Эксплорер 50
 Спутник Explorer 50 (IMP-8) | |
| Имена | ИМП-Дж ИМП-8 Межпланетная мониторинговая платформа-8 |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1973-078А |
| САТКАТ нет. | 06893 |
| Продолжительность миссии | 34 года (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Эксплорер Л |
| Тип космического корабля | Межпланетная платформа мониторинга |
| Автобус | ИМП |
| Производитель | Центр космических полетов Годдарда |
| Стартовая масса | 371 кг (818 фунтов) [1] |
| Размеры | Многогранник 16 граней : Высота 157,4 см (62,0 дюйма) Диаметр 135,6 см (53,4 дюйма) |
| Власть | 150 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 26 октября 1973 г., 02:26:03 UTC [2] |
| Ракета | Тор-Дельта 1604 (Тор 582 / Дельта 097) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17B |
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани |
| Вступил в сервис | 26 октября 1972 г. |
| Конец миссии | |
| Деактивирован | Октябрь 2001 г. |
| Последний контакт | 7 октября 2006 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [3] |
| Режим | Высокая околоземная орбита |
| Высота перигея | 22.11 РЭ |
| Высота апогея | 45,26 РЭ |
| Наклон | 28.64° |
| Период | 11,99 дней |
| Инструменты | |
| Эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME) Ядерный состав космических лучей Электроны, изотопы водорода и гелия Электростатические поля Электростатические волны и радиошум Энергичные электроны и протоны Эксперимент с магнитным полем Измерение протонов и электронов низких энергий Частицы солнечных и космических лучей Электростатический анализатор солнечной плазмы Солнечная плазма Кубок Фарадея | |
программа проводник | |
Explorer 50 , также известный как IMP-J или IMP-8 , был спутником НАСА, запущенным для изучения магнитосферы . Это был восьмой и последний в серии Межпланетной мониторинговой платформы . [4]
Космический корабль
[ редактировать ]«Эксплорер 50» представлял собой барабанный космический корабль диаметром 135,6 см (53,4 дюйма) и высотой 157,4 см (62,0 дюйма) с двигательной установкой «Звезда-17А» , предназначенный для межпланетной среды и хвоста магнитосферы исследования космических лучей , энергичных солнечных частиц, плазмы и электрических и магнитные поля . Его первоначальная орбита была более эллиптической, чем предполагалось, с расстояниями в апогее и перигее около 45,26 земного радиуса и 22,11 земного радиуса. После запуска его орбитальный эксцентриситет уменьшился. Наклонение ее орбиты изменялось от 0 градусов до примерно 55 градусов с периодичностью в несколько лет. Ось вращения космического корабля была перпендикулярна плоскости эклиптики , а скорость вращения составляла 23 об/мин . данных Скорость телеметрии составляла 1600 бит/с . Космический корабль находился в солнечном ветре от 7 до 8 дней из каждых 11,99 дней на орбите. В первые годы охват телеметрией составлял 90%, но на протяжении большей части 1980-х и начала 1990-х годов этот показатель составлял только 60–70%. Охват вернулся к диапазону 90% в середине-конце 1990-х годов. [5]
Запуск
[ редактировать ]Эксплорер 50 был запущен 23 октября 1973 года в 02:26:03 UTC ракетой Thor-Delta 1604 -носителем с мыса Канаверал ( CCAFS ), Флорида . [2] [6] Номинально космический корабль функционировал до 7 октября 2006 года. Спутник совершал оборот вокруг Земли один раз в 12 дней с наклонением 28,67°. Его перигей составлял 25 земных радиусов , а апогей — 45 земных радиусов. [5]
Эксперименты
[ редактировать ]Эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME)
