Pioneer (Raumsonden-Programm)

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Die Sonden der Pioneer-Missionen
Künstlerische Ansicht: NASA-Raumsonde Pioneer 10 fliegt am Jupiter vorbei.
Pioneer 0, 1 und 2
Pioneer 4 (Reservesonde)
Pioneer 5
Pioneer 6, 7, 8, 9, E

Unter dem Namen Pioneer (deutsch Pionier) werden insgesamt 19 verschiedene Raumsonden der NASA zusammengefasst, die zwischen 1958 und 1978 zur Erforschung des Mondes, der Sonne, des Jupiters, des Saturns und der Venus gestartet wurden.

Mission[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Pioneer-Missionen standen allesamt unter dem Motto der Grundlagenforschung. Wissenschaft stand zunächst an zweiter Stelle, wichtiger war die Erprobung der Technik, da sich 1958 die Raumfahrt noch in den Kinderschuhen befand.

Pioneer 0 bis 4 sowie X, Y und Z hatten den Mond als Ziel, Pioneer 5 war ein interplanetarer Testflug, Pioneer 6–9 und E dienten zur Erforschung der Sonne, Pioneer 10 und Pioneer 11 zum Vorstoß ins äußere Sonnensystem (zu den Riesenplaneten Jupiter und Saturn), Pioneer-Venus 1 und 2 flogen zur Venus.

Verlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Den Anfang machte die US-Luftwaffe: Drei 38 kg schwere Sonden hatte sie konstruiert. Ziel war zunächst das Schwerefeld der Erde zu überwinden und eine Raumsonde in eine Umlaufbahn des Mondes zu schießen. Dies war noch ohne „Umweg“ über einen Erdorbit geplant, wie wir es von späteren Missionen kennen. Alle Sonden waren bereits mit optischen Systemen ausgerüstet.

  • Pioneer 0 explodierte mitsamt der Thor-Able-Rakete nach 77 Sekunden am 17. August 1958.
  • Pioneer 1 startete am 11. Oktober 1958, erreichte aufgrund eines vorzeitigen Abschaltens der zweiten Stufe der Thor-Able nur eine Gipfelhöhe von 113.854 km (ca. ein Drittel der Entfernung Erde-Mond) und verglühte nach 43 Stunden Flug in der Erdatmosphäre.
  • Pioneer 2 erreichte aufgrund des Versagens der dritten Stufe der Thor-Able-Trägerrakete am 8. November 1958 nur eine Entfernung von 1500 km und verglühte dann in der Erdatmosphäre.

Die nächsten Sonden wurden von der US-Army gestartet. Zu den beteiligten Wissenschaftlern zählte auch Wernher von Braun. Die beiden Sonden, die unter seiner Aufsicht konstruiert worden waren, hatten ein Gewicht von nur sechs Kilogramm und trugen als wissenschaftliches Experiment einen Strahlendetektor.

  • Pioneer 3 erreichte aufgrund eines vorzeitigen Abschaltens der ersten Stufe der Juno-II-Trägerrakete am 6. Dezember 1958 nur eine Gipfelhöhe von 102.230 km und verglühte, ähnlich wie Pioneer 1, nach 38 Stunden Flug in der Erdatmosphäre.
  • Pioneer 4 auf einer Juno-II-Rakete erzielte für die USA am 4. März 1959 einen Durchbruch: Der Mond wurde in 60.000 km Abstand passiert. Die Sonde verließ danach den Wirkungsbereich der Erdschwerkraft und drang als erstes US-amerikanisches Raumfahrzeug in den interplanetaren Raum vor. Seither umkreist sie die Sonne. Dennoch waren die USA zu spät: Lunik 1 hatte die gleiche Mission bereits am 4. Januar 1959 durchgeführt, also zwei Monate vorher.

