パイオニア金星探査機
パイオニア金星探査機
金星の軌道上にあるパイオニア12号の想像図
名前パイオニア・ビーナス1号パイオニア12号
ミッションタイプ金星探査機
オペレーターNASA  /エイムズ
コスパーID1978-051A
SATCAT番号10911
Webサイト科学.nasa.gov
ミッション期間合計： 14歳4ヶ月18日理科段階： 13歳10ヶ月4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582 kg (1,283 ポンド) [ 1 ]
乾燥質量517 kg (1,140 ポンド)
寸法2.5 × 2.5 × 1.2 m (8.2 × 8.2 × 3.9 フィート)
力312ワット
ミッション開始
発売日1978年5月20日 13時13分00秒 UTC [ 1 ] ( 1978-05-20UTC13:13Z )
ロケットアトラス SLV-3D ケンタウロス-D1AR (AC-50)
発射場ケープカナベラルLC-36A
ミッション終了
廃棄廃止
最後の接触1992年10月8日 19:22  UTC ( 1992-10-08UTC19:23Z )
減衰日1992年10月22日[ 2 ]
軌道パラメータ
参照システムサイテロセントリック
半長軸33,405.8 km (20,757.4 マイル)
偏心0.842
ペリキテリオンの高度181.6 km (112.8 マイル)
アポキテリオンの高度66,630 km (41,400 マイル)
傾斜105度
期間24時間
エポック1979 年 11 月 22 日、11:53:20 UTC [ 3 ]
金星探査機
軌道挿入1978年12月4日

パイオニア・ヴィーナス・オービター（パイオニア・ヴィーナス1号、パイオニア12号とも呼ばれる）は、パイオニア・ヴィーナス計画の一環としてNASAが実施した金星探査ミッションである。1978年5月にアトラス・ケンタウルスロケットで打ち上げられ、1978年12月4日に金星周回楕円軌道に投入された。1992年10月まで金星からのデータを送信した。[ 2 ] [ 4 ]

宇宙船はレーダー高度測定観測を実施し、金星表面の初めての地球規模の地形図を作成することができました。

宇宙船

KSCのパイオニア金星1号。

ヒューズ・エアクラフト社が製造したパイオニア・ビーナス・オービターは、HS-507バスをベースとしていた。[ 5 ]宇宙船は平らな円筒形で、直径2.5メートル（8.2フィート）、長さ1.2メートル（3.9フィート）であった。磁力計を除くすべての機器と宇宙船のサブシステムは、磁力計のみ4.7メートル（15フィート）のブームの先端に取り付けられていた。太陽電池アレイは円筒の円周に沿って伸びていた。1.09メートル（3フィート7インチ）のデスパン・ディッシュ・アンテナは、地球とのSバンドおよびXバンド通信を提供した。スター24固体ロケットモーターが宇宙船に統合され、金星周回軌道に入るための推力を提供した。[ 5 ]

楽器

パイオニア金星探査機の機器

パイオニア金星探査機は、総重量45キログラム（99ポンド）の17個の実験装置を運びました。[ 6 ]

軌道雲偏光計（OCPP）

オービター雲偏光計は、金星の雲の垂直分布を測定するために使用されました。これはゴダード宇宙研究所（GISS）によって開発された偏光計で、パイオニア10号およびパイオニア11号の撮像偏光計（IPP）に類似していました。主任研究者はJ. ハンセンで、後にL. トラヴィスが後任となりました。この装置の質量は5キログラム、消費電力は5.4ワットでした。

オービターレーダーマッパー計器 (ORAD)

オービター・レーダー・マッパー機器は、金星の地形と表面特性を明らかにするために設計された。マサチューセッツ工科大学（MIT）が開発したレーダーシステムで、G・ペッテンギルが主任研究者を務めた。重量9キログラム、消費電力18ワットのこの機器は、探査機が金星から4,700キロメートル（2,900マイル）以内にあるときに作動した。1.757ギガヘルツで20ワットのSバンド信号を送信し、近​​点において23キロメートル×7キロメートル（14.3マイル×4.3マイル）の表面マッピング解像度を達成した。

軌道赤外線放射計（OIR）

オービター赤外線放射計は、金星の大気からの赤外線放射を測定するために使用されました。ジェット推進研究所（JPL）によって製作され、主任研究者はF・テイラーでした。この装置の質量は5.9キログラムで、5.2ワットの電力を必要としました。

軌道紫外線分光計（OUVS）

オービター紫外線分光計は、金星からの散乱光と放射光を測定した。大気宇宙物理学研究所（LASP）によって建造され、主任研究者はA.I.F.スチュワートであった。分光計の重量は3.1キログラム、消費電力は1.7ワットであった。

