パイオニア2号

パイオニア2号（Pioneer 2）は、米国の宇宙開発初期において、月および地球と月の間の空間領域を探査する目的で計画された「エイブル」探査機シリーズの3番目にあたる機体です。同計画には、先に打上げられたパイオニア1号、そして計画自体はキャンセルされたパイオニア3号（異なる機体設計）が存在しました。

パイオニア2号は、1958年11月8日協定世界時（UTC）7時30分00秒に打上げられました。しかし、打上げ機の上段部分、特に第3ステージの固体燃料ロケットは、分離には成功したものの点火に至りませんでした。この致命的な失敗により、探査機は本来目指していた月遷移軌道に乗ることができず、地球の重力圏を脱することも不可能となりました。

打上げ失敗後の軌跡は、最高で約1,550kmの高度に達した後、すぐに地球へと引き戻される形となりました。短い弾道飛行の後、探査機はアフリカ大陸北西部の、おおよそ北緯28.7度、東経1.9度の地点で大気圏に再突入し、そのミッションを終えました。

計画の主目的であった月への到達や月面観測は叶いませんでしたが、探査機は短い飛行時間中に搭載機器によって限られたながらも貴重な科学データを収集しました。これらのデータからは、地球の赤道周辺に、事前の予想よりも高いエネルギーを持つ放射線が存在すること、また、地球の周りの空間における流星塵の密度が、より遠い宇宙空間と比較して高い傾向にあることなどが示唆されました。

探査機の設計は、先行するパイオニア1号とほぼ同一の構造を採用していました。機体は、中央に薄い円筒状の部分があり、その両端に円錐台が結合された特徴的な形状をしています。円筒部分の直径は約74cm、機体全体の高さは約76cmでした。機体の底部からは、打上げ後の軌道修正に使用されることを想定していた質量11kgの固体推進ロケットが突き出ていました。

機体の反対側には、8個の小型速度調整ロケットが円環状に配置されており、これらは使用後に投棄可能な設計でした。また、この部分には磁気ダイポールアンテナも取り付けられていました。機体の外殻は、薄い板状のプラスチックで作られていました。速度調整ロケットなどを切り離し、固体推進ロケット点火前の探査機全体の質量は39.5kgであり、そのうち科学観測を担う機器の質量は15.6kgでした。

搭載されていた科学機器は多岐にわたります。月面撮像を目的としたSTLテレビシステムは、パイオニア1号に搭載されていたNOTS赤外線テレビシステムの改良・代替として位置づけられていました。その他に、宇宙空間の放射線量を測定するための放射比例計数管や電離箱、流星塵の衝突を検知するための振動板とマイクロフォンを用いた検出器、そして最大5μガウスという微弱な磁場まで測定可能な磁気センサが搭載されていました。探査機内部の環境データを記録するための温度変化レジスタも装備されていました。

探査機各部の電源供給には、用途に応じた異なる種類の電池が使い分けられていました。固体推進ロケットの点火システムにはニッケル・カドミウム電池が、消費電力の大きいテレビシステムには酸化銀電池が用いられ、その他の回路には水銀電池が利用されていました。

地球との通信は、テレメトリデータの送信に108.06MHz帯の電波が使用され、特にテレビシステムからのデータ伝送には磁気ダイポールアンテナが使われました。地上の管制局は、指令の送信などに115MHz帯の電波を受信しました。探査機の姿勢は、機体をスピンさせることで安定化されており、そのスピンレートは約1.8rps（毎秒1.8回転）でした。スピン軸の方向は、おおよそ探査機の軌道面における地磁気面に垂直になるように調整されていました。

このように、パイオニア2号は技術的には先進的な試みを多く含んでいましたが、打上げロケットの不具合により、その本来の目的を達成することはできませんでした。しかし、短いながらも飛行中に得られた僅かなデータは、初期の宇宙環境に関する知見を深める上で一定の貢献を果たしました。

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