ИСЭЭ-2
 Спутники ISEE-1 и ISEE-2 в Космическом центре Кеннеди | |
| Имена | ИСЭЭ-Б Международный исследователь Солнца-Земли-Б ИМП-К Прайм |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА / ЕКА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1977-102Б |
| САТКАТ нет. | 10423 |
| Продолжительность миссии | 10 лет (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | ИСЭЭ-2 |
| Тип космического корабля | Международный исследователь Солнца и Земли |
| Автобус | IMP (Платформа межпланетного мониторинга) |
| Производитель | Дорнье Системы |
| Стартовая масса | 165,78 кг (365,5 фунта) |
| Размеры | 16-сторонний цилиндр диаметром 1,27 м (4 фута 2 дюйма) и высотой 1,14 м (3 фута 9 дюймов). |
| Власть | 112 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 22 октября 1977 г., 13:53:00 UTC |
| Ракета | Тор-Дельта 2914 (Тор 623 / Дельта 135) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17B |
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани |
| Вступил в сервис | 22 октября 1977 г. |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 26 сентября 1987 г. |
| Дата распада | 26 сентября 1987 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [1] [2] |
| Режим | Высокая околоземная орбита |
| Высота перигея | 1,04 R e (6600 км (4100 миль)) |
| Высота апогея | 23.00 Р е (137 806 км (85 629 миль)) |
| Наклон | 28.76° |
| Период | 3556,80 минут |
| Инструменты | |
| Потоки электронов и протонов во внешней магнитосфере (1,5-300 кэВ) Эксперимент с быстрой плазмой (FPE) Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA) Эксперимент с частицами средней энергии (METE) Плотность плазмы (общая электронная) радиометодами Плазменные волны: спектры электрических и магнитных полей (5,62 Гц – 31,1 кГц) Распределение ионов солнечного ветра Трехосный феррозондовый магнитометр | |
Международный исследователь Солнца и Земли | |
ISEE -2 ( International Sun-Earth Explorer-B или ISEE-B ) был дочерним космическим кораблем класса Explorer, International Sun-Earth Explorer-2, был частью материнской/дочерней/гелиоцентрической миссии (ISEE-1, ISEE- 2, ИСЭЭ-3). ISEE-2 представлял собой космический зонд массой 165,78 кг (365,5 фунта), использовавшийся для изучения магнитных полей вблизи Земли . [2] ISEE-2 представлял собой космический корабль со стабилизированным вращением, основанный на конструкции предшествующей IMP ( Межпланетная платформа мониторинга ). серии космических кораблей [2] ISEE-1 и ISEE-2 были запущены 22 октября 1977 года и повторно вошли в атмосферу 26 сентября 1987 года. [3]
Программа представляла собой совместную миссию НАСА и ESRO (позже Европейского космического агентства (ЕКА)), меморандум о взаимопонимании (МОВ) между НАСА и Европейским космическим агентством был подписан в марте 1975 года. [4] Программа была создана для изучения взаимодействия магнитного поля Земли и солнечного ветра . В исследовании приняли участие по меньшей мере 32 учреждения, и основное внимание уделялось пониманию магнитных полей. [2] ISEE-1 и ISEE-3 были построены НАСА, а ISEE-2 — ЕКА. Все три имели взаимодополняющие инструменты, поддерживаемые одной и той же группой из более чем 100 ученых. [2]
Миссия
[ редактировать ]
Целями миссии были: (1) исследовать солнечно-земные взаимоотношения на крайних границах магнитосферы Земли , (2) детально изучить структуру солнечного ветра вблизи Земли и ударной волны, образующей границу между ними. действующие в плазменных слоях, и (4) продолжить исследование космических лучей и эффектов солнечных вспышек в межпланетной области вблизи 1 а.е. солнечный ветер и магнитосфера Земли, (3) исследовать движения и механизмы , Три космических корабля несли ряд дополнительных инструментов для измерения плазмы , энергетических частиц, волн и полей. Таким образом, миссия расширила исследования предыдущего космического корабля IMP. Материнская и дочерняя часть миссии состояла из двух космических кораблей (ISEE-1 и ISEE-2) с возможностью удержания станции на одной и той же сильно эксцентричной геоцентрической орбите с апогеем 23 земных радиусов (R e ). [1] В ходе миссии параметры орбит ISEE-1 и ISEE-2 претерпевали кратковременные и долговременные изменения из-за солнечных и лунных возмущений. Эти два космических корабля поддерживали небольшое расстояние друг от друга и проводили одновременные скоординированные измерения, чтобы обеспечить разделение пространственных и временных неоднородностей в околоземном солнечном ветре, головной ударной волне и внутри магнитосферы. Благодаря маневрированию ISEE-2 расстояние между космическими кораблями, измеренное вблизи головной ударной волны Земли, могло варьироваться от 10 км (6,2 мили) до 5000 км (3100 миль); его значение точно известно как функция времени и орбитального положения. [3]
Космический корабль
[ редактировать ]ISEE-2 представлял собой 16-сторонний цилиндр диаметром 1,27 м (4 фута 2 дюйма) и высотой 1,14 м (3 фута 9 дюймов). [5] ISEE-2 имел двигатель, позволяющий регулировать расстояние между двумя космическими кораблями в зависимости от желаемой цели. Первые результаты дуэта показали, что при наличии двух космических кораблей можно обнаружить «пространственные и временные изменения в магнитосфере и солнечном ветре». [6]
Космический корабль был стабилизирован по вращению, при этом векторы вращения номинально поддерживались в пределах 1 ° от перпендикуляра к плоскости эклиптики , указывая на север. Скорость вращения номинально составляла 19,75 об/мин для ISEE-1 и 19,8 об/мин для ISEE-2, так что между двумя космическими кораблями существовало медленное дифференциальное вращение. Установленная на корпусе солнечная батарея ISEE-2 при запуске выдавала около 112 Вт . Скорость передачи данных ISEE-2 большую часть времени составляла 2048 бит/с и 8192 бит/с на одном витке из каждых пяти (за некоторыми исключениями). [3]
Эксперименты
[ редактировать ]Потоки электронов и протонов во внешней магнитосфере (1,5-300 кэВ)
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для того, чтобы с помощью идентичного оборудования на космическом корабле «родитель/дочерний» определить пространственную протяженность, скорость распространения и временное поведение широкого спектра явлений, связанных с частицами. Электроны измерялись при энергиях 2 и 6 кэВ и в двух полосах: от 8 до 200 кэВ и от 30 до 200 кэВ. Протоны измерялись при энергиях 2 и 6 кэВ в трех диапазонах: от 8 до 200 кэВ, от 30 до 200 кэВ и от 200 до 380 кэВ. Порог 30 кэВ можно установить на уровне 15 или 60 кэВ. Идентичная аппаратура на каждом космическом корабле состояла из пары телескопов-детекторов с поверхностным барьером и полупроводниковыми детекторами (один с фольгой и один без фольги) и четырех электростатических анализаторов с фиксированным напряжением (два для электронов и два для протонов). В качестве детекторов с анализаторами фиксированного напряжения использовались канальные умножители. Телескопы имели смотровой конус с полууголом 40°, ориентированный примерно под 20° к оси вращения. [7]
Эксперимент с быстрой плазмой (FPE)
[ редактировать ]Этот эксперимент был предназначен для изучения распределения скоростей плазмы и их пространственных и временных изменений в солнечном ветре , головной ударной волне , магнитослое , магнитопаузе и хвосте магнитосферы (внутри магнитосферы). Одно-, двух- и трехмерные распределения скоростей положительных ионов и электронов измерялись с помощью двух 90°-сферических электростатических анализаторов с канальнотронными электронными умножителями в качестве детекторов. Совместно с аналогичной аппаратурой (1977-102А-01) для головного корабля были измерены протоны от 50 эВ до 40 кэВ (и электроны от 5 эВ до 20 кэВ) с энергетическим разрешением 10% в двух диапазонах каждый. [8]
Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA)
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для изучения с помощью идентичного оборудования на космическом корабле материнский/дочерний пространственных и временных изменений электронов и ионов солнечного ветра и магнитослоя. Протоны и электроны в диапазоне энергий от 1 эВ до 45 кэВ измерялись в 64 смежных энергетических зонах с энергетическим разрешением (дельта E/E) 0,16. Квадрисферический дифференциальный анализатор энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA), в котором используются семь электронных умножителей с непрерывным каналом в каждом из двух (один для протонов и один для электронов) электростатических анализаторов, был запущен как на материнском, так и на дочернем космическом корабле. Весь телесный угол 4 пи-ср, кроме 2%, был покрыт векторами скорости частиц. Также была включена трубка Гейгера-Мюллера с коническим полем зрения под полным углом 40 °, перпендикулярным оси вращения. Этот детектор был чувствителен к электронам с E>45 кэВ и к протонам с E>600 кэВ. [9]
