Ruimtesondes

Pioneer 5

Pioneer 5 werd op 11 maart 1960 vanaf Cape Canaveral gelanceerd. De ruimtesonde maakte deel uit van het Pioneer-programma van de NASA. Pioneer 5 was bedoeld om de interplanetaire ruimte tussen de banen van Venus en de Aarde te bestuderen. Het was een van de eerste uitgebreide pogingen om het zonnestelsel te bestuderen. De ruimtesonde bevestigde o.a. het bestaan van interplanetaire magnetische velden.

Pioneer 5.
Pioneer 5. By NASA Public Domain,

Het Pioneer-programma van de NASA

Pioneer 5 maakte deel uit van het Pioneer-programma van de NASA. De eerste missies van het Pioneer-programma vonden plaats in 1958 en waren pogingen om de ontsnappingssnelheid van de Aarde te overtreffen. Gewoon om aan te tonen dat het mogelijk was en om de Maan te bestuderen. Hieronder viel de allereerste lancering door NASA dat was ontstaan uit het oude NACA. Deze missies werden door het Amerikaanse leger uitgevoerd. Pioneer 1 was de eerste ruimtesonde die door NASA werd gelanceerd. De lancering vond plaats in oktober 1958 en had als doel om de Maan te bereiken. Dat mislukte als gevolg van een programmeerfout in de bovenste trap van de raket. Ook Pionier 2, met als doel de Maan, mislukte. Nu omdat de derde trap van de raket weigerde te ontbranden waardoor Pioneer 2 niet zijn beoogde baansnelheid kon halen. In december 1958 werd Pioneer 3 gelanceerd. Pioneer 3 moest langs de Maan scheren en daarna in een baan om de Zon komen maar ook deze missie mislukte als gevolg van problemen met de raket. Hierna was het de beurt aan Pioneer 4. Deze missie was een succes. De lancering vond plaats in maart 1959. Pioneer 4 kwam in een Aarde-Maan baan en passeerde op een afstand van 60.000 kilometer het oppervlak van de Maan en stuurde stralingsdata terug naar de Aarde.

Pioneer 5 gaat de interplanetaire ruimte verkennen

Beginnende met Pioneer 5 verlegde het programma de aandacht naar de interplanetaire ruimte en het werd onmiddellijk succesvoller.

Pioneer 5 werd op 11 maart 1960 vanaf Cape Canaveral gelanceerd. De ruimtesonde had een massa van 43 kilogram. Het was een bolvormige ruimtesonde met een diameter van 66 centimeter. Met de vier zonnepanelen uitgeklapt bedroeg de spanwijdte 1,4 meter.

De ruimtesonde was uitgerust met een omnidirectionele proportionele tellertelescoop met drievoudige coïncidentie om zonnedeeltjes te detecteren en aardse ingesloten straling te meten. Daarnaast was de ruimtesonde uitgerust met een roterende zoekspoelmagnetometer om daarmee het magnetische veld te meten in het verre veld van de Aarde, nabij de geomagnetische grens en in de interplanetaire ruimte. Ook was er een ionisatiekamer met een Geiger-Müllerbuis aan boord om kosmische straling te meten. Verder bevatte de sonde een micrometeoriet-momentum-spectrometer die werd gebruikt om de hoeveelheid meteoritische stofdeeltjes en het momentum van deze deeltjes te meten.

Lancering Pioneer 5 met een Thor-Able IV-raket
lancering van de Thor Able IV-raket met Pioneer 5 in 1960. credit: NASA

Pioneer 5 – technische uitrusting

De ruimtesonde was oorspronkelijk bedoeld voor een scheervlucht langs Venus maar de missie werd veranderd naar een scheervlucht langs de Zon. De ruimtesonde stuurde gegevens terug die door de magnetometer waren verzameld over het magnetische veld en mat ook deeltjes van zonnevlammen en de kosmische straling in het interplanetaire gebied.

De micrometeorietenteller werkte niet omdat het datasysteem verzadigd raakte en niet goed werkte. Pioneer 5 had Telebit aan boord, het eerste digitale telemetriesysteem dat operationeel werd gebruikt op een Amerikaanse ruimtesonde. Het werd voor het eerst getest op Explorer 6. Het systeem gebruikte een zender van 5 watt of een zender van 150 watt met een zender van 5 watt als driver. De opgenomen digitale gegevens werden verzonden met 1,8 en 64 bit per seconde, afhankelijk van de afstand van de ruimtesonde tot de Aarde en de grootte van de ontvangstantenne. Gewichtsbeperkingen op zonnecellen verhinderden een continue werking van de telemetriezenders. Er werden ongeveer 4 uitzendingen van 25 minuten per dag gepland met af en toe een verhoging in tijden van bijzonder belang. Er werd in totaal 138,9 uur aan data verwerkt en er werden meer dan 3 megabits aan gegevens ontvangen. Er werden tot 30 april 1960 gegevens ontvangen, hierna zorgden telemetrische ruis en zwakke signaalsterkte er voor dat het ontvangen van gegevens onmogelijk werd.

Missie volbracht

Het doel van de Pioneer 5 was om deep space-technologieën te testen en om de eerste kaart van het interplanetaire magnetische veld te maken. Die missie is geslaagd. Bovendien vestigde de sonde het bestaan van eerder veronderstelde interplanetaire velden. De ruimtesonde bracht op 26 juni 1960, de laatste dag van uitzending, een communicatieverbinding tot stand met de Aarde vanaf een recordafstand van ruim 36 miljoen kilometer. Zo leverde Pioneer 5 de eerste ervaring op van communiceren met een ruimtesonde op afstanden van tientallen miljoenen kilometers.

Pioneer 5 werd opgevolgd door een reeks identieke, spin-gestabiliseerde sondes uitgerust met sensoren om de zonnewind, magnetische velden en kosmische straling te volgen. Ze overschreden allemaal ruimschoots hun ontworpen levensduur van zes maanden. Pioneer 9 faalde na 15 jaar dienst uiteindelijk in 1983. Het contact met Pioneer 6 werd op 8 december 2000 – 35 jaar na de lancering gedurende enkele uren hersteld en de gegevens van één wetenschappelijk instrument op elk van Pioneer 7 en 8 werden 30 jaar na hun lancering opnieuw ontvangen.

Eerste publicatie: 11 maart 2023
Bron: NASA, Wikipedia, SciHi