パイオニア金星マルチプローブ

パイオニア金星マルチプローブ
	金星に接近するパイオニア13号の5つの構成要素の想像図
名前	パイオニアヴィーナス2; パイオニア13
ミッションタイプ	金星大気探査機
オペレーター	NASA /エイムズ
コスパーID	1978-078A
SATCAT番号	11001
Webサイト	科学.nasa.gov
ミッション期間	4ヶ月と1日
宇宙船の特性
バス	HS-507
メーカー	ヒューズ
打ち上げ質量	904キログラム（1,993ポンド）
乾燥質量	290 キログラム (640 ポンド) (バス) ; 315 キログラム (694 ポンド) (大型プローブ) ; 3 x 90 キログラム (200 ポンド) (小型プローブ)
力	241ワット
ミッション開始
発売日	1978年8月8日 07:33 UTC
ロケット	アトラス SLV-3D ケンタウルス-D1AR (AC-51)
発射場	ケープカナベラル LC-36A
ミッション終了
最後の連絡	1978 年 12 月 9 日、20:22:55 UTC ; (メインバス); 1978 年 12 月 9 日、20:55:34 UTC (デイプローブ);
軌道パラメータ
参照システム	太陽中心説
半長軸	0.9天文単位（130,000,000 km; 84,000,000マイル）
偏心	0.19
近日点高度	0.69天文単位（103,000,000 km; 64,000,000 mi）
遠日点高度	1.01天文単位（151,000,000 km; 94,000,000 mi）
傾斜	2.3度
期間	284.0日
金星大気探査機
宇宙船のコンポーネント	大型探査機
大気圏突入	1978年12月9日 18:45:32 UTC
影響日	19:39:53 UTC
衝突地点	北緯4°24′ 東経304°00′ / 北緯4.4° 東経304.0° / 4.4; 304.0
金星大気探査機
宇宙船のコンポーネント	ノースプローブ
大気圏突入	1978年12月9日 18:49:40 UTC
影響日	19:42:40 UTC
衝突地点	北緯59度18分東経4度48分 / 北緯59.3度東経4.8度 / 59.3; 4.8
金星大気探査機
宇宙船のコンポーネント	デイプローブ
大気圏突入	1978年12月9日 18:52:18 UTC
影響日	19:47:59 UTC
衝突地点	南緯31°18′ 東経317°00′ / 南緯31.3° 東経317.0° / -31.3; 317.0
金星大気探査機
宇宙船のコンポーネント	ナイトプローブ
大気圏突入	1978年12月9日 18:56:13 UTC
影響日	19:52:05 UTC
衝突地点	南緯28°42′ 東経56°42′ / 南緯28.7° 東経56.7° / -28.7; 56.7
金星大気探査機
宇宙船のコンポーネント	メインバス
大気圏突入	1978年12月9日 20:21:52 UTC
	パイオニアプログラムパイオニアビーナス

パイオニア金星マルチプローブは、パイオニア金星2号またはパイオニア13号としても知られ、NASAのパイオニア計画の一環として金星を探査するために1978年に打ち上げられた宇宙船である。このミッションの一部には、地球から打ち上げられた宇宙船バスに大型探査機1機と小型探査機3機が搭載され、分離後、別の場所で金星の大気圏に突入し、金星の厚い大気圏に降下しながらデータを返送した。突入は1978年12月9日に行われた。

文脈上

1978 年には、この突入探査ミッションと合わせて、パイオニア金星プロジェクト全体の一環として、周回衛星も打ち上げられました。探査機は 1978 年に大気圏に突入しましたが、パイオニア金星探査機は1980 年代から 1990 年代初頭にかけて軌道上に留まりました。次の主要ミッションはマゼラン宇宙船で、レーダーで不透明な雲を透視して金星の地図を作成することができる周回衛星でした。

宇宙船

パイオニア金星マルチプローブバスは、ヒューズ航空機会社によって、HS-507バスをベースに構築されました。円筒形で、直径2.5メートル（8フィート2インチ）、質量290キログラム（640ポンド）でした。大気圏下層で減速するまで直接測定を開始しなかったプローブとは異なり、バスは金星の上層大気に関するデータを返しました。

このバスは、浅い突入角で金星の大気圏に突入し、大気摩擦熱によって破壊されるまでデータを送信することを目的としていました。その目的は、地表までの大気の構造と構成、雲の性質と構成、下層大気の放射場とエネルギー交換、大気循環パターンに関する地域情報を調査することでした。熱シールドやパラシュートなしで、バスは 2 つの機器を使用して上層大気の測定を行いました。

BIMS –金星の大気の起源と長期的発展、上層大気の力学、エネルギーバランス、太陽放射と惑星間空間がそれらの層に与える影響を調べるためのイオン質量分析計。この機器の範囲は 1 ～ 46 uで、消費電力は 6 W、重量は 5 kg (11 ポンド) でした。
BNMS – 中性質量分析計。太陽風と金星の相互作用、金星上層の光化学、金星大気の熱分布を測定しました。測定範囲は 1 ～ 60 u、重量は 1 kg (2.2 lb)、消費電力は約 1 W でした。

宇宙船は高度約110キロメートル（68マイル）まで降下した後、分解した。

プローブ

宇宙船は、ヒューズ・エアクラフト社の上級科学者兼プログラム・マネージャーのアーウィン・ベイカーが設計した、金星の大気圏に降下しながらデータを収集するための大型の大気探査機 1 機と小型の大気探査機 3 機を搭載していた。探査機は写真撮影機器を搭載しておらず、着陸に耐えられるようには設計されていなかった。小型の探査機にはパラシュートが装備されておらず、大型の探査機のパラシュートは地面に近づくと外れると考えられていた。4 機の探査機はすべて衝突までデータを送信し続けていたが、1 機は生き残り、地表からデータを送信し続けた。

