Эксплорер 45
 Спутник Explorer 45 (SSS-A) | |
| Имена | ССС-А S-куб A Малый научный спутник-А |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1971-096А |
| САТКАТ нет. | 05598 |
| Продолжительность миссии | 3 года (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Исследователь XLV |
| Тип космического корабля | Малый научный спутник |
| Автобус | ССС |
| Стартовая масса | 52 кг (115 фунтов) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 15 ноября 1971 г., 05:52:00 по Гринвичу [1] |
| Ракета | Разведчик Б (S-163CR) |
| Запуск сайта | Космический центр Брольо , Платформа Сан-Марко |
| Подрядчик | Воут |
| Вступил в сервис | 15 ноября 1971 г. |
| Конец миссии | |
| Деактивирован | 30 сентября 1974 г. |
| Последний контакт | 30 сентября 1974 г. |
| Дата распада | 10 января 1992 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [2] |
| Режим | Сильно эллиптическая орбита |
| Высота перигея | 224 км (139 миль) |
| Высота апогея | 27 031 км (16 796 миль) |
| Наклон | 3.50° |
| Период | 469,30 минут |
| Инструменты | |
| Измерение электрического поля переменного тока Канальные электронные умножители с электростатическими анализаторами Измерение электрического поля постоянного тока Феррозондовые магнитометры Поисковые катушечные магнитометры Твердотельные детекторы Твердотельные протон-альфа-телескопы | |
программа проводник | |
Explorer 45 (также называемый SSS-A и S-Cubed A ) — спутник НАСА, запущенный в рамках программы Explorer . «Эксплорер 45» был единственным, выпущенным из программы « Маленький научный спутник» . [3] [4]
Научные цели
[ редактировать ]Эксплорер 45 был разработан для выполнения широкого спектра исследований магнитосферы в отношении потоков частиц, электрических и магнитных полей . Его основными научными задачами были:
- Исследование особенностей и происхождения кольцевого тока Земли и развития магнитных бурь главной фазы.
- Изучите связь между магнитными бурями , суббурями и ускорением заряженных частиц во внутренней магнитосфере.
- Определили основные механизмы взаимодействия волн и частиц, были проведены направленные измерения протонов , электронов и альфа-частиц в широком диапазоне энергий, а также постоянного и переменного тока . измерены электрические и магнитные поля [3]
Космический корабль
[ редактировать ]Explorer 45 имел возможность полного управления форматом данных в полете за счет использования встроенного набора сохраненных программных инструкций. Эти инструкции управляли сбором данных и могли быть перепрограммированы с помощью наземной команды. Антенная система состояла из четырех дипольных антенн, разнесенных на поверхности обшивки корабля под углом 90° друг от друга. На спутнике было два передатчика: один для цифровых данных (ИКМ) со скоростью 446 бит/с , а другой для цифровых данных или широкополосных аналоговых данных от 30 Гц до 10 кГц от датчиков электрического поля переменного тока и от одного датчика поисковой катушки. Система команд обрабатывала 80 команд управления космическим кораблем и функциями эксперимента, а также загрузки программы полета для системы обработки данных. Антенная система состояла из четырех дипольных антенн, разнесенных на поверхности обшивки корабля под углом 90° друг от друга. Спутниковая энергосистема состояла из перезаряжаемой батареи и набора солнечных батарей . Скорость вращения составляла около 7 об/мин , а ось вращения лежала в плоскости орбиты космического корабля, примерно такой же, как у Земли. экваториальная плоскость . Начальное местное время апогея составляло около 21,8 часа, а линия апсид двигалась к Солнцу с начальной скоростью 12° в месяц. Спутник был выключен 30 сентября 1974 года, примерно через 3 года успешной и продуктивной работы. [3]
Эксперименты
[ редактировать ]Измерение электрического поля переменного тока
