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파이어니어 0호

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목차

1. 개요

파이어니어 0호는 1958년 8월 17일 미국 공군이 발사한 최초의 달 탐사선으로, 토르 미사일을 사용하여 발사되었으나 발사 73.6초 만에 로켓 추진부 결함으로 폭발하여 실패했다. 원통형 중앙부와 잘린 원뿔대 구조로 설계되었으며, 적외선 텔레비전 시스템, 미소 운석 감지 장치, 자기장 측정 장치 등 과학 장비를 탑재했다. 니켈-카드뮴 전지, 산화 은 전지, 수은 전지를 사용하여 전력을 공급받았으며, 108.06 MHz 주파수에서 무선 통신을 시도했다. 파이어니어 0호는 달 궤도 진입을 목표로 했으나, 발사 실패로 인해 계획을 달성하지 못했고, 이 임무는 미국 공군이 수행한 유일한 파이어니어 계획 임무로 기록되었다.

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파이어니어 0호
기본 정보
파이어니어 0호
파이어니어 0호.
임무 유형달 궤도선
운영 기관미국 공군
제작사스페이스 테크놀로지 연구소
발사 날짜1958년 8월 17일 12시 18분 (UTC)
발사체소 DM-18 에이블 I (소 # 127)
발사 장소케이프커내버럴 공군 기지 LC-17A
임무 기간73.6초
준궤도 원지점16 km
COSPAR IDABLE1
발사 질량83.8 파운드
주요 장비텔레비전 카메라
자기 센서
유성진 충돌 검출기
프로그램에이블-1 탐사 계획 (미국 공군)
다음 임무파이어니어 1호

2. 탐사선 설계

파이어니어 0호 탐사선은 구조, 과학 장비, 전력 및 통신 부분으로 구성되어 설계되었다. 각 부분에 대한 자세한 내용은 하위 문단을 참조하면 된다.

2. 1. 구조

탐사선은 윗부분이 약 16.51cm의 '쪼그려져 있는' 원뿔 절두체 모양이고, 중간은 얇은 원기둥형으로 이루어져 있다.[15] 원기둥의 지름은 74cm이고,[4] 위쪽 원뿔의 상단에서 반대쪽 원뿔까지의 거리는 76 cm였다. 우주선의 중앙 부분과 11kg짜리 고체 추진제 로켓이 연결되어 있었다. 우주선은 크게 추진 로켓과 겉면으로 구성되어 있었다. 8개의 저추력 고체 추진제 로켓은 속도 조절용 로켓이 분리되고 난 후 사용할 수 있도록 상부 원추의 상단에 장착되었다. 또한 자기 다이폴 안테나는 상부 원추의 상단에 튀어나와 있었다.[15] 외부 껍데기는 접합된 플라스틱으로 구성했으며, 온도를 조절하기 위해 밝은 색과 어두운 색을 줄무늬 패턴으로 색칠했다.

과학 장비들의 총 무게는 11.3kg 이었고 아래와 같은 장비들로 이루어져 있었다.

  • (특히 지구에서 보이지 않는) 달의 표면을 연구하기 위한 화상 텔레비전 카메라.[16]
  • 유성진을 감지하기 위한 진동판/마이크. 유성진이 마이크에 부딪히면 음파를 생성하고, 마이크는 음파를 감지하여 약 100 kc 정도의 대역폭에서 울려 압전기를 생성한다. 압전기는 증폭 회로를 통과하기 때문에 감지될 가능성이 있었다.[16]
  • 지구, 달, 내행성계 자기장을 측정하기 위한 코일-검색 자력계. 당시에는 달이 자기권을 가지고 있는지 여부가 알려지지 않았었다.[16]


로켓 점화를 위해서 니켈-카드뮴 전지를 사용하였고, 텔레비전 장치를 위해 산화 은 전지를 사용하였으며, 나머지 기기를 위해 수은 전지를 사용하였다. 원격 측정 및 도플러 장비, 텔레비전 장치를 위해서 자기 다이폴 안테나를 사용하였고, 이 무선 통신의 주파수는 국제 지구 관측년에 발사된 위성들에 사용하는 108.06 MHz였다.[17] 지상에서의 명령은 다이폴 안테나를 이용해 115 MHz의 주파수 대역에서 수신되었다. 우주선은 초당 1.8번 회전하는 회전 안정 위성이었고, 회전 방향은 거의 궤도의 지자기 경선 방향이었다.