軌道上中性質量分析計（ONMS）

軌道上中性質量分析計（ONMS）

オービター中性粒子質量分析計は 、金星の上層大気の組成を決定するために使用されました。ゴダード宇宙飛行センター（GSFC）で製造され、主任研究員のH・ネイマンが管理していました。この装置の質量は3.8キログラムで、消費電力は12ワットでした。

オービタープラズマアナライザー（OPA）

オービタープラズマアナライザー（OPA）

オービター・プラズマ・アナライザーは、太陽風の特性を測定しました。エイムズ研究センター（ARC）で開発されたこの装置は、主任研究者のJ. ウルフが率い、後にA. バーンズが後任となりました。質量は3.9キログラムで、5ワットの電力を必要としました。

軌道磁力計（OMAG）

オービター磁力計は、金星の磁場を特徴づけるために設計されました。カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）によって開発され、C・ラッセルが主任研究者を務めました。重量2キログラムのこの装置は、2.2ワットの電力を消費し、宇宙船からの干渉を低減するために4.7メートルのブームに取り付けられました。

軌道電場検出器（OEFD）

軌道電場検出器（OEFD）

オービター電界検出器は、金星環境の電界を研究しました。TRW社によって開発され、主任研究員のF・スカーフ氏が率いたこの装置は、質量0.8キログラム、消費電力はわずか0.7ワットでした。

軌道電子温度プローブ（OETP）

軌道電子温度プローブ（OETP）

オービター電子温度プローブは、金星の電離層の熱特性を調査しました。このプローブは、主任研究員L・ブレイスの指揮の下、ゴダード宇宙飛行センター（GSFC）によって開発されました。プローブの質量は2.2キログラムで、消費電力は4.8ワットでした。

オービターイオン質量分析計（OIMS）

オービターイオン質量分析計（OIMS）

オービターイオン質量分析計は、金星の電離層におけるイオン集団の特性を明らかにするために使用されました。ゴダード宇宙飛行センター（GSFC）によって建造され、主任研究員のH・テイラーが管理しました。この装置の質量は3キログラムで、1.5ワットの電力を必要としました。

軌道船減速電位分析装置（ORPA）

軌道上遅延電位分析装置は、電離層粒子を研究するために使用されました。この装置はロッキード・パロアルト研究所（LPARL）で開発され、W・クヌーセンが主任研究者を務めました。この装置の重量は2.8キログラム、消費電力は2.4ワットでした。

軌道ガンマ線バースト検出器（OGBD）

オービター・ガンマ線バースト検出器は、ガンマ線バースト現象を記録しました。ロスアラモス科学研究所（LASL）によって製作され、W・エヴァンスが主任研究者を務めました。この装置の質量は2.8キログラムでした。

実験

探査機はまた、その場での電波科学実験も実施した。[ 6 ]

軌道上大気伝播実験（OGPE）

OGPEは、金星の大気が電波伝播に及ぼす影響を調べるため、二周波無線信号を利用しました。信号の減衰と位相シフトを解析することで、電子密度や屈折率といった大気の特性を推定することを目指しました。この情報は、金星電離層の構造と組成を理解する上で非常に重要です。[ 7 ] [ 8 ]主任研究者は SRIのT. Croft氏でした。

オービター大気抵抗実験（OAD）

OADは、金星大気圏外縁部における大気抵抗による探査機の減速を測定した。探査機の速度変化を追跡することで、大気密度とその高度および太陽活動による変化に関するデータを提供した。LRCのG. Keating氏が主任研究者を務めた。

差動長基線干渉法（DLBI）

DLBI（デルタVLBIとも呼ばれる）は、遠く離れた地上のアンテナで宇宙船の無線信号を同時に観測するものです。信号の到着時間差を測定することで、宇宙船の正確な位置決めを実現し、軌道決定と航法精度を向上させました。

軌道上大気および太陽風乱流実験 (OTUR)

OTURは、金星の上層大気と太陽風の乱流の検出と分析に焦点を当てました。この実験は、電波信号特性の変動を調べることで、太陽風と金星電離層の間の動的な相互作用を理解することを目的としていました。主任研究者はSRIのT. Croft氏でした。

オービター二周波掩蔽（ORO）

ORO実験では、探査機の電波掩蔽技術が用いられ、探査機の電波信号が金星の大気を通過して地球に到達しました。信号の周波数と振幅の変化を分析することで、大気の温度、圧力、電子密度の鉛直プロファイルが得られました。主任研究者はJPLのA. Kliore氏でした。

軌道船内部密度分布実験（OIDD）

OIDDは、探査機の軌道変動を追跡することで金星の重力場をマッピングすることを目的としていました。重力の変動は金星内部の質量分布の違いを示しており、内部構造と組成に関する知見をもたらしました。[ 9 ] JPLのR. Phillips氏が主任研究者でした。

