Explorer 2 fue una misión espacial estadounidense no tripulada dentro del Programa Explorers . Con la intención de ser una repetición de la misión Explorer 1 anterior , que colocó un satélite en una órbita terrestre media , la nave espacial no pudo alcanzar la órbita debido a una falla en el cohete durante el lanzamiento.
Tipo de misión | Ciencia de la Tierra |
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Operador | Agencia de Misiles Balísticos del Ejército |
Duración de la misión | No pudo orbitar 120 días (planeado) |
Propiedades de la nave espacial | |
Tipo de nave espacial | Explorador |
Autobús | Explorador 1 |
Fabricante | Laboratorio de propulsión a chorro |
Masa de lanzamiento | 14,22 kg (31,3 libras) [1] |
Dimensiones | 203 cm (80 pulgadas ) de longitud 15,2 cm (6,0 pulgadas) de diámetro |
Energía | 60 vatios |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 5 de marzo de 1958, 18:27:57 GMT [2] |
Cohete | Juno I RS / CC-26 |
Sitio de lanzamiento | Alcance de misiles del Atlántico , LC-26A |
Contratista | Agencia de Misiles Balísticos del Ejército (ABMA) |
Fin de la misión | |
Fecha de decaimiento | No pudo orbitar |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Órbita geocéntrica (planificada) [3] |
Régimen | Órbita terrestre media |
Altitud del perigeo | 358 km (222 millas) |
Altitud de apogeo | 2.550 km (1.580 millas) |
Inclinación | 32,24 ° |
Período | 114.80 minutos |
Instrumentos | |
Contador Geiger Detector de micrometeoritos Arrastre por satélite Termómetros de resistencia de densidad atmosférica Registrador | |
Explorer 2 fue lanzado desde Cabo Cañaveral Centro misil de prueba de la gama de misil del Atlántico (AMR), LC-26A en la Florida el 5 de marzo 1958 en 18:27:57 GMT por un Juno I vehículo de lanzamiento . [4] El Juno I tuvo sus orígenes en el Proyecto Orbiter del Ejército de los Estados Unidos en 1954. El proyecto se canceló en 1955 cuando se tomó la decisión de continuar con el Proyecto Vanguard .
Fondo
Tras el lanzamiento del Sputnik 1 soviético el 4 de octubre de 1957, se ordenó a la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército (ABMA) que procediera al lanzamiento de un satélite utilizando la variante de cuatro etapas Juno I del Júpiter-C de tres etapas , que había ya ha sido probado en vuelo en pruebas de reentrada de cono de nariz para el Jupiter IRBM ( misil balístico de alcance intermedio ). Trabajando en estrecha colaboración, ABMA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) completaron el trabajo de modificar el Júpiter-C y construir el Explorer 1 en 84 días.
Astronave
Explorer 2 era idéntico a Explorer 1 excepto por la adición de una grabadora diseñada para permitir la reproducción de datos. El satélite era un cilindro y un morro de 2,03 m de largo y 0,152 m de diámetro que formaba la cuarta etapa del vehículo de lanzamiento Júpiter-C. Con una masa de 14,22 kg, pesaba aproximadamente 0,25 kg más que el Explorer 1. El cuerpo de la nave espacial estaba hecho de acero inoxidable AISI-410 , de 0,058 cm de espesor. La caja se oxidó con calor a un color dorado y se usaron ocho franjas alternas de Rokide A blanco ( óxido de aluminio rociado con llama ) para el control de la temperatura. [1]
La base del cilindro contenía el motor del cohete de combustible sólido Sergeant. Los osciladores de subportadora y las baterías de mercurio Mallory para el transmisor de baja potencia estaban en la parte superior del cono de nariz. Debajo de estos se encontraba el transmisor de baja potencia (10 mW , 108,00 MHz ) para las señales portadora y subportadora, que utilizaba el revestimiento del satélite de acero inoxidable como antena dipolo. [1]