[ редактировать ]Электрическая дипольная антенна , установленных на стреле состояла из двух сфер с графитовым покрытием , диаметром 13,97 см (5,50 дюйма) с межцентровым расстоянием 5,08 м (16,7 футов). Каждая сфера была подключена к предусилителю с высоким входным сопротивлением ( емкость примерно равна 10 пФ, сопротивление примерно равно 50 МОм ), установленному на штанге примерно на полпути между центром сферы и центром космического корабля. Ось антенны была перпендикулярна оси вращения космического корабля. Электроника с эксперимента электрическим полем состояла из анализатора ступенчатой частоты и широкополосного приемника. имел Анализатор спектра пятнадцать узкополосных частотных каналов с центральными частотами, логарифмически разнесенными от 35 Гц до 100 кГц, и один широкополосный частотный канал с полосой пропускания примерно от 100 Гц до 10 кГц. Четыре узкополосных фильтра самой высокой частоты анализатора ступенчатой частоты имели полосу пропускания ± 7,5% от их центральных частот, а остальные узкополосные фильтры имели полосу пропускания ± 15,0% от их центральных частот. Выходы фильтров последовательно переключались в режим 80- Логарифмический детектор дБ с чувствительностью измерения 10 мкВ /м. Широкополосный приемник представлял собой приемник с автоматической регулировкой усиления и полосой пропускания от 100 Гц до 10 кГц. Выход широкополосного приемника модулировал телеметрический передатчик специального назначения. Широкополосные данные были записаны на земле, а затем обработаны анализатором спектра для получения частотно-временных спектрограмм высокого разрешения . Широкополосная система обычно работала на одном витке из трех, но в особые периоды она могла работать непрерывно. [5]
Канальные электронные умножители с электростатическими анализаторами
[ редактировать ]с цилиндрическими изогнутыми пластинами В этом эксперименте использовались электростатические анализаторы в сочетании с канальными электронными умножителями для изучения направленных интенсивностей ионов и электронов в 8 или 16 смежных энергетических интервалах в диапазоне энергий от 800 до 25 кэВ. При нормальной работе ступеньки напряжения синхронизировались либо с половиной, либо с полным поворотом сателлита. Для расширения динамического диапазона прибора использовались системы с двумя детекторами. Полный набор измерений был получен каждые 64 секунды. Этот период был программируемым. Было два электростатических анализатора, которые смотрели вдоль оси вращения. Оба были способны измерять ионы или электроны по выбору наземного командования. Один измерил частицы с энергией 2 кэВ, другой — с энергией 5 кэВ. [6]
Измерение электрического поля постоянного тока
[ редактировать ]Антенна электрического поля состояла из двух металлических сфер диаметром 13,97 см (5,50 дюйма), установленных на концах двух стрел на расстоянии 5,08 м (16,7 футов) друг от друга. Определение разности потенциалов между сферами позволило получить электрические поля с чувствительностью 0,1 мВ/м. двухкомпонентного постоянного тока Вращение космического корабля позволило провести измерение . На большей части орбиты измерения постоянного тока были загрязнены потенциалами, индуцированными фотооболочкой космического корабля, и их не следует использовать для определения электрических полей постоянного тока. Калибровочная пластина на космическом корабле использовалась для изменения потенциала космического корабля и проверки ошибок перекрытия оболочек. Помимо измерения постоянного тока, четыре среднеквадратичных канала спектрометра и широкополосный канал измеряли низкочастотные вариации. Каналы среднеквадратичного спектрометра регистрировали низкочастотные вариации от 0,3 до 1, от 1 до 3, от 3 до 10 и от 10 до 30 Гц. Было получено около 1300 данных об орбитах, охватывающих местное магнитное время с 08:00 до 23:00 часов до полудня. сектор. Прибор использовался для определения местоположения плазмопаузы , поскольку его усилители насыщались полями внутри фотооболочки космического корабля, когда плотность электронов была ниже примерно 60 см3. За время эксплуатации прибора было получено около 900 измерений границы плазмапаузы. [7]
Феррозондовые магнитометры
[ редактировать ]Этот эксперимент был предназначен для измерения векторного магнитного поля и его колебаний на орбите космического корабля. Этот набор магнитометров состоял из трехосной феррозондовой системы. Они, вместе с управляемым флипперным механизмом для проверки нулевого уровня, были размещены в сфере на конце одиночной стрелы, простирающейся на 76 см (30 дюймов) вдоль оси вращения. Эта система измеряла векторное магнитное поле от постоянного тока до 10 Гц с чувствительностью менее 5 нТл . Магнитное поле измерялось 30 раз в секунду. Эксперимент функционировал нормально до конца марта 1973 года, когда переключатель в аналоговом мультиплексоре космического корабля начал выходить из строя. Никаких полезных данных после этого получено не было. [8]
Поисковые катушечные магнитометры