Um mit der Sowjetunion gleichzuziehen, bereitete die neue Weltraumbehörde NASA 1959 den Start von vier Mondorbitern vor, allesamt ungefähr 170 kg schwer. Alle vier Missionen waren Fehlschläge und wurden vor der Öffentlichkeit geheim gehalten. Daher auch die widersprüchlichen Bezeichnungen.

  • Pioneer P-1, wird auch oft gar nicht aufgeführt, da die Atlas-Able-Rakete bei Triebwerkstests am 24. September 1959 vor dem Start explodierte, ohne dass sich die Nutzlast an Bord befand.
  • Pioneer P-3, wurde am 26. November 1959 45 Sekunden nach dem Start durch das Versagen der Nutzlastverkleidung der Atlas-Able-Rakete zerstört. Die mit einer Fernsehkamera bestückte Raumsonde sollte in eine Mondumlaufbahn einschwenken.
  • Pioneer P-30, explodierte mit der Atlas-Able-Trägerrakete am 25. September 1960.
  • Pioneer P-31, explodierte mitsamt der Atlas-Able-Rakete am 15. Dezember 1960.

Im Jahr 1960 testete die NASA auch einen Prototyp für eine interplanetare Raumsonde. Obwohl hierfür nur ein einziges – 43 kg schweres – Exemplar zur Verfügung stand, klappte alles:

  • Pioneer 5 startete am 11. März 1960 mit einer Thor-Able-Rakete zu einer heliozentrischen Umlaufbahn zwischen Venus und Erde. Der regelmäßige Kontakt zur Sonde konnte nur bis zum 30. April 1960 aufrechterhalten werden, danach empfing man bis zum 24. Juni 1960 nur noch sporadisch Signale; dennoch wurde die Mission als Erfolg gewertet.

Danach trat im Rahmen der Ranger-Mondsonden und des Mariner-Programms (Venus und Mars) eine Pause bei den „Pioneers“ ein. Erst im Jahre 1965 wurde das Programm neu aufgenommen. Dabei wurde der interplanetare Raum zum Ziel, in welchem ein Sonden-Netzwerk zur Sonnenerkundung aufgebaut werden sollte.

  • Pioneer 6 startete am 16. Dezember 1965 mit einer Delta-Rakete.
  • Pioneer 7 startete am 17. August 1966 mit einer Delta-Rakete.
  • Pioneer 8 startete am 13. Dezember 1967 mit einer Delta-Rakete.
  • Pioneer 9 startete am 8. November 1968 mit einer Delta-Rakete
  • Pioneer E startete am 27. August 1969, doch explodierte die Delta-Rakete kurz nach dem Start, und die Sonde wurde zerstört.

Die anderen Sonden arbeiteten aber zufriedenstellend. Die Experimente umfassten Messungen von Staubpartikeln, verschiedenen Strahlen und Magnetfeldern. Die Sonde Pioneer 7 wurde 1986 auch zur Beobachtung des Halleyschen Kometen aus 12 Millionen km Entfernung eingesetzt.

Als erste verlor die NASA am 18. Mai 1983 den Kontakt zu Pioneer 9. Die anderen drei Sonden arbeiteten bis Mitte der 1990er Jahre. Der Kontakt zu Pioneer 7 brach am 31. März 1995 ab, zu Pioneer 8 am 22. August 1996. Auch zu Pioneer 6 war nach 1995 die Kommunikation teilweise unterbrochen. Ein letzter Kontakt zu Pioneer 6 wurde am 8. Dezember 2000 etabliert - 35 Jahre nach dem Start. Dies stellte einen absoluten Rekord in puncto Lebensdauer dar, bis am 13. August 2012 Voyager 2 diese Leistung überbot.[1]

In den 1970er-Jahren wurden die vier letzten Pioneer-Sonden gestartet. Pioneer 10 und 11 hatten als Ziel die Erforschung der Planeten Jupiter und Saturn, sowie des Asteroidengürtels; Pioneer-Venus des Planeten Venus. Diese Missionen verliefen erfolgreich.