Debajo del cono de la nariz estaba la plataforma del detector, sosteniendo el tubo contador Geiger-Mueller para el experimento de rayos cósmicos, el receptor de comando, para interrogaciones de grabadora, transmisor de reproducción de alta potencia (60 mW, 108.03 MHz) para respuesta de interrogación, electrónica de experimento de rayos cósmicos Pilas Mallory de mercurio para el transmisor de alta potencia y una grabadora de cinta magnética de 0,23 kg y 5,7 cm de diámetro. Se montó un detector acústico de micrometeoritos en el interior del cilindro de la nave espacial cerca del dispositivo de rayos cósmicos. Cerca de la parte inferior de la plataforma del detector, cuatro antenas de látigo de alambre de acero inoxidable de torniquete polarizadas circularmente sobresalían radialmente del costado de la nave espacial, igualmente espaciadas alrededor del eje. Un espacio para la antena de alta potencia y un escudo de radiación térmica estaban entre la carga útil y el motor del cohete. Los detectores de micrometeoritos estaban dispuestos en un anillo alrededor del cilindro cerca de la parte inferior de la nave espacial. Se montaron cuatro medidores de temperatura en varios lugares de la nave espacial. [1]
El Explorer 2 estaba equipado con un contador Geiger para detectar rayos cósmicos . Después de Explorer 3 , se decidió que el contador Geiger original se había visto abrumado por una fuerte radiación proveniente de un cinturón de partículas cargadas atrapadas en el espacio por el campo magnético de la Tierra (ver: cinturón de radiación de Van Allen ). El Explorer 2 también estaba equipado con una red de rejilla de alambre y un detector acústico para la detección de micrometeoritos .
Instrumentos
contador Geiger
Se utilizó un detector de tubo Geiger omnidireccional Anton 314 para medir el flujo de partículas cargadas energéticamente ( protones E> 30 MeV y electrones E> 3 MeV). El instrumento constaba de un solo tubo Geiger-Mueller , un circuito de escalado para reducir el número de pulsos y un sistema de telemetría para transmitir los datos a las estaciones receptoras terrestres. El tubo Geiger-Mueller era una encimera apagada halógena Anton tipo 314 con una pared de acero inoxidable (aproximadamente 75% de hierro , 25% de cromo ) de aproximadamente 0,12 cm (0,047 pulgadas) de espesor. El instrumento se montó dentro del casco de la nave espacial, que tenía paredes de acero inoxidable de 0,58 mm (0,023 pulgadas) de espesor. El contador tenía 10,2 cm (4,0 pulgadas) de largo por 2,0 cm (0,79 pulgadas) de diámetro y el alambre interno tenía 10 cm (3,9 pulgadas) de longitud. El tubo tenía una variación muy pequeña en la eficiencia de conteo en el rango de -55 a +175 grados Celsius . Tenía aproximadamente un 85% de eficiencia de recuento de rayos cósmicos y aproximadamente un 0,3% de eficiencia de recuento de fotones de energía 660 keV. El "tiempo muerto" (tiempo para reiniciar para registrar el siguiente recuento) de los contadores fue de aproximadamente 100 microsegundos. El contador estaba conectado a un amplificador de corriente , que alimentaba directamente una etapa escaladora, un transistor multivibrador biestable que podía operar en un amplio rango de voltajes y un rango de temperatura de -15 a +85 Celsius, limitado principalmente por las baterías de suministro. El tiempo de resolución del escalador fue de 250 microsegundos. Para recuentos de pulsos superiores a 4000 por segundo, el escalador indicó un recuento de 4000. Los resultados se enviaron al suelo a través del sistema de telemetría en tiempo real. El experimento no tenía un dispositivo de almacenamiento de datos a bordo y solo podía enviar telemetría al suelo cuando pasaba por una estación receptora terrestre , por lo que algunas regiones no tenían cobertura durante el vuelo. [5]
Detector de micrometeoritos
Las mediciones directas de micrometeoritos se realizaron en Explorer 1 utilizando dos detectores separados: un detector de rejilla de alambre y un transductor de cristal. Los parámetros determinados fueron las tasas de afluencia de cada intervalo de tamaño, la velocidad de impacto, la composición y la densidad del micrometeorito. [6]
El detector de rejilla de cables constaba de 12 tarjetas (conectadas en paralelo) montadas en un anillo de soporte de fibra de vidrio que a su vez estaba montado en la superficie cilíndrica del satélite. Cada tarjeta estaba enrollada con alambre de aleación de níquel esmaltado de 17 micrones de diámetro . Se enrollaron dos capas de alambre en cada tarjeta para asegurar que se cubriera completamente un área total de 1 cm por 1 cm. Un micrometeorito de aproximadamente 10 micrones fracturaría el cable al impactar, destruiría la conexión eléctrica y, por lo tanto, registraría el evento. [6]
