Авангард 3
 Спутник «Авангард-3» | |
| Имена | Ракета-носитель «Авангард-7» Авангард-ТВ4БУ |
|---|---|
| Тип миссии | Науки о Земле |
| Оператор | Военно-морская исследовательская лаборатория |
| Обозначение Гарварда | 1959 И 1 |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1959-007А |
| САТКАТ нет. | 00020 |
| Продолжительность миссии | 90 дней (планируется) 64 года, 7 месяцев и 23 дня (на орбите) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Авангард 3С |
| Тип космического корабля | Авангард |
| Производитель | Военно-морская исследовательская лаборатория |
| Стартовая масса | 42,9 кг (95 фунтов) |
| Размеры | Диаметр 50,8 см (20,0 дюйма) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 18 сентября 1959 г., 05:20:07 по Гринвичу [1] |
| Ракета | Авангард СЛВ-7 |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-18A |
| Подрядчик | Компания Гленна Л. Мартина |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 11 декабря 1959 г. |
| Дата распада | 2259 (оценка) ~ 300 лет жизни на орбите [2] |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [3] |
| Режим | Средняя околоземная орбита |
| Высота перигея | 512 км (318 миль) |
| Высота апогея | 3750 км (2330 миль) |
| Наклон | 33.35° |
| Период | 130,0 минут |
| Инструменты | |
| Протонный прецессионный магнитометр Детекторы микрометеоритов Сопротивление спутника Плотность атмосферы Рентгеновский эксперимент | |
Vanguard 3 (обозначение Гарварда: 1959 Eta 1) [4] ) — научный спутник, выведенный на околоземную орбиту кораблем Vanguard SLV-7 18 сентября 1959 года, что стало третьим успешным запуском Vanguard из одиннадцати попыток . Ракета «Авангард»: Ракета-носитель «Вэнгард»-7 ( SLV-7 ) представляла собой неиспользованную ракету «Вэнгард» ТВ-4БУ (TV-4BU = испытательная машина-четыре резерва), обновленную до окончательной серийной ракеты-носителя для спутников (SLV). [5]
Project Vanguard — программа, управляемая США Исследовательской лабораторией ВМС (NRL), разработанная и построенная компанией Glenn L. Martin (ныне Lockheed Martin ), которая намеревалась запустить первый искусственный спутник на околоземную орбиту с помощью ракеты Vanguard . [6] в качестве ракеты-носителя с мыса Канаверал , Флорида . «Авангард-3» был важной частью космической гонки между США и Советским Союзом .
Предыдущие спутники
[ редактировать ]До успешного запуска спутника, получившего название «Авангард-3», 18 сентября 1959 года были запущены еще два спутника, носившие название «Авангард-3», но оба запуска закончились неудачей, и спутники не вышли на орбиту. Неудачными спутниками были:
- Vanguard 3A , запущен 13 апреля 1959 года на ракете Vanguard SLV-5.
- Vanguard 3B , запущен 22 июня 1959 года на ракете Vanguard SLV-6.
Успешный спутник, получивший название Vanguard 3, до запуска назывался Vanguard 3C .
Космический корабль
[ редактировать ]Спутник Vanguard 3 представлял собой сферу диаметром 50,8 см (20,0 дюйма) с конической стрелой диаметром 66 см (26 дюймов) наверху. Нижние три четверти сферы были монооксидом кремния , покрытым покрыты магнием , а верхняя четверть и коническое удлинение были изготовлены из стекловолокна ( фенольная смола из стекловолокна ). Масса спутника составляла примерно 23,7 кг (52 фунта), общая масса орбитального космического корабля с прикрепленным корпусом третьей ступени массой 19,2 кг (42 фунта) составляла 42,9 кг (95 фунтов). [2]
Питание обеспечивалось специально изготовленными батареями Yardley Silvercels (химические AgZn-батарейки) с немагнитными наконечниками, рассчитанными на срок службы примерно 3 месяца. Батареи хранились в герметичном баллоне, установленном в нижних двух третях сферы. В верхней центральной части банки также находился цилиндр меньшего размера, в котором находилась электроника для рентгеновского излучения, пиковой памяти, измерения температуры, детектор микрометеоритов и кодировщик данных, над которым находился мощностью 30 мВт , 108,00 МГц Minitrack передатчик маяка . В другом цилиндре, установленном наверху герметичного отсека, находился блок приборов магнитометра, связанная с ним электроника, приемник команд и передатчик мощностью 80 мВт, 108,03 МГц, а также электроника, обеспечивающая пакетную телеметрию для магнитометра. Магнитофон . использовался для хранения данных для воспроизведения во время проходов наземной станции Четыре подпружиненные антенны простирались от экватора сферы с интервалом 90°. Небольшой солнечный элемент и элемент из сульфида кадмия также были установлены на стене сферы недалеко от экватора. Головка датчика магнитометра была установлена на конце конической стрелы. Сфера была стабилизирована по вращению и имела пассивный термоконтроль . У него не было двигателей тяги и ориентации . [2]
Запуск
[ редактировать ]
