Исследователь 1 - Explorer 1

Исследователь 1
Explorer I Characteristics.jpg
Статистика и орбитальная диаграмма Explorer 1
Имена 1958 Альфа 1
Тип миссии Наука о планете Земля
Оператор Армейское агентство по баллистическим ракетам
Обозначение Гарварда 1958 Альфа 1
COSPAR ID 1958-001A
SATCAT нет. 00004
Продолжительность миссии 111 дней (выполнено)
120 дней (запланировано)
Свойства космического корабля
Тип космического корабля Исследователь
Производитель Лаборатория реактивного движения
Стартовая масса 13,97 кг (30,8 фунта)
Габаритные размеры Длина 203 см (80
дюймов) Диаметр 15,2 см (6,0 дюйма)
Власть 60 Вт
Начало миссии
Дата запуска 1 февраля 1958 г., 03:47:56 GMT
Ракета Юнона I (RS-29)
Запустить сайт Атлантический ракетный полигон , LC-26A
Подрядчик Армейское агентство по баллистическим ракетам (ABMA)
Конец миссии
Последний контакт 23 мая 1958 года
Дата распада 31 марта 1970 г.
Параметры орбиты
Справочная система Геоцентрическая орбита
Режим Средняя околоземная орбита
Высота перигея 358 км (222 миль)
Высота апогея 2,550 км (1,580 миль)
Наклон 33,24 °
Период 114,80 минут
Революции нет. 58402
Инструменты
Детектор космических лучей Детектор
микрометеоритов
Спутниковые
термометры сопротивления плотности атмосферы
 

Explorer 1 был первым спутником, запущенным Соединенными Штатами, и был частью участия США в Международном геофизическом году (МГГ). Миссия следовала за первыми двумя спутниками в прошлом году; Советский Союз «s Спутник 1 и Спутник 2 , начиная холодную войну гонку Space между двумя странами.

Explorer 1 был запущен 1 февраля 1958 года в 03:47:56 по Гринвичу (или 31 января 1958 года в 22:47:56 по восточному времени ) на первой ракете- носителе Juno с LC-26A в испытательном центре ракет на мысе Канаверал Атлантического ракетного полигона. (AMR) во Флориде . Это был первый космический аппарат, обнаруживший радиационный пояс Ван Аллена и возвращавший данные до тех пор, пока его батареи не разрядились почти через четыре месяца. Он оставался на орбите до 1970 года, а за ним последовали более девяноста научных космических аппаратов в программе исследователей .

Explorer 1 был присвоен спутниковый каталожный номер 00004 и гарвардское обозначение 1958 Alpha 1, предшественник современного международного обозначения .

Фон

Спутниковая программа США Земли началась в 1954 году в качестве совместной армии США и ВМС США предложения, под названием Project Orbiter , поставить научный спутник на орбиту во время Международного геофизического года (МГГ). Предложение об использовании военной ракеты Редстоун было отклонено в 1955 году администрацией Эйзенхауэра в пользу проекта ВМС « Авангард» , в котором использовалась ракета-носитель, рекламируемая как более гражданская по своему характеру. После запуска советского спутника Спутник-1 4 октября 1957 года первоначальная программа Project Orbiter была возрождена как программа Explorer, чтобы догнать Советский Союз.

Explorer 1 был спроектирован и построен Лабораторией реактивного движения (JPL), в то время как ракета Jupiter-C была модифицирована Армейским агентством баллистических ракет (ABMA) для размещения полезной нагрузки спутника ; в результате ракета известный как Juno I . Конструкция Jupiter-C, использованная для запуска, уже прошла летные испытания в ходе испытаний на вход в носовой обтекатель баллистической ракеты средней дальности (IRBM) Jupiter и была модифицирована в Juno I. Работая в тесном сотрудничестве, ABMA и JPL выполнили работу по модификация Юпитера-С и постройка Эксплорера 1 за 84 дня. Однако, прежде чем работа была завершена, Советский Союз запустил второй спутник, Спутник-2 , 3 ноября 1957 года. Попытка ВМС США вывести на орбиту первый американский спутник потерпела неудачу с запуском Vanguard TV-3 6 декабря 1957 года.

