СОЛРАД 1 - SOLRAD 1

СОЛРАД 1
Спутник
Модель SOLRAD / GRAB 1 на выставке
Национальный криптологический музей
Тип миссииСолнечные рентгеновские лучи
ОператорЛаборатория военно-морских исследований
Обозначение Гарварда1960 Эта 2
COSPAR ID1960-007B
SATCAT нет.00046
Свойства космического корабля
Космический корабльСОЛРАД
ПроизводительЛаборатория военно-морских исследований
Стартовая масса19,05 кг (42,0 фунта)
Начало миссии
Дата запуска22 июня 1960 г., 05:54 мск
РакетаТор DM-21 Ablestar
Запустить сайтмыс Канаверал, LC-17B
ПодрядчикКомпания Douglas Aircraft
Конец миссии
ДеактивированоАпрель 1961 г.
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический [1]
РежимНизкая Земля
Высота перигея614 километров (382 миль)
Высота апогея1061 км (659 миль)
Наклон66.69°
Период101,7 мин.
Эпоха22 июня 1960 г.
 

СОЛРАД (СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ) 1 общественное обозначение SOLRAD / GRAB 1, сочетание науки и наблюдения спутник запущен на орбиту 22 июня 1960 года. Это был первый спутник, который успешно наблюдал солнечную Рентгеновские лучи, первый, кто будет вести наблюдение с орбиты, и первый, который будет запущен с другим инструментальным спутником (несвязанный навигационный спутник, Транзит 2А ).

Разработано ВМС США с Лаборатория военно-морских исследований (NRL), спутник был во многих отношениях прямым преемником NRL Проект Авангард, первая американская спутниковая программа. Научная миссия спутника увенчалась успехом, до ноября 1960 года он отправлял полезные данные, которые определяли нормальный выход солнечного рентгеновского излучения и подтверждали связь между повышенной солнечной рентгеновской активностью и радиоактивным затуханием.

Научный пакет СОЛРАД на борту спутника прикрывал Галактическое излучение и фон (СХВАТИТЬ) электронное наблюдение пакет, задача которого заключалась в отображении Советский союз РЛС ПВО России. Миссия GRAB также была успешной, она действовала до 22 сентября 1960 года и показала, что советская радиолокационная сеть ПВО была более обширной, чем ожидалось. SOLRAD / GRAB 1 был отключен в апреле 1961 года, что сделало его первым спутником, который был удален из строя.

Фон

Четверо мужчин позируют у сферического спутника
СОЛРАД 1 на вершине Транзита 2А с четырьмя его создателями.[2] Слева направо: Мартин Дж. Вотоу, Джордж Г. Кронмиллер, Альфред Р. Коновер и Рой А. Хардинг.

В 1957 г. Советский союз начал развертывание С-75 Двина ракета земля-воздух, контролируемый Фанатская песня РЛС управления огнем. Это сделало более опасным проникновение американских бомбардировщиков в советское воздушное пространство. В ВВС США начал программу каталогизации приблизительного местоположения и индивидуальных рабочих частот этих радаров с использованием самолетов электронной разведки, пролетавших за пределами Советского Союза. Эта программа предоставляла информацию о радарах на периферии Советского Союза, но информация о местах во внутренних районах страны отсутствовала. Некоторые эксперименты проводились с использованием радиотелескопов для поиска случайных советских радарных отражений от Луна, но это оказалось неадекватным решением проблемы.[3]:362

В марте 1958 г.[4]:4 в то время как Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) активно участвовал в Проект Авангард, то ВМС США Пытаясь запустить спутник, инженер NRL Рид Д. Мэйо определил, что производное от Vanguard может быть использовано для картографирования советских ракетных объектов. Мэйо ранее разработал систему для подводных лодок, с помощью которой они могли уклоняться от противолодочной авиации, улавливая их радиолокационные сигналы. Физически маленький и механически прочный, его можно было приспособить для размещения внутри небольшой рамы Vanguard.[3]:364