Liste der Pioneer-Missionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Name der Sonde Alternativer Name Bild Startdatum UTC Trägerrakete Startmasse in kg[2] Ziel der Mission Ergebnis Wertung
1958
Pioneer 0
Pioneer able.png
17. August 1958 Thor DM-18 Able 38,1 Mondorbiter Die Trägerrakete explodierte 77 Sekunden nach dem Start wegen fehlerhafter Treibstoffversorgung. Fehlschlag
Pioneer 1
Pioneer012 lab.jpg
11. Oktober 1958 Thor DM-18 Able 34,2 Mondorbiter Da die Triebwerke der Trägerrakete zu früh abschalteten, erreichte die Sonde lediglich eine Gipfelhöhe von 113.000 Kilometern und verglühte später in der Erdatmosphäre. Fehlschlag
Pioneer 2 8. November 1958 Thor DM-18 Able 39,2 Mondorbiter Da die dritte Stufe der Trägerrakete nicht zündete, erreichte die Sonde lediglich eine Gipfelhöhe von 1.550 Kilometern und verglühte später in der Erdatmosphäre. Fehlschlag
Pioneer 3
Pioneer-3-4.gif
6. Dezember 1958 Juno II 5,87 Vorbeiflug am Mond Da die Triebwerke der Trägerrakete zu früh abschalteten, erreichte die Sonde lediglich eine Gipfelhöhe von 102.360 Kilometern. Bevor sie in der Erdatmosphäre verglühte, vermaß man als Alternative beim Rückfallen den Van-Allen-Gürtel. Fehlschlag
1959
Pioneer 4
Pioneer 4 Parade of Progress.jpg
3. März 1959 Juno II 6,1 Vorbeiflug am Mond Erste US-amerikanische Raumsonde, die das Schwerefeld der Erde überwinden konnte. Sie passierte den Mond in einer Entfernung von 60.000 Kilometern, geplant war allerdings ein Abstand von weniger als 30.000 Kilometern was auch Dank einem Lichtsensor die Kamera ausgelöst hätte. Teilerfolg
Pioneer P-1
Pioneer P-1 P-3 P-30 P-31.jpg
24. September 1959 (Explosion der Trägerrakete) Atlas-C Able 168,7 Ursprünglich Vorbeiflug an der Venus schließlich Mondorbiter[3] Diese Mission wird oft gar nicht aufgeführt, da die fragliche Trägerrakete bei einem Test explodierte, noch bevor die Sonde aufgesetzt war. Um sie dennoch zu starten, wurde die Mission „Pioneer P-3“ geschaffen.[4] Fehlschlag
Pioneer P-3 Pioneer X
Able IV World's First Space Engine.jpg
26. November 1959 Atlas-D Able 168,7 Mondorbiter Die Sonde wurde 44 Sekunden nach dem Start zerstört, als ihre Nutzlastverkleidung aus Plexiglas barst. Fehlschlag
1960
Pioneer 5 Pioneer P-2
Pioneer-5.jpg
11. März 1960 Thor DM-18 Able IV 43 Solarorbiter Ursprünglich sollte mit dieser Sonde der erste Vorbeiflug an der Venus gewagt werden[5], doch während man mit technische Schwierigkeiten kämpfte, schloss sich das Startfenster. Als Alternative wurde eine Sonnenumlaufbahn zwischen Erde und Venus anvisiert, um den Interplanetaren Raum zu erforschen. Erfolg
Pioneer P-30 Pioneer Y
Atlas-Able.jpg
25. September 1960 Atlas-D Able 175,5 Mondorbiter Wegen des Versagens der Zusatzstufe der Trägerrakete stürzte die Sonde in den Indischen Ozean. Fehlschlag
Pioneer P-31 Pioneer Z
Pioneer-P31.jpg
15. Dezember 1960 Atlas-D Able 175,0 Mondorbiter Die Trägerrakete explodiere 73 Sekunden nach dem Start. Fehlschlag
1965–1969
Pioneer 6 Pioneer A
