البعثات الرائدة: استكشافات الشمس والمشتري وزحل والزهرة

ظل علماء الكواكب في وضع "استكشاف النظام الشمسي" منذ أوائل الستينيات ، منذ أن تمكنت وكالة ناسا ووكالات فضائية أخرى من رفع أقمار صناعية من الأرض. وذلك عندما غادر أول مسبار قمري ومريضي الأرض لدراسة تلك العوالم. ال رائد كانت سلسلة من المركبات الفضائية جزءًا كبيرًا من هذا الجهد. أجروا الاستكشافات الأولى من نوعها لل شمس, كوكب المشتري, كوكب زحل و كوكب الزهرة. كما أنها مهدت الطريق لكثير من المسابر الأخرى ، بما في ذلكفوييجر البعثات ، كاسيني,جاليليوو آفاق جديدة.

البعثات بايونير 0 ، 1و 2 كانت محاولات الولايات المتحدة الأولى لدراسة القمر باستخدام المركبات الفضائية. وأعقب هذه المهام المتطابقة ، والتي فشلت جميعها في تحقيق أهدافها القمرية الرواد 3 و 4. لقد كانت أول مهمة قمرية ناجحة لأميركا. المرحلة التالية في السلسلة ، بايونير 5 قدم الخرائط الأولى للمجال المغناطيسي بين الكواكب. الرواد 6،7،8 ، و 9 تمت متابعتها كأول شبكة مراقبة للطاقة الشمسية في العالم وقدمت تحذيرات من زيادة النشاط الشمسي الذي يمكن أن يؤثر على الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض والأنظمة الأرضية.

بما أن وكالة ناسا ومجتمع علوم الكواكب كانوا قادرين على بناء مركبة فضائية أكثر قوة يمكن أن تسافر أبعد من النظام الشمسي الداخلي ، فقد قاموا بإنشاء ونشر التوأم بايونير 10 و 11 مركبات. كانت هذه أول مركبة فضائية تزور كوكب المشتري وزحل. قامت الحرفة بمجموعة متنوعة من الملاحظات العلمية لكوكبيها وعادت البيانات البيئية التي تم استخدامها أثناء تصميم أكثر تعقيدًا فوييجر المجسات.

بعد USAF / NASA الفاشلة البعثات بايونير 0 ، 1 ، و 2 البعثات القمرية ، أطلق الجيش الأمريكي وناسا مهمتين قمريتين أخريين. كانت هذه أصغر من المركبة الفضائية السابقة في السلسلة وكل منها يحمل تجربة واحدة فقط للكشف عن الإشعاع الكوني. كان من المفترض أن تحلق كلتا السيارتين بواسطة القمر وتعيدان بيانات حول البيئة الإشعاعية للأرض والقمر. اطلاق ال.. انطلاق ال.. اقلاع ال بايونير 3 فشل عند قطع المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق قبل الأوان. برغم من بايونير 3 لم تحقق سرعة الهروب ، وصلت إلى ارتفاع 102،332 كم واكتشفت حزام إشعاع ثان حول الأرض.

اطلاق ال.. انطلاق ال.. اقلاع ال بايونير 4 كان ناجحًا ، وكانت أول مركبة فضائية أمريكية تفلت من قوة الجاذبية الأرضية عندما مرت في حدود 58983 كيلومترًا من القمر (حوالي ضعف الارتفاع المخطط له). أعادت المركبة الفضائية بيانات عن بيئة إشعاع القمر ، على الرغم من أن الرغبة في أن تكون أول مركبة من صنع الإنسان تحلق بعد القمر فقدت عندما الاتحاد السوفياتي لونا 1 مرت من القمر قبل عدة أسابيع بايونير 4.

الرواد 6 ، 7 ، 8 ، و 9 تم إنشاؤها لإجراء أول قياسات مفصلة وشاملة للرياح الشمسية ، المجالات المغناطيسية الشمسية، و أشعة كونية. مصممة لقياس الظواهر المغناطيسية واسعة النطاق والجسيمات والحقول في الفضاء بين الكواكب والبيانات من تم استخدام المركبات لفهم العمليات النجمية بشكل أفضل وكذلك هيكل وتدفق الرياح الشمسية. عملت المركبات أيضًا كأول شبكة فضائية شمسية في العالم ، حيث توفر بيانات عملية عن العواصف الشمسية التي تؤثر على الاتصالات والطاقة على الأرض. مركبة فضائية خامسة ، بايونير إي، فقدت عندما فشلت في المدار بسبب فشل مركبة الإطلاق.

الرواد 10 و 11 كانت أول مركبة فضائية تزور المشتري (بايونير 10 و 11) وزحل (بايونير 11 فقط). تعمل كمرشدات لل فوييجر البعثات ، قدمت المركبات أول ملاحظات علمية عن قرب لهذه الكواكب ، فضلا عن معلومات حول البيئات التي ستواجهها فوييجرز. درس على متن المركبتين أجواء المشتري وزحل ، والمجالات المغناطيسية ، والأقمار ، و الحلقات ، بالإضافة إلى البيئات المغناطيسية وجزيئات الغبار بين الكواكب والرياح الشمسية والكونية أشعة. بعد مواجهاتها الكوكبية ، استمرت المركبات في مسارات الهروب من النظام الشمسي. في نهاية عام 1995 ، كان Pioneer 10 (أول جسم من صنع الإنسان يغادر النظام الشمسي) على بعد حوالي 64 AU من الشمس ويتجه نحو الفضاء النجمي عند 2.6 AU / عام.