Мэйо представил идею Ховарду Лоренцену, главе подразделения противодействия NRL. Лоренцен продвигал эту идею в Министерстве обороны, и шесть месяцев спустя концепция была одобрена под названием «Tattletale».[3]:364 Президент Эйзенхауэр утвердил полную разработку программы 24 августа 1959 г.[4]:4

После утечки новостей Нью-Йорк Таймс Эйзенхауэр отменил проект. Проект был перезапущен под названием «Орех» (спутниковая составляющая получила название «ДИНО».[2]:140, 151) после того, как была внедрена повышенная безопасность, включая усиление надзора и ограничение доступа к "необходимому" персоналу.[5]:2 Американские космические запуски в то время не были засекречены,[6][7] и совместный полет прикрытия, который будет делить пространство с DYNO, должен был скрыть миссию электронного наблюдения DYNO от намеченных целей.[8]:300

Изучение Солнца электромагнитный спектр предоставил идеальную возможность укрытия. Военно-морской флот хотел определить роль солнечных вспышек в нарушениях радиосвязи.[8]:300 и уровень опасности для спутников и космонавтов, создаваемый ультрафиолетовый и рентгеновский снимок радиация.[9]:76 Такое исследование ранее было невозможно, поскольку Атмосфера Земли блокирует рентгеновское и ультрафиолетовое излучение Солнца от наземных наблюдений. Кроме того, солнечная энергия непредсказуема и быстро колеблется, что делает суборбитальные зондирующие ракеты не соответствует задаче наблюдения. Спутник требовался для длительного непрерывного исследования всего солнечного спектра.[10]:5–6, 63–65[11]

см. подпись
Световые волны с длиной волны заблокированы атмосферой Земли.

В NRL уже была специально построенная солнечная обсерватория в виде Авангард 3, который был запущен в 1959 году. Авангард 3 был оснащен детекторами рентгеновского и ультрафиолетового излучения, хотя они были полностью насыщены фоновым излучением Радиационный пояс Ван Аллена.[10]:63 Разработкой спутника DYNO по проекту Vanguard руководил инженер NRL Мартин Вотоу, возглавляющий группу инженеров и ученых проекта Vanguard, которые не переехали в НАСА.[12] Спутник двойного назначения был переименован. СХВАТИТЬ («Галактическое излучение и фон»), иногда называемый GREB («Фон эксперимента по галактическому излучению»), и в научных целях именуемый СОЛРАД ("Солнечная радиация").[2]:142, 149[8]:300

Манекен массовый тренажер СОЛРАД был успешно запущен 13 апреля 1960 г., прикреплен к Транзит 1Б,[8]:301 доказательство технологии двойного запуска спутников.[13] 5 мая 1960 года, всего через четыре дня после сбитие из Гэри Пауэрс U-2 полет над Советским Союзом выявил уязвимость наблюдения с самолетов, президент Эйзенхауэр одобрил запуск действующего спутника SOLRAD.[14]:32

Космический корабль

см. подпись
Схема SOLRAD 1

Как и Vanguard 3, SOLRAD / GRAB 1 был примерно сферическим, диаметром 51 сантиметр (20 дюймов) и приводился в действие шестью круглыми пластинами солнечные батареи.[5]:10 SOLRAD / GRAB 1 был немного легче, весил 19,05 кг (42,0 фунта).[5]:A1–2 (в отличие от 23,7 килограмма Vanguard (52 фунта)).[15] Солнечные батареи питали девять Ячейка D батареи последовательно (12 вольт общий)[5]:10 обеспечивая мощность 6 Вт.[14]:32

Научный пакет спутника SOLRAD включал два Лайман-альфа фотометры (оксид азота ионные камеры ) для исследования ультрафиолета в 1050-1350 гг. Å диапазон длин волн и один рентгеновский фотометр (камера с ионами аргона) в диапазоне длин волн 2–8 Å, все они установлены вокруг экватор спутника.[16]

