Эксплорер 21
 Спутник Эксплорер 21 | |||
| Имена | ИМП-Б ИМП-2 Межпланетная мониторинговая платформа-2 | ||
|---|---|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика | ||
| Оператор | НАСА | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1964-060А | ||
| САТКАТ нет. | 00889 | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Автобус | ИМП | ||
| Производитель | Центр космических полетов Годдарда | ||
| Стартовая масса | 138 кг (304 фунта) | ||
| Власть | 4 развертываемые солнечные батареи и батареи | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 4 октября 1964 г., 03:45:00 по Гринвичу [1] [2] | ||
| Ракета | Тор-Дельта С (Тор 392 / Дельта 026) | ||
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17A [3] | ||
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани | ||
| Вступил в сервис | 4 октября 1964 г. | ||
| Конец миссии | |||
| Последний контакт | 13 октября 1965 г. | ||
| Дата распада | 1 января 1966 г. [4] | ||
| Орбитальные параметры | |||
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [4] | ||
| Режим | Сильно эллиптическая орбита | ||
| Высота перигея | 917 км (570 миль) | ||
| Высота апогея | 94,288 км (58,588 миль) | ||
| Наклон | 33.70° | ||
| Период | 2080.00 минут | ||
| Инструменты | |||
| |||
программа проводник | |||
Explorer 21 , также называемый IMP-B , IMP-2 и Межпланетной платформой мониторинга-2 , был спутником НАСА , запущенным в рамках программы Explorer . Эксплорер 21 был запущен 4 октября 1964 года в 03:45:00 по Гринвичу с мыса Канаверал (CCAFS). [5] Флорида , с «Тор-Дельта С» ракетой-носителем . «Эксплорер 21» был вторым спутником Межпланетной платформы мониторинга и имел ту же общую конструкцию, что и его предшественник, «Эксплорер 18» (IMP-A), запущенный в прошлом году, в ноябре 1963 года. Следующий «Эксплорер 28» (IMP-C) был запущен. в мае 1965 года также использовалась аналогичная конструкция. [6]
Миссия
[ редактировать ]«Эксплорер-21» представлял собой космический корабль с питанием от солнечных батарей и химических батарей, предназначенный для межпланетных и отдаленных магнитосферных исследований энергичных частиц, космических лучей, магнитных полей и плазмы. Каждая нормальная телеметрическая последовательность продолжительностью 81,9 секунды состояла из 795 бит данных. После каждой третьей нормальной последовательности следовал интервал 81,9 секунды рубидия паров передачи аналоговых данных магнитометра . Первоначальные параметры космического корабля включали местное время апогея в полдень, скорость вращения 14,6 об/мин и направление вращения 41,4° по прямому восхождению и 47,4° склонения. [7]
Эксперименты
[ редактировать ]Дальность космических лучей и потеря энергии
[ редактировать ]Твердотельный телескоп заряженных частиц использовался для измерения дальности и потерь энергии галактических и солнечных космических лучей. Целью эксперимента было изучение энергий частиц (энергия на нуклон примерно пропорциональна Z в квадрате/А, для протонов от 0,9 до 190 МэВ , от 6,5 до 19 МэВ, от 19 до 90 МэВ и от 90 до 190 МэВ) и зарядовых спектров (Z< =6). Детектор был ориентирован перпендикулярно оси вращения КА. Аккумуляторы детектора для каждого энергетического интервала телеметрировались шесть раз каждые 5,46 минуты. Каждый период накопления длился около 40 секунд (начальный период вращения КА составлял около 4,1 секунды). Выходные данные двух 128-канальных анализаторов амплитуды импульса получали для одной падающей частицы каждые 41 секунду и считывали вместе с накопленными данными детектора. Полезные данные были получены с момента запуска до 9 апреля 1965 года. Покрытие данных было прерывистым на протяжении всего срока службы космического корабля из-за частых отключений космического корабля и спорадических отказов некоторых детекторов. [8]
Космические лучи