Космический корабль

Спутник Explorer 1 соединен со своей ракетой-носителем на LC-26.

Explorer 1 был разработан и построен Лабораторией реактивного движения Калифорнийского технологического института под руководством доктора Уильяма Х. Пикеринга . Это был второй спутник, несущий полезную нагрузку (первым был Спутник-2).

Полная масса спутника составляла 13,97 кг (30,8 фунта), из которых 8,3 кг (18 фунтов) составляли приборы . Для сравнения, масса первого советского спутника Спутник-1 составляла 83,6 кг (184 фунта). Инструментальная секция в передней части спутника и пустой уменьшенный в масштабе корпус ракеты четвертой ступени вращались как единое целое, вращаясь вокруг своей длинной оси со скоростью 750 оборотов в минуту.

Данные с научных приборов передавались на землю двумя антеннами . Передатчик мощностью 60 милливатт питал дипольную антенну, состоящую из двух щелевых антенн из стекловолокна в корпусе спутника, работающего на частоте 108,03 МГц , и четыре гибких штыря, образующих антенну турникета, питались от передатчика мощностью 10 милливатт, работающего на частоте 108,00 МГц.

Из-за ограниченного пространства и требований к малому весу приборы с полезной нагрузкой были спроектированы и построены с учетом простоты и высокой надежности с использованием германиевых и кремниевых транзисторов в своей электронике . Всего в Explorer 1 было использовано 20 транзисторов, а также дополнительные в микрометеоритном усилителе армии. Электроэнергия обеспечивалась ртутными химическими батареями, которые составляли примерно 40% веса полезной нагрузки.

Наружная обшивка приборной части выполнена из нержавеющей стали, подвергнутой пескоструйной обработке, с белыми полосами. Было протестировано несколько других цветовых схем, в результате чего были получены резервные копии статей, моделей и фотографий, показывающих различные конфигурации, включая чередующиеся белые и зеленые полосы и синие полосы, чередующиеся с медью. Окончательная окраска была определена путем исследования интервалов между тенями и солнечным светом на основе времени выстрела, траектории , орбиты и наклона .

Схема Explorer 1

Полезная нагрузка науки

Полезная нагрузка Explorer 1 состояла из прибора Iowa Cosmic Ray без магнитофона, который не был вовремя модифицирован, чтобы попасть на космический корабль. Таким образом, данные, полученные в реальном времени на земле, были очень скудными и озадачивающими, показывая нормальную скорость счета и отсутствие счета вообще. Более поздняя миссия Explorer 3, которая включала магнитофон в полезную нагрузку, предоставила дополнительные данные для подтверждения более ранних данных Explorer 1.

Научное оборудование Explorer 1 было разработано и построено под руководством доктора Джеймса Ван Аллена из Университета Айовы и содержит:

Полет

После задержки, связанной с реактивным потоком, 28 января 1958 года в 03:47:56 по Гринвичу 1 февраля 1958 года была запущена ракета Juno I, которая вывела Explorer 1 на орбиту с перигеем 358 км (222 мили) и апогеем 2550 миль. км (1580 миль) с периодом 114,80 минут и наклоном 33,24 °. Станция слежения Голдстоуна не смогла сообщить через 90 минут, как планировалось, успешным ли запуск, потому что орбита была больше, чем ожидалось. Примерно в 06:30 по Гринвичу, после подтверждения того, что Explorer 1 действительно находится на орбите, в Большом зале Национальной академии наук в Вашингтоне, округ Колумбия, была проведена пресс-конференция, на которой было объявлено об этом всему миру.

