先驅者5號

先驅者5號（英語：Pioneer 5）也稱為先驅者P-2（Pioneer P-2），托爾-艾布爾4號（Thor Able 4）或1960 Alpha 1，是美國的無人行星探測任務“先驅者計畫”的第8顆無人探測器，於1960年3月11日（UTC時間13:00:00）由美國國家航空航天局發射。

基本介紹

• 中文名：先驅者5號
• 外文名：Pioneer 5
• 運載火箭：德爾塔系列運載火箭
• 發射地點：佛羅里達州甘迺迪航天中心

簡介

此探測的主要任務是測量地球與金星之間宇宙空間內的磁場分布情況雖然設計壽命只有一個月，但實際上工作了106天。這是先驅者計畫中繼先驅者4號之後第二個成功完成任務的探測器。

先驅者5號

基本資料

運載火箭	德爾塔系列運載火箭
發射時間	1960年3月11日世界時13:00:00
發射地點	佛羅里達州甘迺迪航天中心
太陽軌道遠地點	0.9931天文單位
太陽軌道近地點	0.7061天文單位
太陽軌道周期	311.6天
太陽軌道傾角	3.35°
太陽軌道偏心率	0.1689
太陽軌道半長軸	暫無資料
探測器質量	43千克
NSSDC ID	1960-001A

探測器結構

旅行者5號是模組2的太空船，與 旅行者53號和 旅行者54號相似。太空船基本的高度是3.1米，並且包含以巴爾沙木包覆，直徑65厘米的撞擊-限制月球膠囊，推力為5080磅（22.6千牛頓）的單發動機中繼推進器，和直徑1.5米、鍍金與鉻的六角形基板。一個大型的高增益碟形天線連線在基部，兩個像翼狀的太陽電池板（翼展5.2米）如同早期部署的一樣也連線在基部。電力由包含8,680個太陽電池的太陽能板供應，並為重量11.5千克、蓄電量1Kwh的發射和備份的銀鋅電池充電。太空船由固態電腦和一序列由地球-控制的指令系統控制，姿態控制由6個 太陽和 地球感測器、 陀螺儀和拋射和轉動的噴嘴來控制。太空船上的 遙測系統包含兩個960 MHz，一個輸出功率是3瓦，另一個是50毫瓦的傳輸器，和高增益天線和全方位天線。白色油漆和鍍金與鉻的板子，和裝置在表面鍍銀塑膠板內的可再發動火箭提供溫度的控制。
實驗的裝置包括：
（1）光導攝像管電視攝影機，使用一種掃描機制，每10秒鐘就能完成一幅完整的圖像
（2）裝在1.8米長懸臂上的γ射線光譜儀
（3）雷達測高儀
（4）以粗糙的登入方式在月球表面上使用的測震儀
測震儀與放大器一起包裝在月球膠囊內，一個50毫瓦的傳送器，電壓控制、旋轉天線和6顆銀-鎘電池，可以讓月球膠囊的傳送器持續運作30天，所有的設計都能承受130至160千米（80至100英里）的時速。儀器包整個包覆在巴爾沙木球內漂浮在氟里昂中。雷達測高儀使用反射波來測量，但也被設計成和膠囊分離時和火箭再點燃時被啟動，

不考慮太陽能電池板的先驅者5號就是個直徑0.66米的球體，其主體是從探險者6號地球人造衛星發展而來。算上太陽能電池則為1.4米，其四隻太陽能電池可以提供16瓦電力。為了將數據傳回地球，先驅者5號配備了兩台信號轉發器，其功率分別為5瓦及150瓦。根據距離地球的遠近，全向天線可以按1、8、64比特/每秒三種速率傳輸數據。在科學設備方面，先驅者5號配備了比例輻射計數器、電離室、蓋革計數器、磁力計和微隕石計數器，這些科學儀器在其主體結構的43千克中占據了18千克。

任務經過

原本先驅者5號的任務可能是在1959年前後探測金星或火星，由於錯過了發射視窗，才改為後來的磁場探測。1960年3月11日，先驅者5號從卡納維拉爾角發射升空，數分鐘後就達到了第二宇宙速度，經過軌道調整之後進入了一條周期312天，環繞太陽的軌道，這條軌道和黃道面之間的夾角為3.35度。在剛開始的時候，先驅者5號每天開啟無線電轉發器工作4次，每次25分鐘。在探測器距離地球160萬公里的時候，其微隕石計數器平均每周可記錄到80餘次碰撞。通過其磁場探測器，研究人發現地球磁場的範圍大約為地球半徑的14倍，這一數值超過了以前所估計的6倍。在3月底的時候，先驅者5號巧遇了一場太陽耀斑爆發，爆發過程探測器記錄到了能量為75M電子伏特的質子以及能量為13M電子伏特的電子，同時銀河宇宙射線則大為減少。而太陽平靜時，星際空間中的磁場強度不高。

由於距離地球越來越遠，負責接收數據的英國卓瑞爾河岸天文台（Jodrell Bank Observatory）難以捕捉數據，先驅者5號在4月30日改用了功率為150瓦的信號轉發器。然而負責供電的蓄電池卻發生了氣體泄漏，至6月26日地面就再也接收不到先驅者5號發回的數據了，此時它距離地球3千6百萬公里。本來在1963年左右先驅者5號又可運行到接近地球的位置，然而由於探測器缺乏電力，終究沒有同地面建立聯繫。在其工作期間，先驅者5號在總計138小時的時間內傳輸了3百萬比特的數據。