[ редактировать ]Этот эксперимент состоял из двух детекторных систем. Первым был телескоп dE/dx по сравнению с E с тонким и толстым сцинтилляторами из йодида цезия (CsI) (по одному каждый) и пластиковым сцинтилляционным счетчиком антисовпадений. Ось телескопа была перпендикулярна оси вращения космического корабля. Подсчеты частиц, проникших в тонкий сцинтиллятор CsI и остановившихся в толстом сцинтилляторе CsI, накапливались в течение одного интервала длительностью 39,36 секунды каждые 5,46 минуты. Относительный вклад в скорость счета различных видов (электроны от 3 до 12 МэВ , ионы с зарядом = 1 или 2, атомная масса = 1, 2, 3 или 4 и энергия от 18,7 до 81,6 МэВ/ нуклон ) и энергетический спектр Информация определялась с помощью 512-канального амплитудно-импульсного анализа, проводимого одновременно на выходе обоих сцинтилляторов CsI шесть раз каждые 5,46 минуты. Вторая детекторная система состояла из двух телескопов с трубкой Гейгера-Мюллера (GM), ориентированных параллельно и перпендикулярно оси вращения космического корабля. Каждый телескоп состоял из двух коллинеарных трубок GM. Параллельный и перпендикулярный телескопы измеряли сумму отсчетов, вызванных протоны выше 70 МэВ и электроны выше 6,5 МэВ и сумма отсчетов от протонов выше 65 МэВ и электронов выше 6 МэВ соответственно. Также суммировались значения, зарегистрированные в любой из четырех пробирок GM. Эти всенаправленные подсчеты происходили благодаря протонам с энергией выше 50 МэВ и электронам с энергией выше 4 МэВ. Параллельная, перпендикулярная и всенаправленная скорости счета были получены для одного 40-секундного интервала накопления во время последовательных нормальных 81,9-секундных телеметрических последовательностей. Таким образом, любая скорость счета измерялась в течение 40 секунд каждые 5,46 минуты. [9]
Кубок Фарадея
[ редактировать ]Пятиэлементная чашка Фарадея на Эксплорере 21 измеряла электроны в диапазоне от 130 до 265 эВ и ионы в следующих пяти энергетических окнах: от 40 до 90, от 95 до 230, от 260 до 650, от 700 до 2000 и от 1700 до 5400 эВ. Для каждого 5,46-минутного интервала было записано 22 пригодных для использования мгновенных образца тока для каждого энергетического окна, разделенных 0,16 секунды каждый. Для получения информации об угловом отклонении плоскости вращения спутника использовались две коллекторные пластины. Телеметрически измерялись сумма и разность токов на двух пластинах и направление максимального тока. Влияние вторичных электронов не устранено и может быть весьма значительным в пределах плазмосферы Земли . [10]
Феррозондовый магнитометр
[ редактировать ]Каждый из двух одноосных феррозондовых магнитометров с динамическим диапазоном плюс или минус 40 нТл измерял магнитное поле 30 раз в каждом из шести интервалов по 4,8 секунды каждые 5,46 минуты. Чувствительность детектора составляла плюс-минус 0,25 нТл, а неопределенность оцифровки составляла плюс-минус 0,40 нТл. Магнитометр на парах рубидия использовался для калибровки феррозондовых магнитометров, но не дал независимого полезного набора данных. Магнитометры нормально функционировали на протяжении всего срока службы спутника. [11]
Ионная камера и счетчики Гейгера-Мюллера
[ редактировать ]Этот эксперимент, предназначенный для измерения потоков частиц, захваченных геомагнитным магнитом, состоял из ионизационной камеры типа Неера диаметром 7,6 см и двух трубок Гейгера-Мюллера (GM) Anton 223. Ионная камера реагировала на электроны и протоны с энергиями более 1 и 17 МэВ соответственно. Обе трубки ГМ были установлены параллельно оси вращения космического корабля. GM-трубка А обнаружила электроны с энергией более 45 кэВ, рассеянные на золотой фольге. Приемный конус для этих электронов имел полный угол 61°, а его ось симметрии составляла угол 59,5° с осью вращения космического корабля. ГМ-трубка А реагировала всенаправленно на электроны и протоны с энергиями более 6 и 52 МэВ соответственно. Трубка GM B смотрела прямо в космос через отверстие в обшивке космического корабля. Приемный конус трубы Б ГМ имел полный угол 38°, а его ось симметрии была параллельна оси вращения космического корабля. Всенаправленно трубка GM B реагировала на электроны и протоны с энергиями более 6 и 52 МэВ соответственно. Направленно трубка GM B реагировала на электроны и протоны с энергиями более 40 и 500 кэВ соответственно. Импульсы из ионной камеры накапливались в течение 326,08 с и считывались один раз каждые 327,68 с. Отсчеты из пробирки GM A накапливались в течение 39,36 секунды и считывались шесть раз каждые 327,68 секунды. Отсчеты из пробирки B GM накапливались в течение 39,36 секунды и считывались пять раз каждые 327,6 секунды. [12]
Анализатор замедляющего потенциала