Аппаратура наблюдения спутника GRAB была разработана для обнаружения советских радаров ПВО, ведущих вещание на S-диапазон (1550–3900 МГц ).[14]:29, 32 над круглой областью диаметром 6500 километров (4000 миль) под ним.[2]:108 Приемник на спутнике был настроен на приблизительную частоту радаров, и его выход использовался для запуска отдельного УКВ передатчик в космическом корабле. Во время полета над Советским Союзом спутник обнаруживал импульсы ракетных радаров и немедленно ретранслировал их на американские наземные станции в пределах досягаемости, которые записывали сигналы и отправляли их в NRL для анализа. Хотя приемник GRAB был всенаправленным, путем поиска одних и тех же сигналов на нескольких проходах и сравнения их с известным местоположением спутника можно было определить приблизительное местоположение радаров, а также их точное частота следования импульсов.[4]:4–7[2]:108

см. подпись
«Сокращение данных АНБ», указывающее на разведку, которая будет получена при обработке спутниковой нисходящей линии связи.

Телеметрия была отправлена ​​через четыре кнут Антенны длиной 63,5 сантиметра (25 дюймов), установленные на экваторе SOLRAD.[9]:76 Научная телеметрия передавалась на 108 МГц,[9]:78 то Международный геофизический год стандартная частота, используемая Авангард.[17]:84, 185 Команды с земли и электронного наблюдения собирались через антенны меньшего размера на 139 МГц.[4]:7 Данные, полученные на земле, записывались на магнитную ленту и отправлялись обратно в NRL, где они оценивались, дублировались и отправлялись в Национальное Агенство Безопасности (АНБ) в Форт Мид, Мэриленд, а Стратегическое воздушное командование в База ВВС Оффут Омаха, Небраска, для дальнейшего анализа и обработки.[18]

Как и большинство ранних автоматических космических аппаратов, SOLRAD / GRAB 1, хотя и со стабилизированным вращением,[8]:300 не хватало контроль отношения системы и, таким образом, сканировали все небо, не фокусируясь на конкретном источнике.[10]:13 Чтобы ученые могли правильно интерпретировать источник рентгеновских лучей, обнаруженный SOLRAD / GRAB 1, на космическом корабле был установлен вакуумный фотоэлемент, чтобы определить, когда Солнце падает на его фотометры, и под углом, под которым солнечный свет падает на них.[10]:64

Запуск и выход на орбиту

Запуск ракеты с площадки
Старт ракеты Thor Able Star со спутниками Transit 2A и SOLRAD 1.

SOLRAD / GRAB 1 запущен в 05:54 универсальное глобальное время 22 июня 1960 г., через Тор DM-21 Ablestar система запуска из Мыс Канаверал LC17B.[13][19] Запуск ознаменовал собой первый раз, когда два спутника с инструментами были выведены на орбиту на одном ускорителе. SOLRAD / GRAB 1 первоначально облетал Землю каждые 101,7 минуты,[20] варьируется от 611 км (380 миль) до 1046 км (650 миль) по высоте; это было отклонение от запланированной круговой орбиты в 930 километров (580 миль), вызванное сбоями на второй ступени ракеты-носителя,[21] но это не повлияло на цели спутника.[19]

Научные результаты

SOLRAD / GRAB 1, первая в мире орбитальная солнечная обсерватория, передала более 500 пакетов научных данных в период с июня по ноябрь 1960 г.[10]:64–65 после чего стало невозможно определить угол падения Солнца в экспериментах SOLRAD.[22] Тем не менее, SOLRAD / GRAB 1 продолжал отправлять данные до апреля 1961 года, когда космический аппарат был отключен от земли. Это был первый случай, когда спутник был удален из строя.[21]

Спутник передавал результаты в режиме реального времени, а это означало, что данные могли быть получены только тогда, когда в пределах досягаемости находилась станция слежения - любая из станций Vanguard. Минитрек станции или несколько других изолированных приемников.[10]:64 Таким образом, всего от одной до десяти минут на орбиту,[22] около 1,2% активного времени спутника возвращены солнечные наблюдения. Магнитные дефлекторы доказали свою эффективность, позволив SOLRAD / GRAB 1 стать первым спутником, успешно наблюдающим солнечные рентгеновские лучи.[10] Однако они также взаимодействовали с Магнитное поле Земли, заставляя спутник прецессия (качается вокруг своей оси, как волчок), так что его датчики были в тени половину времени, когда спутник находился на солнечном свете.[10]:64