2. 2. 과학 장비

파이어니어 0호에는 11.3kg 무게의 과학 장비가 탑재되었으며, 다음 장비들로 구성되었다.

  • 적외선 텔레비전 카메라: 해군무기시험장(NOTS)에서 설계했으며, 달 표면, 특히 지구에서 보이지 않는 부분을 촬영하기 위해 사용되었다.[5][11]
  • 진동판/마이크: 미소 운석을 감지하기 위한 장치였다. 미소 운석이 진동판에 부딪히면 발생하는 음향 펄스를 마이크의 압전 결정이 감지하고, 100kc에서 진동하는 신호를 증폭하여 미소 운석의 충돌을 탐지했다.[5][11]
  • 탐색 코일 자력계: 비선형 증폭기를 갖춘 이 장비는 지구, 달, 그리고 행성 간 자기장을 측정하는 데 사용되었다. 당시에는 달의 자기장 존재 여부가 알려지지 않았다.[5][11]


로켓 점화에는 니켈-카드뮴 전지가 사용되었고, 텔레비전 시스템에는 산화 은 전지, 나머지 회로에는 수은 전지가 사용되었다.[5][11] 무선 전송은 국제 지구 관측년의 위성 표준 주파수인 108.06MHz를 사용했으며,[7][12] 원격 측정 및 도플러 정보는 전기 쌍극자 안테나로, 텔레비전 시스템은 자기 쌍극자 안테나로 전송했다. 지상 명령은 115MHz에서 전기 쌍극자 안테나를 통해 수신했다.[5][11] 우주선은 초당 1.8회전으로 자전 안정화되었고, 자전 방향은 궤적의 지구 자기 자오선면에 거의 수직이었다.[5][11]

2. 3. 전력 및 통신

로켓 점화에는 니켈-카드뮴 전지가 사용되었고, 텔레비전 장치에는 산화 은 전지가, 나머지 기기에는 수은 전지가 사용되었다.[17] 원격 측정 및 도플러 장비에는 전기 다이폴 안테나를, 텔레비전 장치에는 자기 다이폴 안테나를 사용했으며, 무선 통신 주파수는 국제 지구 관측년에 발사된 위성들에 사용되는 108.06 MHz였다.[17] 지상에서의 명령은 다이폴 안테나를 이용해 115 MHz 주파수 대역에서 수신되었다. 우주선은 초당 1.8번 회전하는 회전 안정 위성이었고, 회전 방향은 거의 궤도의 지자기 경선 방향이었다.

3. 발사와 실패

1958년 8월 17일 12시 18분(UTC), 미국 공군은 토르 미사일 제127호로 파이어니어 0호를 발사했으나, 예정보다 4분 늦어졌다.[15] 발사 73.6초 후 토르 미사일 추진부 결함으로 폭발했다.[15] 원래 계획은 2.6일 동안 달로 향한 후 TX-8-6 엔진을 점화하여 29000km 달 궤도에 2주 동안 머무르는 것이었다.

파이어니어 0호의 재현 모형

3. 1. 실패 원인

1958년 8월 17일 12시 18분(UTC)에 파이어니어 0호는 미국 공군 기지에서 토르 미사일 제127호로 발사되었으나, 예정된 시간에서 4분 지연되었다.[15] 발사 73.6초 후 토르 미사일의 추진부 결함으로 폭발하였다.[15] 16km 고도까지 올라간 후, 16km를 추락해 대서양에 추락하였다. 실패 원인은 터보 펌프 베어링의 고장으로 액체 산소 펌프가 정지했기 때문으로 추정된다.[15] 불규칙한 원격 측정 신호는 폭발 후 123초까지 위성 본체와 로켓 상부에서 수신되었고, 로켓 상부의 신호는 바다에 떨어질 때까지 추적되었다.

