Эксплорер 12
 Спутник Эксплорер 12 | |
| Имена | ЭПЭ-А Энергетические частицы Explorer-A Исследователь XII НАСА С-3 |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА |
| Обозначение Гарварда | 1961 Ипсилон 1 |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1961-020А |
| САТКАТ нет. | 00170 |
| Продолжительность миссии | 365 дней (планируется) 112 дней (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Исследователь XII |
| Тип космического корабля | Исследователь энергетических частиц |
| Автобус | С-3 |
| Производитель | Центр космических полетов Годдарда |
| Стартовая масса | 37,6 кг (83 фунта) |
| Власть | 4 развертываемые солнечные батареи и батареи |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 16 августа 1961 г., 03:21:25 по Гринвичу |
| Ракета | Тор-Дельта А (Тор 312 / Дельта 006) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17B |
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани |
| Вступил в сервис | 16 августа 1961 г. |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 6 декабря 1961 г. |
| Дата распада | 1 сентября 1963 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [1] |
| Режим | Сильно эллиптическая орбита |
| Высота перигея | 790 км (490 миль) |
| Высота апогея | 77 620 км (48 230 миль) |
| Наклон | 33.40° |
| Период | 1587,00 минут |
| Инструменты | |
| Заряженные частицы Эксперимент с космическими лучами Электростатический анализатор солнечной плазмы Феррозондовые магнитометры Протон-электронный сцинтилляционный детектор Эксперимент по повреждению солнечных батарей | |
Программа «Проводник» | |
Explorer 12 , также называемый EPE-A или Energetic Particles Explorer-A и S3 ), был спутником НАСА, созданным для измерения солнечного ветра , космических лучей и магнитного поля Земли . Это был первый космический корабль серии S-3, в которую также входили Explorer 12, 14, 15 и 26. [2] Он был запущен 16 августа 1961 года на ракете-носителе «Тор-Дельта» . [1] Он прекратил передачу 6 декабря 1961 года из-за сбоя в подаче электроэнергии. [2]
Космический корабль
[ редактировать ]
Космический корабль весил 37,6 кг (83 фунта). «Эксплорер-12» представлял собой космический корабль со стабилизацией вращения и питанием от солнечных батарей, предназначенный для измерения частиц космических лучей, захваченных частиц, протонов солнечного ветра, а также магнитосферных и межпланетных магнитных полей. [2]
Инструменты
[ редактировать ]«Эксплорер-12» был разработан для изучения космической физики и имел множество инструментов, включая детектор космических лучей, ловушку частиц и магнитометр . Его оборудование включало 10 систем обнаружения частиц для измерения протонов и электронов и их связи с магнитными полями , эксперимент по повреждению солнечных элементов , датчик оптического аспекта и один передатчик. с временным разделением каналов PFM/PM 16-канальный телеметр Использовался . Время, необходимое для выборки 16 каналов (период одного кадра), составляло 0,324 секунды. Половина каналов использовалась для передачи восьмиуровневой цифровой информации, а остальные каналы использовались для аналоговой информации. При наземной обработке телеметрических данных аналоговая информация была оцифрована с точностью до 1/100 полной шкалы. Один аналоговый канал был субкоммутирован по схеме длиной 16 кадров и использовался для телеметрии температуры космического корабля, напряжения энергосистемы, токов и т. д. Цифровой датчик солнечной стороны измерял период и фазу вращения, оцифрованные до 0,041 секунды, а также угол между ось вращения и Направление Солнца с интервалом около 3°. [2] Хорошие данные были зафиксированы для 90% миссии. [2]
Эксперименты
[ редактировать ]Заряженные частицы