El detector acústico (transductor y amplificador de estado sólido) se colocó en contacto acústico con la piel de la sección media, donde podría responder a los impactos de meteoritos en la piel de la nave espacial, de modo que cada evento registrado sería una función de la masa y la velocidad. El área efectiva de esta sección fue de 0.075 metros cuadrados y el umbral de sensibilidad promedio fue de 0.0025 g-cm / s. [6]
Densidad atmosférica de arrastre de satélites
Debido a su forma simétrica, se seleccionó el Explorer 2 para determinar las densidades atmosféricas superiores en función de la altitud , la latitud , la estación y la actividad solar . Los valores de densidad cerca del perigeo se dedujeron de observaciones secuenciales de la posición de la nave espacial, utilizando técnicas de seguimiento óptico ( red de cámaras Baker-Nunn ) y radio y / o radar. [7]
Termómetros de resistencia
El satélite Explorer 2 estaba equipado con cuatro termómetros de resistencia que realizaban mediciones directas de temperatura, tres externos y uno interno. El objetivo principal del experimento fue estudiar la eficacia del control térmico pasivo (en este caso, el aislamiento y los revestimientos exteriores) en el exterior y el interior de un satélite, y documentar la temperatura de la instrumentación para estudiar su efecto en el funcionamiento del instrumento. [8]
Termómetros
El termómetro designado indicador de temperatura externa no. 1 estaba montado en el casco exterior en la parte inferior de la sección superior (instrumentación) del satélite. Este midió la temperatura de la piel del cilindro en un rango de -50 ° C a +110 ° C, con una precisión de 4 ° C en el rango de -10 ° C a +80 ° C. Indicador de temperatura externo no. 2 se montó a lo largo de la parte inferior del cono nasal para medir la temperatura de la piel del cono nasal. Podría cubrir un rango de -50 ° C a +220 ° C. La precisión fue de 16 ° C a una temperatura de 50 ° C y de 18 ° C a 0 ° C. Indicador de temperatura externo no. 3 se montó en la parte superior del cono de la nariz y midió la temperatura del punto de estancamiento. Cubrió de -50 ° C a +450 ° C con una precisión de aproximadamente 20 ° C. [8]
El medidor de temperatura interno se montó en el transmisor de alta potencia en la base de la sección de instrumentación. Podría cubrir un rango de -60 ° C a +110 ° C. La precisión fue de 2 ° C a temperaturas de 0 ° C a +30 ° C y cayó a una precisión de 20 ° C a una temperatura de 90 ° C. Medidores de temperatura externos no. 2 y no. 3 transmitido en el transmisor de baja potencia (10 mW , 108,00 MHz ) y los otros dos medidores transmitidos en el transmisor de alta potencia (60 mW, 108,03 MHz). Además, la temperatura interna del cono de la nariz podría estimarse indirectamente midiendo la frecuencia del canal de rayos cósmicos. Las calibraciones del oscilador indican que la temperatura interna del cono de la nariz podría conocerse dentro de los 12 ° C de 0 a +25 ° C, y a 6 ° C de 25 a 50 ° C. [8]
Telemetría
La telemetría se transmitió de forma continua. No había grabadoras ni dispositivos de almacenamiento de datos a bordo, por lo que los datos de temperatura solo podían recibirse en tiempo real cubriendo períodos en los que el Explorer 1 estaba en una estación receptora. Había 5 estaciones receptoras: Patrick Air Force Base (Cabo Cañaveral), Earthquake Valley (cerca de San Diego ), San Gabriel, California , Singapur ( Malaya ) e Ibadan ( Nigeria ). Los 5 podían recibir datos del transmisor de baja potencia, solo Patrick AFB y San Gabriel podían recibir del transmisor de alta potencia. Por lo general, había 4 pases por día sobre Patrick AFB, Earthquake Valley y San Gabriel, y 7 pases por día sobre Nigeria y Singapur. [8]
Control termal