[ редактировать ]Этот эксперимент состоял из двух перпендикулярных магнитометров с поисковой катушкой, каждый из которых был установлен на радиальной стреле длиной 61 см (24 дюйма). Плоскость одного магнитометра была перпендикулярна оси вращения КА, а плоскость другого параллельна оси вращения КА. Эта система измеряла магнитные колебания в диапазоне от 1 до 3000 Гц. Выходы поисковой катушки были направлены на наборы фильтров, каждый из которых номинально опрашивался один раз в секунду. Эксперимент функционировал нормально до конца марта 1973 года, когда переключатель в аналоговом мультиплексоре космического корабля (который влияет на аналого-цифровое преобразование) начал выходить из строя. После этого единственными надежными данными были аналоговые широкополосные данные. [9]
Твердотельные детекторы
[ редактировать ]Твердотельный детектор электронов представлял собой магнитный спектрометр массой 800 г (28 унций) с магнитом и четырьмя 300-микрометровыми магнитами диаметром 0,25 см. 2 , прямоугольные, поверхностные барьерные, твердотельные детекторы. Интенсивность электронов измерялась в диапазонах энергий 35–70 кэВ, 75–125 кэВ, 120–240 кэВ и 240–560 кэВ. После марта 1973 года из-за отказа аналогового мультиплексора космического корабля аналоговые данные были недоступны, и фактические уровни энергии невозможно было определить без особых усилий. [10]
Твердотельные протон-альфа-телескопы
[ редактировать ]Этот эксперимент включал два телескопа, каждый из которых состоял из двух твердотельных кремниевых детекторных элементов с поверхностным барьером. Телескоп низкоэнергетического диапазона имел детекторы толщиной 100 и 300 микрометров и был установлен за магнитом-метлой массой 2,2 кг (4,9 фунта) для улавливания электронов с энергией менее 300 кэВ. Этот телескоп измерял поток протонов в шести каналах, охватывающих диапазон энергий от 24,3 до 300 кэВ. Телескоп тяжелых ионов имел детекторы толщиной 3,4 и 100 микрометров . Этот телескоп однозначно определил наличие протонов, альфа-частиц (Z=2) и двух групп более тяжелых ионов ( лития , бериллия , бора ) и ( углерода , азота , кислорода ), а также ионов с Z>=9. Телескоп тяжелых ионов измерял потоки протонов по шести каналам, охватывающим диапазон энергий от 365 до 872 кэВ, а также потоки альфа-частиц в диапазонах энергий от 1,16 до 1,74 кэВ и от 1,74 до 3,15 кэВ. Он измерял потоки ионов лития, беррелия и бора в диапазонах 3,6–7,1 МэВ, 6,1–9,7 МэВ и 8,7–12,2 МэВ соответственно, а потоки ионов C, N и O – в диапазонах 12,1–15,7 МэВ, 15,6–19,2 МэВ и 19,1–22,7 МэВ соответственно. И он измерил поток ионов Z>=9 с энергиями > 20 МэВ. Кроме того, в режиме совпадения телескопа низкоэнергетического диапазона были обнаружены электроны с энергией более 300 кэВ. Оба телескопа были установлены под углом 90° к оси вращения спутника и имели полные конические углы обзора около 11°. [11]
Запуск
[ редактировать ]Эксплорер 45, запущенный 15 ноября 1971 года в 05:52:00 по Гринвичу с Марко , Космического центра Броглио Кения , с помощью Scout B. ракеты-носителя платформы Сан - [1]
Вход в атмосферу
[ редактировать ]Эксплорер 45 вновь вошел в атмосферу 10 января 1992 года. [2]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана. 21 июля 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Траектория: Эксплорер 45 (S-Cubed A) 1971-096А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Перейти обратно: а б с «Дисплей: Explorer 45 (SSS-A) 1971-096A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 14 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «ССС» . Энциклопедия космонавтики. 2011. Архивировано из оригинала 2 июля 2002 года . Проверено 19 июня 2018 г.
- ^ «Эксперимент: измерение электрического поля переменного тока» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: канальные электронные умножители с электростатическими анализаторами» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: измерение электрического поля постоянного тока» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Феррозондовые магнитометры» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Магнитометры с поисковыми катушками» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Твердотельные детекторы» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Твердотельные телескопы протон-альфа-частиц» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 15 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