[ редактировать ]Три твердотельных детектора в антисовпадающем пластиковом сцинтилляторе наблюдали электроны с энергией от 0,2 до 2,5 МэВ; протоны от 0,3 до 500 МэВ ; альфа-частицы от 2,0 до 200 МэВ; тяжелые частицы со значениями Z от 2 до 5 и энергией более 8 МэВ; тяжелые частицы со значениями Z от 6 до 8 и энергией более 32 МэВ; и целые протоны и альфа-частицы с энергией более 50 МэВ/ нуклон , все с динамическим диапазоном от 1 до 1E+6 частиц на (см). 2 -второй-старший). с тонким окном Пять трубок Гейгера-Мюллера наблюдали электроны с энергией более 15 кэВ, протоны с энергией более 250 кэВ и рентгеновские лучи с длинами волн от 2 до 10 А, все с динамическим диапазоном от 10 до 1E+8 на ( см 2 -второй-старший). Изучались частицы и рентгеновские лучи, в первую очередь солнечного происхождения, но динамический диапазон и разрешение прибора также позволяли наблюдать космические лучи и частицы хвоста магнитосферы . [7]
Ядерный состав космических лучей
[ редактировать ]В этом эксперименте использовались два телескопа для измерения состава и энергетических спектров солнечных (и галактических) частиц с энергией выше примерно 0,5 МэВ/нуклон. Главный телескоп состоял из пяти коллинеарных элементов (трех твердотельных, одного иодистого цезия (CsI) и одного сапфирового черенковского), окруженных пластиковым антисовпадательным экраном. Телескоп имел полноугольный приемный конус под углом 60 °, ось которого была примерно перпендикулярна оси вращения космического корабля, что позволяло получать восьмисекторную информацию о направлении прибытия частиц. Четыре элемента основного телескопа анализировались по амплитуде импульса, а режимы с низким и высоким коэффициентом усиления можно было выбирать по команде, чтобы обеспечить разрешение элементов от водорода (H) до никеля (Ni) или электронов и изотопов водорода . (H) ) и гелий (He) и легкие ядра. Была включена схема приоритета отбора, позволяющая отбирать образцы менее распространенных видов частиц в нормальных условиях и в условиях солнечной вспышки. Низкоэнергетический телескоп по сути представлял собой двухэлементный экранированный твердотельный детектор с полноугольным приемным конусом 70 °. Первый элемент анализировался по амплитуде импульса, и данные записывались по секторам. [8]
Электроны, изотопы водорода и гелия
[ редактировать ]Этот эксперимент был предназначен для измерения дифференциальных энергетических спектров изотопов водорода через кислород от 2 до 40 МэВ/нуклон и электронов от 0,2 до 5 МэВ. Прибор состоял из стопки из 11 полностью обедненных кремниевых твердотельных детекторов, окруженных пластиковой сцинтилляционной чашкой для антисовпадений. Два внешних твердотельных детектора были кольцевыми, что позволяло проводить измерения как в узкой геометрии (типичный геометрический фактор составлял 0,2 см, так и в узкой геометрии). 2 -ср) и широкой геометрии (типичный геометрический коэффициент составлял 1,5 см). 2 -ср) режимы совпадения. Были получены данные анизотропии (угловое разрешение 45° и временное разрешение 20 секунд). [9]
Электростатические поля
[ редактировать ]Земли Прибор предназначен для измерения окружающих электрических полей в солнечном ветре и магнитослое частотой до 1 кГц. Датчик состоял из пары проволочных антенн длиной 70 м (230 футов) (140 м (460 футов), кончик к кончику), которые удерживались жестко за счет центробежной силы из-за вращения спутника (около 24 об / мин ). Провода были изолированы от плазмы , за исключением их коротких внешних участков, для удаления активной зоны зонда из оболочки космического корабля. Антенна представляла собой двойной плавучий зонд, измерения проводились каждые 1/4 оборота космического корабля (около 0,75 секунды). Измерения сверхнизких частот (ULF) и очень низких частот (VLF) были получены с использованием семи фильтров с полосой пропускания 60% с центральными частотами, логарифмически разнесенными от 1 Гц до 1000 Гц. Эти частотные каналы имели собственную чувствительность 1,0E-5 В/м и пиковый диапазон 1,0E-2 В/м. Однако эффективный порог фильтра низких частот определялся помехами, возникающими из-за гармоник вращения космического корабля внутри асимметричной оболочки. Другое важное ограничение также было связано с эффектом оболочки. Всякий раз, когда плотность электронной плазмы была менее примерно 10 частиц/см3, оболочка перекрывала активные части антенны и препятствовала значимым измерениям условий окружающей среды. [10]