Эксперимент с частицами средней энергии (METE)
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для выявления и изучения нестабильности плазмы, ответственной за ускорение, механизмы источника и потери, а также граничные и интерфейсные явления во всем орбитальном диапазоне материнских и дочерних спутников. На каждом космическом корабле были установлены протонный телескоп и электронный спектрометр для измерения детальных энергетических спектров и угловых распределений. В этих детекторах использовались кремниевые, поверхностно-барьерные, полностью обедненные твердотельные устройства различной толщины, площади и конфигурации. Были измерены протоны в 5 направлениях и 12 энергетических каналах от 20 кэВ до 2 МэВ и электроны в 5 направлениях и 12 энергетических каналах от 20 кэВ до 300 кэВ (до 1,2 МэВ для направления 90°). Данные накапливались в 32 секторах за спин. [10]
Плотность плазмы (общая электронная) радиометодами
[ редактировать ]Общее содержание электронов между матерью и дочерью было получено путем измерения фазовой задержки, вносимой окружающей плазмой в волну частотой около 683 кГц, переданную от матери (эксперимент -08) и принятую дочерью. Фаза сравнивалась с фазово-когерентным сигналом, передаваемым от матери к дочери путем модуляции на несущую с достаточно высокой частотой (272,5 МГц), чтобы на нее не влияла окружающая плазма. [11]
Плазменные волны: спектры электрических и магнитных полей (5,62 Гц – 31,1 кГц)
[ редактировать ]В этом эксперименте одноосный магнитометр поисковой катушки с сердечником с высокой магнитной проницаемостью и двумя диполями электрического поля (30 м (98 футов) от кончика до кончика и 0,61 м (2 фута 0 дюймов)) измерял волновые явления, происходящие внутри магнитосферы. и солнечный ветер в сочетании с аналогичным экспериментом (1977-102А-07), проведенным на базовом космическом корабле. Антенны устанавливались перпендикулярно оси вращения. Приборы состояли из двух элементов: (1) анализатора спектра высокого временного разрешения с 16 частотными каналами (идентичными каналам ISEE 1) от 5,62 Гц до 31,1 кГц, где выборка всех каналов осуществлялась 1 или 4 раза в секунду. , в зависимости от скорости передачи данных ; и (2) широкополосный приемник для обработки электрических и магнитных сигналов для передачи на землю через специальный аналоговый передатчик. Было два основных частотных канала: от 10 Гц до 1 кГц и от 650 Гц до 10 кГц. Кроме того, частотный диапазон может быть сдвинут с помощью схемы преобразования частоты в любой из восьми диапазонов до 2,0 МГц. [12]
Распределение ионов солнечного ветра
[ редактировать ]Этот прибор был разработан для измерения угловых распределений и энергетических спектров положительных ионов в солнечном ветре. Основная область интересов находилась за пределами магнитопаузы (более 8 земных радиусов) включительно. Два полусферических электростатических анализатора использовались для покрытия диапазона энергий от 100 эВ до 10 кэВ/Q по 64 энергетическим каналам. Было два режима работы: один для высокого временного разрешения и один для высокого энергетического разрешения. Уровни энергии поддерживались постоянными в ходе полной революции космического корабля. [13]
Трехосный феррозондовый магнитометр
[ редактировать ]Исследование магнитных полей, выбранное для ISEE-1 и ISEE-2, имело в качестве основных целей изучение магнитных характеристик магнитосферных явлений и магнитогидродинамических волн в магнитосфере и вокруг нее, а также предоставление вспомогательных данных для других экспериментов на космическом корабле, таких как исследование электрического поля , частиц и плазменных волн. В этом трехосном феррозондовом магнитометре три датчика с кольцевым сердечником в ортогональной триаде были заключены в флипперный механизм на конце стрелы магнитометра. Блок электроники находился на основном корпусе космического корабля у подножия