[ редактировать ]Целью эксперимента было измерение потока и энергетического спектра заряженных частиц и космических лучей, а также определение их пространственного и временного распределения по орбите космического корабля. Детекторы включали в себя: (1) экранированную всенаправленную трубку Гейгера-Мюллера типа Антон 302 , которая регистрировала протоны с E>23 МэВ и электроны с E>1,6 МэВ, (2) электронный магнитный спектрометр с тремя направленными тонкими окнами типа Антон 213. Трубки Гейгера-Мюллера, чувствительные к электронам с энергией от 40 до 100 кэВ, и (3) трехнаправленные кристаллы сульфида кадмия для измерения полного потока протонов с энергией от 1 кэВ до 10 МэВ и электронов с энергией от 200 эВ до 500 кэВ. . Все направленные детекторы были установлены так, чтобы оси их полей зрения были перпендикулярны оси вращения спутника. (Начальный период вращения составлял 2,2 секунды.) Отсчеты в каждом детекторе накапливались в течение 10,24 секунды, а содержимое аккумуляторов измерялось телеметрически в конце каждого интервала выборки. Аккумуляторы кодировщиков были разделены по времени, так что каждый отклик детектора опрашивался каждые 79 секунд. Эксперимент работал удовлетворительно с момента запуска до отказа космического корабля 6 декабря 1961 года. [3]
Космические лучи
[ редактировать ]Аппаратура для эксперимента с космическими лучами состояла из (1) двойного сцинтилляционного счетчика, который измерял протоны с энергией от 55 до 500 МэВ в шести энергетических интервалах и протоны с энергией выше 600 МэВ, (2) одиночного сцинтиллятора, который измерял энергию от 1,4 до 22 МэВ. протоны с пятью энергетическими порогами и электроны выше 150 кэВ, и (3) счетчик-телескоп GM, который измерял потоки протонов выше 30 МэВ. Полный набор измерений проводился каждые 6,8 мин. Эксперимент действовал на протяжении всего срока службы космического корабля. [4]
Электростатический анализатор солнечной плазмы
[ редактировать ]Электростатический анализатор с токосъемником использовался для исследования пограничных явлений между геомагнитным полем и межпланетной плазмой, а также для мониторинга потоков низкоэнергетических протонов на малых высотах. Прибор обнаружил протоны в диапазоне энергий от 100 эВ до 20 кэВ. Напряжение на пластинах выросло до максимального значения примерно за полсекунды, а затем затухало за 155 с, в течение этого времени ток коллекторных пластин измерялся 470 раз. Частицы принимались под телесным углом 10 на 80 градусов, который при вращении полезной нагрузки охватывал почти полусферическую область пространства. Измерение протонного тока имело динамический диапазон от 10 до четвертой степени. Эксперимент, по-видимому, дал сбой перед выведением на орбиту и не дал никаких полезных данных. [5]
Феррозондовые магнитометры
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для измерения величины и направления магнитного поля Земли в диапазоне от 3 до 13 радиусов Земли. Он состоял из трех ортогональных феррозондовых магнитометров, установленных на конце стрелы длиной 86,4 см (34,0 дюйма). Одна ось магнитометра находилась в пределах 2° от оси вращения КА. Каждый из трех датчиков имел диапазон от -1000 до +1000 нТл с погрешностью оцифровки 12 нТл. Все три компонента магнитного поля измерялись в течение периода времени 50 мс каждые 327 мс. Система калибровки в полете поочередно подавала известное магнитное поле на каждый датчик каждые 115 секунд. Этот эксперимент проходил нормально с момента запуска до 6 декабря 1961 года. [6]
Протон-электронный сцинтилляционный детектор
[ редактировать ]Этот эксперимент был предназначен для измерения направленных потоков и спектров низкоэнергетических захваченных и авроральных протонов и электронов. В нем использовался порошковый люминофорный сцинтиллятор толщиной 5 мг, покрытый алюминиевым покрытием 1000-А. Дополнительные поглотители вводились в апертуру детектора с помощью 16-позиционного ступенчатого колеса. Апертура была направлена под углом 45° к оси вращения. Из-за тонкости и типа люминофора детектор в импульсном режиме реагировал бы только на ионы низкой энергии, а, следовательно, по существу измерял поток протонов, прошедших через поглотители и остановившихся в люминофоре. Как скорость счета импульсов, так и ток фототрубки измерялись телеметрически один раз в каждом периоде кадра. В каждом положении колеса было снято шестнадцать показаний, и, таким образом, один полный набор данных был получен каждые 256 кадров (один оборот колеса = 80 секунд). Были измерены протоны в семи энергетических диапазонах. Верхний энергетический предел составлял около 10 МэВ для всех диапазонов, а низкоэнергетические — 100, 135, 186, 251, 512, 971 и 1668 кэВ. Потоки энергии электронов в трех диапазонах измерялись отдельно с использованием геометрии рассеяния, поглотителей и тока фототрубки. Низкоэнергетические границы составляли 15, 26 и 31 кэВ, высокоэнергетические — около 100 кэВ для всех трех диапазонов. За исключением насыщения некоторых протонных каналов в сердце внешнего пояса, эксперимент работал нормально на протяжении всего срока службы космического корабля. [7]