オービター天体力学実験（OCM）

OCMは、金星の重力場を研究し、天体力学の側面を検証するために、探査機の軌道の精密測定に重点を置いていました。この実験のデータは、惑星の運動と重力相互作用のモデルの改良に貢献しました。MITのI.シャピロ氏が主任研究者でした。

テーブル

楽器と経験の詳細[ 6 ] [ 10 ]
名前 完了 勉強した 楽器の種類 メーカー 責任ある科学者 質量 電力消費量
OCPPオービター雲光偏光計 雲光偏光計ギスJ. ハンセン（後のL. トラヴィス）5 kg (11 ポンド)5.4ワット
オラドオービターレーダーマッパー計器 表面と内部レーダーマサチューセッツ工科大学G. ペッテンギル9 kg (20 ポンド)18ワット
OIRオービター赤外線放射計 熱バランス赤外線放射計JPLF. テイラー5.9 kg (13 ポンド)5.2ワット
OUVSオービター紫外線分光計 大気の組成と構造紫外線分光計LASPAIFスチュワート3.1 kg (6.8 ポンド)1.7ワット
ONMSオービター中性粒子質量分析計 大気の組成と構造中性質量分析計GSFCH. ニーマン3.8 kg (8.4 ポンド)12ワット
オパオービタープラズマアナライザー 太陽風と電離層プラズマ分析装置アークJ. ウルフ（後のA. バーンズ）3.9 kg (8.6 ポンド)5ワット
オマグオービター磁力計 太陽風と電離層磁力計UCLAC. ラッセル2 kg (4.4 ポンド)2.2ワット
OEFD軌道電場検出器 太陽風と電離層金星の電場を測定するTRWフレデリック・L・スカーフ0.8 kg (1.8 ポンド)0.7ワット
OETP軌道電子温度プローブ 太陽風と電離層電子温度計GSFCL. ブレイス2.2 kg (4.9 ポンド)4.8ワット
OIMSオービターイオン質量分析計 太陽風と電離層イオン質量分析計GSFCH. テイラー3 kg (6.6 ポンド)1.5ワット
オルパ軌道衛星減速電位分析装置 太陽風と電離層イオン電荷計LPARLW. クヌーセン2.8 kg (6.2 ポンド)2.4ワット
OGBDオービターガンマ線バースト検出器 高エネルギー天文学ガンマ線バースト検出器LASLW. エヴァンス2.8 kg (6.2 ポンド)1.3ワット
オロオービターによる二周波掩蔽 太陽風と電離層無線科学実験-A. ク​​リオーレ (JPL)–-
OGPEオービターのデュアル周波数実験 大気の組成と構造-T. クロフト ( SRI )
オトゥール大気および太陽風乱流実験 ダイナミクス-T. クロフト (JPL)
OADオービター大気抵抗実験 大気の組成と構造-G. キーティング ( LRC )
OIDDオービター内部密度分布実験 表面と内部-R. フィリップス (JPL)
OCMオービター天体力学実験 表面と内部-I. シャピロ (MIT)

注: LASP:大気宇宙物理学研究所(コロラド州ボルダー大学)、UCLA:カリフォルニア大学ロサンゼルス校、JPL:ジェット推進研究所、MIT:マサチューセッツ工科大学、GSFC:ゴダード宇宙飛行センター、 GISS:ゴダード宇宙研究所、LRC:ラングレー研究センター、ARC:エイムズ研究センター、LASL:ロスアラモス国立研究所、SRI:スタンフォード研究所

ミッション

打ち上げと金星到着

パイオニア・ビーナス・オービターは、ケープカナベラル空軍基地の36A発射施設からアトラス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5月20日13時13分（現地時間午前8時13分）に行われ、オービターは金星沿岸に向けて太陽中心軌道に投入されました。金星周回軌道への投入は1978年12月4日に行われました。

  • アトラス・ケンタウルスロケットによるパイオニア金星探査機の打ち上げ
    アトラス・ケンタウルスロケットによるパイオニア金星探査機の打ち上げ
  • パイオニア金星探査機の軌道
    パイオニア金星探査機の軌道
  • パイオニア金星探査機の軌道
    パイオニア金星探査機の軌道

金星の観測

金星周回軌道投入から1980年7月まで、レーダーおよび電離層の測定を容易にするため、近点は142～253キロメートル（88～157マイル）（北緯17度）に維持された。探査機は遠点高度66,900キロメートル（41,600マイル）の24時間周回軌道上にいた。その後、燃料節約のため、近点は最大2,290キロメートル（1,420マイル）まで上昇し、その後下降した。