El control de la temperatura exterior se logró revistiendo una fracción de la carcasa del satélite de acero inoxidable con una cerámica de óxido de aluminio (Rokide A). Aproximadamente el 30% del cono de la nariz (12 pulgadas superiores del satélite) y el 25% de los 51,4 cm superiores (20,2 pulgadas) del cuerpo cilíndrico estaban revestidos con franjas longitudinales. Había aislamiento entre el cono de la nariz y el compartimento de instrumentos, y entre el compartimento de instrumentos y la sección del motor del cohete. [8]
Se requería un rango de temperatura interna de -5 ° C a +45 ° C para el correcto funcionamiento del equipo en el satélite. Las baterías no funcionarían por debajo de -5 ° C, pero las bajas temperaturas no dañarían las baterías ni el equipo. No se producirán daños permanentes en el equipo a menos que la temperatura suba por encima de +80 ° C. [8]
Telecomunicaciones
Los datos se transmitieron continuamente utilizando un transmisor de modulación de amplitud de 60 mW y un transmisor de modulación de fase de 10 mW, ambos transmitiendo a una frecuencia de 108 MHz. Los datos se registraron solo cuando la nave espacial estaba sobre una de las diecisiete estaciones receptoras. Tanto los transmisores de alta potencia como los de baja potencia funcionaban y funcionaban con baterías. [9]
Vehículo de lanzamiento
El vehículo de lanzamiento fue un Juno I, una variante del Júpiter-C de tres etapas con una cuarta etapa propulsora adicional, que en este caso fue el Explorer 2. La primera etapa fue un cohete Redstone mejorado de combustible líquido. La segunda etapa comprendía un grupo de once motores de cohetes de combustible sólido Sargento y la tercera etapa tenía tres sargentos. El propulsor estaba equipado para hacer girar la cuarta etapa en incrementos, lo que lleva a una velocidad final de 750 rpm alrededor de su eje largo. [1]
Misión
El Explorer 2 se lanzó desde el Centro de Pruebas de Misiles de Cabo Cañaveral del Atlantic Missile Range (AMR), plataforma 26A, el 5 de marzo de 1958 a las 18:27:57 GMT. [2] El vuelo fue nominal a través del encendido de tercera etapa. La cuarta etapa no se enciende, lo que hace imposible alcanzar la velocidad orbital. La nave volvió a entrar en la atmósfera y cayó al océano Atlántico cerca de Trinidad , a unos 3000 km del lugar de lanzamiento. Se creía que la causa de la falla se debía a la falla de un cono de plástico ligero, que mantenía el encendedor en su lugar en la boquilla de la cuarta etapa, bajo las tensiones del lanzamiento. Esto permitió que el encendedor se saliera de su posición. El soporte del encendedor se reforzó para vuelos posteriores. [1] [10]
Referencias
- ^ a b c d e f "Pantalla: Explorer 2 EXPLR2" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 13 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b "Iniciar registro" . Informe espacial de Jonathan . Consultado el 13 de febrero de 2021 .
- ^ "Trayectoria: Explorer-1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 13 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Base de datos de vehículos de lanzamiento - Redstone" . Informe espacial de Jonathan . Consultado el 13 de febrero de 2021 .
- ^ "Instrument01: Explorer 1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 13 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c "Instrument02: Explorer 1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 14 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Instrument03: Explorer 1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 14 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c d e f "Instrument04: Explorer 1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 14 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Telecomunicaciones: Explorer 1 1958-001A" . NASA. 14 de mayo de 2020 . Consultado el 14 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Biblioteca de misiones y naves espaciales - Programa Explorer" . Laboratorio de propulsión a chorro. Archivado desde el original el 27 de enero de 2008 . Consultado el 13 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
enlaces externos
- Panorama general: satélites del ejército: Explorer 1, Explorer 2 y Explorer 3 en YouTube