Электростатические волны и радиошум
[ редактировать ]Для наблюдения частотно-временных спектров высокого разрешения использовался широкополосный приемник, а для наблюдения волновых характеристик — шестиканальный узкополосный приемник с переменной центральной частотой. Приёмники работали от трёх антенных систем. Первая система содержала пару длинных дипольных антенн (одна выдвигалась примерно до 124 м (407 футов), перпендикулярно оси вращения космического корабля, а другая антенна выдвигалась примерно до 6,1 м (20 футов) вдоль оси вращения). Вторая система содержала установленную на стреле триаду ортогональных рамочных антенн. Третья система состояла из установленного на стреле диполя с осью вращения диаметром 0,51 м (1 фут 8 дюймов). напряженности и частотные спектры магнитного и электрического полей, поляризация и направление прихода естественных радиошумов Наблюдены в магнитосфере. Изучались такие явления, как пространственно-временное распределение, происхождение, распространение, дисперсия и другие характеристики радиошума, возникающие по обе стороны от граничной области магнитосферы. Диапазон частот для электрических полей составлял от 0,3 Гц до 200 кГц, а для магнитных полей — от 20 Гц до 200 кГц. [11]
Энергичные электроны и протоны
[ редактировать ]Целями настоящего исследования были: (1) изучение особенностей распространения солнечных космических лучей через межпланетную среду в указанных ниже энергетических диапазонах, (2) исследование потоков электронов и протонов во всем геомагнитном хвосте и вблизи флангов магнитосферы. и (3) изучить вход солнечных космических лучей в магнитосферу. Аппаратура состояла из трехэлементного телескопа, в котором использовались твердотельные детекторы с полностью обедненным поверхностным барьером и магнит для отклонения электронов. Для измерения отклоненных электронов использовались два боковых детектора. Два дополнительных детектора в отдельных креплениях использовались для измерения заряженных частиц выше 15 кэВ (F), Z больше или равно 2 выше 0,6 МэВ (G1) и выше 1,0 МэВ (G2) и Z больше или равно 3 выше 2,0. МэВ (G3). Телескоп измерял протоны в трех диапазонах от 2,1 до 25 МэВ (14, 15, 16 каналов); Z больше или равно 1 в трех диапазонах от 0,05 до 2,1 МэВ (11, 12, 13 каналов); альфа-частицы от 8,4 до 35,0 МэВ в двух диапазонах (111, 112 каналов); Z больше или равен 2 в диапазоне от 2,2 до 8,4 МэВ (канал 110); и фоновый канал (19-канальный). Отклоненные электроны измерялись в двух диапазонах от 30 до 200 кэВ (17 и 18 каналов). [12]
Эксперимент с магнитным полем
[ редактировать ]Этот эксперимент состоял из установленного на стреле трехосного феррозондового магнитометра, предназначенного для изучения межпланетных и геомагнитных магнитных полей хвоста. Каждый датчик имел три динамических диапазона ±12, ±36 и ±108 нТл . С помощью схемы уплотнения битов (дельта-модуляция) было выполнено и телеметрировано 25 векторных измерений в секунду. Эксперимент проходил нормально с момента запуска до середины 1975 года. 11 июля 1975 года из-за проблемы с индикатором диапазона эксперимент был заморожен в диапазоне 36 нТл. Точность оцифровки в этом диапазоне составляет около ±0,3 нТл. 23 марта 1978 года вышел из строя флиппер датчика. После этого потребовались альтернативные методы определения нулевого уровня датчика оси Z. Магнитометр вышел из строя 10 июня 2000 года. [13]
Измерение протонов и электронов низких энергий