Рентгеновские лучи

Примерно 20% передач данных SOLRAD содержали измерения рентгеновского излучения, достаточного для установления нормальных уровней рентгеновского излучения Солнца (в диапазоне обнаружения 2-8 Å) во время бездействия: менее 6x10−11 Джоуль / см2/ сек. Когда выход рентгеновского излучения значительно превышал эту базовую линию, он обычно коррелировал с солнечной активностью, видимой с земли. Данные также показали, что выход рентгеновского излучения может значительно измениться всего за одну минуту, что подчеркивает необходимость постоянного наблюдения.[10]:64–65

Когда определяемая мощность рентгеновского излучения превышает нормальную норму в три раза,[10]:64–65 произошли радиозатухания, подтверждающие связь между изменчивостью солнечного рентгеновского излучения и силой ионизированных термосферных слоев Земли.[12] Было обнаружено, что эти затухания были вызваны не только солнечными вспышками, но также активными областями солнечного выступа, яркими выбросами и субвспышками на краю (или краю) Солнца.[10]:64–65

Ультрафиолетовый

SOLRAD / GRAB 1 не обнаружил корреляции между солнечными ультрафиолетовый выход и термосферные возмущения,[10]:53 и Детекторы Лайман-альфа были исключены из более поздних СОЛЬРАД 3 / Захват 2 миссия.[23]:28

Мониторинг ядерных испытаний

Во время проектирования и разработки надеялись, что SOLRAD / GRAB 1 сможет идентифицировать надземные атомные испытания, которые производили сильное излучение рентгеновских лучей в диапазонах, которые мог обнаружить спутник. Если бы договор о запрещении ядерных испытаний между Соединенными Штатами и Советским Союзом вступил в силу, SOLRAD / GRAB 1 или его преемники могли бы обнаружить несанкционированные советские испытания. Однако в данных SOLRAD / GRAB 1 не было обнаружено никаких всплесков, соответствующих известным советским атомным испытаниям. В Вела-Отель Спутники были позже специально построены для этой задачи после ратификации Договор о частичном запрещении ядерных испытаний в 1963 г.[24]

Хижина радиоконтроля и группа за границей Внизу слева направо: руководитель отдела по противодействию Ховарда О. Лоренцена CDR Ирвинг Э. Уиллис Исполнительный директор Уильям Эдгар Уитроу Инженер хижины радиоуправления В центре слева направо: PO2 Оператор допроса Ли PO1 Оператор допроса Хилберта Р. Хаббла вверху Слева направо: Рид Д. Мэйо, руководитель проекта GRAB
Хижина радиоуправления GRAB и команда за границей

Результаты GRAB

SOLRAD / GRAB 1 был первым в мире спутником оперативного наблюдения. Из опасения, что Советы обнаружат шпионскую миссию спутника, и учитывая проблемы, вызванные инцидентом с U-2,[25] Президент Эйзенхауэр настаивал, чтобы каждая передача GRAB была лично одобрена им,[14]:32 и чтобы передачи не производились при последовательных проходах.[25] Таким образом, хотя аппаратура наблюдения спутника работала в течение 92 дней с момента запуска до отказа 22 сентября 1960 года, GRAB 1 вернул только 22 пакета данных, первый из которых был доставлен 5 июля 1960 года.[21] на станцию ​​в Wahiawa, Гавайи, вне досягаемости советского обнаружения.[5]:3 Даже это первое ограниченное мероприятие по наблюдению лишило наземных групп возможности анализировать и обрабатывать данные.[5]:39 и дала ценную информацию, в том числе разоблачение того, что деятельность советской ПВО была более обширной, чем ожидалось.[21]

