те аталады) Айдың орбитасына зонд жіберуге арналған болатын, бірақ миссия ұшырылғаннан кейін көп ұзамай сәтсіз аяқталды. Мақсаты – жоғары дәлдікпен жабдықталған зондты Ай орбитасына орналастыру, Жер мен Ай арасындағы кеңістікті зерттеу және ғарыш кемесін Жерден басқару мен маневрлеу технологиясын дамыту еді. Ол теледидарға ұқсас жүйе арқылы Ай бетінің суретін түсіруге, Айдың массасын және полюстерінің топографиясын анықтауға, микрометеориттердің таралуын және жылдамдығын тіркеуге, сондай-ақ радиацияны, магниттік өрістерді және ғарыштағы төмен жиілікті электромагниттік толқындарды зерттеуге жабдықталған. Орта жолға түсетін қозғалтқыш жүйесі және инъекциялық ракетасы – 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 болды.
Pioneer P 31 (also known as Atlas Able 5B or Pioneer Z) was intended to be a lunar orbiter probe, but the mission failed shortly after launch. The objectives were to place a highly instrumented probe in lunar orbit, to investigate the environment between the Earth and Moon, and to develop technology for controlling and maneuvering spacecraft from Earth. It was equipped to take images of the lunar surface with a television like system, estimate the Moon's mass and topography of the poles, record the distribution and velocity of micrometeorites, and study radiation, magnetic fields, and low frequency electromagnetic waves in space. A midcourse propulsion system and injection rocket would have been the first United States self contained propulsion system capable of operation many months after launch at great distances from Earth and the first U. S. tests of maneuvering a satellite in space.
Миссия
Ғарыш кемесі 1960 жылдың 15 желтоқсанында «Атлас» 91D ұшу аппаратымен және «Тор-Абле» жоғары сатыларымен, оның ішінде «Абле» қатты отынмен жұмыс істейтін үшінші сатысымен бірге ұшырылды. Ұшыру T+66 секундқа дейін қалыпты өтті, содан кейін LOX бакінің қысымы күрт төмендеді және «Атлас» қозғалтқышының шығарылымында тотықтырғыш жетіспеушілігін көрсететін өзгерістер байқалды. T+73 секундта «Атлас» толық құрылымдық бұзылуға ұшырады және телеметриялық деректер жоғалды. Жоғары сатылары мұхитқа шағылысқанға дейін деректерді беруді жалғастырды. Жүк Атлант мұхитында Канаверал мүйісінен 12-20 шақырым қашықтықта, шамамен 20 метр тереңдікте құлады. Әскери-теңіз күштері жүргізген құтқару операциясы ұшу аппаратының бөліктерін және жүк жүгін қалпына келтірді. Ақаудың нақты себебі белгісіз болды, бірақ «Абле» сатыларын «Атласқа» жалғастыратын адаптердің босап, LOX бакіне соқтығысқан немесе ұшу аппаратына аэродинамикалық тербеліс әсер еткен болуы мүмкін деп есептелді. Қайта қалпына келтірілген «Абле» екінші сатысында қозғалтқыштың тұтанғанына немесе жұмыс істегеніне ешқандай белгілер табылған жоқ, ал ақаудың ең ықтимал себебі «Абле» адаптерінің аэродинамикалық иілуі болып, ол «Атлас» LOX багін жарып жібергені саналды. Бұзылған күйдегі бустер бірнеше секундқа ұшуын жалғастырды, бірақ «Атлас» алдыңғы бөлігінің құлауы және LOX қысымының жоғалтылуы отын беру жүйесіне әкеліп, қозғалтқыштар тоқтатылып, аппараттың өзін-өзі жоюына себеп болды. Осы сәтсіздік пен 5 ай бұрынғы Mercury Atlas 1 ұшырылысы, LOX бакінің алдыңғы бөлігінде аэродинамикалық иілудің ұқсас жағдайына байланысты, GD/A барлық «Атлас» жоғарғы сатысы/жүк комбинацияларының тиісті құрылымдық динамикалық сынақтан өтуін міндетті етті. Бұл сәтсіздік «өте көңіл көншітпейтін» деп сипатталды, өйткені бұл «Абле» зымырандары сериясының соңғы ұшырылысы болды, өйткені оның ізбасары – «Рейнджер» бағдарламасы дайындықтап жатқан еді. Ақырында, АҚШ ғарыш бағдарламасы төрт жылдан кейін «Рейнджер-7» ғарыш кемесіне дейін Айға толыққанды сәтті зымыран жібере алмады. Бұл сонымен қатар Айға тікелей жолмен ұшу траекториясын қолданған және орбиталық орбиталары бар екінші буын зымырандарына жол ашқан Ай зымырандарының бірінші буынының соңғы ұшырылысын белгіледі.
