Pioneer 4
Sonde spatiale (Lune)
| Organisation |
 NASA/ABMA |
|---|---|
| Constructeur |
Jet Propulsion Laboratory |
| Programme | Pioneer |
| Domaine | Étude de la Lune et de son environnement |
| Type demission | Sonde lunaire |
| Nombre d'exemplaires | 2 |
| Statut | Mission terminée |
| Base de lancement | Cape Canaveral,LC-5 |
| Lancement |
3 mars 1959 à 05 h 10 min 56 s TU |
| Lanceur | Juno II# 2 (AM-14) |
| Survolde | La Lune |
| Fin de mission | 7 mars 1959 |
| Durée | 82 heures |
| Durée de vie | 15 jours (mission primaire) |
| Identifiant COSPAR | 1959-013A |
| Masse au lancement | 6,08 kg |
|---|---|
| Propulsion | Chimique |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé par rotation |
| Orbite | Héliocentrique |
|---|---|
| Périapside | 0,98UA |
| Apoapside | 1,13 UA |
| Période de révolution | 398jours |
| Inclinaison | 29,9° |
| Trapped Radiation Experiment (TRE) | Expérience de rayonnement près de la Terre |
|---|---|
| Imaging Scanner | Photographier la Lune lors de son survol |
Pioneer 4est une sonde lunaire lancée en direction de laLune,duprogramme Pioneerd'exploration spatiale de laNASA.Elle doit survoler la Lune avant de se placer enorbite héliocentrique.Une erreur de lancement lui fait manquer la Lune, mais elle peut tout de même assurer un survol de la Lune. Elle a également atteint une vitesse suffisante pour quitter l'orbite terrestre(vitesse de libération).
Au cours de la mission Pioneer 4, la NASA essai un nouveau système de communication spatiale. Un composant du réseau est l'antenne de 26 mètres de diamètre située àGoldstone,enCalifornie,est la première de plusieurs antennes qui constitueront plus tard leDeep Space Networkde la NASA.
Contexte
[modifier|modifier le code]Pioneer 4 est la seconde de deux sondes lunaires,stabilisé par rotation,lancé par l'Agence des missiles balistiques de l'armée de terre(ABMA -Army Ballistic Missile Agency) en collaboration avec la NASA.
C'est la dernière des cinq sondes lunaires américaines lancées dans le cadre d'une série au cours de l'Année géophysique internationale,bien que l'année se soit officiellement terminée le.Sa conception est très similaire à celle dePioneer 3,mais une différence clé est l'ajout d'un moniteur pour mesurer la tension de l'émetteur radio principal, qui a échoué pour des raisons inconnues sur Pioneer 3.
Bien qu'elle n'atteint pas son objectif principal de photographier la Lune lors d'un survol rapproché, la sonde Pioneer 4 devient le premiervéhicule spatialaméricain à atteindre la vitesse d'échappement de la Terre. La sonde lunaire réussit à survoler laLuneet à se mettre enorbite héliocentriquecomme prévu[1].
Description de la sonde lunaire
[modifier|modifier le code]Pioneer 4 est unesonde lunaire,stabilisé par rotation,lancé sur une trajectoire de survol lunaire et placé sur uneorbite héliocentrique,ce qui en fait la première sonde américaine à s'évader de la gravité terrestre. Pioneer 4 transporte unecharge utilesimilaire à celle dePioneer 3:une expérience sur l'environnement des radiations lunaires utilisant un détecteur àtube Geiger-Müelleret une expérience de photographie lunaire[2].
Pioneer 4 est une sonde en forme de cône de 51cmde haut et de 23cmde diamètre à sa base. Le cône est composé d'une fine coque enfibre de verrerecouverte d'un vernis enorpour le rendre électriquement conducteur et peinte de bandes blanches pour maintenir la température entre 10 et50°C.À l'extrémité du cône se trouve une petite sonde qui se combine au cône lui-même pour servir d'antenne. À la base du cône, un anneau depiles au mercurefournit l'énergie. Uncapteur photoélectriquefait saillie au centre de la base de la sonde. Le capteur est conçu avec deuxcellules photoélectriquesqui se déclenche par la lumière de la Lune lorsque la sonde se trouve à 32 000kmde la Lune. Au centre du cône se trouvent un tube d'alimentation entensionet deuxtubes Geiger-Müeller[2].