大型プローブ

この大型探査機は、密閉された球形の圧力容器内に 7 つの実験装置を搭載していました。科学実験は以下のとおりです。

LNMS –大気の組成を測定する中性質量分析計
LGC –大気の組成を測定するガスクロマトグラフ
LSFR – 大気中の太陽放射束の浸透を測定する太陽放射束放射計
LIR – 赤外線放射の分布を測定する赤外線放射計
LCPS – 粒子のサイズと形状を測定する雲粒子サイズ分光計
LN –雲粒子を探すための比濁計
温度、圧力、加速度センサー

この圧力容器は、ノーズコーンと後部の保護カバーで覆われていました。金星の夜側の赤道付近で、最初の大気圏突入から秒速約 11.5 キロメートル (7.1 マイル/秒) で減速した後、高度 67 キロメートル (42 マイル) でパラシュートが展開されました。大型探査機の直径は約 150 センチメートル (59 インチ) で、圧力容器自体の直径は 73.2 センチメートル (28.8 インチ) でした。

小型プローブ

直径約 0.8 メートル (2 フィート 7 インチ) の同一の小型探査機 3 機が展開されました。これらの探査機はエアロシェルで囲まれた球形の圧力容器で構成されていましたが、大型探査機とは異なりパラシュートはなく、エアロシェルは探査機から分離しませんでした。

科学実験は以下の通りである: ^[2]

大気の組成を測定するための中性質量分析計
大気の組成を測定するガスクロマトグラフ
SNFR –大気中の太陽放射束の浸透を測定する太陽放射束放射計
赤外線の分布を測定する赤外線放射計
MTUR – 粒子のサイズと形状を測定する雲粒子サイズ分光計
SN –雲粒子を探すための比濁計
SAS – 温度、圧力、加速度センサー

4機の探査機から送られてくる無線信号は、大気中の風、乱気流、伝播の特性を調べるためにも使われた。小型探査機はそれぞれ地球の異なる場所をターゲットとしており、それに応じて名前が付けられた。^[3]

北探査機は昼側北緯約60度で大気圏に突入した。
ナイトプローブは夜側から進入しました。
デイ探査機は昼側のかなり深いところまで進入し、4機の探査機のうち衝突後1時間以上にわたって無線信号を送り続けた唯一の探査機だった。

打ち上げ

パイオニア金星マルチプローブは、ケープカナベラル空軍基地の発射施設36AからアトラスSLV-3Dセントール-D1ARロケットによって打ち上げられました。打ち上げは1978年8月8日午前7時33分に行われ、マルチプローブは金星沿岸に向けて太陽中心軌道に展開されました。

金星到着

マルチプローブが金星に到達する前に、メインバスから 4 つのプローブが展開されました。大型プローブは 1978 年 11 月 16 日に、小型プローブ 3 台は 11 月 20 日に放出されました。

4 機の探査機とバスは 1978 年 12 月 9 日に金星に到着しました。大型の探査機が最初に大気圏に突入したのは 18:45:32 UTC で、その後 11 分以内に他の 3 機の探査機が続きました。バスは 20:21:52 UTC に大気圏に突入し、20:22:55 に高度 110 キロメートル (68 マイル) から最後の信号を送信しました。

4つの探査機は金星の表面に衝突するまでデータを送信し続けた。デイ・プローブは衝突を生き延び、表面に到達してから67分37秒間、表面からデータを送信した。^[4]

科学的結果

高度50キロメートル（31マイル）以下では、4つの探査機で測定された温度は数度以内の差で一致している。地表では448～459℃（838～858℉）である。地上の圧力は86.2～94.5バール（8,620～9,450kPa）である。ネフェロメーターは、異なる特性を持つ3つの雲層を特定した。最も注目すべき発見は、アルゴン³⁶ /アルゴン⁴⁰ 同位体の比率が地球の大気よりもはるかに高かったことであり、これは金星の大気の起源が地球と大きく異なることを示していると思われる。大気探査機の軌道を再構成した結果、中間層の風速は平均200メートル/秒（660フィート/秒）、雲底では50メートル/秒（160フィート/秒）、地上ではわずか1メートル/秒（3.3フィート/秒）であることがわかった。航空機搭載センサーからの全体的なデータによって確認され、このミッションに先立って行われたソ連の宇宙探査機ベネラ計画によって得られたデータが特定された。^[5]

軌道

1978 年に地球から金星へ向かう PVM の経路を示す図。この図には、同年に行われたパイオニア金星探査機の打ち上げも記されています。

グラフィック概要

参照

参考文献

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外部リンク

NASA: パイオニア金星プロジェクト情報
NASA太陽系探査によるパイオニア金星計画ページ
NSSDC マスターカタログ: 宇宙船パイオニア金星探査バス。(ミッションの他のコンポーネントについても、このサイトに独自のページがあります。)

[Pioneer_Venus_Multiprobe-1] 「パイオニア・ヴィーナス・マルチプローブ/パイオニア・ヴィーナス2/パイオニア13」。NASAの太陽系探査ウェブサイト。 2022年12月1日閲覧。

[Intro-2] 「パイオニア金星プロジェクト情報」NASAゴダード宇宙飛行センター。 2016年8月17日閲覧。

[:0-3] パイオニア金星探査機。NASAゴダード宇宙飛行センター、2005年。

[InDepth-4] NASA.パイオニア金星2号、NASAサイエンス：太陽系探査、2021年2月3日。2022年4月24日閲覧。

[5] パオロ・ウリヴィとデイビッド・M・ハーランド著『太陽系のロボット探査パート1、黄金時代1957-1982』Springer Praxis、2007年（ISBN 978-0-387-49326-8）

文脈上

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