Эксплорер 41
 Спутник Эксплорер 41 | |||
| Имена | ИМП-Г ИМП-5 Межпланетная мониторинговая платформа-5 | ||
|---|---|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика | ||
| Оператор | НАСА | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1969-053А | ||
| САТКАТ нет. | 03990 | ||
| Продолжительность миссии | 3,5 года (достигнуто) | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Космический корабль | Эксплорер XLI | ||
| Тип космического корабля | Межпланетная платформа мониторинга | ||
| Автобус | ИМП | ||
| Производитель | Центр космических полетов Годдарда | ||
| Стартовая масса | 175 кг (386 фунтов) | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 21 июня 1969 г., 08:47:58 по Гринвичу [1] | ||
| Ракета | Тор-Дельта Е1 (Тор 482 / Дельта 069) | ||
| Запуск сайта | Ванденберг , SLC-2W | ||
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани | ||
| Вступил в сервис | 21 июня 1969 г. | ||
| Конец миссии | |||
| Последний контакт | 23 декабря 1972 г. | ||
| Дата распада | 23 декабря 1972 г. | ||
| Орбитальные параметры | |||
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [2] | ||
| Режим | Сильно эллиптическая орбита | ||
| Высота перигея | 3920 км (2440 миль) | ||
| Высота апогея | 172 912 км (107 443 миль) | ||
| Наклон | 85.10° | ||
| Период | 4840,90 минут | ||
| Инструменты | |||
| |||
программа проводник | |||
Explorer 41 , также известный как IMP-G и IMP-5 , был спутником НАСА, запущенным в рамках программы Explorer . Эксплорер 41, запущенный 21 июня 1969 года на авиабазе Ванденберг , Калифорния , с Thor-Delta E1 ракетой-носителем . «Эксплорер 41» был седьмым спутником, запущенным в рамках общей серии Межпланетной платформы мониторинга , хотя после запуска он получил обозначение «IMP-5», поскольку в двух предыдущих полетах вместо этого использовалось обозначение «AIMP» («Закрепленный IMP»). [3] Ему предшествовал второй из этих полетов, Explorer 35 ([A]IMP-E/AIMP-2), запущенный в июле 1967 года. Его предшественником в строгой серии запусков IMP был Explorer 34 , запущенный в мае 1967 года, который разделил конструкция аналогична Explorer 41. Следующим запуском спутника IMP стал Explorer 43 (IMP-I / IMP-6) в 1971 году.
Космический корабль и миссия
[ редактировать ]«Эксплорер 41» (IMP-G) представлял собой спутник со стабилизированным вращением, выведенный на высоконаклоненную эллиптическую орбиту для измерения энергичных частиц, магнитных полей и плазмы в окололунном пространстве . Линия апсид и вектор вращения спутника находились в пределах нескольких градусов от параллельности и нормали соответственно к плоскости эклиптики . Начальное местное время апогея было около 13:00 часов. Начальная скорость вращения спутника составляла 27,5 об/мин . Базовая последовательность телеметрии составляла 20,48 секунды. Передача данных составляла почти 100% на протяжении всего срока службы космического корабля, за исключением интервала с 15 ноября 1971 г. по 1 февраля 1972 г., когда сбор данных был ограничен окрестностями нейтрального листа хвоста магнитосферы . [4]
Эксперименты
[ редактировать ]Детектор электронов Каналтрона
[ редактировать ]Аппаратура для этого эксперимента состояла из анализатора электрического поля с параллельными пластинами и двух воронкообразных канальных умножителей. В качестве дискриминационного устройства использовался анализатор с параллельными пластинами. Один из умножителей каналов реагировал на электроны с энергией от 2,5 до 7,5 кэВ , а другой реагировал на электроны с энергией от 7,5 до 12,5 кэВ. Приемные конусы умножителей канала имели полные углы около 30° с осями симметрии, отстоящими от оси вращения КА на 60°. Из-за высокой фоновой скорости подсчета были получены только данные низкого качества. [5]
Анизотропия космических лучей
