Авангард 3 - Википедия - Vanguard 3

Авангард 3
Авангард 3.jpg
Авангард 3
Тип миссиинауки о Земле
ОператорДепартамент военно-морского флота
Обозначение ГарвардаЭта 1, 1959 г.
COSPAR ID1959-007A
SATCAT нет.20
Продолжительность миссии84 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория военно-морских исследований
Стартовая масса23,7 кг (52 фунта)
Начало миссии
Дата запуска18 сентября 1959, 05:20:07 (1959-09-18UTC05: 20: 07Z) универсальное глобальное время[1]
РакетаАвангард SLV-7
Запустить сайтмыс Канаверал, LC-18A
Конец миссии
Последний контакт11 декабря 1959 г. (1959-12-12)
Дата распада300 лет
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСредняя Земля
Большая полуось8,270,21 км (5,138,87 миль)[2]
Эксцентриситет0.167292[2]
Высота перигея515 километров (320 миль)[2]
Высота апогея3282 км (2039 миль)[2]
Наклон33.36°[2]
Период124,75 мин.[2]
Эпоха24 января 2015, 03:46:03 UTC[2]
Инструменты
Протонный прецессионный магнитометр
Детекторы микрометеоритов
Плотность атмосферного сопротивления спутника
Рентгеновский эксперимент
 

Авангард 3 (международное обозначение Эта 1, 1959 г.[3]) - это научный спутник, который был выведен на околоземную орбиту Ракета Авангард SLV-7 18 сентября 1959 года, третий успешный запуск Vanguard из одиннадцать попыток. Ракета Авангард: Ракета-носитель "Авангард" 7 (SLV-7) был неиспользованным Авангард ТВ-4БУ Ракета (TV-4BU = Test Vehicle-Four BackUp), обновленная до финальной серийной ракеты-носителя спутников (SLV).[4]

Проект Авангард была программа, управляемая Соединенные Штаты Лаборатория военно-морских исследований (NRL), и спроектирован и построен Компания Гленна Л. Мартина (сейчас же Локхид-Мартин ), который намеревался запустить первые искусственные спутник в земной шар орбита используя Ракета Авангард.[5] как ракета-носитель из Мыс Канаверал Ракетная пристройка, Флорида. Авангард 3 был важной частью космическая гонка между США и Советский союз.

Набросок спутника Vanguard 3
Запуск Vanguard 3 на ракете Vanguard SLV-7

Предыдущие спутники

Перед успешным запуском 18 сентября 1959 года спутника, получившего название "Авангард 3", были запущены два других спутника, носивших название "Авангард 3", но оба запуска закончились неудачей, и спутники не вышли на орбиту. Неисправными спутниками были:

  • Авангард 3Азапущен 13 апреля 1959 г. на ракете Vanguard SLV-5,
  • Авангард 3Б, запущен 22 июня 1959 года на ракете Vanguard SLV-6.

Успешный спутник, который стал известен как Авангард 3, был известен как Авангард 3С перед запуском.

Цели миссии

Спутник был запущен с Восточного полигона в геоцентрическая орбита. Целью полета было измерение магнитного поля Земли, солнечной рентгеновский снимок радиация и ее влияние на атмосферу Земли и околоземную среду микрометеороидов. Аппаратура включала протонный магнитометр, рентгеновские ионизационные камеры и различные микрометеороид детекторы. Космический корабль представлял собой магниевый шар диаметром 50,8 см. В магнитометр был помещен в коническую трубку из стекловолокна / фенольной смолы, прикрепленную к сфере. Передача данных прекратилась 11 декабря 1959 г., после 84 дней работы. Полученные данные позволили провести комплексную съемку магнитного поля Земли на покрываемой территории, определив нижний край Радиационный пояс Ван Аллена, и обеспечил подсчет ударов микрометеороидов. Предполагаемый срок существования на орбите "Авангарда 3" - 300 лет.[6][7]

