Эксплорер 49

Эксплорер 49
	Эксплорер 49 на орбите Луны
Имена	РАЭ-Б ; РАЭ-2 ; Радиоастрономический проводник-2
Тип миссии	Радиоастрономия
Оператор	НАСА
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ	1973-039А
САТКАТ нет.	06686
Продолжительность миссии	4 года и 2 месяца (достигнуто)
Свойства космического корабля
Космический корабль	Исследователь XLIX
Тип космического корабля	Радиоастрономический исследователь
Автобус	РАЭ
Производитель	Центр космических полетов Годдарда
Стартовая масса	330,2 кг
Размеры	Диаметр 92 см (36 дюймов) и ; Высота 79 см (31 дюйм)
Власть	25 Вт
Начало миссии
Дата запуска	10 июня 1973 г., 14:13:00 UTC
Ракета	Тор-Дельта 1913 г. ; (Тор 581 / Дельта 095)
Запуск сайта	Мыс Канаверал , LC-17B
Подрядчик	Дуглас Эйркрафт Компани
Вступил в сервис	10 июня 1973 г.
Конец миссии
Разрушен	Сентябрь 1977 г.
Последний контакт	август 1977 г.
Орбитальные параметры
Справочная система	Селеноцентрическая орбита
Высота периселена	1053 км (654 миль)
Высота Апоселены	1064 км (661 миль)
Наклон	55.70°
Период	221,17 минут
Лунный орбитальный аппарат
Орбитальное введение	15 июня 1973 г., 07:21 UTC
Инструменты
	Датчик импеданса ; Приемники быстрых пакетов ; Радиометры ступенчатой частоты
	программа проводник ← Эксплорер 48 Эксплорер 50 →

Explorer 49 (также называемый Radio Astronomy Explorer-2 , RAE-B ) — спутник НАСА массой 328 кг (723 фунта), запущенный 10 июня 1973 года для длинноволновых радиоастрономических исследований. Он имел четыре X-образных антенных элемента длиной 230 м (750 футов), что делало его одним из крупнейших космических кораблей, когда-либо построенных. ^[4]

Миссия

Миссия Radio Astronomy Explorer B (RAE-B) была второй из пары спутников RAE. Он был выведен на лунную орбиту для проведения радиоастрономических измерений планет, Солнца и галактики в диапазоне частот от 25 кГц до 13,1 МГц. Комплект эксперимента состоял из двух радиометров Райла-Вонберга (по девять каналов каждый), трех приемников импульсов с качающейся частотой (по 32 канала каждый) и импедансного зонда для калибровки. Экспериментальный антенный пакет, изготовленный из BeCu, состоял из антенн с очень длинной бегущей волной, образующих X-конфигурацию: верхняя V-образная антенна высотой 229 м (751 фут), направленная в сторону от Луны; нижняя V-образная антенна на 229 м (751 фут), направленная в сторону Луны; и дипольная антенна длиной 37 м (121 фут), параллельная поверхности Луны. Также существовала система стрелы с борным демпфером либрации длиной 129 м (423 фута), которая использовалась для гашения любых колебаний космического корабля относительно положения равновесия. ^[5]

Космический корабль

Корпус космического корабля, изготовленный из алюминия и алюминиевых сот , имел массу 328 кг (723 фунта) при запуске и 200 кг (440 фунтов) на лунной орбите. Это был усеченный цилиндр диаметром 92 см (36 дюймов) и высотой примерно 79 см (31 дюйм) с четырьмя фиксированными солнечными лопастями. Солнечные батареи представляли собой солнечные элементы np мощностью 25 Вт и питали никель-кадмиевые батареи . Система маневрирования состояла из гидразинового комплекса коррекции скорости, на холодном газе системы ориентации и твердотопливного двигателя лунной высадки. Данные возвращались на Землю либо через передатчик УВЧ/(400 МГц) малой мощности в режиме реального времени, либо сохранялись на бортовом магнитофоне и передавались на Землю через мощный передатчик сверхвысокой частоты (УВЧ) (400 МГц). ). Два магнитофона служили резервным хранилищем. Передатчик очень высокой частоты (ОВЧ) служил в основном для измерения дальности и скорости, а также в качестве резервного. Команды принимались на приемник УКВ (148 МГц), который также входил в систему дальности и скорости. Положение космического корабля определялось с помощью: (1) системы солнечного аспекта, (2) системы датчиков горизонта и (3) системы панорамных датчиков ориентации с точностью до 1 °. Космический корабль был ориентирован по градиенту силы тяжести (ось Z параллельна местной вертикали). ^[5]

Запуск

«Эксплорер-49» был запущен после завершения программы «Аполлон» в 1972 году, и хотя он не исследовал Луну напрямую, он стал последней американской лунно-орбитальной миссией до запуска космического корабля «Клементина» в 1994 году. Он был запущен 10 июня 1973 года в 14:13:00 UTC с мыса Канаверал по « Дельте» 1913 с космодрома LC-17B .

