Utforskare 1

Den här artikeln handlar om den amerikanska satelliten. För annan användning, se Explorer One (disambiguation) .
För annan användning, se Explorer (disambiguation) .

Utforskare 1
Explorer I Characteristics.jpg
Explorer 1-statistik och orbitaldiagram
Namn
Explorer I 1958 Alpha 1
Uppdragstyp Geovetenskap
Operatör JPL / Army Ballistic Missile Agency
Harvard-beteckning 1958 Alpha 1
COSPAR ID 1958-001A Edit this at Wikidata
SATCAT nr. 00004
Uppdragets varaktighet
120 dagar (planerad) 111 dagar (uppnådd)
Rymdskeppsegenskaper
Rymdskepp Utforskare I
Typ av rymdfarkost Vetenskapsutforskare
Buss Utforskare 1
Tillverkare Jet Propulsion Laboratory
Lanseringsmassa 13,97 kg (30,8 lb)
Mått
203 cm (80 tum) längd 15,2 cm (6,0 tum) diameter
Kraft 60 watt
Uppdragets början
Lanseringsdag 1 februari 1958, 03:47:56 GMT
Raket Juno I (RS-29)
Starta webbplats Atlantic Missile Range , LC-26A
Entreprenör Army Ballistic Missile Agency
Tillträdde tjänst 1 februari 1958
Slutet på uppdraget
Sista kontakten 23 maj 1958
Förfallsdatum 31 mars 1970
Orbital parametrar
Referenssystem Geocentrisk bana
Regimen Medium jordbana
Perigeum höjd 358 km (222 mi)
Apogeum höjd 2 550 km (1 580 mi)
Lutning 33,24°
Period 114.80 minuter
Revolution nr. 58402
Instrument



Kosmisk stråldetektor Mikrometeoritdetektor Resistanstermometrar Satellitmotstånd Atmosfärisk densitet
Utforskarens program
 

Explorer 1 var den första satellit som sänds upp av USA 1958 och var en del av USA:s deltagande i International Geophysical Year (IGY). Uppdraget följde de två första satelliterna föregående år; Sovjetunionens Sputnik 1 och Sputnik 2 , som inledde det kalla krigets rymdkapplöpning mellan de två nationerna .

Explorer 1 lanserades den 1 februari 1958 klockan 03:47:56 GMT (eller 31 januari 1958 klockan 22:47:56 Eastern Time ) ovanpå den första Juno- boostern från LC-26A vid Cape Canaveral Missile Test Center of the Atlantic Missile Range (AMR), i Florida . Det var det första rymdskeppet som upptäckte Van Allens strålningsbälte och returnerade data tills dess batterier var slut efter nästan fyra månader. Den förblev i omloppsbana fram till 1970.

Explorer 1 fick satellitkatalognummer 00004 och Harvard-beteckningen 1958 Alpha 1, föregångaren till den moderna International Designator .

Bakgrund

USA:s jordsatellitprogram började 1954 som ett gemensamt förslag från amerikansk armé och amerikanska flottan , kallat Project Orbiter , för att sätta en vetenskaplig satellit i omloppsbana under det internationella geofysiska året . Förslaget, med hjälp av en militär Redstone- missil, avvisades 1955 av Eisenhower-administrationen till förmån för marinens Project Vanguard , med hjälp av en booster som annonserades som mer civil till sin natur. Efter uppskjutningen av den sovjetiska satelliten Sputnik 1 den 4 oktober 1957 återupplivades det ursprungliga Project Orbiter -programmet som Explorer-programmet för att komma ikapp Sovjetunionen.

Explorer 1 designades och byggdes av Jet Propulsion Laboratory (JPL), medan en Jupiter-C- raket modifierades av Army Ballistic Missile Agency (ABMA) för att rymma en satellitnyttolast ; den resulterande raketen känd som Juno I . Jupiter-C-designen som användes för uppskjutningen hade redan flygtestats i noskon - reentry - tester för Jupiter -intermediate-range ballistic missile (IRBM), och modifierades till Juno I. I nära samarbete slutförde ABMA och JPL jobbet med modifiera Jupiter-C och bygga Explorer 1 på 84 dagar. Men innan arbetet var slutfört sköt Sovjetunionen upp en andra satellit, Sputnik 2 , den 3 november 1957. Den amerikanska flottans försök att sätta den första amerikanska satelliten i omloppsbana misslyckades med uppskjutningen av Vanguard TV-3 den 6 december 1957.

Rymdskepp

Satelliten Explorer 1 är kopplad till sin booster vid LC-26.

Explorer 1 designades och byggdes av California Institute of Technologys JPL under ledning av Dr. William H. Pickering . Det var den andra satelliten att bära en uppdragsnyttolast (Sputnik 2 var den första).

