mini|Sonden der Pioneer-Missionen

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

Mission Alle Pioneer-Missionen standen 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 Den Anfang machte die US-Luftwaffe: Sie hatte drei 38 kg schwere Sonden konstruiert. Ziel war zunächst, das Schwerefeld der Erde zu überwinden und eine Raumsonde in eine Umlaufbahn um den Mond zu schießen. Dies war noch ohne „Zwischenstation“ in einem Erdorbit geplant, wie es bei späteren Missionen praktiziert wurde. Alle Sonden waren 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 Kilometer 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.Pressemitteilung der Nasa vom 20. August 2012

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.

Pioneer 10 startete am 3. März 1972 mit einer Atlas-Centaur-Rakete. Pioneer 11 startete am 6. April 1973 mit einer Atlas-Centaur-Rakete. Pioneer-Venus 1 startete am 20. Mai 1978 mit einer Atlas-Centaur-Rakete. Pioneer-Venus 2 startete am 8. August 1978 mit einer Atlas-Centaur-Rakete.

Liste der Pioneer-Missionen Name der Sonde Alternativer Name Bild Startdatum UTC Trägerrakete Startmasse in kg Ziel der Mission Ergebnis Wertung 1958Pioneer 0zentriert|150px17. August 1958Thor DM-18 Able38,1MondorbiterDie Trägerrakete explodierte 77 Sekunden nach dem Start wegen fehlerhafter Treibstoffversorgung.Pioneer 1zentriert|150px11. Oktober 1958Thor DM-18 Able34,2MondorbiterDa die Triebwerke der Trägerrakete zu früh abschalteten, erreichte die Sonde lediglich eine Gipfelhöhe von 113.000 Kilometern und verglühte später in der Erdatmosphäre.Pioneer 28. November 1958Thor DM-18 Able39,2MondorbiterDa die dritte Stufe der Trägerrakete nicht zündete, erreichte die Sonde lediglich eine Gipfelhöhe von 1.550 Kilometern und verglühte später in der Erdatmosphäre.Pioneer 3zentriert|150px6. Dezember 1958Juno II5,87Vorbeiflug am MondDa 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. 1959Pioneer 4zentriert|150px3. März 1959Juno II6,1Vorbeiflug am MondErste 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 eines Lichtsensors die Kamera ausgelöst hätte.Pioneer P-1zentriert|150px24. September 1959 (Explosion der Trägerrakete)Atlas-C Able168,7Ursprünglich Vorbeiflug an der Venus schließlich MondorbiterGunter‘s Space Page: Pioneer P-1, P-3, P-30, P-31 von Gunter Dirk KrebsDiese 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.The Pioneer lunar orbiters: a forgotten failure von Andrew J. LePage vom 13. Dezember 2010Pioneer P-3Pioneer Xzentriert|150px26. November 1959Atlas-D Able168,7MondorbiterDie Sonde wurde 44 Sekunden nach dem Start zerstört, als ihre Nutzlast­verkleidung aus Plexiglas barst. 1960Pioneer 5Pioneer P-2zentriert|150px11. März 1960Thor DM-18 Able IV43SolarorbiterUrsprünglich sollte mit dieser Sonde der erste Vorbeiflug an der Venus gewagt werdenDrew ex machina Vintage Micro: The First Interplanetary Probe von Andrew LePage, 2014, doch während man mit technischen Schwierigkeiten kämpfte, schloss sich das Startfenster. Als Alternative wurde eine Sonnen­umlaufbahn zwischen Erde und Venus anvisiert, um den Interplanetaren Raum zu erforschen.Pioneer P-30Pioneer Yzentriert|150px25. September 1960Atlas-D Able175,5MondorbiterWegen des Versagens der Zusatz­stufe der Träger­rakete stürzte die Sonde in den Indischen Ozean.Pioneer P-31Pioneer Zzentriert|150px15. Dezember 1960Atlas-D Able175,0MondorbiterDie Trägerrakete explodierte 73 Sekunden nach dem Start. 1965–1969Pioneer 6Pioneer Azentriert|150px16. Dezember 1965Delta E146Solarorbiter zur Untersuchung des WeltraumwettersUmlaufbahn zwischen Venus und Erde erreicht.Pioneer 7Pioneer B17. August 1966Delta E138Solarorbiter zur Untersuchung des WeltraumwettersUmlaufbahn zwischen Mars und Erde erreicht.Pioneer 8Pioneer Czentriert|150px13. Dezember 1967Delta E146Solarorbiter zur Untersuchung des WeltraumwettersUmlaufbahn zwischen Mars und Erde erreicht.Pioneer 9Pioneer D8. November 1968Delta E147Solarorbiter zur Untersuchung des WeltraumwettersUmlaufbahn erreicht.Pioneer EPioneer 10zentriert|150px27. August 1969Delta L148Solarorbiter zur Untersuchung des WeltraumwettersDie 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. 1972–1973Pioneer 10Pioneer Fzentriert|150px3. März 1972Atlas SLV-3C Centaur-D258„Durchdringung“ des Asteroidengürtels und Erforschung des JupitersDie 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.Pioneer 11Pioneer Gzentriert|150px6. April 1973Atlas SLV-3C Centaur-D1A259Untersuchung der Planeten Jupiter und SaturnDie Passage beim Jupiter erfolgte im Dezember 1974, jene des Saturns im September 1979 1978Pioneer-Venus 1Pioneer Venus Orbiterzentriert|150px20. Mai 1978Atlas Centaur517Venusorbiter zur Kartierung des PlanetenÜbermittelte vom 4. Dezember 1978 bis Oktober 1992 Daten aus dem VenusorbitPioneer-Venus 2Pioneer Venus Probe Buszentriert|150px8. August 1978Atlas Centaur904 (380 + 300 + 75 + 75 + 75)Absetzen einer großen sowie drei kleinen Tochtersonden, um die Venusatmosphäre zu untersuchen.Obwohl die Tochter­sonden über keinerlei Lande­mechanismus verfügten, überstand eines der kleinen Geräte wider Erwarten den Aufprall auf der Venus um 67 Minuten. Anmerkungen

Populärkulturelle Rezeption Star Trek V: Am Rande des Universums: Eine Pioneer-Sonde wird von einem Klingonen als Weltraummüll angesehen und zur Schießübung verwendet. Dabei könnte es sich um Pioneer 10 oder Pioneer 11 handeln.

Galerie

Siehe auch Liste der Raumsonden Pioneer-Anomalie Voyager-Programm

Weblinks

safog.com: Dokumentationen und Diagramme zur Pioneer-Anomalie Bernd Leitenberger: Das Pioneer Programm extrasolar-planets.com: Pioneer Sonden NASA: Pioneer (englisch) NASA Images

Einzelnachweise

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