3. 2. 결과

1958년 8월 17일 12시 18분(UTC)에 미국 공군 기지에서 토르 미사일 제127호로 발사되었으나, 예정된 시간보다 4분 늦어졌다.[15] 발사 73.6초 후 토르 미사일의 추진부 결함으로 폭발하였다.[15] 16km 고도까지 올라갔다가 대서양에 추락했다. 실패 원인은 터보 펌프 베어링 고장으로 액체 산소 펌프가 정지했기 때문으로 추정된다.[15] 폭발 후 123초까지 위성 본체와 로켓 상부에서 불규칙한 원격 측정 신호가 수신되었고, 로켓 상부 신호는 바다에 떨어질 때까지 추적되었다. 원래 계획은 2.6일 동안 달로 향한 후 TX-8-6 엔진을 점화하여 29000km 달 궤도에 2주 동안 머무르는 것이었다.

이 임무는 미국 공군이 수행한 유일한 파이어니어 계획 임무였으며, 이후 임무는 미국 항공우주국이 수행하였다.[13]

3. 3. 임무 계획 (실패)

1958년 8월 17일 12시 18분(UTC), 미국 공군은 토르 미사일 제127호로 파이어니어 0호를 발사했다. 이는 예정된 시간에서 4분 지연된 발사였다.[15] 발사 73.6초 후, 토르 미사일 추진부 결함으로 폭발하였다.[15] 탐사선은 16km 고도까지 올라갔다가 16km 아래 대서양으로 추락하였다. 실패 원인은 터보 펌프 베어링 고장으로 액체 산소 펌프가 정지했기 때문으로 추정된다.[15] 폭발 후 123초 동안 위성 본체와 로켓 상부에서 불규칙한 원격 측정 신호가 수신되었고, 로켓 상부 신호는 바다에 떨어질 때까지 추적되었다. 원래 계획은 2.6일 동안 달로 향한 후 TX-8-6 엔진을 점화하여 29000km 달 궤도에 2주 동안 머무르는 것이었다.

이 임무는 미국 공군이 수행한 유일한 파이어니어 계획 임무였으며, 이후 임무는 미국 항공우주국이 수행하였다.[13]

참조

[1] 저널 The Air Force Ballistic Missile Division and the Pioneer Lunar Probes of 1958 https://www.afspc.af[...] United States Air Force Space Command 2021-01-04
[2] 웹사이트 Pioneer 0, 1, 2 http://msl.jpl.nasa.[...] Jet Propulsion Laboratory, NASA 2009-02-17
[3] 웹사이트 Pioneer 0-1-2 http://www.astronaut[...] Encyclopedia Astronautica 2009-02-17
[4] 보고서 1958 NASA/USAF Space Probes (ABLE-1) Final Report: Volume 1. Summary http://www.sdfo.org/[...] Space Technology Laboratories 2009-02-17
[5] 보고서 1958 NASA/USAF Space Probe (ABLE-1) Final Report: Volume 2. Payload and Experiments http://www.sdfo.org/[...] Space Technology Laboratories 2009-02-17
[6] 서적 Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 https://www.nasa.gov[...] NASA History Program Office
[7] 뉴스 Pioneering Space http://www.sdfo.org/[...] Quest 2009-02-17
[8] 웹사이트 Pioneer 0, 1, 2 http://msl.jpl.nasa.[...] Jet Propulsion Laboratory, NASA 2009-02-17
[9] 웹사이트 Pioneer 0-1-2 http://www.astronaut[...] Encyclopedia Astronautica 2009-02-17
[10] 논문 1958 NASA/USAF Space Probes (ABLE-1) Final Report: Volume 1. Summary http://www.sdfo.org/[...] Space Technology Laboratories 2009-02-17
[11] 논문 1958 NASA/USAF Space Probe (ABLE-1) Final Report: Volume 2. Payload and Experiments http://www.sdfo.org/[...] Space Technology Laboratories 2009-02-17
[12] 뉴스 Pioneering Space http://www.sdfo.org/[...] Quest 2009-02-17
[13] 웹인용 Pioneer 0, 1, 2 http://msl.jpl.nasa.[...] Jet Propulsion Laboratory, NASA 2009-02-17
[14] 웹인용 Pioneer 0-1-2 http://www.astronaut[...] Encyclopedia Astronautica 2009-02-17
[15] 저널 1958 NASA/USAF Space Probes (ABLE-1) Final Report: Volume 1. Summary 1959-02-18
[16] 저널 1958 NASA/USAF Space Probe (ABLE-1) Final Report: Volume 2. Payload and Experiments http://www.sdfo.org/[...] Space Technology Laboratories 2009-02-17
[17] 뉴스 Pioneering Space http://www.sdfo.org/[...] Quest 2009-02-17


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