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для изучения анизотропии солнечных частиц и ее изменения со временем. телескоп, состоящий из трех совмещенных детекторов (А-твердотельный, Б-пластиковый сцинтиллятор, С- сцинтиллятор на основе йодида цезия Для измерения протонов с энергией от 0,8 до 7,0 МэВ использовался (CsI)) и пластикового сцинтилляционного антисовпадающего экрана (D). отсчитывается в A, но не в B) и от 35 до 110 МэВ (совпадение отсчетов в B (dE/dx) и C (суммарное E), но не в D). Амплитудный анализ позволил получить шеститочечные спектры в каждом из этих двух энергетических интервалов. Протоны от 7 до 55 МэВ (отсчеты в А и В) также регистрировались без спектральной информации. Кроме того, пропорциональный счетчик обеспечивал направленные измерения рентгеновских лучей с энергией выше 2 кэВ и электронов с энергией выше 70 кэВ. Отсчеты в каждом режиме счета частиц были получены в каждом из восьми октантов плоскости эклиптики . Рентгеновские отсчеты были получены в солнечном октанте. Полный набор скоростей счета и спектральных данных получали каждые 81,9 секунды. [6]
Энергия космических лучей и потеря энергии
[ редактировать ]В этом эксперименте использовался телескоп dE/dx по сравнению с E с тонким и толстым сцинтилляторами CsI (по одному) и пластиковым сцинтилляционным счетчиком антисовпадений. Ось телескопа была параллельна оси вращения космического корабля. Подсчеты частиц, проникших через тонкий сцинтиллятор CsI и остановившихся в толстом сцинтилляторе CsI, накапливались в течение двух интервалов по 4,48 секунды каждые 2,73 минуты. Относительный вклад в скорость счета различных видов (электроны от 2,7 до 21,5 МэВ, ядра с зарядом = 1 или 2, атомная масса = 1, 2, 3 или 4 и энергия от 18,7 до 81,6 МэВ/ нуклон ) и Энергетическая спектральная информация определялась путем 1024-канального анализа амплитуды импульса, выполняемого одновременно на выходе обоих сцинтилляторов CsI 16 раз каждые 2,73 минуты. Кроме того, каждые 2,73 минуты также регистрировались счетчики электронов с энергией от 0,3 до 0,9 МэВ, останавливающихся в тонком сцинтилляторе. Эксперимент прошел хорошо. [7]
Протон космических лучей (R против DE/DX)
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для отдельного измерения вклада солнечных ядер и ядер галактик (Z<14) с использованием комбинации твердотельного телескопа и черенковского противокосмического телескопа. Детектор был разработан для измерения потерь энергии в зависимости от дальности или полной энергии протонов (дифференциальные измерения между 0,8 и 119 МэВ и интегральные измерения между 119 МэВ и 1 ГэВ). Аналогичные измерения дифференциальной энергии ядер He и более высоких Z были проведены в диапазоне от 3 МэВ/нуклон до 1 ГэВ/нуклон. Детектор был ориентирован перпендикулярно оси вращения спутника. Аккумуляторы детектора телеметрировались четыре раза каждые 20,48 секунды. Длительность каждого накопления составляла 4,8 секунды (начальный период вращения КА составлял около 2,2 секунды). Выходной сигнал трех 256-канальных анализаторов амплитуды импульса получался каждые 5,12 секунды и измерялся телеметрически вместе с аккумуляторами детектора. Элемент телескопа D3 зашумел 29 сентября 1969 года, и это продолжалось до тех пор, пока космический корабль не вышел из первой тени 5 января 1970 года. В остальном эксперимент проходил нормально, пока космический корабль не сошел с орбиты 23 декабря 1972 года. [8]
Электростатический анализатор
[ редактировать ]Электростатический анализатор и селектор скорости E-cross-B, перпендикулярный оси вращения космического корабля, использовались для раздельного определения протонов и альфа-частиц спектров в солнечном ветре . Для каждого вида измерения в диапазоне энергии на заряд от 310 до 5100 эВ проводились в 14 точках, логарифмически равноотстоящих по энергии. Во время отдельных вращений космического корабля были получены отсчеты в каждом из шестнадцати секторов по 22,5 градуса для данного вида и энергии. Сумма этих отсчетов, сумма квадратов этих отсчетов и номер сектора максимального подсчета были переданы телеметрией на Землю . После последовательных спектральных определений протонов и альфа-частиц в течение 61,44 секунды было получено 15 последовательных измерений протонов при 1408 эВ. Период в 3,07 минуты разделял два спектра одного и того же вида. Прибор работал с перебоями. [9]