[ редактировать ]Этот эксперимент был разработан для измерения энергетических спектров низкоэнергетических электронов и протонов в геоцентрическом диапазоне от 30 до 40 радиусов Земли, чтобы получить дополнительные данные о геомагнитных бурях , полярных сияниях , хвосте и нейтральном слое, а также других магнитосферных явлениях. Детектор представлял собой двухканальный электростатический анализатор с изогнутой пластиной (LEPEDEA - анализатор дифференциальной энергии протонов и электронов низкой энергии) с 16 энергетическими интервалами от 5 эВ до 50 кэВ. Он имел угловое поле зрения 9° на 25°. Детектор мог работать в одном из двух режимов: (1) один, обеспечивающий хорошее угловое разрешение (16 направлений для каждой энергетической полосы частиц) один раз каждые 272 секунды, и (2) другой, обеспечивающий хорошее временное разрешение, в котором весь диапазон энергий в четыре направления измерялись каждые 68 секунд. [14]
Частицы солнечных и космических лучей
[ редактировать ]Эксперимент с космическими лучами Центра космических полетов Годдарда был разработан для измерения энергетических спектров, состава и угловых распределений солнечных и галактических электронов, протонов и более тяжелых ядер до Z = 30. Использовались три различные детекторные системы. Первая система состояла из пары твердотельных телескопов, измерявших интегральные потоки электронов выше 150, 350 и 700 кэВ и протонов выше 0,05, 0,15, 0,50, 0,70, 1,0, 1,2, 2,0, 2,5, 5,0, 15 и 15 кэВ. 25 МэВ. За исключением режима протонов 0,05 МэВ, все режимы счета имели уникальную видовую идентификацию. Вторая детекторная система представляла собой твердотельный телескоп dE/dx vs E, который смотрел перпендикулярно оси вращения. Этот телескоп измерил Z = от 1 до 16 ядер с энергией от 4 до 20 МэВ/нуклон. Подсчеты частиц в диапазоне от 0,5 до 4 МэВ/нуклон без разрешения по заряду были получены как подсчеты в датчике dE/dx, но не в датчике E. Третья детекторная система представляла собой трехэлементный телескоп, ось которого составляла угол 39° по отношению к оси вращения. Средний элемент представлял собой сцинтиллятор CsI, а два других элемента представляли собой твердотельные датчики. Прибор реагировал на электроны от 2 до 12 МэВ и на ядра Z = от 1 до 30 в диапазоне энергий от 20 до 500 МэВ/нуклон. Для частиц с энергией ниже 80 МэВ этот прибор действовал как детектор зависимости dE/dx от E. Выше 80 МэВ он действовал как двунаправленный тройной детектор зависимости dE/dx от E. Информация о направленности потока была получена путем разделения определенных частей данных от каждого детектора на восемь угловых секторов. [15]
Электростатический анализатор солнечной плазмы
[ редактировать ]Полусферический электростатический анализатор измерял направленную интенсивность положительных ионов и электронов в солнечном ветре, магнитослое и хвосте магнитосферы. Ионы, такие тяжелые, как кислород, были разделены, когда температура солнечного ветра была низкой. Энергетический анализ проводился путем зарядки пластин до известных уровней напряжения и их разрядки с известными постоянными времени RC. В солнечном ветре были изучены положительные ионы от 200 эВ до 5 кэВ (интервал 15%, разрешение 3%) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (интервал 30%, разрешение 15%). В магнитослое положительные ионы от 200 эВ до 5 кэВ (интервал 15%, разрешение 3%) и от 200 эВ до 20 кэВ (интервал 30%, разрешение 15%) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (интервал 30%). разрешение 15%). В хвосте магнитосферы положительные ионы от 200 эВ до 20 кэВ (интервал 30%, разрешение 15%) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (интервал 30%, разрешение 15%) и от 100 эВ до 20 кэВ (разрешение 15%). были изучены. Никаких данных в ходе этого эксперимента после октября 2001 года получено не было. [16]
Солнечная плазма Кубок Фарадея