1991年、レーダーマッパーは、到着したばかりのマゼラン宇宙船と連携して、これまでアクセスできなかった金星南部の探査を行うために再始動した。1992年5月、探査機はミッションの最終段階に入った。この段階では、探査機の燃料が尽きるまで、近点高度は150～250キロメートル（93～155マイル）に維持され、その後軌道は自然に減衰した。探査機は1992年10月8日までデータを送り続け、最後の信号は19時22分（UTC）に受信された。[ 4 ]パイオニア・ビーナス・オービターは、 1992年10月22日に金星の大気圏に突入し、分解した。 [ 2 ]

  • パイオニア・ビーナス・オービターによる金星探査（1978年12月13日）
    パイオニア・ビーナス・オービターによる金星探査（1978年12月13日）
  • パイオニア金星探査機による紫外線で捉えた金星（1979年2月5日）
    パイオニア金星探査機による紫外線で捉えた金星（1979年2月5日）
  • パイオニア金星探査機による紫外線で撮影された金星（1979年2月26日）
    パイオニア金星探査機による紫外線で撮影された金星（1979年2月26日）
  • パイオニア金星探査機のレーダーデータから作成された金星の地図
    パイオニア金星探査機のレーダーデータから作成された金星の地図
  • イシュタル・テラの透視図は、パイオニア金星探査機の高度測定レーダー機器によって得られたデータから得られたものである。
    イシュタル・テラの透視図は、パイオニア金星探査機の高度測定レーダー機器によって得られたデータから得られたものである。

彗星の観測

1986年2月、金星の周回軌道からパイオニア金星探査機は、太陽に近かったため地球からは観測できなかったハレー彗星を観測することができた。紫外線分光計による観測では、2月9日の近日点通過時に彗星の核から水が失われていく様子が観測された。[ 11 ]

延長ミッションにより、宇宙船管制官は当初のミッション目的には含まれていなかった複数の彗星観測を行うことができました。これらの彗星観測中、宇宙船の傾きが変更され、紫外線分光計（OUVS）が金星ではなく彗星を観測するようになりました。エンケ彗星（1984年4月13日～16日）、ジャコビニ・ツィナー彗星（1985年9月8日～15日）、ハレー彗星（1985年12月27日～1986年3月9日）、ウィルソン彗星（1987年3月13日～5月2日）、NTT彗星（1987年4月8日）、マクノート彗星（1987年11月19日～24日）はすべてこの方法で観測されました。[ 10 ]

  • 1978年から1980年および1992年までのパイオニア金星探査機の軌道姿勢
    1978年から1980年および1992年までのパイオニア金星探査機の軌道姿勢
  • パイオニア金星探査機によるハレー彗星の紫外線水素放射（赤みがかった円形の帯）
    ハレー彗星、パイオニア金星探査機による紫外線水素放射（赤みがかった円形の帯）
  • 1986年2月11日、パイオニア金星探査機が捉えたハレー彗星
    1986年2月11日、パイオニア金星探査機が捉えたハレー彗星
  • パイオニア金星探査機によるウィルソン彗星
    パイオニア金星探査機によるウィルソン彗星

参照

参考文献

  1. ^ a b「パイオニア・ビーナス・オービター/パイオニア・ビーナス1/パイオニア12」 NASA太陽系探査ウェブサイト。2017年12月21日。 2022年12月1日閲覧。
  2. ^ a b cマクドウェル、ジョナサン。「衛星カタログ」。ジョナサンの宇宙ページ。2003年10月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^ 「NASA​​ - NSSDCA - 宇宙船 - 軌道詳細」nssdc.gsfc.nasa.gov . 2018年5月2日閲覧。
  4. ^ a b「パイオニア・ビーナス1号」。太陽系探査。NASA。2006年10月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年8月16日閲覧。
  5. ^ a bクレッブス、グンター. 「パイオニア12号（パイオニア金星探査機、PVO）」 .グンターの宇宙ページ. 2005年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  6. ^ a b c「パイオニア・ヴィーナス・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。
  7. ^ Colin, L.; Hall, CF (1977). "1977SSRv...20..283C Page 283" . Space Science Reviews . 20 (3): 283. Bibcode : 1977SSRv...20..283C . doi : 10.1007/BF02186467 . 2025年5月3日閲覧。
  8. ^ "1977SSRv...20..451. 451ページ" . Space Science Reviews . 20 :451. 1977. Bibcode : 1977SSRv...20..451. 2025年5月3日閲覧。
  9. ^開拓者の金星：惑星の正体が明らかに（PDF） NASA.p.100.OCLC 32467981 . 
  10. ^ a b「PVOミッション文書」 NASA。
  11. ^ Russell, CT; Luhmann, JG; Scarf, FL (1985). 「ハレー彗星の下合期における金星のパイオニア観測」(PDF) . カリフォルニア大学ロサンゼルス校. 2009年2月27日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2013年8月16日閲覧。

参考文献

ウィキメディア・コモンズには、パイオニア・ヴィーナス1号に関連するメディアがあります。
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