Проект Эхо
 Echo 1 находится полностью надутым в военно -морском ангаре в Уиксвилле , штат Северная Каролина . | |
| Имена | Эхо 1 Его A-11 |
|---|---|
| Тип миссии | Коммуникации |
| Оператор | НАСА |
| Гарвардское обозначение | 1960 Альфа 11 |
| Cospar Id | 1960-009 |
| Саткат нет. | 00049 |
| Продолжительность миссии | 7,75 года (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Автобус | Эхо |
| Производитель | Bell Labs |
| Запустить массу | 180 кг (400 фунтов) |
| Размеры | 30,48 м (100,0 футов) сфера диаметра при надувании |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 12 августа 1960, 03:39:43 |
| Ракета | Thor DM-19 Delta (Thor 270 / Delta 2) |
| Сайт запуска | Кейп Канаверал , LC-17A |
| Подрядчик | Douglas Aircraft Company |
| Конец миссии | |
| Дата распада | 25 мая 1968 года |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая земля орбита |
| Высота перигея | 1,524 км (947 миль) |
| Apogee Высота | 1,684 км (1,046 миль) |
| Склонность | 47.2° |
| Период | 118,3 минуты |
 Эхо 2 | |
| Имена | Его A-12 |
|---|---|
| Тип миссии | Коммуникации |
| Оператор | НАСА |
| Cospar Id | 1964-004a |
| Саткат нет. | 00740 |
| Продолжительность миссии | 5,5 лет (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Автобус | Эхо |
| Производитель | Bell Labs |
| Размеры | Сфера диаметров 41 м (135 футов) при надувании |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 25 января 1964 г., 13:59:04 |
| Ракета | Thor -ngena B (Thor 397 / Agena 6301 / TA -2) |
| Сайт запуска | Ванденберг , LC-75-1-1 (SLC-2E) |
| Подрядчик | Douglas Aircraft Company (Thor) Локхид Мартин (Агена) |
| Конец миссии | |
| Дата распада | 7 июня 1969 года |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая земля орбита |
| Высота перигея | 1,029 км (639 миль) |
| Apogee Высота | 1,316 км (818 миль) |
| Склонность | 81.5° |
| Период | 108,95 минут |
Project Echo был первым пассивным спутниковым экспериментом. Каждый из двух американских космических кораблей, запущенных в 1960 и 1964 годах, были металлизированными спутниками воздушных шаров, в качестве пассивных отражателей микроволновых выступавших сигналов. Сигналы связи были переданы из одного места на Земле и отскочили от поверхности спутника к другому месту Земли. [ 1 ]
Первые передачи, использующие Echo, были отправлены из Голдстоуна, штат Калифорния , в Кроуфорд -Хилл в Холмделе, штат Нью -Джерси , 12 августа 1960 года. Последний эхо -спутник деорбитировался и сгорел в атмосфере 7 июня 1969 года. [ 2 ]
Фон
[ редактировать ]Концепция использования орбитальных спутников для передачи коммуникаций предшествовала космическим путешествиям, впервые была продвинута Артуром С. Кларком в 1945 году. Эксперименты с использованием Луны в качестве пассивного отражающего пути для сообщений начались уже в 1946 году. [ 3 ] С запуском Sputnik 1 , первого искусственного спутника Земли, в 1957 году, интерес быстро развился на орбитальных спутниках связи.
В июле 1958 года, на спонсируемом ВВС США встречи на спутниках связи, Bell Telephone Laboratories инженер Джон Р. Пирс выступил с презентацией на пассивном спутниковом реле, описывая, как можно использовать рефлексивное вращающее тело, чтобы отскочить передачи с одной точки на земле. к другому. Уильям Х. Пикеринг , директор по лаборатории реактивного движения (JPL), также присутствовал на конференции и предположил, что объекты JPL, в частности, 26 м (85 футов) диаметром поляризации, установленной рядом с сухим озером Goldstone в пустыне Мохаве . в качестве наземного объекта для экспериментов с таким спутником. [ 4 ]
В октябре 1958 года Пирс вместе с коллегой -инженером -колокольчиком Рудольфом Компфнером разработал эксперимент для наблюдения за атмосферными преломления с использованием отражающих спутников воздушных шаров. Полагая, что эксперимент будет продвигать исследования в направлении транскеанской связи с помощью спутников, два инженера представили статью, выступающую за запуск воздушных спутников, которые будут использоваться в качестве пассивных отражателей связи для национального симпозиума о расширенном диапазоне и космической коммуникации 6 и 7 октября 1958 года.