Delta-E launching Pioneer-6.jpg
16. Dezember 1965 Delta E 146 Solarorbiter zur Untersuchung des Weltraumwetters Umlaufbahn zwischen Venus und Erde erreicht. Erfolg
Pioneer 7 Pioneer B 17. August 1966 Delta E 138 Solarorbiter zur Untersuchung des Weltraumwetters Umlaufbahn zwischen Mars und Erde erreicht. Erfolg
Pioneer 8 Pioneer C
Pioneer-6-9.jpg
13. Dezember 1967 Delta E 146 Solarorbiter zur Untersuchung des Weltraumwetters Umlaufbahn zwischen Mars und Erde erreicht. Erfolg
Pioneer 9 Pioneer D 8. November 1968 Delta E 147 Solarorbiter zur Untersuchung des Weltraumwetters Umlaufbahn erreicht. Erfolg
Pioneer E Pioneer 10[6]
Pioneer E Launch GPN-2003-00038.jpg
27. August 1969 Delta L 148 Solarorbiter zur Untersuchung des Weltraumwetters Die Sonde stürzte in den Atlantik, da die Hydraulik der Trägerrakete versagte. Sie war baugleich mit den vier vorhergegangenen Sonden und hätte bei Gelingen der Mission den Namen „Pioneer 10“ erhalten. Fehlschlag
1972–1973
Pioneer 10 Pioneer F
Pioneer 10 on its kickmotor.jpg
3. März 1972 Atlas SLV-3C Centaur-D 258 „Durchdringung“ des Asteroidengürtels und Erforschung des Jupiters Die Sonde passierte im Februar 1973 den Asteroidengürtel unbeschadet und erreichte im Dezember desselben Jahres den Jupiter. Letzter Kontakt 23. Januar 2003. Über 30 Jahre lang konnten Daten empfangen werden. Erfolg
Pioneer 11 Pioneer G
Pioneer 11 - p42.jpg
6. April 1973 Atlas SLV-3C Centaur-D1A 259 Untersuchung der Planeten Jupiter und Saturn Die Passage beim Jupiter erfolgte im Dezember 1974, jene des Saturns im September 1979 Erfolg
1978
Pioneer-Venus 1 Pioneer Venus Orbiter
Pioneer Venus 1 at KSC.jpg
20. Mai 1978 Atlas Centaur 517 Venusorbiter zur Kartierung des Planeten Übermittelte vom 4. Dezember 1978 bis Oktober 1992 Daten aus dem Venusorbit Erfolg
Pioneer-Venus 2 Pioneer Venus Probe Bus
Pioneer Venus 2.jpg
8. August 1978 Atlas Centaur 904 (380 + 300 + 75 + 75 + 75) Absetzen einer großen¹ sowie drei kleinen² Tochtersonden, um die Venusatmosphäre zu untersuchen. Obwohl die Tochtersonden über keinerlei Landemechanismus verfügten, überlebte eines der kleinen Geräte wider Erwarten den Aufprall auf der Venus um 67 Minuten. Erfolg

Anmerkungen

¹ Pioneer-Venus large Probe
² Pioneer-Venus small Probe (Day), Pioneer-Venus small Probe (Night) und Pioneer-Venus small Probe (North)

Populärkulturelle Rezeption[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Pioneer (Raumsonden-Programm) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Pressemitteilung der Nasa vom 20. August 2012
  2. NASA Space Science Data Coordinated Archive vom 8. Dezember 2016
  3. Gunter‘s Space Page: Pioneer P-1, P-3, P-30, P-31 von Gunter Dirk Krebs
  4. The Pioneer lunar orbiters: a forgotten failure von Andrew J. LePage vom 13. Dezember 2010
  5. Drew ex machina Vintage Micro: The First Interplanetary Probe von Andrew LePage, 2014
  6. The Depths of Space: The Story of the Pioneer Planetary Probes von Mark Wolverton, National Academies Press, 2004, S. 34