La Pioneer 1 (también conocida como Able 2 ) [4] fue una sonda espacial estadounidense , la primera bajo los auspicios de la NASA , que fue lanzada por un cohete Thor-Able el 11 de octubre de 1958. Su objetivo era orbitar la Luna y realizar mediciones científicas, pero debido a un error de guía no logró alcanzar la órbita lunar y finalmente fue destruida al reingresar a la atmósfera terrestre. El vuelo, que duró 43 horas y alcanzó un apogeo de 113.800 km (70.700 millas), fue la segunda y más exitosa de las tres sondas espaciales Thor-Able. [5]
El Pioneer 1 fue fabricado por Space Technology Laboratories, una división de Ramo-Wooldridge Corp (posteriormente TRW Inc. ), [6] y consistía en una sección media cilíndrica delgada con un cono truncado a cada lado. El cilindro tenía 74 cm (29 pulgadas) de diámetro y la altura desde la parte superior de un cono hasta la parte superior del cono opuesto era de 76 cm (30 pulgadas). A lo largo del eje de la nave espacial y sobresaliendo del extremo del cono inferior había un cohete de inyección de combustible sólido de 11 kg (24 libras) y una caja de cohetes, que formaban el miembro estructural principal de la nave espacial. Ocho pequeños cohetes de ajuste de velocidad de combustible sólido de bajo empuje estaban montados en el extremo del cono superior en un conjunto de anillo que podía desecharse después de su uso. Una antena dipolar magnética también sobresalía de la parte superior del cono superior. La carcasa estaba compuesta de plástico laminado. La masa total de la nave espacial después de la separación vernier fue de 34,2 kg (75 lb), después del disparo del cohete de inyección habría sido de 23,2 kg (51 lb).
El vehículo Thor-Able de tres etapas consistía en un misil balístico intercontinental Thor de la Fuerza Aérea modificado (combustible líquido, empuje de aproximadamente 69 400 kg (153 000 lb)) como primera etapa. Un motor de cohete de combustible líquido impulsaba la segunda etapa (segunda etapa Vanguard modificada, empuje de aproximadamente 3402 kg (7500 lb)). La tercera etapa era una unidad de combustible sólido basada en el diseño de Vanguard, con un impulso total de 116 500 lb (52 844 kg)-seg . [7]
El paquete de instrumentos científicos tenía una masa de 17,8 kg (39 lb) y consistía en un sistema de televisión por infrarrojos con barrido de imágenes para estudiar la superficie de la Luna con una resolución de 0,5°, una cámara de ionización para medir la radiación en el espacio, un conjunto de diafragma/micrófono para detectar micrometeoritos , un magnetómetro de bobina de espín para medir campos magnéticos de hasta 5 microgauss y resistencias de temperatura variable para registrar las condiciones internas de la nave espacial. La nave espacial estaba alimentada por baterías de níquel-cadmio para el encendido de los cohetes, baterías de celdas de plata para el sistema de televisión y baterías de mercurio para los circuitos restantes. La transmisión de radio se realizaba en 108,06 MHz a través de una antena dipolo eléctrica para telemetría e información Doppler a 300 mW y una antena dipolo magnética para el sistema de televisión a 50 W. Los comandos terrestres se recibían a través de la antena dipolo eléctrica a 115 MHz. La nave espacial fue estabilizada en giro a 1,8 rps, la dirección de giro era aproximadamente perpendicular a los planos meridianos geomagnéticos de la trayectoria.
Dos días después del fracaso del Pioneer 0 el 17 de agosto de 1958, el Thor 129, el vehículo de respaldo, fue erigido en el LC-17B en preparación para un intento en septiembre. La investigación posterior al vuelo del Pioneer 0 apuntó a un fallo de la turbobomba , que también había causado la pérdida del Thor-Able 116 en abril. [ cita requerida ] A esto le siguió el fracaso de un lanzamiento de Atlas el 18 de septiembre, por lo que la Fuerza Aérea decidió reemplazar las turbobombas en su inventario de misiles Thor y Atlas. [ cita requerida ] El Thor 129 fue sacado de la plataforma para realizar modificaciones y reemplazado por el Thor 130.
El 11 de octubre de 1958, la Pioneer 1 despegó sin problemas, pero el sistema de guía dirigió al Thor un poco más alto y rápido de lo previsto, lo que provocó que la segunda etapa se elevara 3° más de lo previsto. Como resultado, se apagó 10 segundos antes de lo planeado y también golpeó la tercera etapa durante la separación. La tercera etapa quedó inclinada unos 15° hacia arriba y sufrió un déficit de velocidad de unos 500 pies por segundo. Los motores vernier de la tercera etapa se encendieron para compensar el déficit de empuje, pero agregaron solo 150 pies por segundo de velocidad, insuficiente para escapar de la órbita terrestre. Como último recurso, los controladores de tierra decidieron que si no podían llevar a la Pioneer 1 a la Luna, la colocarían en una órbita terrestre alta encendiendo el motor de cohete sólido adjunto. Sin embargo, la trayectoria de lanzamiento inexacta había colocado a la sonda en una trayectoria orbital que resultó en un calentamiento y enfriamiento térmico más allá de lo que el primitivo sistema de control de temperatura podía manejar. Las partes internas de la sonda cayeron a temperaturas cercanas al punto de congelación, lo que hizo que el encendedor sólido del motor no funcionara. La Pioneer 1 alcanzó una distancia total de 113.800 km (70.712 mi) antes de comenzar su descenso de regreso a la Tierra. [8]
La nave espacial fue lanzada desde el LC-17A en Cabo Cañaveral a las 08:42:00 GMT, pero no llegó a la Luna como estaba previsto debido a un error de programación en la etapa superior que provocó un ligero error en la velocidad y el ángulo de combustión (3,5°). Esto dio como resultado una trayectoria balística con una altitud máxima de 113.800 km (70.712 mi) alrededor de las 13:00 hora local. La transmisión en tiempo real se obtuvo durante aproximadamente el 75% del vuelo, pero el porcentaje de datos registrados para cada experimento fue variable. A excepción de la primera hora de vuelo, la relación señal-ruido fue buena. La nave espacial finalizó la transmisión cuando reingresó a la atmósfera terrestre después de 43 horas de vuelo el 13 de octubre de 1958 a las 03:46 GMT sobre el Océano Pacífico Sur . Se obtuvo una pequeña cantidad de información científica útil, que mostraba que la radiación que rodeaba la Tierra se presentaba en forma de bandas y se midió la extensión de las bandas, se cartografió el flujo ionizante total, se hicieron las primeras observaciones de las oscilaciones hidromagnéticas del campo magnético y se tomaron las primeras mediciones de la densidad de micrometeoritos y del campo magnético interplanetario . [ cita requerida ]