В том же месяце была сформирована Национальное управление по аэронавтике и космическому пространству (НАСА), а через два месяца JPL был переведен из армии Соединенных Штатов в новое агентство. Project Echo, первый проект по коммуникациям НАСА, был официально проведен на встрече 22 января 1959 года с представителями НАСА, JPL и Bell Telephone Laboratories, установив первоначальный запуск в сентябре 1959 года. [ 5 ]
Цели
[ редактировать ]Project Echo была миссией Pathfinder с целью тестирования новых технологий и подготовки к будущим миссиям. Инженеры Spaceflight использовали Echo, чтобы доказать новые идеи и ограничения испытаний в аэродинамике, форме и размере спутников, строительных материалах, контроле температуры и отслеживании спутников. [ 6 ] Echo была разработана в качестве эксперимента для демонстрации потенциала спутниковой связи, а не для функционирования как глобальная система связи.
Echo была разработана, одобрена и построена со следующими целями: [ 5 ]
- Наблюдайте и измеряйте эффекты атмосферного сопротивления
- Пассивно отражать наземные передачи
- Продемонстрировать двустороннюю связь
- Продемонстрировать приверженность разработке американской космической программы
- Обеспечить прецедент для пролета других стран с помощью спутников наблюдения
Все эти цели были достигнуты с помощью проекта Echo. В дальнейших экспериментах использовался спутник для участия в двухстороннем телефонном разговоре 15 августа 1960 года и для передачи живой телевизионной передачи в апреле 1962 года.
Наземные станции
[ редактировать ]
Две наземные станции были использованы для тестирования проекта Echo. Завод Goldstone, расположенный в Goldstone Dry Lake в пустыне Мохаве, штат Калифорния, и на заводе Crawford Hill, расположенном в Холмделе, штат Нью -Джерси. Оба сайта использовали отдельные антенны для передачи и получения. Трансмиссии на запад-восток были отправлены из Goldstone с помощью антенны 26 м (85 футов), построенной для проекта Echo от JPL. Сигналы были получены на Crawford Hill с помощью апертуальной антенны 6 × 6 м (20 × 20 футов). роговые антенны Известно, что обладают свойствами с низким шумом. Была выбрана частота передачи 2390 мегагерц , так как это была запланированная полоса частот для будущих спутниковых экспериментов. Передачи с востока к западу были отправлены из Кроуфорд-Хилл с использованием параболической антенны диаметром 18 м (59 футов) и получали в Голдстоуне с использованием существующей антенны пионерской программы . Частота передачи 960,05 мегагерц была использована для общения на западе, поскольку приемник JPL уже был настроен на эту частоту от Pioneer Lunar Program. [ 5 ]
Получение и отслеживание спутников было выполнено тремя методами: оптическим, цифровым рабом и автоматическим радаром. Оптическое отслеживание было самым простым методом, но мог использоваться только ночью, когда солнце освещало спутник. Широкие и узкие полевые телескопы с телевизионной камерой были установлены в структуре антенны на каждом участке. Изображения камеры были отображены серво -оператору, который будет управлять положением антенны для отслеживания спутника. Когда оптическое отслеживание не может быть использовано, компьютерная система под названием Digital Slave может приобрести и отслеживать Echo. Цифровой раб работал, получая данные первичного отслеживания от НАСА Minitrack сети станций . Затем компьютер будет выпускать команды, направляющие антенну для управления антенной. Третий метод отслеживания был радарной подсистемой с непрерывной волной. Радар не подходил для приобретения спутника, но как только Echo была получена с помощью оптического или цифрового раба, радиолокационные сигналы могут использоваться для автоматического поддержания отслеживания. [ 5 ]
Космический корабль
[ редактировать ]Космический корабль Echo (Echo 1, Echo 1a и Echo 2) представляли собой большие тонко изящные сферы, которые были раздуты на орбите после выхода из атмосферы. Эти спутники воздушных шаров составляли приблизительно 30 м (98 футов) в диаметре с тонкой кожей из милара (торговое название для растянутого полиэтилентерефталата или бопета), и были построены Гилмором Шьельдал компанией GT Schjeldahl в Нортфилде, Миннесота . Спутники функционировали как отражатель, а не трансивер; После того, как он был помещен на низкую землю , сигналы могут быть отправлены с наземной станции, отраженной ее поверхностью и возвращены на Землю . [ 7 ]
Поскольку его блестящая поверхность также была отражена в диапазоне видимого света, Echo было легко видно в глаза без посторонней помощи над большей частью земли. Космический корабль был назван «спутником» теми, кто участвовал в проекте ( портманто, объединяющий спутник и воздушный шар ). Он использовался для перенаправления трансконтинентальных и межконтинентальных телефонных , радио и телевизионных сигналов. [ 8 ] В течение последней части своей жизни он использовался для оценки технической осуществимости спутниковой триангуляции .