Ионная камера
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для измерения популяций энергичных заряженных частиц во внешней магнитосфере Земли и за ее пределами , а также динамических процессов, которые влияют на эти популяции. Приборы состояли из интегрирующей ионизационной камеры типа Неера диаметром 10 см (3,9 дюйма) и трех пар трубок Гейгера – Мюллера (GM). Ионизационная камера всенаправленно реагировала на электроны с энергией выше 700 кэВ, протоны с энергией выше 12 МэВ и рентгеновские лучи с энергией выше 20 кэВ. Каждая пара трубок GM имела один член, перпендикулярный оси вращения космического корабля, а другой - параллельный. Все трубки, кроме одной, имели приемные конусы полной ширины 70°. Члены одной пары трубок GM реагировали на электроны с энергией выше 80 кэВ и протоны с энергией выше 1,5 МэВ. Вторая пара трубок GM реагировала на электроны с энергией выше 45 кэВ, рассеянные на золотой фольге . Третья трубка, нормальная к оси вращения, реагировала на электроны с энергией выше 120 кэВ, протоны с энергией выше 2,3 МэВ и рентгеновские лучи от 3 до 20 кэВ (эффективность 0,1%). Другой член третьего набора трубок GM реагировал на электроны выше 18 кэВ и протоны выше 250 кэВ. Импульсы из ионизационной камеры и отсчеты от каждой из трубок GM накапливались в течение 9,92 секунды и считывались четыре раза каждые 40,96 секунды. Эксперимент проходил нормально с момента запуска до момента схода космического корабля с орбиты 23 декабря 1972 года, за исключением того, что ионизационная камера работала с перерывами на протяжении всей миссии. [10]
Детектор протонов низкой энергии и альфа-детектор
[ редактировать ]В этом эксперименте использовался телескоп dE/dx по сравнению с E с одним тонким и двумя толстыми поверхностными барьерами, твердотельными детекторами и пластиковым сцинтилляционным счетчиком антисовпадений. Два толстых детектора действовали вместе как один детектор. Ось телескопа была перпендикулярна оси вращения космического корабля. Отсчеты частиц, прошедших тонкий детектор и остановившихся в толстом детекторе, накапливались за интервал 4,48 секунды один раз каждые 2,73 минуты для каждого из двух режимов счета (режимы счета определяются по энергии, вложенной в тонкий детектор dE/dx ). Благодаря такому различению мод было достигнуто хорошее разделение протонов и альфа-частиц. Относительный вклад в каждую скорость счета протонов и альфа-частиц с энергиями от 4,2 до 19,1 МэВ/нуклон и энергетическая спектральная информация определялись с помощью 1024-канального амплитудного анализа, выполняемого одновременно на выходе твердотельных детекторов четыре раза каждый раз. 2,73 минуты для каждого из двух пороговых режимов. Останавливающиеся в тонком детекторе протоны (и проникающие в него частицы) измерялись путем пропускания выходного сигнала через восьмиуровневый дискриминатор энергетического порога. Энергия восьми соответствующих протонов варьировалась от 0,6 до примерно 4 МэВ. Данные с любого уровня передавались один раз каждые 2,73 минуты. Были также два твердотельных детектора, которые смотрели вдоль оси вращения космического корабля и были идентичны, за исключением различий в толщине закрывающей фольги. Оба детектора реагировали на электроны в диапазоне 80–200 кэВ. Один реагировал на протоны с энергией от 83 кэВ до 2 МэВ, а другой — на протоны с энергией от 200 кэВ до 2 МэВ. Спектральная информация была собрана путем подвергания выходных сигналов каждого детектора восьмиуровневой дискриминации по энергетическому порогу. Данные с каждого из восьми уровней и каждого из двух детекторов передавались один раз каждые 5,46 минуты. За исключением двухнедельного периода в марте 1970 г., когда данные телескопа были зашумлены, все детекторы работали нормально. [11]
Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA)