Орбита

«Эксплорер 49» был выведен на лунную орбиту, чтобы радиоволны с Земли не создавали таких больших помех, как «Эксплорер 38» . обнаружил ^[6] После запуска по прямой траектории восхождения к Луне и одной коррекции на середине курса 11 июня 1973 г. был выведен на лунную орбиту 15 июня 1973 г. в 07:21 UTC. ^[2] после 20-секундного включения твердотельного апогейного двигателя и начал работу 20 июня 1973 года. Первоначально была развернута только дипольная антенна длиной 37 м (121 фут), во время которой космический корабль работал в со скоростью 4 об / мин. режиме стабилизации вращения с осью вращения в плоскости эклиптики , нормальной к линии КА-Солнце. Через три недели дипольные стрелы были убраны, космический корабль переориентирован, антенны с длинным V-образным вырезом и демпфер либраций были выдвинуты, а диполь был повторно развернут. Нижняя V-образная антенна первоначально была удлинена до 183 м (600 футов) в течение первых 16 месяцев полета и была увеличена до полной длины 229 м (751 фут) в ноябре 1974 года. Лунная орбита и положение Земли как радиоприемника Источник установил периодичность наблюдений в 29,5 дней (лунный синодический месяц) и 24,8 часа (интервал между последовательными проходами данного географического положения Земли мимо Луны). ^[5]

Эксперименты

Главным исследователем всех экспериментов был доктор Роберт Г. Стоун .

Датчик импеданса

Этот эксперимент представлял собой инженерный эксперимент по проверке верхней v-антенны. Он использовался только для планового подтверждения характеристик антенны в начале полета. ^[7]

Приемники быстрых пакетов

Пакетные приемники (BR) представляли собой 32-канальные приемники со ступенчатой частотой (от 25 кГц до 13,1 МГц), которые получали одну выборку на каждой частоте каждые 7,68 секунды. Один приемник (БР-1) был подключен к верхней V-антенне, а один приемник (БР-2) — к нижней V-антенне. Третий приемник импульсов был подключен к дипольной антенне, но он вышел из строя через неделю после начала полета, и никаких значимых данных получено не было. ВЧ напряжение в точке питания каждой половины V-антенны измерялось широкополосным высокоомным предусилителем, а выходы предусилителя объединялись в симметрирующем трансформаторе и подавали на пакетный приемник. Каждый приемник пакетов состоял из пары резервных усилителей ПЧ и детекторов, которые имели общий набор гетеродинов и смесителей с кварцевым управлением. В каждый момент времени была включена только одна полоса ПЧ; другой использовался в качестве резервной системы. Фильтры нижних частот на входе приемника пакетов предотвращали попадание сильных сигналов на промежуточной частоте 21,4 МГц в полосу ПЧ. Каждый приемник имел полосу пропускания ПЧ с кварцевым управлением 20 кГц и постоянную времени интегрирования после обнаружения 6 мс. Термистор, расположенный в каждом приемнике импульсов, обеспечивал измерение температуры окружающей среды приемника, и эта информация включалась в служебные данные, передаваемые телеметрически каждые 19,7 минут. Кроме того, обычная последовательность измерений антенного сигнала прерывалась на 1,28 минуты каждые 19,7 минуты, а сигналы источника калибровочного шума подавались в каждый пакетный приемник для проверки их долгосрочной стабильности усиления. Общий динамический диапазон приемников пакетов составлял около 60 дБ и был разделен на два диапазона по 30 дБ с помощью логической схемы в электронике детектора. Предел разрешения уровня входного сигнала, обусловленный размером шага телеметрического квантования, составлял около 0,3 дБ. Сигналы уровня насыщения на входе предусилителя часто приводили к образованию продуктов интермодуляции в усилителях радиочастоты , которые затем проявлялись в виде широкополосных сигналов в телеметрических данных. Эта проблема стала наиболее острой, когда наблюдались интенсивные километровые излучения из земной магнитосферы на частотах в диапазоне от 200 до 300 кГц. BR-1 был менее подвержен проблемам интермодуляции, чем BR-2, на 6–10 дБ. Из-за неисправности схемы гетеродина в БР-1 каналы 4 (55 кГц) и 12 (210 кГц) не передавали полезных данных. В периоды, когда часть каждой орбиты находилась в лунной тени, циклические изменения температурных градиентов на штангах V-образной антенны приводили к ножничным колебаниям штанг, чего не происходило, когда космический корабль находился под 100% солнечным светом. Этот эффект имел период около 50 минут (период ножничного режима) и был наиболее выражен на верхней V-антенне в течение первого и пятого периода лунной тени и на нижней V-антенне во время второго и третьего периодов лунной тени. ^[8]