Первоначальный ожидаемый срок службы спутника до орбитального распада составлял три года. Батареи Mercury обеспечивали питание мощного передатчика в течение 31 дня и маломощного передатчика в течение 105 дней. "Эксплорер-1" прекратил передачу данных 23 мая 1958 года, когда его батареи разрядились, но оставался на орбите более 12 лет. Он вернулся в атмосферу над Тихим океаном 31 марта 1970 года, пролетев более 58000 оборотов.

Полученные результаты

Уильям Хейворд Пикеринг , Джеймс Ван Аллен и Вернер фон Браун демонстрируют полномасштабную модель Explorer 1 на многолюдной пресс-конференции в Вашингтоне, округ Колумбия, после подтверждения того, что спутник находится на орбите.

После запуска Explorer 1 изменил ось вращения . Удлиненный корпус космического корабля был спроектирован так, чтобы вращаться вокруг своей длинной (наименьшей инерции ) оси, но отказался от этого и вместо этого начал прецессию из-за рассеивания энергии от гибких структурных элементов. Позже стало понятно, что по общим причинам тело попадает в состояние вращения, которое минимизирует кинетическую энергию вращения для фиксированного углового момента (это ось максимальной инерции). Это послужило стимулом для первого дальнейшего развития эйлеровой теории динамики твердого тела после почти 200 лет - обращения к такому виду диссипации энергии с сохранением импульса.

Иногда приборы сообщали об ожидаемом количестве космических лучей (примерно 30 отсчетов в секунду), но в других случаях показывали своеобразное нулевое количество отсчетов в секунду. Университет Айовы (под руководством Джеймса Ван Аллена ) заметил, что все отчеты о нулевых счетах в секунду были получены с высоты более 2000 км (1200 миль) над Южной Америкой , в то время как проходы на высоте 500 км (310 миль) показали бы ожидаемую уровень космических лучей. Позже, после Explorer 3 , был сделан вывод, что оригинальный счетчик Гейгера был перегружен («насыщен») сильным излучением, исходящим от пояса заряженных частиц, захваченных в космосе магнитным полем Земли . Этот пояс заряженных частиц теперь известен как радиационный пояс Ван Аллена . Открытие считалось одним из выдающихся открытий Международного геофизического года (МГГ).

Акустический детектор микрометеоритов зафиксировал 145 столкновений космической пыли за 78 750 секунд. Это рассчитано на среднюю интенсивность ударов 8,0 × 10 −3 ударов м −2 с −1 за двенадцатидневный период (29 ударов в час на квадратный метр).

Наследие

Explorer 1 был первой из давно работающей программы Explorer . Четыре последующих спутника серии Explorer были запущены ракетой Juno I в 1958 году, из них Explorer 3 и 4 оказались успешными, а Explorer 2 и 5 не смогли выйти на орбиту. Провалился и последний полет ракеты-носителя Juno I, спутника Beacon-1 . Автомобиль Juno I был заменен Juno II в 1959 году.

Продолжение первой миссии, Explorer-1 [PRIME] , было успешно запущено на борту ракеты-носителя Delta II в конце октября 2011 года. PRIME был построен с использованием современных технологий создания спутников. Орбитальный спутник был резервным, потому что первоначальный Explorer-1 PRIME, запущенный 4 марта 2011 года, не вышел на орбиту из-за отказа ракеты-носителя.

Одинаково построен резервный полет проводника 1 на дисплее в Смитсоновский институт «s Национальный музей авиации и космонавтики , Вехи полетов галерее в Вашингтоне, округ Колумбия Launch Pad 26 был деактивирован в 1963 году, и был предназначен для использования в качестве музея в 1964 году, ВВС космической и ракетной музей . Здесь тоже представлен полноразмерный Explorer 1, но это макет.

Галерея

Смотрите также

использованная литература

Библиография

Запад, Дуг (2017). Доктор Вернер фон Браун: краткая биография . ISBN США 978-1-9779279-1-0.

внешние ссылки