Результаты миссии

Протонный прецессионный магнитометр

В этом эксперименте использовался протонный прецессионный магнитометр для измерения магнитного поля Земли на высотах от 514 до 3714 км и на широтах между ± 33,4 °. Измерения проводились по команде при прохождении космического корабля семи минитрек станции в Северной и Южной Америке и по одной в Австралии и Южной Африке. При включении по команде катушка поляризации вокруг образца протона (нормальный гексан) включалась на 2 с с последующим 2-секундным считыванием сигнала прецессии. При каждом проходе над станцией снимали несколько показаний. Эксперимент прошел хорошо в течение его 85-дневной активной жизни, и 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. Общая точность измерений поля была примерно 10 нТл (гаммы).[8]

Детектор микрометеоритов

Этот эксперимент содержал две герметичные зоны давления, простирающиеся вдоль внутренних стенок спутника, которые были предназначены для регистрации удара микрометеориты достаточно большой, чтобы пробить оболочку спутника. Эти зоны давления представляли собой частичный вакуум, каждая при разном давлении, и были защищены 0,66 мм. магний стены с открытой площадью 0,162 м2, что составляло 20% площади оболочки. Прокол в стенках каждой зоны обнаруживался манометром дифференциального давления, установленным между ними, и телеметрически регистрировался как изменение длины одного из каналов телеметрии. Разрушение оболочки спутника при бомбардировке космическая пыль, микрометеориты и другие частицы регистрировались тремя хром -полосковые датчики эрозии, установленные на поверхности спутника, и фоточувствительный детектор. Электрические сопротивления датчиков изменились по мере изменения их поверхностей в результате эрозии. Светочувствительный детектор, a сульфид кадмия ячейка защищена непрозрачным покрытием из алюминизированная ПЭТ пленка, также показало изменение сопротивления по мере того, как покрытие было разрушено или повреждено. Измерения эрозии также проводились телеметрически в виде длин каналов, что позволяло оценить скорость эрозии. Четыре титанат бария -тип микрофоны зафиксированы удары микрометеоритов о поверхность спутника. Выходной сигнал микрофона усиливался, формировался и подавался в магнитный счетчик, который непрерывно, с точностью до трех знаков после запятой, подсчитывал совокупное количество ударов. Блок считал до 1000, а затем сбрасывал на ноль. Спутник зарегистрировал 6600 ударов микрометеоритов за 66 дней работы, из которых 2800 произошло в течение 70-часового интервала с 16 по 18 ноября 1959 года, почти наверняка из-за ежегодного прохождения землей через обломки кометы. Tempel-Tuttle, что приводит к Леонид Метеоритный дождь который достигает пика 17 числа. В датчиках эксперимента по проникновению через поверхность не было зафиксировано ни одного проникновения или трещин. Поскольку датчики эрозии не были повреждены, из этого эксперимента нельзя было сделать никаких определенных результатов.[9]

Плотность атмосферного сопротивления спутника

Из-за своей симметричной формы экспериментаторы выбрали Vanguard 3 для использования при определении плотности верхней атмосферы в зависимости от высоты, широты, сезона и солнечной активности. Поскольку космический аппарат непрерывно вращается по орбите, он будет немного отставать от своих предсказанных положений, накапливая все большую и большую задержку из-за сопротивления остаточной атмосферы. Измеряя скорость и время смещения орбиты, можно рассчитать соответствующие параметры атмосферы, зная свойства сопротивления тела. Было определено, что атмосферное давление и, следовательно, сопротивление и орбитальный распад были выше, чем предполагалось, поскольку верхние слои атмосферы Земли постепенно сужались в космос.