Радиометры ступенчатой частоты

Приемники Райла-Вонберга (RV) были разработаны для обеспечения измерений, которые были относительно нечувствительны к изменениям усиления и полосы пропускания. Приемников было два — РВ-1, подключенный к верхней V-антенне, и РВ-2, подключенный к нижней V-антенне. Радиометры имели эффективную полосу пропускания 40 кГц и постоянную времени после регистрации 0,1 секунды. Грубый выходной канал был получен из интегрированного сигнала ошибки сервоконтура, а точный выходной канал был получен из выходного сигнала источника шума, необходимого для согласования с сигналом антенны. Постоянная времени для точного канала составляла 0,5 секунды. Термистор , расположенный в приемнике, измерял температуру окружающей среды, которая измерялась каждые 19,7 минут в служебных данных. Приемники работали на девяти частотах от 0,45 до 9,18 МГц. Каждая частота выбиралась на 15,4 секунды, прежде чем переходить к следующей. За это время было отобрано восемь крупных и две мелкие пробы. Из восьми грубых выборок первая не была надежной, поскольку после переключения частоты прошло недостаточно времени для стабилизации приемника. ^[9]

Конец миссии

Контакт был потерян в августе 1977 года, предположительно через некоторое время после этого орбитальный аппарат разбился. ^[5]

См. также

Ссылки

^ «Эксплорер 49» (PDF) . НАСА . Проверено 30 ноября 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «За пределами Земли: хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг.» (PDF) . Офис программы истории НАСА. 2018 . Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «Траектория: Эксплорер 49 (RAE-B) 1973-039А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ Гюнтер Дирк Кребс (8 апреля 2020 г.). «РАЭ Б (Эксплорер 49)» . Проверено 16 ноября 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Дисплей: Explorer 49 (RAE-B) 1973-039A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ Александр, Дж. К.; Кайзер, ML; Новако, JC; Грена, Франция; Вебер, Р.Р. (1975). «Научное приборное обеспечение спутника «Радиоастрономия-Эксплорер-2»» . Астрономия и астрофизика . 40 (4): 365. Бибкод : 1975A&A....40..365A .
^ «Эксперимент: Зонд импеданса» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «Эксперимент: приёмники быстрых импульсов» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «Эксперимент: Радиометры ступенчатой частоты» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

Внешние ссылки

Страница Astronautix.com, посвященная исследователям радиоастрономии
Страница Национального центра данных космических исследований на RAE-B (Explorer 49)
Дельта-95, Обзор операций РАЭ-Б
Об получении возможностей запуска лунной миссии (Отчет о запуске/планировании траектории миссии RAE-B)
Система аспектов антенны RAE-B (отчет о системе камер, использованной для проверки развертывания антенны Explorer 49)
Процессор аспекта антенны RAE-B (отчет об аппаратном обеспечении обработки для системы камеры RAE-B)
Предлагаемые эксперименты по динамике гравитационного градиента на лунной орбите с использованием космического корабля RAE-B.
Научная аппаратура спутника «Радиоастрономия-Эксплорер-2»

[1] «Эксплорер 49» (PDF) . НАСА . Проверено 30 ноября 2022 г.

[Beyond_Earth-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с «За пределами Земли: хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг.» (PDF) . Офис программы истории НАСА. 2018 . Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[Trajectory-3] «Траектория: Эксплорер 49 (RAE-B) 1973-039А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[skyrocket-4] Гюнтер Дирк Кребс (8 апреля 2020 г.). «РАЭ Б (Эксплорер 49)» . Проверено 16 ноября 2021 г.

[Display-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Дисплей: Explorer 49 (RAE-B) 1973-039A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[6] Александр, Дж. К.; Кайзер, ML; Новако, JC; Грена, Франция; Вебер, Р.Р. (1975). «Научное приборное обеспечение спутника «Радиоастрономия-Эксплорер-2»» . Астрономия и астрофизика . 40 (4): 365. Бибкод : 1975A&A....40..365A .

[Experiment3-7] «Эксперимент: Зонд импеданса» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[Experiment2-8] «Эксперимент: приёмники быстрых импульсов» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[Experiment1-9] «Эксперимент: Радиометры ступенчатой частоты» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 16 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]