Надо Знать

добавить знаний



Эксплорер-1


Explorer1.jpg

План:


Введение


"Эксплорер-1" ( англ. Explorer - Исследователь) - первый американский искусственный спутник Земли. Запущен при международного геофизического года 1 февраля 1958 года в 3:48 UTC. Передача данных прекратилась 23 мая 1958 года, когда закончился заряд батарей. После этого аппарат находился в космосе более 12 лет и сошел с орбиты над Тихим океаном 31 марта 1970 года, совершив более 58 тысяч оборотов.

Спутник обнаружил радиационные пояса вокруг Земли (пояса Ван Аллена) - одно из важных открытий международного геофизического года.


1. Описание

Эксплорер-1 разрабатывался и создавался в Лаборатории реактивного движения ( англ. Jet Propulsion Laboratory, JPL ) Калифорнийского технологического института под руководством доктора Уильяма Пикеринга. Это был второй в мире спутник с научным оборудованием (первый - Спутник-2).

Полная масса спутника составляла 13,97 килограммов, из них 8,3 кг приборов. (Для сравнения - первый советский спутник Спутник-1 весил 83,6 кг). Отсек приборов монтировался в верхней части четвертой степени, и выводился на орбиту вместе с ним, поэтому в разных джералах приводится разная масса спутника, которым могут считать всю степень.

Данные из научных приборов передавались двумя группами антенн : передатчик мощностью 60 мВт с частотой 108,03 МГц использовал антенну Герца, состоящая из двух стекловолоконных щелевых антенн в корпусе спутника; передатчик мощностью 10 мВт с частотой 108 МГц использовал четыре гибкие антенны, расположенные крестовиной. Спутник не имел записывающего устройства, не успели изготовить к запуску, поэтому данные передавались вживую, а приемные станции не могли получать их все время полета.

Поскольку был доступным небольшое пространство и требовалась небольшая масса, разрабатывались и изготавливались простые приборы с использованием транзисторов с германия и кремния.

Питание обеспечивали ртутно-цинковые батареи, которые составляли примерно 40 видстокив массы полезного груза.

Внешне отсек приборов был раскрашен белыми и темнозелеными полосами для создания пассивного температурного контроля.


2. Научные приборы

Научные приборы для Эксплорера-1 разрабатывались и создавались под руководством доктора Джеймса Ван Аллена из университета Айовы ( англ. University of Iowa ):

  • Счетчик Гейгера-Мюллера, разработанный доктором Джорджем Людвигом из лаборатории космических лучей университета Айовы. Он имел регистрировать протоны с E> 30 МэВ и электроны с E> 3 МэВ. Большинство времени полета счетчик был перенасыщен радиацией [1];
  • Пять температурных датчиков (один внутри, три извне, один под головным обтекателем)
  • Акустический датчик (преобразователь и твердотельный усилитель), имел регистрировать столкновения микрометеоритов (космической пыли) о корпус, назад располагался посередине отсека приборов и контактировал с оболочкой. Эффективная площадь отсека составляла 0,075 м ?, средний порог чувствительности 2.5 ? 10 -3 г ? см / с [2];
  • Детектор микрометеоритов, состоящий из 12 параллельно соединенных проводников, смонтированных на стеклопластиковом кольце в нижней части корпуса топливного отсека сеткой с ячейками 1 ? 1 см. Каждый проводник состоял из скрученных двойных эмалированных проводов из никелевого сплава диаметром 17 мкм (21 мкм с изоляцией). Если микрометеоритов размером примерно 10 мкм ударил датчик, то повреждения провода разорвало бы электрический контакт и состоялась бы регистрация столкновения. [2]

3. Полет

Для запуска на базе баллистической ридиннопаливнои ракеты Редстоун создали форсированную версию, названную Юпитер-Си ( англ. Jupiter-C ), Первоначально предназначенную для войсковых испытаний уменьшенных макетов боеголовок. Переработанную для запуска спутника ракету-носитель впоследствии назвали Юнона-1 ( англ. Juno I ).

Для вывода аппарата на орбиту использовалась связка из 15 твердотопливных ракет Сержант - фактически неуправляемых реактивных снарядов - примерно 20 кг твердого смесевого топлива в каждой. Вторая ступень состоял из 11 ракет, третий - 3, четвертый - из одной. Вся связка перед стартом раскручивалась електоромотором, чтобы стабилизироваться в полете благодаря гироскопического эффекта. Спутник вращался с частотой 750 оборотов в минуту.

1 февраля 1958 ракета-носитель вывела спутник на орбиту с перигеем 358 километров, апогеем 2.550 километров, периодом обращения 114,8 минуты [3].

Ртутно-цинковые батареи питали передатчик мощностью 60 мВт 31 день, а передатчик мощностью 10 мВт - 105 суток. Передача данных прекратилась 23 мая 1958 года, когда закончился заряд батарей. После этого аппарат находился на орбите более 12 лет и сошел с орбиты над Тихим океаном 31 марта 1970 года, совершив более 58 тысяч оборотов.


4. Результаты полета

После запуска Эксплорер-1 изменил ось вращения с продольной на поперечную, здивувашы специалистов полета. Продолговатый корпус аппарата разрабатывался в расчете на вращение вокруг длинной оси, но после запуска началась прецессия вследствие рассеяния энергии, повлекших гибкие элементы конструкции. Это подтолкнуло первого подробного исследования теории Эйлера о динамике твердого тела через почти 200 лет.

Иногда приборы фиксировали ожидаемое количество космических лучей (в среднем 30 в секунду) но иногда показывали ноль. В университете Айовы заметили, что все нулевые показатели поступали с высоты более 2 тысяч км над Южной Америкой, а ожидаемый уровень получали при прохождении 500 км. После полета Эксплорера-3 выяснилось, что счетчик Гейгера-Мюллера был перенасыщен мощной радиацией от пояса заряженных частиц, пойманных магнитным полем Земли. Этот пояс заряженных частиц ныне называется радиационный пояс Ван Аллена. Открытие этого пояса было одним из важных открытий международного геофизического года.

Акустический датчик зафиксировал 145 столкновений космической пыли протяжении 78.750 секунд (21 часа 52 минут), т.е. в среднем 29 столкновений в час на квадратный метр.


См.. также

Примечания

  1. "Cosmic-Ray Detector" - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / experimentDisplay.do? id = 1958-001A-01. NSSDC Master Catalog. NASA . http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1958-001A-01 - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / experimentDisplay.do? id = 1958-001A-01 . Проверено 2011-05-14 .
  2. а б "Micrometeorite Detector" - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / experimentDisplay.do? id = 1958-001A-02. NSSDC Master Catalog. NASA . http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1958-001A-02 - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / experimentDisplay.do? id = 1958-001A-02 . Проверено 2011-05-14 .
  3. "Trajectory Details" - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / spacecraftOrbit.do? id = 1958-001A. NSSDC Master Catalog. NASA . http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftOrbit.do?id=1958-001A - nssdc.gsfc.nasa.gov / nmc / spacecraftOrbit.do? id = 1958-001A . Проверено 2011-05-17 .

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам