Эксплорер 7
 Спутник Эксплорер 7 | |
| Имена | НАСА С-1А |
|---|---|
| Тип миссии | Науки о Земле |
| Оператор | НАСА |
| Обозначение Гарварда | 1959 Йота 1 |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1959-009А |
| САТКАТ нет. | 00022 |
| Продолжительность миссии | 1 год, 10 месяцев и 10 дней (достигнуто) 64 года, 9 месяцев и 21 день (на орбите) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Исследователь VII |
| Тип космического корабля | Научный исследователь |
| Автобус | С-1А |
| Производитель | Лаборатория реактивного движения |
| Стартовая масса | 41,5 кг (91 фунт) |
| Размеры | 76 × 76 см (30 × 30 дюймов) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 13 октября 1959 г., 15:30:04 по Гринвичу [1] |
| Ракета | Юнона II (АМ-19А) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-5 |
| Подрядчик | Армейское агентство по баллистическим ракетам |
| Вступил в сервис | 13 октября 1960 г. |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 24 августа 1961 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [2] |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 573 км (356 миль) |
| Высота апогея | 1073 км (667 миль) |
| Наклон | 50.27° |
| Период | 101,38 минут |
| Инструменты | |
| Наземная ионосфера Тяжелые первичные космические лучи Микрометеорит Солнечное рентгеновское излучение и Лайман-Альфа-излучение Тепловое излучение Захваченное излучение и солнечные протоны | |
программа проводник | |
«Эксплорер-7» — спутник НАСА, запущенный 13 октября 1959 года в 15:30:04 по Гринвичу . [1] ракетой -носителем Juno II со станции ВВС на мысе Канаверал (CCAFS) на орбиту 573 × 1073 км (356 × 667 миль) и наклонением 50,27 °. [2] Он был разработан для измерения солнечного рентгеновского излучения и потока Лайман-альфа , захваченных энергетических частиц и тяжелых первичных космических лучей . Второстепенные задачи включали сбор данных о проникновении микрометеороидов , молекулярном распылении и изучение теплового баланса Земли и атмосферы. [3]
Описание спутника
[ редактировать ]Внешняя конструкция спутника, стабилизированного вращением, состояла из двух усеченных конических оболочек из стекловолокна, соединенных цилиндрической алюминиевой центральной секцией. Космический корабль имел ширину 76 см (30 дюймов) по экватору и высоту около 76 см (30 дюймов) с массой полезной нагрузки около 41,5 кг (91 фунт). Космический корабль питался от примерно 3000 солнечных элементов, установленных как на верхнем, так и на нижнем корпусе. Дополнительную энергию обеспечивали 15 перезаряжаемых никель-кадмиевых батарей , которые были расположены на экваторе рядом с внешней обшивкой для поддержания правильной скорости вращения. Две скрещенные дипольные (1 Вт, 20 МГц) телеметрические антенны выступали наружу из центральной части, а антенна на 108 МГц, используемая для слежения, была установлена на нижней части нижнего корпуса.
По периферии центральной секции располагались пять болометров для измерения теплового излучения и три ячейки детектора микрометеороидов из сульфида кадмия . Цилиндрическая ионная камера (окно из фторида лития) и рентгеновская камера с бериллиевым окном располагались по разные стороны верхнего конуса, а счетчик Гейгера на самом верху располагался космических лучей. Камера первичной ионизации космических лучей располагалась в центральной части верхнего конуса. Связь и слежение обеспечивались передатчиком 108 МГц мощностью 15 мВт, рассчитанным на работу в течение 2 месяцев, и передатчиком 20 МГц мощностью 600 мВт, питаемым от солнечных элементов, рассчитанным на отключение примерно через год. [3]
Эксперименты
[ редактировать ]Наземная ионосфера
[ редактировать ]Полностью транзисторный телеметрический передатчик радиомаяка работал на основной частоте 19,9915 МГц . Этот передатчик, питавшийся от солнечных элементов и перезаряжаемых никель-кадмиевых батарей, обеспечивал мощность 660 мВт на основной частоте. Он также излучал вторую и третью гармоники (по 15 мВт каждая) на частотах 39,9830 и 59,9745 МГц. Известно, что приёмники радиомаяков располагались в Вашингтоне, округ Колумбия , и Чикаго , штат Иллинойс . Интерпретация изменений характеристик сигнала маяка между спутником и наземной станцией показала, что неравномерности присутствуют в любое время суток с горизонтальными размерами от 5 км (3,1 мили) до 500 км (310 миль). Данные были получены за период в 16 месяцев. [4]
Тяжелые первичные космические лучи
[ редактировать ]Целью данного эксперимента было измерение всенаправленного потока тяжелых первичных космических лучей в диапазоне жесткостей от 1 до 15,5 ГВ . Частицы с атомными номерами Z >5, Z >8 и Z >15 подсчитывались отдельно с помощью ионизационной камеры, в которой каждая падающая частица давала импульс. Амплитуда импульса практически не зависела от энергии падающей частицы, но была пропорциональна квадрату ее значения Z. Каждую из трех скоростей счета определяли каждые 15 секунд. Эксперимент проводился, как и планировалось, с момента запуска до 25 октября 1959 года. Около 80% данных, полученных за период с 25 октября 1959 года по 31 мая 1960 года, являются полезными, при этом большинство проблем возникает в режиме самого низкого Z. После 31 мая 1960 года было получено очень мало полезных данных. [5]
Микрометеорит
[ редактировать ]Три фотопроводящие ячейки из сульфида кадмия использовались для измерения проникновения микрометеоритов и молекулярного распыления. Три ячейки были идентичны по конструкции и полезной площади (18 кв. мм) и были установлены на магниевой пластине на экваторе спутника, обращенной наружу, перпендикулярно оси вращения спутника. Эксперимент подвергался воздействию космической среды микрометеоритов, захваченной радиации и распыления в течение 38 дней активной жизни. Три ячейки и термистор, включенные в эксперимент, работали нормально. В одну клетку на 16-е сутки проникла частица диаметром около 10 микрон. [6]
Солнечное рентгеновское излучение и Лайман-Альфа-излучение
[ редактировать ]Солнечное рентгеновское излучение и Лайман-альфа-излучение измерялись с помощью газовых ионизационных камер, установленных на противоположных сторонах верхней части двойной конусной конфигурации спутника Эксплорер-7. Интенсивность отслеживалась с целью получения долгосрочной истории потоков солнечного рентгеновского излучения и Лайман-альфа и их корреляции с реакциями земной атмосферы. Два рентгеновских детектора (глубиной 2,5 см (0,98 дюйма)) были заполнены газообразным аргоном и имели бериллиевые окна (0,021 г/кв. см), что обеспечивало чувствительность к рентгеновским лучам в от 2 до 8 А. диапазоне Детекторы Лайман-альфа (на противоположной стороне), которые представляли собой круглые ионизационные камеры (диаметром 1,9 см (0,75 дюйма)), заполненные газообразным оксидом азота , имели окна из фторида лития . Их чувствительность находилась в интервале 1050–1350 А. Данные, однако, было невозможно интерпретировать с точки зрения падающего солнечного излучения как из-за насыщения цепей детектора излучением Ван Аллена ( электроны 150 кэВ ), так и из-за электронных сложностей в усилителе обратной связи. [7]
Тепловое излучение
[ редактировать ]Эксперимент по тепловому излучению Explorer 7 был разработан для измерения падающего и отраженного солнечного УФ-излучения и земного ИК-излучения , чтобы лучше понять движущие силы системы Земля-атмосфера. Основная аппаратура состояла из пяти болометров в виде полых серебряных полусфер, которые были термически изолированы от специально алюминизированных зеркал , но находились в непосредственной близости от них . Таким образом, полушария вели себя очень похоже на изолированные сферы в пространстве. Два полушария имели черное покрытие и примерно одинаково реагировали на солнечное и земное излучение. Третье полушарие, покрытое белым слоем, было более чувствительно к земному излучению, чем к солнечному. Четвертый, имевший поверхность из золотого металла , был более чувствителен к солнечной радиации, чем к земной радиации. Пятое полушарие, защищенное от прямых солнечных лучей, использовалось для измерения отраженного солнечного света. Для измерения температуры на верхней части каждой полусферы был установлен термистор со стеклянным покрытием. Полный набор из четырех температурных наблюдений и одного эталонного образца потребовал 30 секунд. Таким образом, на каждой орбите можно было получить около 180 измерений температуры. Эксперимент удался, и полезные данные были получены с момента запуска до 28 февраля 1961 года. [8]
Примечательно, что на нем также находился доктора Вернера Э. Суоми плоский радиометр , усовершенствованный с помощью Роберта Парента , который провел первые измерения радиационного баланса Земли из космоса и положил начало эпохе спутниковых климата исследований . Он составил первые грубые карты «солнечной радиации, отраженной Землей, и инфракрасного излучения, испускаемого Землей». [9]