Наследие и статус

Серия SOLRAD / GRAB пролетела еще четыре раза, закончив СОЛРАД 4Б миссия была запущена 26 апреля 1962 года. Из пяти миссий SOLRAD / GRAB только SOLRAD / GRAB 1 и SOLRAD 3 / GRAB 2 были успешными, остальные не смогли достичь орбиты. В 1962 году все американские проекты воздушной разведки были объединены под Национальная разведка (NRO), которые решили продолжить и расширить миссию GRAB с июля 1962 г.[2] с набором спутников нового поколения под кодовым названием POPPY.[5] С запуском POPPY эксперименты SOLRAD больше не будут проводиться на электронных спутниках-шпионах; скорее, теперь они получат свои собственные спутники, запускаемые вместе с миссиями POPPY, чтобы обеспечить некоторую степень прикрытия миссии.[13] Начиная с СОЛРАД 8 запущенных в ноябре 1965 года, последние пять спутников SOLRAD были научными спутниками, запущенными по отдельности, три из которых также были переданы НАСА. Программа Explorer числа. Последний из этой последней серии спутников SOLRAD полетел в 1976 году. Всего в серии SOLRAD было тринадцать действующих спутников.[8] Программа GRAB была рассекречена в 1998 году.[21]

По состоянию на 2020 год, SOLRAD / GRAB 1 (COSPAR ID 1960-007B)[1] все еще на орбите.[26] Резервная копия для миссии SOLRAD / GRAB 1 отображается на Смитсоновский институт Национальный музей авиации и космонавтики.[27]