[ редактировать ]Анализатором тормозящего потенциала служил четырехэлементный стакан Фарадея. Он был установлен перпендикулярно оси вращения космического корабля и имел эффективный угол обзора 5 ср. Эксперимент продолжался по 5,2 с в каждом из четырех режимов с интервалом 648 с. В двух режимах определялись 15-ступенчатые спектры ионов при замедляющих потенциалах в диапазонах от минус 5 В до плюс 15 В и от минус 5 В до плюс 45 В. В двух других режимах аналогичная информация для электронов была получена путем изменения признаки потенциалов. Прибор подвергся загрязнению вторичными электронами, но возвращал практически непрерывные данные до 5 апреля 1965 года. [13]
Протоны солнечного ветра
[ редактировать ]Квадрисферический электростатический анализатор с токосъемником и электрометрическим усилителем предназначался для обнаружения и анализа положительной ионной компоненты падающей плазмы и исследования ее общих характеристик потока. Плановый мониторинг межпланетной среды не был осуществлен, поскольку апогей, достигнутый спутником, оказался ниже ожидаемого. Протоны анализировались по 12 энергетическим каналам от 0,7 до 8 кэВ. Прибор устанавливался в экваториальной плоскости спутника и имел угол обзора 15° в этой плоскости и 90° в плоскости, содержащей ось вращения. Экваториальная плоскость спутника была разделена на три смежных сектора (61°, 95° и 204°) с помощью оптического датчика аспекта. Пик потока в одном секторе регистрировался при одном потенциале пластины анализатора за один оборот спутника (информация о положении внутри сектора, в котором возник пик потока, не сохранилась). После 12 оборотов все энергетические каналы были просканированы, и процесс повторился для следующего сектора. Полное сканирование по энергии и сектору повторялось каждые 5,46 минуты. Поскольку прибор не был способен наблюдать магнитосферную плазму, никаких данных за время нахождения спутника в космосе получено не было. магнитосфера . Данные могут быть полезны при идентификации магнитопаузы и головной ударной волны. [14]
Результаты
[ редактировать ]Значительное отклонение скорости и направления вращения от запланированных значений и достижение апогея менее половины планового значения отрицательно сказались на полезности данных. В остальном системы космического корабля работали хорошо: данные практически полностью передавались в течение первых 4 месяцев и шестого месяца после запуска. В другое время передача данных была прерывистой, а последняя передача произошла 13 октября 1965 года. [7] Эксплорер 21 распался 1 января 1966 года. [4]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Космический отчет Джонатана» . 21 июля 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г.
- ^ «Письмо Постоянного представителя Соединенных Штатов Америки от 22 декабря 1964 года на имя Генерального секретаря» (PDF) . КОМИТЕТ ПО МИРНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА (64-28156) . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «ГОД НАСА» . Рейс Интернешнл . Проверено 9 июня 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с «Траектория: Эксплорер 21 (IMP-B) 1964-060А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ «Спутник «Эксплорер-21» далеко не достигает орбитальной цели» . Пост Палм-Бич . Том. 56, нет. 202. УПИ . 5 октября 1964 г. с. 8. Архивировано из оригинала 25 января 2024 года . Проверено 9 июня 2018 г. - через Newspapers.com.
- ^ «Справочные изображения серии Explorer» . Проверено 4 июля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Дисплей: Эксплорер 21 (ИМП-Б) 1964-060А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: дальность космических лучей и потеря энергии» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Космические лучи» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Кубок Фарадея» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Феррозондовый магнитометр» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: ионная камера и счетчики Гейгера-Мюллера» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Анализатор замедляющего потенциала» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Протоны солнечного ветра» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 7 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
