Pioneer 2

Poslední z úvodní série programu Pioneer, který si kladl za cíl vytvoření umělé družice Měsíce a televizní snímkování jeho povrchu. Nezdařil se zážeh posledního stupně nosné rakety a sonda po krátkém letu zanikla v hustých vrstvách zemské atmosféry.

Konstrukce

Sondu vyrobila společnost TRW. Provozovatelem byla organizace NASA.

Těleso sondy tvořila nízká střední válcová část o průměru 0.74 m, zakončená na obou stranách komolým kuželem. Celková výška tělesa sondy včetně kuželových prodloužení obnášela 0.76 m. V ose byl umístěn raketový motor o hmotnosti 11 kg na tuhé pohonné látky ústící přes vrchol spodního kužele. Plášť motoru tvořil zároveň hlavní nosný prvek sondy. Na horní kuželové podstavě se nacházelo osm raketových motorků na TPL o nízkém tahu uspořádaných do kruhu určených k úpravě rychlosti, které se po použití mohly odhodit. Z horní podstavy vystupovala rovněž magnetická dipólová anténa. Plášť sondy byl zhotoven z laminátu. Hmotnost sondy po odhození korekčních motorků, ale před zážehem brzdícího motoru byla 39.5 kg.

Systém zásobování elektrickou energií používal NiCd baterie určené pro iniciaci zážehu raketových motorů, Ag články pro napájení televizní aparatury a Hg baterie zásobující zbývající okruhy.
Telemetrie a televizní vysílání byla vysíláno přes magnetickou dipólovou anténu na frekvenci 108.06 MHz. Vysílání sloužilo zároveň pro dopplerovská měření rychlosti. Pozemní povely byly přijímány elektrickou dipólovou anténou na frekvenci 115 MHz.

Sonda používala stabilizaci rotací 1.8 obr./s s osou rotace přibližně kolmou ke geomagnetickému poledníku roviny dráhy.

Plánovaná životnost vycházející z použití chemických zdrojů energie byla asi jeden týden.

Vědecké vybavení

Vědecká měření měla být součástí výzkumů v rámci Mezinárodního geofyzikálního roku IGY [=International Geophysical Year].

Přístrojové vybavení o hmotnosti 17.8 kg tvořily tyto přístroje:

• televizní systém pro sledování měsíčního povrchu a Země;
• teleskop kosmického záření;
• ionizační komora měřící kosmické záření;
• sestava membránového mikrofonu pro registraci dopadu mikrometeoritů;
• cívkový magnetometr měřící magnetické pole;
• teplotně závislý rezistor sloužící k monitorování poměrů uvnitř sondy.

Průběh letu

Start sondy se uskutečnil 1958-11-08 v 07:30:00 UT ze základny na Cape Canaveral - rampa LC17A - pomocí nosné rakety Thor-Able. První stupně pracovaly uspokojivě a poslední stupeň se sondou se v pořádku oddělil, nepodařilo se ho však zažehnout. Sonda dosáhla maximální výšky 1550 km a poté zanikla v atmosféře nad severozápadní Afrikou (28.7° s.š., 1.9° v.d.) v 14:12 UT po letu trvajícím 6 h a 52 min.

Během krátkého letu bylo získáno jisté množství vědeckých dat včetně zjištění oblasti nad rovníkem s úrovní radiace vyšší, než se očekávalo. Rovněž byla změřena vyšší hustota mikrometeoritů v blízkosti Země než ve vzdálenějších oblastech.

Experimenty a výsledky

Teleskop kosmického záření

Experiment měl za cíl měření intenzity primárního kosmického záření. Byl tvořen sedmi trojitými koincidenčními proporcionálními čítači (jeden středový a šest pravidelně rozmístěno kolem) s paralelními osami. I přes krátkou dobu měření způsobenou chybnou funkcí nosné rakety, předal přístroj použitelná data například o tom, že v oblasti rovníku se vyskytuje vyšší tok a energie kosmických částic, než se předpokládalo.

Ionizační komora

Ionizační komora s hliníkovými stěnami o objemu 43 cm³ byla určena k měření veškerých ionizujících složek kosmické radiace. Před startem byla kalibrována referenčním zdrojem Co-60. I přes krátkou životnost sondy, přístroj pracoval dobře a data z něho byla přijímána během první hodiny letu. Sonda se pohybovala v době měření mezi 30° a 23° severní zeměpisné šířky a v rozmezí výšek 1470 až 1500 km.

Cívkový magnetometr

Magnetometr byl určen k měření geomagnetického pole ve velkých výškách a meziplanetárních magnetických polí. Maximální dosažená výška však byla pouze 1550 km. Dynamický rozsah měření čidla byl 60 mgauss. Souprava přístroje byla uzavřena v obalu stínícím rádiové vlny. Pioneer 2 byl vypuštěn v období relativně klidných geomagnetických podmínek.

Mikrometeority

Sestava detektoru mikrometeoritů v provedení membránového mikrofonu umožňovala rozlišit dopadovou energii ve dvou úrovních a byla určena ke stanovení hustoty mikrometeoritů v kosmickém prostoru. Plocha vnější membrány byla stanovena s ohledem na celkový povrch kosmické sondy. Přístroj pracoval dobře ale vlivem toho, že Pioneer 2 nedosáhl plánované dráhy, bylo měření značně omezené krátkou dobou, než sonda zanikla v zemské atmosféře.

TV scanner

Přístroj o hmotnosti 1.4 kg tvořila optická jednotka obsahující fotometr a konkávní sférické zrcadlo, elektronický zesilovač, páskový záznamník a vysílač. Byl umístěn na kosmické sondě s optickou osou skloněnou pod úhlem 135° k ose rotace (díval se "dozadu"). Tento úhel dovoloval snímat odvrácenou stranu Měsíce a rovněž fotografovat povrch Země na dráze k Měsíci. Při snímkování se využívalo rotace sondy a pohyb po dráze k vytvoření obrazu. Jednotlivý snímek se skládal ze 128 řádek (jeden řádek na jednu otočku sondy) s optickým rozlišením 0.5°. Protože sonda nedosáhla plánované dráhy k Měsíci, proběhlo pouze snímkování Země. Většina snímků před zánikem v atmosféře byla nad noční stranou a samozřejmě nebyly získána žádné využitelné obrázky.