Den totala massan av satelliten var 13,97 kg (30,8 lb), varav 8,3 kg (18 lb) var instrumentering . Som jämförelse var massan av den första sovjetiska satelliten Sputnik 1 83,6 kg (184 lb). Instrumentsektionen vid satellitens främre ände och det tomma nedskalade fjärdestegsrakethöljet kretsade som en enda enhet och snurrade runt sin långa axel med 750 varv per minut.

Data från de vetenskapliga instrumenten överfördes till marken med två antenner . En sändare på 60 milliwatt matades av en dipolantenn bestående av två glasfiberslitsantenner i satellitens kropp som arbetar på 108,03 MHz och fyra flexibla piskor som bildar en vändkorsantenn matades av en 10 milliwatts sändare som arbetade på 108,00 MHz.

, designades och byggdes nyttolastinstrumenteringen med enkelhet och hög tillförlitlighet i åtanke, med hjälp av germanium- och kiseltransistorer i sin elektronik . Totalt användes 20 transistorer i Explorer 1, plus ytterligare sådana i arméns mikrometeoritförstärkare. Elektrisk kraft tillhandahölls av kvicksilverkemiska batterier som utgjorde cirka 40 % av nyttolastens vikt.

Instrumentsektionens yttre skal var sandblästrat rostfritt stål med vita ränder. Flera andra färgscheman hade testats, vilket resulterade i reservartiklar, modeller och fotografier som visade olika konfigurationer, inklusive alternerande vita och gröna ränder och blå ränder omväxlande med koppar. Den slutliga färgen bestämdes genom studier av skugg-solljusintervall baserat på avfyrningstid, bana , omloppsbana och lutning .

Schema för Explorer 1

Vetenskapens nyttolast

Universal Newsreel om satelliten

Explorer 1 nyttolasten bestod av Iowa Cosmic Ray Instrument utan en banddataspelare som inte modifierades i tid för att komma in på rymdfarkosten. Den realtidsdata som togs emot på marken var därför mycket sparsam och förbryllande och visade normala räknehastigheter och inga räkningar alls. Det senare Explorer 3-uppdraget, som inkluderade en banddataspelare i nyttolasten, gav ytterligare data för bekräftelse av tidigare Explorer 1-data.

Den vetenskapliga instrumenteringen av Explorer 1 designades och byggdes under ledning av Dr. James Van Allen från University of Iowa innehållande:

  • Akustisk detektor (kristallgivare och halvledarförstärkare ) för att upptäcka mikrometeoriter ( kosmiskt damm) . Den reagerade på mikrometeoritslag på rymdfarkostens hud på ett sådant sätt att varje nedslag skulle vara en funktion av massa och hastighet . Dess effektiva yta var 0,075 m 2 och den genomsnittliga tröskelkänsligheten var 2,5 × 10 −3 g cm/s;
  • Trådnätsdetektor, även för att upptäcka mikrometeoritslag. Den bestod av 12 parallellkopplade kort monterade i en bärring av glasfiber . Varje kort lindades med två lager emaljerad nickellegeringstråd med en diameter på 17 µm (21 µm med emaljisolering inkluderad) på ett sådant sätt att en total yta på 1 × 1 cm (0,39 × 0,39 tum) täcktes helt . Om en mikrometeorit på cirka 10 µm träffade, skulle den spricka ledningen, förstöra den elektriska anslutningen och därmed registrera händelsen.

Flyg

Explorer 1 launch control console on display at Huntsville Space museum
Explorer 1 lanseringskontrollkonsol på Huntsville Space museum. Den röda pilen pekar på den manuellt vridna startnyckeln.

Efter en jetströmrelaterad fördröjning den 28 januari 1958, klockan 03:47:56 GMT den 1 februari 1958, lanserades Juno I-raketen, vilket satte Explorer 1 i omloppsbana med en perigeum på 358 km (222 mi) och en apogeum på 2 550 km (1 580 mi) med en period på 114,80 minuter och en lutning på 33,24°. Goldstone Tracking Station kunde inte rapportera efter 90 minuter som planerat om uppskjutningen hade lyckats eftersom omloppsbanan var större än väntat. Cirka 06:30 GMT, efter att ha bekräftat att Explorer 1 verkligen var i omloppsbana, hölls en presskonferens i Great Hall på National Academy of Sciences i Washington, DC för att tillkännage det för världen.

Hand drawn Explorer 1 mission plot.
Handritad Explorer 1 uppdragsplan.

Den ursprungliga förväntade livslängden för satelliten före omloppsbanan sönderfall var tre år. Mercury-batterier drev högeffektsändaren i 31 dagar och lågeffektsändaren i 105 dagar. Explorer 1 stoppade överföringen av data den 23 maj 1958, när dess batterier dog, men förblev i omloppsbana i mer än 12 år. Den kom åter in i atmosfären över Stilla havet den 31 mars 1970 efter mer än 58 400 omlopp.

