Explorer 1
Informações de fundo
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| Operador | Agência de Mísseis Balísticos do Exército |
|---|---|
| Grandes empreiteiros | Laboratório de Propulsão a Jato |
| Tipo de missão | Ciências da Terra |
| Satélite de | Terra |
| Órbitas | ~ 56.000 |
| Data de lançamento | 1 de fevereiro de 1958 em 03:48 UTC |
| Veículo de lançamento | Juno I |
| Duração da missão | 111 dias |
| Decaimento orbital | 31 de março de 1970 |
| COSPAR ID | 1958-001A |
| Pagina Inicial | NASA NSSDC Mestre Catálogo |
| Massa | 13,97 kg (£ 30,80) |
| Elementos orbitais | |
| Semi-eixo maior | 7,832.2 km (4,866.6 milhas) |
| Excentricidade | 0,139849 |
| Inclinação | 33,24 ° |
| Apoapsis | 2,550 km (1,585 milhas) |
| Periapsis | 358 km (222 milhas) |
| Período orbital | 114,8 minutos |
Explorer 1 (intitulado oficialmente na NASA como satélite 1958 Alpha) foi o primeiro Terra satélite do Estados Unidos , lançada em 1 de fevereiro de 1958 em 03:48 UTC de LC-26 no Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, como parte do programa dos Estados Unidos para o Ano Geofísico Internacional e em resposta ao lançamento da soviético satélite Sputnik 1 . Foi a primeira nave espacial para detectar a Cinturão de radiação de Van Allen.
Missão
O programa do satélite Terra Estados Unidos começou em 1954 como uma joint- Exército de Estados Unidos e Proposta Marinha dos Estados Unidos, chamado Projeto Orbiter, para colocar um satélite científico em orbitar durante o Ano Geofísico Internacional. No entanto, esta proposta foi rejeitada em 1955 pelo Administração Eisenhower em favor da Marinha de os EUA Projeto Vanguard . Após o lançamento do satélite soviético Sputnik 1 em 4 de outubro de 1957 , o programa inicial do Projeto Orbiter foi revivido como o Programa Explorer para recuperar o atraso com a União Soviética, dando início à corrida espacial .
Explorer 1 foi projetado e construído pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL), enquanto o Jupiter-C foguete foi modificado pelo Agência de Mísseis Balísticos do Exército (ABMA) para acomodar um satélite carga, o foguete resultante tornar-se conhecido como o Juno I. O projeto Jupiter-C usado para o lançamento já havia sido testado em vôo nariz cone testes de reentrada para o Júpiter IRBM e foi modificado em Juno I. Trabalhar em estreita colaboração, ABMA e JPL concluído o trabalho de modificar o Jupiter-C e construindo o Explorer 1, em 84 dias. No entanto, antes do trabalho foi concluída a União Soviética lançou um segundo satélite, o Sputnik 2 , em 3 de novembro de 1957. A tentativa da Marinha dos EUA para trazer o primeiro satélite norte-americano em órbita falhou com o lançamento do Vanguard TV3 em 06 de dezembro de 1957.
Órbita
Em 1 de fevereiro de 1958 em 03:48 UTC, o Juno I foguete foi lançado colocando Explorer 1 em órbita, o que fez Explorer 1 o primeiro satélite Terra dos Estados Unidos. A órbita tinha um perigeu de 358 km (222 mi) e um apogeu de 2.550 km (1.585 mi) com um período de 114,8 minutos. O peso total do satélite foi 13,97 kg (£ 30,80), dos quais 8,3 kg (18,3 lb) foram instrumentação. Em comparação, o primeiro satélite soviético Sputnik 1 pesava 83,6 kg (184 libras). A secção de instrumento na extremidade frontal do satélite e o vazio em escala reduzida quarta-estágio de foguete invólucro orbitou como uma única unidade, girando em torno de seu eixo longitudinal a 750 rotações por minuto.