Эхо 1
[ редактировать ]Echo 1 составлял 30 м (98 футов) в диаметре, имел нежесточенную кожу, изготовленную из 12,7 мкм (0,00050 дюймов)-трих, и имела общую массу 180 кг (400 фунтов), весом 71 кг (157 фунтов) при запуске. Во время наземных испытаний для заполнения воздуха необходимо 18 000 кг (40 000 фунтов) воздуха, но, хотя на орбите было несколько фунтов газа, было все, что требовалось для заполнения сферы. Чтобы решить проблему проколов метеорита и сохранить сферу надувной, Echo 1 включала газовую систему макияжа 15,12 кг (33,3 фунта), используя два типа сублимирующих порошков-9,1 кг (20 фунтов) антрахинона и 4,6 кг (10 фунтов) бензойной кислоты . [ 9 ] Он также имел 107,9 МГц телеметрические маяки, приведенные из пяти батарей никель-кадмия , которые были заряжены 70 солнечными элементами, установленными на воздушном шаре. Космический корабль был полезен для расчета плотности атмосферы и солнечного давления из-за его большого соотношения площади к массе. [ 8 ] Он был проведен вместе с Schjelbond, запатентованным клей, разработанным компанией Schjeldahl . [ 10 ]
Эхо 2
[ редактировать ]Echo 2 представлял собой спутник с 41,1 м (135 футов)-диаметра, последний запуск Project Echo. Пересмотренная система инфляции использовалась для воздушного шара, чтобы улучшить его плавность и сферичность . Кожа Echo 2 была жесткой, в отличие от кожи Echo 1. Следовательно, воздушный шар был способен поддерживать свою форму без постоянного внутреннего давления; Долгосрочный запас инфляционного газа не был необходим, и он мог легко выжить в результате микрометеороидов . Баллон был построен из 9 мкм (0,00035 дюйма) пленки Mylar, зажатой между двумя слоями 4,5 мкм (0,00018 дюймов) алюминиевой фольги. [ 11 ] Он был надучен до давления, которое заставило металлические слои ламината слегка деформировать, в то время как полимер все еще находился в эластичном диапазоне. Это привело к жесткой и очень гладкой сферической оболочке. Система телеметрии маяка предоставила сигнал отслеживания, контролируемый температурой кожи космического корабля между -120 до +16 ° C (-184 и 61 ° F) и измеренную внутреннее давление космического корабля между 0,00005 мм ртуть и 0,5 мм ртутного, особенно На начальных этапах инфляции. Система состояла из двух сборок маяков, приводимых в действие солнечных батарейных панелей и имела минимальную выходную мощность 45 МВт при 136,02 МГц и 136,17 МГц. [ 12 ]
Рейсы
[ редактировать ]Пять суборбитальных баллистических тестов, чтобы определить, будут ли работать механизмы запуска, развертывания и расширения, были выполнены с использованием тестового автомобиля Shotpt , трехступенчатой ракеты. [ 13 ] Первый выстрел пролетел в 17:40 27 октября 1959 года. Shotpt 1 успешно доставил прототип Echo на желаемую высоту, но небольшое количество остаточного газа в складках воздушного шара насильственно расширилось, разрывая тестовую статью. Люди вверх и вниз по Атлантическому побережью стали свидетелями того, что похоже на далекие фейерверки, когда тысячи кусочков измельченного милара отражали солнечный свет в дисплее, который длился около 10 минут. [ 6 ] Еще четыре теста на выстрел были проведены 16 января, 27 февраля, 1 апреля и 31 мая 1960 года. [ 14 ]
13 мая 1960 года была сделана первая попытка орбиты эхо -спутника. Миссия, которая также была девичьим путешествием Тор-Дельта стартового носителя , провалилась до развертывания полезной нагрузки. Echo 1 снялся с от мыса Канаверал , LC-17A и этапа THOR выполнялась должным образом, но во время фазы прибрежного управления реактивные самолеты управления отношениями на неподтвержденной дельтовой стадии не смогли зажечь, отправив полезную нагрузку в Атлантический океан , а не на орбиту на орбиту. Полем