Resultat

William Hayward Pickering , James Van Allen och Wernher von Braun visar en fullskalig modell av Explorer 1 på en fullsatt presskonferens i Washington, DC efter att ha bekräftat att satelliten var i omloppsbana.

Explorer 1 ändrade rotationsaxel efter lansering. Rymdfarkostens långsträckta kropp hade konstruerats för att snurra runt sin långa (minst tröghets ) axel men vägrade att göra det, och började istället att försvinna på grund av energiförlust från flexibla strukturella element. Senare förstod man att kroppen på allmänna grunder hamnar i det spinntillstånd som minimerar den kinetiska rotationsenergin för ett fast rörelsemängd (detta är den maximala tröghetsaxeln). Detta motiverade den första vidareutvecklingen av den Euleriska teorin om stel kroppsdynamik efter nästan 200 år – för att ta itu med denna typ av momentumbevarande energiförlust.

Ibland rapporterade instrumenteringen det förväntade antalet kosmiska strålar (ungefär 30 räkningar per sekund) men andra gånger visade det en märklig nollräkning per sekund. University of Iowa (under James Van Allen ) observerade att alla rapporter om nollräkningar per sekund var från en höjd av mer än 2 000 km (1 200 mi) över Sydamerika , medan pass vid 500 km (310 mi) skulle visa den förväntade nivån av kosmiska strålar. Senare, efter Explorer 3 , drogs slutsatsen att den ursprungliga Geigerräknaren hade blivit överväldigad ("mättad") av stark strålning som kom från ett bälte av laddade partiklar som fångats i rymden av jordens magnetfält . Detta bälte av laddade partiklar är nu känt som Van Allens strålningsbälte . Upptäckten ansågs vara en av de enastående upptäckterna under det internationella geofysiska året .

Den akustiska mikrometeoritdetektorn upptäckte 145 nedslag av kosmiskt damm på 78 750 sekunder. Detta beräknas till en genomsnittlig påverkan på 8,0 −3 stötar per sekund per kvadratmeter, eller 29 nedslag per timme per kvadratmeter, under tolvdagarsperioden.

Arv

Explorer 1 var den första i det långvariga Explorers-programmet . Fyra uppföljningssatelliter i Explorer-serien lanserades av Juno I- raketen 1958, av dessa var Explorer 3 och 4 framgångsrika, medan Explorer 2 och 5 inte nådde omloppsbana. Den sista flygningen av Juno I-boostern, satelliten Beacon-1 , misslyckades också. Juno I-fordonet ersattes av Juno II- raketen 1959.

En uppföljning av det första uppdraget, Explorer-1 [PRIME] , lanserades framgångsrikt ombord på en Delta II bärraket i slutet av oktober 2011. PRIME byggdes med hjälp av moderna satellitkonstruktionstekniker. Den kretsande satelliten var en backup, eftersom den första Explorer-1 PRIME, som lanserades den 4 mars 2011, inte nådde omloppsbana på grund av ett misslyckande med bärraketen.

En identiskt konstruerad flygbackup av Explorer 1 visas i Smithsonian Institution 's National Air and Space Museum , Milestones of Flight Gallery i Washington, DC LC-26 avaktiverades 1963 och utsågs för användning som museum 1964, flygvapnets rymd- och missilmuseum . Även här visas en fullskalig Explorer 1, men den här är en mockup.

Galleri

  • Explorer 1 in its orbital configuration, with the launch vehicle's fourth stage attached

    Explorer 1 i sin orbitala konfiguration, med bärraketens fjärde steg bifogat

  • Officials with Explorer 1 model at Redstone Arsenal, including Maj. Gen. John Medaris (3rd from left), Walter Haeussermann, Wernher von Braun and Ernst Stuhlinger

    Tjänstemän med Explorer 1-modellen på Redstone Arsenal , inklusive generalmajor John Medaris (3:e från vänster), Walter Haeussermann , Wernher von Braun och Ernst Stuhlinger

  • Explorer 1 in spin test facility

    Explorer 1 i spinntestanläggning

  • Explorer 1 and Juno I booster in gantry at LC-26A

    Explorer 1 och Juno I booster i portalen på LC-26A

  • Close-up of Explorer 1 atop Juno I booster

    Närbild av Explorer 1 ovanpå Juno I booster

  • Launch of Explorer 1 on 1 February 1958 [26]

    Lansering av Explorer 1 den 1 februari 1958

  • Preliminary satellite tracking tests in a field near JPL[27]

    Preliminära satellitspårningstest i ett fält nära JPL

  • Trajectory calculations were done by hand by this group of women.

    Banberäkningar gjordes för hand av denna grupp kvinnor.

Se även

Bibliografi

  West, Doug (2017). Dr Wernher von Braun: En kort biografi . US ISBN 978-1-9779279-1-0 .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Explorer_1&oldid=1138528952 "