Projeto da nave espacial
Explorer 1 foi projetado e construído pelo Laboratório de Propulsão a Jato da California Institute of Technology, sob a direção do Dr. William H. Pickering. Foi o segundo satélite para transportar uma carga útil de missão (Sputnik 2 foi o primeiro). A instrumentação científica do satélite Explorer 1 foi projetado e construído sob a direção do Dr. James Van Allen da Universidade de Iowa. Ela consistia de:
- uma Anton 314 omnidirecional Tubo Geiger-Müller, projetado pelo Dr. George Ludwig de Cosmic Ray Laboratório de Iowa, para detectar raios cósmicos. Pode detectar protões com E> 30 MeV e elétrons com E> 3 MeV. Na maioria das vezes o instrumento foi saturada;
- cinco sensores de temperatura (uma interna, três externo e um no cone do nariz);
- um detector acústico (cristal transdutor e de estado sólido amplificador ) para detectar micrometeorite ( poeira) impactos cósmicos. Ela respondeu a micrometeorite impactos sobre a pele sonda de tal forma que cada impacto seria uma função da massa e velocidade . Sua área efetiva foi de 0.075 m 2 e a sensibilidade média de limiar foi de 2,5 × 10 -3 g cm / s; e
- um detector de rede de arame, também para detectar impactos micrometeorite. Ele consistiu de 12 cartões paralelos ligados montados em um fibra de vidro anel de suporte. Cada placa foi ferida com duas camadas de esmaltado níquel fio de liga com um diâmetro de 17 uM (21 uM com o isolamento de esmalte incluídos), de tal forma que uma área total de 1 cm por 1 cm foi completamente coberto. Se um micrometeorite de cerca de 10 um impacto, ele iria fracturar o fio, destruir a ligação eléctrica, e assim gravar o evento.
Devido ao espaço limitado disponível e os requisitos para o baixo peso, o Explorer 1 instrumentação foi projetado e construído com simplicidade e alta confiabilidade em mente. A energia elétrica foi fornecida por baterias químicas de mercúrio que compunham aproximadamente 40% do peso da carga útil.
Os dados dos instrumentos científicos foi transmitida ao solo por dois antenas. A 60 miliwatts antena dipolo constituído de fibra de vidro de duas antenas de fenda no corpo do satélite operar em 108,03 MHz, quatro e formando uma chicotes flexíveis 10 miliwatt antena torniquete operando em 108,00 MHz.
O Explorer 1 instrumentação payload usado eletrônica do transistor, que consiste em ambos germânio e silício dispositivos. Este foi um período de tempo muito cedo no desenvolvimento da tecnologia de transistor, e representa a primeira utilização de transistores documentado no programa terra satélite EUA. Um total de 29 transistores foram usados em Explorer 1, mais os adicionais em amplificador de micrometeoritos do Exército.
A pele externa da secção de instrumento foi pintado em faixas alternadas de branco e verde escuro para fornecer controle de temperatura passiva do satélite. As proporções dos claras e escuras tiras foram determinadas por estudos de intervalos sombra-luz solar com base em tempo de disparo, trajetória, órbita, e inclinação.
Os resultados da missão
Para a surpresa de especialistas de missão, satélite Explorer 1 alterada eixo de rotação após o lançamento. O corpo alongado da nave espacial tinha sido suposto girar sobre sua longa (menos- inércia) eixo, mas se recusou a fazê-lo, e em vez disso começou precessão devido à energia dissipação de elementos estruturais flexíveis. Mais tarde, entendeu-se que em termos gerais, o corpo acaba no estado de spin que minimiza a cinética energia rotacional (sendo este o eixo máxima inércia). Isso motivou a primeira continuação do desenvolvimento do Eulerian teoria da dinâmica de corpo rígido após quase 200 anos para resolver a dissipação.
Às vezes, a instrumentação iria relatar a contagem de raios cósmicos esperado (aproximadamente trinta contagens por segundo), mas às vezes ele iria mostrar um peculiar zero de contagens por segundo. O Grupo Iowa (sob Van Allen) observou que todos os zero de contagens por segundo relatos eram de uma altitude de 2000 + km (1,250+ milhas) ao longo da América do Sul , enquanto passa a 500 km (310 milhas) iria mostrar o nível esperado de cósmica raios. Mais tarde, depois Explorer 3, concluiu-se que o contador Geiger original tinha sido esmagada por uma forte radiação proveniente de um cinturão de partículas carregadas capturadas no espaço pela Campo magnético da Terra; este cinto de partículas carregadas é agora conhecido como o Cinturão de radiação de Van Allen. A descoberta das correias de Van Allen pelos satélites Explorer foi considerado ser uma das descobertas em circulação da Ano Geofísico Internacional.
O detector de micrometeoritos acústico detectou 145 impactos de poeira cósmica em 78.750 segundo. Isto leva, por um período de doze dias a uma taxa de 8,0 impacto × 10 -3 impactos m -2 s -1.
As pilhas de mercúrio fornecida poder que operou o transmissor de alta potência por 31 dias eo transmissor de baixa potência para 105 dias. Explorer 1 parou de transmissão de dados sobre 23 de maio de 1958 , quando suas baterias morreu, mas permaneceu em órbita por mais de 12 anos. Ele fez um ardente reentrada sobre o Oceano Pacífico em 31 de março de 1970 . Explorer 1 foi o primeiro da longa-running Programa Explorer, que a partir de novembro de 2004 lançou 83 sondas Explorer.
Uma cópia de segurança de vôo identicamente construído de Explorer 1 está localizado no Smithsonian Institution de National Air and Space Museum, Marcos de vôo Gallery.