The spacecraft was launched on Atlas vehicle 91D coupled to Thor Able upper stages including an Able solid propellant third stage on 15 December 1960. The launch was uneventful until T+66 seconds when a severe axial disturbance was recorded, followed by rapid loss of LOX tank pressure and changes in the Atlas's engine exhaust indicative of oxidizer starvation. At T+73 seconds, the Atlas experienced total structural breakup and loss of telemetry. The upper stages continued transmitting data until impact with the ocean. The payload fell into the Atlantic Ocean 12 to 20 km (7 to 12 miles) from Cape Canaveral in about 20 meter (65 feet) deep water. A Navy salvage operation recovered parts of the launch vehicle and the payload. The immediate cause of the failure was unclear, but thought to be related to either the adapter mating the Able stages to the Atlas coming loose and being rammed into the LOX tank or else aerodynamic buffeting on the launch vehicle. The recovered Able second stage showed no sign that engine ignition or operation had taken place, and the most probable cause of the failure was believed to be aerodynamic flexing of the Able adapter which then ruptured the Atlas's LOX tank. The crippled booster continued to fly for a few seconds afterwards, but the structural collapse of the Atlas's forward section combined with the loss of LOX pressure to the propellant feed system resulted in engine shutdown and vehicle self destruction. As a result of this failure and Mercury Atlas 1 five months earlier due to a similar episode of aerodynamic bending in the forward portion of the LOX tank, GD/A began requiring that all Atlas upper stage/payload combinations undergo proper structural dynamics testing. The failure was described as "especially disappointing" since it was the final launch in the Able probe series as its successor, the Ranger program, was in the works. In the end, the US space program would not see a completely successful lunar probe until Ranger 7 four years later. It also marked the final launch in the first generation of lunar probes, which used direct ascent trajectories and would give way to the second generation probes which had parking orbits.
Ғарыш кемелерін жобалау
Пионер P 31 спутнигі бұрынғы, сәтсіз аяқталған Пионер P 30 спутнигімен дерлік толық сәйкес келетін, диаметрі 1 метрлік шар болатын, ал төменгі жағында орнатылған қозғалтқыш жүйесімен жалпы ұзындығы 1,4 метрге жететін құрылғы еді. Құрылымның және алюминий қорытпасынан жасалған қабықтың массасы шамамен 30 кг, ал қозғалтқыш құрылғыларының массасы шамамен 90 кг құрады. Әрқайсысы 60 x 60 см өлшемді, 22 100 ұяшықтың 2200 күн ұяшығынан тұратын төрт күн панелі, шар тәрізді қабықтың бүйірінен "педаль дөңгелегі" конфигурациясында шамамен 2,7 метрге дейін созылатын. Күн панельдері никель-кадмий аккумуляторларын зарядтады. Қабықтың ішіндегі көлемнің көп бөлігін үлкен шар тәрізді гидразин бакі, одан жоғары орналасқан екі кішкентай шар тәрізді азот бакі және ғарыш кемесін Ай орбитасына енгізуге арналған 90 Н күшіндегі инъекциялық қозғалтқыш құрады, ол миссия барысында екі рет оқ атуға қабілетті болды. Сфераның төменгі бөлігіне орта жолмен қозғалу және Ай орбитасында маневр жасау үшін қолданылатын 90 Н күшіндегі түзетуші қозғалтқыш орнатылған, оны төрт рет оқ атуға болатын. Гидразин бакінің жоғарғы жарты шар бөлігінде аккумуляторларды екі топқа бөліп орналастырған, екі 1,5 Вт UHF трансляторы мен диплекстер, ғылыми құралдарға арналған логикалық модульдер, екі команда қабылдағышы, декодерлер, буфер/күшейткіш, үш түрлендіргіш, телебит, командалық блок және көптеген ғылыми құралдарды ұстаған сақина тәрізді құралдар платформасы