«Авангард-3» был запущен в 05:20:07 по Гринвичу (12:20:07 по восточному стандартному времени ) 18 сентября 1959 года с Восточного испытательного полигона Атлантического ракетного полигона на мысе Канаверал на геоцентрическую орбиту . Затем в 05:29:49 по Гринвичу спутник был выведен на наклонением околоземную орбиту с 33,35 ° с высотой перигея 512 км (318 миль), апогеем 3750 км (2330 миль) и периодом обращения 130,0 минут. Третью ступень намеренно оставили прикрепленной к спутнику, чтобы обеспечить длительный период падения и избежать поправок к магнитометру, которые были бы необходимы при быстро вращающемся спутнике. Перигей оставался на ночной стороне Земли на протяжении всей миссии. Все эксперименты прошли нормально, а батарей хватило на 84 дня, до 11 декабря 1959 года, после чего вся связь с космическим кораблем прекратилась. Его все еще отслеживали оптически с помощью телескопов в ходе эксперимента по сопротивлению атмосферы. [2]
Цели миссии
[ редактировать ]Целью полета было измерение магнитного поля Земли , солнечного рентгеновского излучения и его воздействия на атмосферу Земли и околоземную среду микрометеороидов . Приборы включали протонный магнитометр , рентгеновские ионизационные камеры и различные детекторы микрометеороидов. сферу диаметром 50,8 см (20,0 дюйма) Космический корабль представлял собой магниевую . Магнитометр прикрепленной размещался в конической трубке из стекловолокна / фенольной смолы, к сфере. Полученные данные позволили провести комплексное обследование магнитного поля Земли на охваченной территории, определить нижнюю границу радиационного пояса Ван Аллена и обеспечить подсчет ударов микрометеороидов. [7]
Результаты миссии
[ редактировать ]Протонный прецессионный магнитометр
[ редактировать ]В этом эксперименте использовался протонный прецессионный магнитометр для измерения магнитного поля Земли на высоте от 514 км (319 миль) до 3714 км (2308 миль) и на широте между ± 33,4 °. Измерения проводились по команде, когда космический корабль пролетел семь Minitrack станций в Северной и Южной Америке и по одной в Австралии и Южной Африке . При включении по команде катушка поляризации вокруг образца протона ( обычный гексан ) включалась на 2 секунды с последующим 2-секундным считыванием сигнала прецессии. Во время каждого прохода над станцией снималось несколько показаний. Эксперимент работал хорошо в течение 84 дней активной жизни, было зарегистрировано около 4300 показаний. Эксперимент описан в JC Cain et al., «Измерения геомагнитного поля спутником Vanguard 3», NASA TN D-1418, Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, Мэриленд, 1962 г. Общая точность измерений поля составляла примерно 10 нТл (гаммы). [8]
Рентгеновский эксперимент
[ редактировать ]Целью этого эксперимента было измерение рентгеновского излучения Солнца и его воздействия на атмосферу Земли . Детекторы представляли собой две идентичные ионизационные камеры, чувствительные к длинам волн рентгеновского излучения, образующегося в солнечных вспышках (от 2 до 8 Å , или от 200 до 800 пм). Ионизационные камеры располагались на расстоянии 120° друг от друга в экваториальной плоскости спутника и получали максимальный сигнал, когда трубка ионной камеры «смотрела» в сторону Солнца. Приборы были разработаны для измерения потока рентгеновского излучения от 2 до 8 Å (от 200 до 800 пм) и регистрации пиковой интенсивности солнечной вспышки с помощью устройства памяти для измерения пиковых значений во время дневного участка каждой орбиты. [9] Однако из-за подавляющего фонового излучения поясов Ван Аллена его датчики были насыщены, и никакой полезной информации о солнечном рентгеновском излучении собрано не было. [10]
Детектор микрометеоритов
[ редактировать ]Этот эксперимент содержал две закрытые зоны давления, простирающиеся вдоль внутренних стенок спутника, которые были предназначены для регистрации ударов микрометеоритов, достаточно больших, чтобы пробить оболочку спутника. Эти зоны давления представляли собой частичный вакуум, каждая с разным давлением, и были защищены магниевыми стенками толщиной 0,66 мм, площадь открытой поверхности которых составляла 0,162 м2. 2 , что составляло 20% площади оболочки. Прокол стенок каждой из зон обнаруживался дифференциальным манометром, установленным между ними, и телеметрически регистрировался по изменению длины одного из телеметрических каналов. Эрозия оболочки спутника в результате бомбардировки космической пылью , микрометеоритами и другими частицами регистрировалась тремя хром -полосковыми эрозионными датчиками, установленными на поверхности спутника, и фоточувствительным детектором. Электрические сопротивления датчиков изменялись по мере изменения их поверхностей в результате эрозии. Фоточувствительный детектор, представляющий собой ячейку из сульфида кадмия, защищенную непрозрачным покрытием из алюминизированной ПЭТ-пленки , также показал изменение сопротивления по мере эрозии или проникновения покрытия. Измерения эрозии также измерялись телеметрией в виде длины канала, что позволило оценить скорость эрозии. Четыре титаната бария типа микрофона зафиксировали удары микрометеоритов о поверхность спутника. Выходной сигнал микрофона усиливался, формировался и подавался в блок магнитного счетчика, который обеспечивал непрерывный, в трехзначных цифрах, совокупный подсчет ударов. Устройство считало до 1000, а затем обнулялось. Спутник зафиксировал 6600 ударов микрометеоритов за 66 дней работы, из которых 2800 произошли в течение 70-часового интервала с 16 по 18 ноября 1959 года, что почти наверняка связано с ежегодным прохождением Земли через обломки кометы. Темпеля-Туттля , что привело к метеорному потоку Леониды , пик которого приходится на 17 ноября 1959 года. Никаких проникновений или трещин не было зарегистрировано в датчиках эксперимента по проникновению на поверхность. Поскольку датчики эрозии не были повреждены, из этого эксперимента не удалось получить определенных результатов. [11]