стрелы. Магнитометр имел два рабочих диапазона ±8192 нТл и ±256 нТл в каждой компоненте вектора. Данные были оцифрованы и усреднены внутри прибора, чтобы обеспечить повышенное разрешение и фильтрацию Найквиста. Имелось два режима передачи усредненных данных. В режиме двойной точности передавались 16-битные выборки данных. Это обеспечивало максимальное разрешение ±1/4 нТл или 1/128 нТл в диапазонах низкой и высокой чувствительности. Работа этого эксперимента была почти номинальной до возвращения космического корабля в атмосферу 26 сентября 1987 года. Пользователи данных этого эксперимента должны знать тот факт, что усреднение 12-битных выборок для создания 16-битных выборок хорошо работало в плоскости вращения. но в ситуациях, когда поле вдоль оси вращения было тихим по сравнению с размером цифрового окна, магнитометр возвращал только 12-битную выборку. Это было особенно заметно при нахождении КА в солнечном ветре и работе прибора в диапазоне малого усиления (8192 нТл), а также при нахождении КА в спокойных областях магнитосферы в режиме малого усиления. Первая ситуация ограничивала разрешение измеряемого поля до 4 нТл в режиме двойной точности, в котором обычно работал магнитометр, а вторая ситуация создавала при движении космического корабля через большой градиент магнитного поля Земли ступенчатую картину изменения поля размером 4 нТл, которые можно принять за волны. Другой эксплуатационной аномалией было насыщение датчика во время изменения усиления. В это время три компонента магнитного поля были выведены из одного спинового тона и поля вдоль оси вращения, что ограничивало временное разрешение прибора ниже частоты вращения. Были предприняты все усилия, чтобы свести к минимуму ошибки нулевого уровня, технические ошибки и другие аномалии обработки данных в рамках имеющихся ресурсов. Однако эти ресурсы были очень ограничены, и финансирование прекратилось до того, как удалось проверить весь представленный набор данных. [14]
Орбита
[ редактировать ]ISEE-1 и ISEE-2 остались вблизи Земли. ISEE-3 был первым космическим кораблем, который был выведен на гало-орбиту Земля-Солнце в точке Лагранжа L 1 , а позже был развернут на гелиоцентрическую орбиту . [2]
Вход в атмосферу
[ редактировать ]И ISEE-1, и ISEE-2 снова вошли в атмосферу Земли на орбите 1518 26 сентября 1987 года. В конце концов было проведено семнадцать из 21 бортового эксперимента. [3]
См. также
[ редактировать ]
- ИСЭЭ-1
- ИСЭЭ-3
- Международный исследователь комет (ISEE-3 запущен в 1978 году)
- Список гелиофизических миссий
- Европейская организация космических исследований
- Ван Аллен Пробс
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Траектория: ISEE-2 (1977-102В)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б с д и ж «ISEE — Каталог eoPortal» . ЕКА . Проверено 12 марта 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Дисплей: ИСЭЭ-2 (1977-102Б)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Таблица 3-99. Характеристики ISEE-1» . НАСА. 11 октября 1977 года . Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Таблица 3-100. Характеристики ISEE-2» . НАСА. 11 октября 1977 года . Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Гернетт, округ Колумбия; Андерсон, Р.Р.; Шарф, Флорида; Фредрикс, RW; Смит, Э.Дж. (1979). «Первые результаты исследования плазменных волн ISEE-1 и ISEE-2» . Обзоры космической науки . 23 . дои : 10.1007/BF00174114 . S2CID 118551845 .
- ^ «Эксперимент: Потоки электронов и протонов во внешней магнитосфере (1,5-300 кэВ)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Эксперимент с быстрой плазмой (FPE)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: прибор для измерения частиц средней энергии» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: плотность плазмы (общая электронная) радиометодами» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Плазменные волны: спектры электрического и магнитного полей (5,62 Гц – 31,1 кГц)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Распределение ионов солнечного ветра» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: трехосный феррозондовый магнитометр» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 20 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