12 августа 1960 года Echo 1A (обычно называемый Echo 1 ) был успешно помещен на орбиту от 944 до 1 048 миль (от 1519 до 1 687 км) еще одной Тор-дельтой. [ 2 ] [ 15 ] Микроволновая передача из объекта JPL Goldstone в Калифорнии была передана спутником в Bell Laboratories в Холмделе, штат Нью -Джерси, в тот же день. [ 8 ] Первоначально ожидалось, что Echo 1A не выживет еще долго после его четвертого падения в атмосферу в июле 1963 года, хотя оценки позволили бы возможности продолжать орбиту до 1964 года или старше. [ 8 ] В итоге он выжил гораздо дольше, чем ожидалось, и, наконец, вернулся в атмосферу Земли и сгорел 24 мая 1968 года.
25 января 1964 года Echo 2 был запущен на стартовом носителе Thor Agena . В дополнение к экспериментам по пассивной связи, он использовался для исследования динамики крупного космического корабля и для глобальной геометрической геодезии . Поскольку он был больше, чем Echo 1a, и орбита на почти полярной орбите, Echo 2 был заметно видна безводному глазу по всей земле. Он вернулся в атмосферу Земли и сгорел 7 июня 1969 года.
И Echo 1a, и Echo 2 испытали эффект солнечного паруса из -за их большого размера и низкой массы. [ 16 ] Более поздние пассивные спутники связи, такие как OV1-08 Pascomsat , решили проблемы, связанные с этим, с использованием конструкции сетки сетки вместо покрытой поверхности. Позже НАСА вообще отказалось от пассивных систем связи в пользу активных спутников.
Наследие
[ редактировать ]
Проект Echo облегчил первую успешную спутниковую передачу и первую двухстороннюю связь между объектом JPL Goldstone и Bell Telephone Laboratories в Холмделе, штат Нью -Джерси. Другие группы участвовали в экспериментах, включая компанию Collins Radio и Военно -морскую исследовательскую лабораторию . Поскольку Echo была лишь пассивной системой, он был в первую очередь полезен для демонстрации будущего потенциала спутниковой связи и устарел до того, как он деорбировался в 1968 году. глаз. [ 5 ]
Спутниковая программа Echo также предоставила астрономические точки отсчета, необходимые для точного размещения Москвы . Эта улучшенная точность была запрошена американскими военными с целью нацеливания на межконтинентальные баллистические ракеты. [ 17 ]
Большая антенна рога в Холмделе, построенная Bell Labs для проекта Echo, позже использовалась Арно Пензиасом и Робертом Вудроу Уилсоном для их получения Нобелевской премии открытия космического микроволнового фонового излучения . [ 18 ]
15 декабря 1960 года почтовое отделение США выпустило почтовую марку с изображением Echo 1.
Галерея
[ редактировать ]-
Масштаб прототипа эхо -спутников, проходящих тест на кожный стресс 1 мая 1960 года. -
Эхо 1 -
Видео AT & T Bell Labs о первой передаче голоса через спутник и инженерам, которые провели усилия.
Смотрите также
[ редактировать ]
- AO-51 , Amsat- Oscar 51 (также известный как фаза 2E, или Echo )- спутник радиосвязи, запущенный в 2004 году.
- Курьер 1B - первый в мире активный спутник ретранслятора, запущенный в 1960 году
- Список концертных спутников первой
- PageOS - аналогичный спутниковый проект воздушного шара
- Оценка проекта - первый в мире спутник коммуникаций, запущен в 1958 году
- TelStar - Первый активный, прямой эстафетный спутник связи, запущен в 1962 году.