[ редактировать ]Этот эксперимент, похожий на эксперимент Университета Айовы на Эксплорере 34 , был разработан для отдельного измерения интенсивностей низкоэнергетических электронов и протонов внутри магнитосферы и в межпланетной области. Детекторная система состояла из цилиндрического электростатического анализатора (детектор LEPEDEA), ) корпорации Bendix матрицы непрерывного канального умножителя ( каналтрона Anton 213, , а также трубки Гейгера-Мюллера предназначенной для исследования интенсивностей электронов с E>40 кэВ во внешней магнитосфере. Электростатический анализатор был способен измерять угловые распределения и дифференциальные энергетические спектры интенсивностей протонов и электронов отдельно в 15 смежных энергетических интервалах в диапазонах энергий от 25 до 47 кэВ и от 33 до 57 кэВ. Аккумуляторы анализатора считывались четыре раза каждые 20,48 секунды. Длительность каждого накопления составляла около 480 мс (период вращения КА первоначально составлял 2,2 секунды). Полное сканирование спектра по четырем направлениям в плоскости, перпендикулярной оси вращения космического корабля, потребовало 307,2 секунды. Для каждого энергетического интервала телеметрически измерялся отклик детектора для четырех полос углового распределения примерно по 60°. Приборы работали нормально, пока космический корабль не сошел с орбиты 23 декабря 1972 года. [12]
Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA 2)
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для наблюдения интенсивностей положительных ионов в солнечном ветре, внутри магнитослоя и в геомагнитном хвосте с использованием модифицированного анализатора дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (детектор LEPEDEA). Детектор, состоящий из электростатических анализаторов с изогнутыми пластинами и непрерывных канальных умножителей («каналтронов»), был разработан для измерения дифференциальных энергетических спектров и угловых распределений низкоэнергетических положительных ионов в диапазоне энергий от 90 до 12 кэВ. Детектор был аналоговым устройством и поэтому считывался непрерывно во время полета. Измерения энергии были получены в 32 отдельных энергетических интервалах в предложенном диапазоне и в 16 азимутальных направлениях, отнесенных к Солнцу, перпендикулярных оси вращения космического корабля для каждого энергетического интервала. Эксперимент проходил нормально в течение примерно двух с половиной месяцев с момента запуска, когда в эксперименте вышел из строя источник питания . [13]
Твердотельный телескоп низкой энергии
[ редактировать ]В этом эксперименте четырехэлементный твердотельный телескоп с полууголом приемного конуса 20° был установлен перпендикулярно оси вращения космического корабля. В течение каждого 2,73-минутного интервала были получены накопления по 9,82 секунды в каждом из 16 различных режимов счета. В этих модах участвовали протоны в десяти энергетических интервалах от 0,5 до 20 МэВ, альфа-частицы в шести интервалах от 4 до 70 МэВ, а также электроны, дейтроны , тритоны и ядра гелия-3 в интервалах от 0,3 до 3, от 5 до 20 МэВ. от 5,5 до 25 и от 11 до 72 МэВ соответственно. Бортовые проверки калибровки проводились каждые 6 часов. Эксперимент проводился нормально до 30 января 1970 года, когда сбой источника питания Центра космических полетов Годдарда (GSFC) ограничил полезные данные, собранные протонами от 0,5 до 5 МэВ, альфа-частицами от 4 до 18 МэВ и электронами от 0,3 до 3 МэВ. -МэВ. Никакого дальнейшего ухудшения результатов эксперимента не происходило до тех пор, пока космический корабль не сошел с орбиты 23 декабря 1972 года. Группа Bell Labs на Explorer 34 . [14]
Эксперимент по мониторингу солнечных протонов