Используя как спутниковые наблюдения за тепловым балансом Земли, так и скорости охлаждения атмосферы , измеренные радиозондами с чистым потоком, Суоми установил важную роль, которую облака играют в поглощении излучаемой солнечной энергии . Эти наблюдения установили, что энергетический баланс Земли заметно меняется из-за влияния облаков, альбедо поверхности и других поглощающих компонентов. Используя эти инструменты, Суоми и его команда обнаружили, что Земля поглощает больше солнечной энергии , чем первоначально предполагалось, и продемонстрировали возможность измерения и количественной оценки сезонных изменений в глобальном тепловом балансе. «Эксплорер-7» не смог обнаружить солнечное рентгеновское излучение из-за того, что его датчики были насыщены фоновым излучением в радиационном поясе Ван Аллена . [10]
Захваченное излучение и солнечные протоны
[ редактировать ]Два всенаправленных счетчика Гейгера (Антон 302 и 112) использовались для проведения комплексного пространственного и временного мониторинга суммарной интенсивности космических лучей, геомагнитно-захваченного корпускулярного излучения и солнечных протонов . Детектор был чувствителен к протонам (E >20 МэВ) и электронам (E >30 кэВ). Эксперимент проходил удовлетворительно с момента запуска до 28 февраля 1961 года, за исключением короткого периода в сентябре и октябре 1960 года. [11]
Запуск
[ редактировать ]Первоначально запуск был запланирован на конец сентября 1959 года, но миссия была отложена на неделю после того, как испытание ракеты-носителя «Юпитер» на соседней площадке потерпело неудачу вскоре после старта, в результате чего летающие обломки попали в ракету-носитель «Эксплорер-7». Однако повреждения ракеты-носителя были незначительными и их можно было легко устранить.
Explorer 7 был запущен на корабле Juno II в 15:31 по Гринвичу 13 октября 1959 года с Атлантического ракетного полигона на орбиту размером 573 × 1073 км (356 × 667 миль). 16 июня 1960 года НАСА объявило, что одна из четырех частотно-модулированных поднесущих на втором передатчике стала нестабильной, и информация, которую он передавал в трех из семи экспериментов, больше не была разборчивой. Маяк слежения прекратил передачу 5 декабря 1959 года. По состоянию на сентябрь 1960 года орбита составляла 554 × 1083 км (344 × 673 миль) с наклонением 50,3 ° и периодом 101,2 минуты. Полезные данные в режиме реального времени передавались с момента запуска до февраля 1961 года и с перерывами до 24 августа 1961 года. Космический корабль предоставил важную геофизическую информацию о радиации и магнитных бурях, продемонстрировал методы контроля внутренней температуры, зафиксировал первое проникновение микрометеорита в датчик в полете и обнаружил крупномасштабные погодные условия. [3]
Результаты миссии
[ редактировать ]Он непрерывно передавал данные до февраля 1961 года и отключился 24 августа 1961 года. По состоянию на 2024 год. [update] Он все еще находится на орбите. [12]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана. 21 июля 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Траектория: Эксплорер 7 (1959-009А)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Перейти обратно: а б с «Дисплей: Эксплорер 7 (1959-009А)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Наземная ионосфера» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Тяжелые первичные космические лучи» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Микрометеорит» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: солнечное рентгеновское излучение и лайман-альфа-излучение» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Тепловое излучение» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Киддер, SQ; Вондер Хаар, TH (1995). Спутниковая метеорология: Введение . ElsevierScience. п. 2. ISBN 978-0-08-057200-0 . Проверено 5 октября 2020 г.
- ^ Значительные достижения в области физики Солнца 1958-1964 гг . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. 1966. с. 63. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: захваченное излучение и солнечные протоны» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Реестр космических объектов США» . Архивировано из оригинала 30 октября 2007 года . Проверено 2 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