Этот эксперимент был тщательно спланирован перед запуском. Первоначальные предложения Лаборатории военно-морских исследований по проекту «Авангард» включали конические тела спутников; Это устранило необходимость в отдельных механизмах обтекателя и выброса, а также в их весе и режимах отказа. Радио слежение собирает данные и устанавливает позицию. В начале программы оптическое слежение (с Камера Бейкера-Нанна сеть и наблюдатели за людьми ) был добавлен. Группа ученых предложила изменить дизайн на сферы, диаметром не менее двадцати дюймов, а можно надеяться, тридцать. Сфера будет иметь постоянное оптическое отражение и постоянное коэффициент лобового сопротивления зависит только от размера, в то время как конус будет меняться в зависимости от ориентации. Джеймс Ван Аллен предложил цилиндр, который в конце концов полетел. В итоге проект принял 6,4- и 20-дюймовые спутники.[10]

Рентгеновский эксперимент

Целью этого эксперимента было измерить рентгеновское излучение Солнца и его влияние на атмосферу Земли. Детекторы представляли собой две идентичные ионизационные камеры, чувствительные к длинам волн рентгеновского излучения, возникающего при 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» на Солнце. Приборы были разработаны для измерения потока рентгеновских лучей от 2 до 8 Å (от 200 до 800 пм) и регистрации пиковой интенсивности солнечных вспышек с помощью устройства памяти для считывания пиковых значений во время дневной части каждой орбиты.[11] Однако из-за сильного радиационного фона Ремни Van Allen, его датчики были насыщены, и никакой полезной информации о солнечном рентгеновском излучении не было собрано.[12]

Сообщение миссии

После завершения научной миссии «Авангард-3» и две части верхней ступени ракеты, использовавшейся для запуска спутника, стали брошенный объекты. По состоянию на январь 2020 г., Авангард 3 остается на орбите.[13] Части разгонного блока повторно вошли в атмосферу 3 апреля 2014 года и 4 февраля 2015 года.[14][15]

Поскольку три спутника Vanguard все еще находятся на орбите, а их свойства сопротивления практически не изменились, они образуют базовый набор данных об атмосфере, которому уже шестьдесят лет, и это число растет. Ожидаемый срок службы Vanguard 3 - 300 лет.[16]

Рекомендации

  1. ^ Макдауэлл, Джонатан. "Журнал запуска". Космическая страница Джонатана. Получено 7 декабря 2013.
  2. ^ а б c d е ж грамм "Авангард-3 Спутник подробности 1959-007А НОРАД 20". N2YO. 24 января 2015 г.. Получено 25 января 2015.
  3. ^ Йост, Чарльз В. (1963-09-06), Регистрационные данные для космических запусков США (PDF), Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, получено 2009-02-19
  4. ^ Авангард проекта: история НАСА, Констанс Маклафлин Грин, Милтон Ломаск, 9 января 2009 г., стр. 228.
  5. ^ "Ракета-носитель" Авангард "- Техническое резюме". Б. Клаванс. Апрель 1960 г., 212 стр. Технический отчет компании Martin № 11022, оптическая копия в формате PDF.
  6. ^ НАСА, Авангард 3, NSSDC / COSPAR ID: 1959-007A
  7. ^ НАСА, История, Глава 12
  8. ^ НАСА, Национальный центр данных по космическим наукам, Протонный прецессионный магнитометр, Vanguard 3
  9. ^ НАСА, Национальный центр данных по космическим наукам, Micrometeorite, Vanguard 3
  10. ^ К. Маклафлин Грин, М. Ломаск, «Авангард, история», глава 5, Битва за технические характеристики техники. НАСА SP-4202.
  11. ^ НАСА, Эксперимент с лучами, Авангард 3
  12. ^ Значительные достижения в физике Солнца 1958-1964 гг.. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. 1966. с. 63.
  13. ^ "Авангард 3 - спутниковая информация". Спутниковая база данных. Небеса-выше. Получено 2020-01-11.
  14. ^ "Авангард 3 ДЭБ (29005) - Спутниковая информация". Спутниковая база данных. Небеса-выше. Получено 2018-01-13.
  15. ^ "Авангард 3 ДЭБ (31405) - Спутниковая информация". Спутниковая база данных. Небеса-выше. Получено 2018-01-13.
  16. ^ НАСА, Заголовок Национального центра данных по космическим наукам, Плотность атмосферы смещения спутника, Авангард 3