La Pioneer 3 fue una nave espacial estabilizada por rotación lanzada a las 05:45:12 GMT [1] el 6 de diciembre de 1958 por la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército de los Estados Unidos en conjunto con la NASA , utilizando un cohete Juno II . Esta nave espacial fue concebida como una sonda lunar, pero no logró pasar de la Luna y entrar en una órbita heliocéntrica como estaba previsto. Sin embargo, alcanzó una altitud de 102.360 km antes de caer de nuevo a la Tierra . Los objetivos revisados de la nave espacial eran medir la radiación en el cinturón de radiación exterior de Van Allen utilizando dos tubos Geiger-Müller y probar el mecanismo de disparo para un experimento fotográfico lunar.
La sonda Pioneer 3 tenía forma de cono, de 58 cm de alto y 25 cm de diámetro en su base. El cono estaba compuesto por una fina carcasa de fibra de vidrio recubierta de un baño de oro para que fuera conductora de electricidad y pintada con rayas blancas y negras para mantener la temperatura entre 10 y 50 °C. En la punta del cono había una pequeña sonda que se combinaba con el propio cono para actuar como una antena. En la base del cono, un anillo de baterías de mercurio proporcionaba energía. Un sensor fotoeléctrico sobresalía del centro del anillo. El sensor estaba diseñado con dos fotocélulas que se activarían con la luz de la Luna cuando la sonda estuviera a unos 30.000 km de la Luna. Según los planes originales, la sonda habría llevado una cámara capaz de tomar una sola fotografía de la Luna, pero después del descubrimiento de los cinturones de Van Allen por parte de Explorer 1, la cámara fue reemplazada por un contador Geiger para medir la radiación. En el centro del cono había un tubo de suministro de voltaje y dos tubos Geiger-Müller . Un transmisor con una masa de 0,5 kg emitía una señal modulada en fase de 0,1 W a una frecuencia de 960,05 MHz. La potencia de la portadora modulada era de 0,08 W y la potencia radiada efectiva total de 0,18 W. Un mecanismo de despin consistía en dos pesas de 7 gramos que podían enrollarse en el extremo de dos cables de 150 cm cuando se activaban mediante un temporizador hidráulico 10 horas después del lanzamiento. Las pesas reducirían la velocidad de giro de la nave espacial de 400 rpm a 6 rpm y luego se soltarían las pesas y los cables. Si bien las sondas Pioneer de Thor-Able estaban diseñadas para entrar en órbita alrededor de la Luna, las sondas Pioneer de Juno se estrellarían en su lugar, aunque, dado el rudimentario sistema de guía del vehículo de lanzamiento y la trayectoria de ascenso directo, las probabilidades de chocar con la Luna eran escasas. Sin embargo, un sobrevuelo lunar en lugar de un impacto seguiría considerándose una misión exitosa.
El plan de vuelo preveía que la sonda Pioneer 3 pasara cerca de la Luna después de 33,75 horas y luego entrara en órbita solar. La Juno II despegó del LC-5 a las 05:45:12 GMT del 6 de diciembre de 1958. El lanzamiento se desarrolló según lo previsto hasta el corte de la primera etapa, cuando el motor se apagó 3,7 segundos antes debido a un fallo en los sensores de agotamiento del propulsante, lo que dejó un déficit de velocidad de varios cientos de pies por segundo. El ángulo de inyección también era de unos 71° en lugar de los 68° previstos, y el mecanismo de despintado tampoco funcionó. La nave espacial alcanzó una altitud de 102.360 km (109.740 km desde el centro de la Tierra) antes de volver a caer a la Tierra. El 7 de diciembre, aproximadamente a las 19:51 GMT (14:51 EST), la sonda volvió a entrar en la atmósfera terrestre y se quemó sobre África en una ubicación estimada de 16,4° N, 18,6° E. La sonda envió telemetría durante unas 25 horas de su viaje de 38 horas y 6 minutos. Las otras 13 horas fueron períodos de inactividad debido a la ubicación de las dos estaciones de seguimiento. La información enviada mostró que la temperatura interna se mantuvo en unos 43 °C durante la mayor parte del período. [2]
Aunque la Pioneer 3 no cumplió con su objetivo principal de misión de sobrevolar la Luna, los datos obtenidos fueron de particular valor para James Van Allen . Los datos de la sonda Pioneer 3, además de los datos de los satélites Explorer 1 y Explorer 3 anteriores , llevaron al descubrimiento de un segundo cinturón de radiación distinto alrededor de la Tierra . La radiación atrapada comienza a una altitud de varios cientos de millas de la Tierra (donde el cinturón exterior fue observado por primera vez por Sputnik 2 y Sputnik 3 ) y se extiende por varios miles de millas en el espacio. Estos cinturones de radiación de Van Allen que rodean la Tierra llevan el nombre del Dr. James Van Allen , en honor a su descubrimiento. [3]