في نفس الوقت، بايونير 11 كان 44.7 AU من الشمس ويتجه إلى الخارج عند 2.5 AU / سنة. بعد لقاءاتهم الكوكبية ، تم إيقاف بعض التجارب على متن كل من المركبة الفضائية لتوفير الطاقة مع انخفاض إنتاج طاقة RTG للسيارة. بايونير 11 انتهت المهمة في 30 سبتمبر 1995 ، عندما كان مستوى طاقة RTG غير كافٍ لإجراء أي تجارب ولم يعد بالإمكان التحكم في المركبة الفضائية. تواصل مع بايونير 10 ضاع في عام 2003.

رائد فينوس أوربيتر تم تصميمه لإجراء عمليات رصد طويلة المدى لجو كوكب الزهرة وخصائص السطح. بعد دخول المدار حول كوكب الزهرة في عام 1978 ، أعادت المركبة الفضائية خرائط عالمية للسحب والغلاف الجوي والكوكب الأيونوسفير وقياسات التفاعل بين الرياح والجو الشمسي وخرائط الرادار لـ 93 بالمائة من سطح الأرض كوكب الزهرة. بالإضافة إلى ذلك ، استفادت السيارة من العديد من الفرص لإجراء عمليات رصد منتظمة للأشعة فوق البنفسجية لعدة مذنبات. مع مهمة أساسية مقررة مدتها ثمانية أشهر فقط ، رائد ظلت المركبة الفضائية تعمل حتى 8 أكتوبر 1992 ، عندما احترقت أخيرًا في جو الزهرة بعد نفاد الوقود. ارتبطت البيانات من Orbiter ببيانات من مركبتها الشقيقة (بايونير فينوس Multiprobe وجويتها تحقيقات) لربط قياسات محلية محددة للحالة العامة للكوكب وبيئته كما لوحظ من يدور في مدار.

على الرغم من أدوارهم المختلفة بشكل كبير ، فإن رائد رائد و Multiprobe كانت متشابهة للغاية في التصميم. استخدام أنظمة متطابقة (بما في ذلك أجهزة الطيران ، وبرمجيات الطيران ، ومعدات الاختبار الأرضي) وإدماج سمحت التصاميم الحالية من البعثات السابقة (بما في ذلك OSO و Intelsat) للبعثة بتحقيق أهدافها على الأقل كلفة.

رائد فينوس Multiprobe

حمل جهاز Pioneer Venus Multiprobe 4 مجسات مصممة لإجراء قياسات الغلاف الجوي في الموقع. تم إطلاق المسبار من المركبة الناقلة في منتصف نوفمبر 1978 ، ودخلت المجسات في الغلاف الجوي بسرعة 41.600 كم / ساعة وحملت مجموعة متنوعة من التجارب لقياس التركيب الكيميائي والضغط والكثافة ودرجة الحرارة من الوسط إلى الأسفل الغلاف الجوي. تم استهداف المجسات ، التي تتكون من مسبار كبير بأجهزة ثقيلة وثلاثة مجسات أصغر ، في مواقع مختلفة. دخل المسبار الكبير بالقرب من خط الاستواء للكوكب (في وضح النهار). تم إرسال المجسات الصغيرة إلى أماكن مختلفة.

لم يتم تصميم المجسات لتحمل الصدمات على السطح ، ولكن المسبار النهاري ، الذي تم إرساله إلى جانب ضوء النهار ، تمكن من الاستمرار لفترة من الوقت. أرسلت بيانات درجة الحرارة من السطح لمدة 67 دقيقة حتى استنفدت بطارياتها. السيارة الحاملة ، غير المصممة لإعادة الدخول في الغلاف الجوي ، اتبعت المسابر في بيئة الزهرة و ينقل البيانات حول خصائص الغلاف الجوي الخارجي المتطرف حتى يتم تدميره بواسطة الغلاف الجوي تدفئة.

كانت لبعثات بايونير مكان طويل ومشرف في تاريخ استكشاف الفضاء. لقد مهدوا الطريق لمهمات أخرى وساهموا بشكل كبير في فهمنا ليس فقط للكواكب ولكن أيضًا الفضاء بين الكواكب التي تتحرك من خلالها.

• تضمنت مهام بايونير عددًا من المركبات الفضائية إلى الكواكب التي تتراوح بين القمر والزهرة إلى عمالقة الغاز الخارجي المشتري وزحل.
• ذهبت أولى بعثات بايونير الناجحة إلى القمر.
• كانت المهمة الأكثر تعقيدًا هي بايونير فينوس Multiprobe.

تم التعديل والتحديث بواسطة كارولين كولينز بيترسن