Сопротивление спутника Плотность атмосферы
[ редактировать ]Из-за своей симметричной формы «Авангард-3» был выбран экспериментаторами для использования в определении плотности верхних слоев атмосферы в зависимости от высоты , широты , сезона и солнечной активности . Поскольку космический корабль постоянно вращался по орбите, он немного отставал от прогнозируемого положения, накапливая все большую и большую задержку из-за сопротивления остаточной атмосферы. Измеряя скорость и время орбитальных сдвигов, соответствующие параметры атмосферы можно было бы рассчитать обратно, зная свойства сопротивления тела. Было установлено, что атмосферное давление и, следовательно, сопротивление и затухание орбиты оказались выше, чем ожидалось, поскольку верхняя атмосфера Земли постепенно сужалась в космос. [12]
Этот эксперимент был тщательно спланирован еще до запуска. Первоначальные предложения Военно-морской исследовательской лаборатории для проекта «Авангард» включали конические корпуса спутников; это устранило необходимость в отдельном обтекателе и механизмах катапультирования, а также в связанном с ними весе и режимах отказа. Радиослежение позволит собрать данные и установить позицию. В начале программы оптическое отслеживание (с помощью сети камер Бейкера-Нанна и наблюдателей-людей было добавлено ). Группа ученых предложила изменить дизайн на сферы диаметром не менее 50,8 см (20,0 дюйма) и, как мы надеемся, 76,2 см (30,0 дюйма). Сфера будет иметь постоянное оптическое отражение и постоянный коэффициент сопротивления , основанный только на размере, тогда как конус будет меняться в зависимости от ориентации. Джеймс Ван Аллен предложил цилиндр , который в итоге полетел ( Эксплорер 1 ). Проект «Авангард» наконец принял спутники диаметром 16 см (6,3 дюйма) и 50,8 см. [13]
Опубликовать миссию
[ редактировать ]После завершения научной миссии прекращением передачи данных 11 декабря 1959 года, после 84 дней работы, «Авангард-3» и две части разгонной ступени ракеты, использовавшейся для запуска спутника, стали заброшенными объектами . «Авангард-3» остается на орбите. [3] Части верхней ступени повторно вошли в атмосферу 3 апреля 2014 года и 4 февраля 2015 года. [14] [15] Поскольку «Авангард-1» , «Авангард-2» и «Авангард-3» все еще находятся на орбите, а их свойства сопротивления практически не изменились, они формируют базовый набор данных об атмосфере Земли , которому уже более 60 лет и который продолжается. Ожидаемый срок службы Vanguard 3 составит 300 лет. [2]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана . Проверено 7 декабря 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Дисплей: Авангард 3 1959-007А» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 5 февраля 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б «АВАНГАРД 3 1959-007А НОРАД 20» . N2YO.com . Проверено 4 февраля 2021 г.
- ^ Йост, Чарльз В. (6 сентября 1963 г.). «Регистрационные данные для космических запусков США» (PDF) . Управление ООН по вопросам космического пространства . Проверено 19 февраля 2009 г.
- ↑ Проект «Авангард: История НАСА», Констанс Маклафлин Грин, Милтон Ломаск, 9 января 2009 г., стр. 228 В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Спутниковая ракета-носитель Vanguard. Техническое резюме» Б. Клаванс, апрель 1960 г., 212 страниц. Инженерный отчет компании Martin № 11022, оптическая копия в формате PDF. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ НАСА, История, Глава 12. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Протонный прецессионный магнитометр» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 5 февраля 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Рентгеновский эксперимент» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 5 февраля 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Значительные достижения в области физики Солнца 1958-1964 гг . НАСА. 1966. с. 63. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Детектор микрометеоритов» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 5 февраля 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Плотность атмосферы при сопротивлении спутника» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 4 февраля 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ К. Маклафлин Грин, М. Ломаск, «Авангард, история», глава 5, Битва за характеристики транспортных средств, НАСА SP-4202 В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Авангард 3 ДЕБ (29005) — Спутниковая информация» . Спутниковая база данных . Небеса-Наверху . Проверено 13 января 2018 г.
- ^ «Авангард 3 ДЭБ (31405) — Спутниковая информация» . Спутниковая база данных . Небеса-Наверху . Проверено 13 января 2018 г.