[ редактировать ]В эксперименте по мониторингу солнечных протонов использовались четыре отдельных детектора, каждый из которых использовал один или несколько твердотельных датчиков. Три детектора измеряли всенаправленные потоки протонов и альфа-частиц с энергией на нуклон выше 10, 30 и 60 МэВ. Вклад альфа-частиц в общую скорость счета обычно составлял менее 10%. Эти детекторы также были чувствительны к электронам с энергией выше примерно 0,7, 2,0 и 8,0 МэВ соответственно. Канал 10 МэВ дискретизировался в течение двух интервалов по 19,2 секунды каждые 163,8 секунды, а каналы 30 и 60 МэВ - в течение одного интервала 19,2 секунды каждые 163,8 секунды. Результирующие усредненные почасовые потоки были опубликованы в журнале Solar-Geophysical Data ( Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), Боулдер, Колорадо оперативно ). Четвертый детектор имел полный угол обзора 60°, перпендикулярный оси вращения космического корабля. Каждый из двух уровней дискриминации измерялся в течение двух интервалов по 19,2 секунды каждые 163,8 секунды. Потоки протонов и альфа-частиц с энергией от 1 до 10 МэВ/нуклон измерялись в нижнем и верхнем состояниях дискриминации соответственно. Все детекторы работали нормально с момента запуска до схода космического корабля с орбиты (с 21 июня 1969 г. по 23 декабря 1972 г.). [15]
Трехосный феррозондовый магнитометр
[ редактировать ]установленный на стреле, Трехосный феррозондовый магнитометр, измерял магнитные поля в межпланетной среде , в магнитослое и в геомагнитном хвосте. Магнитометр имел динамические диапазоны плюс-минус 40 нТл и ±200 нТл с чувствительностью соответственно ±0,2 нТл и ±1,0 нТл. Был включен автоматический выбор бортового диапазона. Измерение энергетических спектров флуктуаций магнитного поля осуществлялось путем расчета автокорреляционной функции на бортовом цифровом процессоре. Эксперимент функционировал нормально с момента запуска до момента схода космического корабля с орбиты (с 21 июня 1969 г. по 23 декабря 1972 г.). [16]
Солнечная буря августа 1972 года.
[ редактировать ]Он записал важные данные об одном из самых мощных солнечных протонных событий космической эры в начале августа 1972 года. [17]
Вход в атмосферу
[ редактировать ]Эксплорер 41 функционировал очень хорошо с момента запуска до тех пор, пока не сошел с орбиты 23 декабря 1972 года. [2] [18]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Макдауэлл, Джонатан (21 июля 2021 г.). «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана . Проверено 13 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Траектория: Эксплорер 41 (IMP-G) 1969-053А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 13 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Джозеф Х. Кинг (декабрь 1971 г.). Отчет/библиография серии IMP (Отчет). НАСА . Проверено 4 июля 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Дисплей: Explorer 41 (IMP-G) 1969-053A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: детектор электронов Channeltron» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: анизотропия космических лучей» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: энергия космических лучей и потеря энергии» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Протон космических лучей (R против DE/DX)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Электростатический анализатор» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Ионная камера» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: протоны низких энергий и альфа-детектор» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии (LEPEDEA)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Анализатор дифференциальной энергии низкоэнергетических протонов и электронов (LEPEDEA 2)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Твердотельный телескоп низкой энергии» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: эксперимент по мониторингу солнечных протонов» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: трехосный феррозондовый магнитометр» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Книпп, Делорес Дж.; Би Джей Фрейзер; М. А. Ши; ДФ Смарт (2018). «О малоизвестных последствиях сверхбыстрого коронального выброса массы 4 августа 1972 года: факты, комментарии и призыв к действию» . Космическая погода . 16 (11): 1635–1643. Бибкод : 2018SpWea..16.1635K . дои : 10.1029/2018SW002024 .
- ^ ИМП . Энциклопедия космонавтики. 2011. Архивировано из оригинала 13 февраля 2002 года . Проверено 17 июня 2018 г.