Эксперимент по повреждению солнечных батарей
[ редактировать ]Четыре блока солнечных элементов p-on-n были приклеены к оболочке спутника, чтобы измерить последствия ухудшения состояния, вызванного прямым воздействием радиации в радиационных поясах Ван Аллена . Одна группа ячеек осталась незащищенной, тогда как остальные имели покрытия из защитного стекла толщиной 3, 20 и 60 мил. Неэкранированная полоса ячеек очень быстро деградировала в течение первых двух витков. На каждой орбите серьезная деградация начиналась примерно за 2,5 часа до перигея, когда высота спутника составляла примерно 33 000 км (21 000 миль). После первых двух витков оставшаяся мощность ячеек составляла только 50% от первоначальной мощности. Периоды сильной деградации совпадали с периодами пиковой направленной интенсивности протонов с энергиями от 150 кэВ до 4,5 мэВ. Известно, что протоны такого уровня не смогут проникнуть через стеклянные экраны толщиной 20 мил. Когда спутник прекратил передачу, мощность неэкранированных ячеек еще больше ухудшилась до 29% от первоначального значения. Солнечные элементы со стеклянными экранами толщиной 3 мил за время эксплуатации спутника деградировали примерно на 6%. При сравнении их мощности 19 сентября и 3 декабря 1961 года, когда угол падающего Солнца был одинаковым, деградации солнечных элементов не было обнаружено для батарей с защитой 20 и 60 мил. [8]
Запуск
[ редактировать ]Этот спутник был запущен с Атлантического ракетного полигона ракетой-носителем «Дельта» 16 августа 1961 года. Его целью было исследование солнечного ветра , межпланетных магнитных полей , отдаленных частей магнитного поля Земли и энергичных частиц в межпланетном пространстве и в космосе Ван Аллена. радиационный пояс . [9]
Миссия
[ редактировать ]Космический корабль вышел на орбиту, и все приборы работали нормально. Его передатчик прекратил работу 6 декабря 1961 года, после отправки 2568 часов данных в реальном времени. За 112 дней своего существования он совершил 102 витка, и данные были собраны примерно в 80% случаев. Этот спутник предоставил важные геофизические данные о радиации и магнитных бурях.
Космический корабль исправно функционировал до 6 декабря 1961 года, когда прекратил передачу данных, по-видимому, из-за сбоев в энергосистеме. Хорошие данные были зафиксированы примерно в течение 90% активного срока службы космического корабля. Начальная скорость вращения составляла 28,0 об/мин , направление оси вращения - прямое восхождение 48°, склонение -28°. Направление было почти постоянным со временем, а скорость вращения со временем медленно увеличивалась до 34,3 об/мин. Направление апогея менялось примерно с 12:00 до 06:00 по местному времени. [2]
Резервный спутник «Эксплорера-12» выставлен на выставке «Космическая наука» в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в Шантильи, штат Вирджиния . [9]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Траектория: Эксплорер 12 1961-020А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б с д и ж «Дисплей: Эксплорер 12 1961-020А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Заряженные частицы» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Космические лучи» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Электростатический анализатор солнечной плазмы» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Феррозондовые магнитометры» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Протон-электронный сцинтилляционный детектор» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент по повреждению солнечных батарей» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б «ЭПЕ А, Б, С, D (S 3/Эксплорер 12, 14, 15, 26)» . Космическая страница Гюнтера. 8 апреля 2020 г. Проверено 5 ноября 2021 г.