орналасқан. Инъекциялық қозғалтқыш соплосының екі жағынан сфераның жоғарғы бөлігінен екі дипольді UHF антеннасы шығып тұрды. Сфераның төменгі бөлігінен екі дипольді UHF антеннасы және ұзын VLF антеннасы шығып тұрды. Трансляторлар 378 МГц жиілікте жұмыс істеді. Жылуды басқару шардың бетіндегі 50 кішкентай "пернелік" құрылғылар арқылы жүзеге асырылуы жоспарланған. Пернелердің өзі жарық шағылысатын материалдан жасалған және шардың бетіне боялған қара түсті жылуды сіңіретін суретті жабатын төрт қанаттан тұрады. Температураға сезімтал орам пернелерге осылай бекітілген, яғни спутниктегі төмен температуралар орамды жиырып, пернелерді бұрып, жылуды сіңіретін бетті ашады, ал жоғары температуралар пернелерді қара суретті жабады. Сондай-ақ, шардың бетіне ішкі жылуды таратуға көмектесетін шаршы жылу тарату құрылғылары орнатылған.
Pioneer P 31 was virtually identical to the earlier Pioneer P 30 satellite which failed, a 1 meter diameter sphere with a propulsion system mounted on the bottom giving a total length of 1.4 meters. The mass of the structure and aluminum alloy shell was about 30 kg and the propulsion units roughly 90 kg. Four solar panels, each 60 x 60 cm 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 2.7 meters. 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 MHz. Thermal control was planned to be achieved by 50 small "propeller blade" devices on the surface of the sphere. The blades themselves were made of reflective material and consisted 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, Жердің (және мүмкін Айдың) сәулелену белдеулерін зерттеуге арналған сцинтилляциялық спектрометрден, табиғи радио толқындары үшін VLF қабылдағышынан, электрон тығыздығын зерттеуге арналған транспондерден және құрал платформасына орнатылған магниттік ағын есігі мен іздеу орамасы магнитометрлерінің бөлігінен тұрды. Күннің жарқырауының сәулелену әсерін зерттеу үшін бірнеше киловольттан жоғары энергиялы протонның энергиясы мен импульс таралуын өлшеу үшін сфераға плазмалық зонд орнатылды. Микрометеорит детекторы және күн сканері де сфераға орнатылды. "Пионер P 31" мен алдыңғы "Пионер P 30" арасындағы жалғыз айырмашылық – спутниктегі төмен энергиялы протонға сезімтал қатты күйдегі детектордың қосылуы және күшейткішке бекітілген капсулаға орналастырылған STL жобаланған рубидий жиілік стандарты эксперименті болды. Электроникасы мен қуат көзімен қоса, ғылыми құралдар жиынтығының жалпы салмағы шамамен 60 кг құрады. Миссияның жалпы құны 9-10 миллион долларға бағаланды.
The scientific instruments consisted of an ion chamber and Geiger Müller tube to measure total radiation flux, a proportional radiation counter telescope to measure high energy radiation, a scintillation counter to monitor low energy radiation, a scintillation spectrometer to study the Earth's (and possible lunar) radiation belts, a VLF receiver for natural radio waves, a transponder to study electron density, and part of the flux gate and search coil magnetometers mounted on the instrument platform. A plasma probe was mounted on the sphere to measure energy and momentum distribution of protons above a few kilovolts to study the radiation effect of solar flares. The micrometeorite detector and sun scanner were mounted on the sphere as well. The only difference between Pioneer P 31 and the earlier Pioneer P 30 was the addition of a solid state detector sensitive to low energy protons on the satellite and an STL designed rubidium frequency standard experiment placed on a pod attached to the booster. The total mass of the science package including electronics and power supply was roughly 60 kg. Total cost of the mission was estimated at 9–10 million dollars.