- Transhab , последующий расширяемый проект по технологиям космического корабля, осуществляемый НАСА
- История изучения космоса США на американских марках
- Норман Л. Крэбилл
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "Эхо 1, 1а, 2" . Миссия и космическая библиотека . НАСА. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Получено 6 февраля 2010 года .
Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Jump up to: а беременный Astronautix.com, Echo Archived 2008-05-11 на The Wayback Machine
- ^ Бурика, Эндрю Дж. (1996). Чтобы увидеть невидимый: история астрономии планетарного радара . НАСА. Архивировано из оригинала 23 августа 2007 года. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Марш, Эллисон (12 ноября 2020 г.). «Когда гигантский воздушный шар был самой крутой вещью в космосе» . IEEE Spectrum . Получено 10 февраля 2021 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Бурика, Эндрю Дж. (1997). За пределами ионосферы: пятьдесят лет спутниковой связи . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная авиационная и космическая администрация. Bibcode : 1997bify.book ..... b . OCLC 229170160 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Jump up to: а беременный Хансен, Джеймс Р. (1995). Революция Spaceflight: Исследовательский центр НАСА Лэнгли от Спутника до Аполлона . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. OCLC 62404314 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Исследовательский центр НАСА/Лэнгли (НАСА-ЛАРК) (29 июня 1965 г.). «Статическое испытание на инфляцию 135 -футового спутника в Уиксвилле, Северная Каролина» . Интернет -архив . Получено 15 марта 2020 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Харрисон М. Джонс; II Шапиро; PE Zadunaisky (1961). HC van de Hulst, C. de Jager и AF Moore (ed.). «Эффекты давления солнечного радиации, скорость утечки газа и плотность воздуха, вытекающие из орбиты Echo I». Space Research II, Материалы второго международного симпозиума космической науки, Флоренция, 10–14 апреля 1961 года . Северо-голландская издательская компания-Амстердам.
Наблюдаемые вариации эхо -орбиты - в первую очередь из -за воздействия давления солнечного света - находятся в отличном согласии с нашими теоретическими результатами. Высота перигея имеет колебание большой амплитуды (приблизительно равна 600 км (370 миль)) и длительный период (приблизительно равен 300 дням), что оказывает решительное влияние на время жизни Эхо I. Наша настоящая оценка заключается в том, что Баллон погибнет летом 1963 года.
- ^ Дэвис и Танимото. «Механическое развитие антенных систем» (PDF) . НАСА JPL . Получено 8 января 2022 года .
- ^ Гилмор, Джерри (11 сентября 1999 г.). «Ум для бизнеса: изобретательность Шельдаля помогает сохранять свежий хлеб, надежно избивать сердца» . Форум . Фарго, Северная Дакота. Архивировано из оригинала 13 июля 2011 года.
- ^ Staugaitis, C. & Kobren, L. " Механические и физические свойства ламината металлического полимера Echo II (NASA TN D-3409) ", Космические полеты NASA GODDARD (1966) Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ "Эхо 2" . НАСА . Получено 30 января 2019 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ "Shotpt" . Космическая страница Гюнтера . Получено 21 марта 2024 года .
- ^ "Shotpt" . Астронавт. Архивировано с оригинала 28 декабря 2016 года . Получено 27 февраля 2021 года .
- ^ "Эхо 1" . НАСА . Получено 8 октября 2015 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Коултер, Дауна (31 июля 2008 г.). «Краткая история солнечных парусов» . НАСА. Архивировано из оригинала 28 января 2010 года . Получено 4 февраля 2010 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном доступе .
- ^ Грей, Майк (1992). Угол атаки: Харрисон шторм и гонка на Луну . WW Norton & Co. с. 5–6 . ISBN 0-393-01892-х .
- ^ «Арно Пензиас - биографический» . nobelprize.org .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Старейшина, Дональд С. (1995). Выйдет из-за восьми шаров: история проекта Echo . AAS History Series. Тол. 16. Univelt для Американского астрономического общества . ISBN 0-87703-388-9 .
- Ник Д'Альто "Надуваемый спутник", изобретение и технология Лето 2007, том 23, номер 1, с. 38–43
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Клип -клип "Big Bounce," доступен для просмотра в интернет -архиве
- Фильм -клип "Космический триумф. Капсула Discoverer восстановлена с орбиты, 15 августа 1960 года" доступен для просмотра в интернет -архиве