Рекомендации

  1. ^ а б «СОЛРАД 1, 1960-007Б». НАСА. 14 мая 2020. Получено 15 июн 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  2. ^ а б c d е ж «Руководство по просмотру и редактированию» (PDF). Национальная разведка. 2008 г. В архиве (PDF) из оригинала 23 апреля 2016 г.. Получено 24 января 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  3. ^ а б c Бэмфорд, Джеймс (18 декабря 2007 г.). Body of Secrets: Анатомия сверхсекретного агентства национальной безопасности. Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN  978-0-307-42505-8. В архиве из оригинала 8 марта 2013 г.. Получено 14 апреля 2019.
  4. ^ а б c d Макдональд, Роберт А .; Морено, Шарон К. "GRAB и POPPY: первые спутники Америки ELINT" (PDF). Национальная разведка. В архиве (PDF) с оригинала 12 февраля 2019 г.. Получено 11 февраля 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  5. ^ а б c d е ж грамм "История спутниковой системы мака" (PDF). Национальная разведка. 14 августа 2006 г. В архиве (PDF) из оригинала 20 июля 2011 г.. Получено 28 февраля 2010. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  6. ^ Дэй, Дуэйн А.; Логсдон, Джон М .; Лателл, Брайан (1998). Глаз в небе: история спутников-шпионов Corona. Вашингтон и Лондон: Пресса Смитсоновского института. п.176. ISBN  978-1-56098-830-4. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  7. ^ «Космическая наука и исследования». Энциклопедия Кольера. Нью-Йорк: Издательство Crowell-Collier. 1964. с. 356. OCLC  1032873498.
  8. ^ а б c d е ж Американское астронавтическое общество (23 августа 2010 г.). Исследование космоса и человечество: Историческая энциклопедия [2 тома]: Историческая энциклопедия. Санта-Барбара, Калифорния: ABC-CLIO. ISBN  978-1-85109-519-3. В архиве с оригинала 23 января 2019 г.. Получено 13 января 2019.
  9. ^ а б c "'Бонусный набор полезной нагрузки для транзитной орбиты 2А ». Неделя авиации и космической техники. Нью-Йорк: Издательство McGraw Hill. 20 июня 1960 г. В архиве с оригинала на 9 января 2019 г.. Получено 8 января 2019.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Значительные достижения в физике Солнца 1958–1964 гг.. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. 1966 г. OCLC  860060668. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  11. ^ (Комитет по космическим потребностям ВМФ для обеспечения будущих возможностей, Совет по военно-морским исследованиям, Отдел инженерных и физических наук, Национальный исследовательский совет национальных академий) (2005). «Приложение А: Отдел истории военно-морского флота в космосе». Потребности ВМФ в космосе для обеспечения будущих возможностей. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. п. 157. Дои:10.17226/11299. ISBN  978-0-309-18120-4. В архиве с оригинала 7 января 2019 г.. Получено 6 января 2019.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь) Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  12. ^ а б Парри, Дэниел (2 октября 2011 г.). "Центр космических технологий NRL достиг отметки века в запусках орбитальных космических аппаратов". Лаборатория военно-морских исследований США. В архиве с оригинала 7 января 2019 г.. Получено 12 января 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  13. ^ а б c Макдауэлл, Джонатан. "Журнал запуска". Космический отчет Джонатана. В архиве из оригинала 1 декабря 2008 г.. Получено 30 декабря 2018.
  14. ^ а б c d "NRO приоткрывает завесу над первой миссией Sigint". Неделя авиации и космической техники. Нью-Йорк: Издательство McGraw Hill. 22 июня 1998 г. В архиве из оригинала 6 июля 2017 г.. Получено 6 марта 2019.
  15. ^ «Авангард 3». Координированный архив данных космической науки НАСА. Получено 25 января 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  16. ^ «СОЛРАД 1 1960-007Б». НАСА. 14 мая 2020. Получено 15 июн 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  17. ^ Констанс Грин и Милтон Ломаск (1970). Авангард - история. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. ISBN  978-1-97353-209-5. СП-4202. В архиве из оригинала 3 марта 2016 г.. Получено 20 марта 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  18. ^ "GRAB, галактическое излучение и фон, первый в мире разведывательный спутник". Лаборатория военно-морских исследований США. Архивировано из оригинал 26 июля 2007 г.. Получено 14 апреля 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  19. ^ а б «Напряженный день на мысе! Четыре удачных выстрела». Чикаго Дейли Трибьюн. Ассошиэйтед Пресс. 23 июня 1960 г. с. 6. В архиве с оригинала 27 февраля 2019 г.. Получено 26 февраля 2019 - через Newspapers.com.
  20. ^ Бенедикт, Ховард (22 июня 1960 г.). «Одиночная ракета выводит на орбиту два спутника». Алабама Журнал. Монтгомери, Алабама. Ассошиэйтед Пресс. п. 6. В архиве с оригинала 8 апреля 2019 г.. Получено 8 апреля 2019 - через Newspapers.com.
  21. ^ а б c d е Лепаж, Эндрю. "Vintage Micro: Первые спутники ELINT". Drew Ex Machina. В архиве с оригинала 12 января 2019 г.. Получено 18 января 2019.
  22. ^ а б Kahler, S.W .; Креплин, Р. В. (1991). "Детекторы рентгеновского излучения Solrad NRL: сводка наблюдений и сравнение с детекторами SMS / GOES". Солнечная физика. 133 (2): 378. Bibcode:1991Соф..133..371К. Дои:10.1007 / BF00149895.
  23. ^ «Транзит, два малых спутника работают, несмотря на неисправность». Неделя авиации и космической техники. Нью-Йорк: Издательство McGraw Hill. 10 июля 1961 г. В архиве с оригинала 10 января 2019 г.. Получено 8 января 2019.
  24. ^ Доктор Герберт Фридман (1987). Истоки высотных исследований на флоте. Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии. п. 32. OCLC  19708021. НАП: 16277. В архиве с оригинала 23 января 2019 г.. Получено 13 января 2019.
  25. ^ а б "Шпионские миссии ВМФ в космосе". Лаборатория военно-морских исследований США. В архиве из оригинала 21 апреля 2019 г.. Получено 21 апреля 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  26. ^ «СОЛРАД 1 (ГРЕБ)». N2YO.com. В архиве из оригинала на 6 января 2019 г.. Получено 8 января 2019.
  27. ^ «Спутник, электронная разведка, галактическое излучение и фон (GRAB-1)». Смитсоновский институт. В архиве с оригинала 25 апреля 2019 г.. Получено 25 апреля 2019. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.