Un émetteur d'une masse de 0,5kgdélivre un signal en phase modulée de 0,1Wà une fréquence de 960,05MHz.La puissance de l'onde porteuse modulée est de 0,08Wet la puissance totale est de 0,18W.Un mécanisme pour ralentir la rotation de la sonde lunaire se compose de deux poids de 7 grammes qui s'enroulent au bout de deux fils de 150cmde long lorsqu'ils sont déclenchés par une minuterie 11 heures après le lancement. Les poids sont conçus pour ralentir la rotation de 480 à 11 tr/min, puis les poids et les fils sont largués[1].
Description des instruments
[modifier|modifier le code]La sonde lunaire a deux instruments:
- Expérience de rayonnement (TRE -Trapped Radiation Experiment), deux détecteurs àtube Geigerde type Anton-302 et de type Anton-213 sont utilisés pour réaliser une étude du rayonnement autour de la Terre (protons de 30 MeVet électrons de2,2MeV). Les scientifiques reçoivent d'excellentes données de la sonde lunaire qui suggèrent que l'intensité de la ceinture supérieure desceintures de Van Allena changé depuisPioneer 3(probablement due à une éruption solaire récente) et qu'il peut y avoir une troisième ceinture à une altitude supérieure[3].
- Un capteur photoélectrique (Imaging Scanner) au centre de la base de la sonde. Le capteur est conçu avec deuxcellules photoélectriquesqui se déclenchent à la lumière de la Lune lorsque la sonde se trouve à 32 000kmde la Lune.
Déroulement de la mission
[modifier|modifier le code]Le lancement de la sonde lunaire survient leà 05 h 10 min 56 s TU par le lanceurJuno II # 2(AM-14) depuis l'aire de lancementLC-5 de labase de lancement de Cap Canaveral.Après un lancement réussi, la sonde Pioneer 4 atteint son objectif principal (une trajectoire Terre-Lune), retourne des données sur les radiations et fournit un exercice précieux de poursuite de la sonde.
La sonde lunaire passe au plus près (5,7° S et 7,2° E) de la Lune à 22 h 25 TU le,environ 41 heures après le lancement, soit à 60 000kmde la surface de la Lune à une vitesse de7 230km/h.La sonde ne se trouve pas assez proche de la Lune pour déclencher lecapteur photoélectrique.La sonde transmet des informations durant 82 heures sur une distance de 655 000kmde la Terre, la plus grande distance de suivi pour un objet de fabrication humaine en 1959, et atteint lepérihélieleà 01 h 00 TU. Le quatrième étage (173cmde long, 15cmde diamètre, de 4,65kg) entre enorbite héliocentriqueavec la sonde lunaire. Pioneer 4 est un véhicule spatial tournant autour duSoleil[2].
Résultats de la mission
[modifier|modifier le code]La sonde Pioneer 4 passe à 60 000kmde la surface de la Lune au lieu des 32 000kmprévus. Mais elle ne s'approche pas suffisamment de la Lune pour déclencher lecapteur photoélectrique.Aucun rayonnement lunaire n'est détecté.
La petite radio transmet des informations avant que le contact ne soit perdu leà une distance d'environ 655 000kmde la Terre - la plus grande distance de suivi pour un objet fabriqué par l'homme en 1959. La sonde entre en orbite héliocentrique (périhélie: 147,2 millions de km, aphélie 169,4 millions de km) et devient la première sonde spatiale américaine à le faire.
Les scientifiques reçoivent d'excellentes données du véhicule spatial qui suggèrent que l'intensité de la ceinture supérieure desceintures de Van Allena changé depuis Pioneer 3 (probablement attribuable à une récenteéruption solaire) et qu'il peut y avoir une troisième ceinture à une altitude plus élevée.
Notes et références
[modifier|modifier le code]- (en)«In Depth | Pioneer 4», surNASA Solar System Exploration,(consulté le)
- (en)«NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details», surnssdc.gsfc.nasa.gov,(consulté le)
- (en)«NASA - NSSDCA - Experiment - Details», surnssdc.gsfc.nasa.gov,(consulté le)