[ редактировать ]Модулированный раздельный коллектор Фарадея , перпендикулярный оси вращения космического корабля, использовался для исследования направленной интенсивности положительных ионов и электронов в солнечном ветре, переходной области и хвосте магнитосферы. Электроны изучались в восьми логарифмически равноотстоящих энергетических каналах от 17 эВ до 7 кэВ. Положительные ионы изучались в восьми каналах от 50 эВ до 7 кэВ. Спектр был получен через каждые восемь оборотов космического корабля. Угловая информация была получена либо в 15 равноотстоящих друг от друга интервалах во время вращения спутника на 360°, либо в 15 угловых сегментах, более близко расположенных к линии космический корабль-Солнце. [17]
Твердотельные детекторы
[ редактировать ]Целью эксперимента было определение состава и энергетических спектров частиц низкой энергии, наблюдаемых во время солнечных вспышек и 27-дневных повторяющихся событий. Используемые детекторы включали: (1) электростатический анализатор (для отбора частиц нужной энергии на каждый заряд), объединенный с массивом твердотельных детекторов без окон (для измерения потерь энергии) и окруженный антисовпадательным экраном, и (2) пропорциональный счетчик с тонким окном, твердотельный телескоп частиц. В ходе эксперимента были измерены энергии частиц от 0,1 до 10 МэВ на заряд в 12 полосах и однозначно идентифицированы позитроны и электроны, а также ядра с зарядами Z от 1 до 8 (нет разрешения по заряду для Z больше 8). В полезную нагрузку эксперимента были включены два 1000-канальных анализатора амплитуды импульса, по одному на каждый детектор. [18]
Расширенная миссия
[ редактировать ]Цели расширенных операций Explorer 50 (IMP-8) заключались в том, чтобы предоставить параметры солнечного ветра в качестве входных данных для исследований магнитосферы и в качестве базовой линии в 1 а.е. для исследований глубокого космоса, а также продолжить исследования изменений солнечного цикла с помощью единого набора хорошо изученных данных. калиброванные и понятные инструменты. [5]
Конец миссии
[ редактировать ]В октябре 2001 года «Эксплорер 50» (IMP-8) был прекращен как независимая миссия. Сбор телеметрии возобновился примерно через три месяца в Канберре , Австралия, только (охват 30-50%), в качестве дополнения к миссиям "Вояджер" и "Улисс" . Последние полезные научные данные с «Эксплорера 50» (IMP-8) были получены 7 октября 2006 года. [5]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ИМП-8» . Каталог eoPortal ЕКА . Проверено 19 июня 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана. 21 июля 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г.
- ^ «Траектория: Эксплорер 50 (IMP-J) 1973-078А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ «ИМП H, I, J (Проводник 43, 47, 50)» . Космическая страница Гюнтера. 8 апреля 2020 г. Проверено 17 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Дисплей: Explorer 50 (IMP-J) 1973-078A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Ракета «Эксплорер 50» вышла на орбиту» . Утренний журнал Дейтона-Бич . 26 октября 1973 г. с. 9Б . Проверено 20 июня 2018 г.
- ^ «Эксперимент: эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Ядерный состав космических лучей» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Электроны, изотопы водорода и гелия» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Электростатические поля» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: электростатические волны и радиошум» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Энергичные электроны и протоны» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Эксперимент с магнитным полем» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: измерение протонов и электронов низких энергий» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: частицы солнечных и космических лучей» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: электростатический анализатор солнечной плазмы» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Чашка Фарадея с солнечной плазмой» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Твердотельные детекторы» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 17 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
