エクスプローラー13

エクスプローラー13

エクスプローラー13号衛星
名前	S-55A
ミッションタイプ	微小隕石の研究
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
ハーバード指定	1961 チ 1
コスパーID	1961-022A
SATCAT番号	00180
ミッション期間	2.5日（達成）
宇宙船の特性
宇宙船	エクスプローラーXIII
宇宙船の種類	科学探検家
バス	S-55
メーカー	ゴダード宇宙飛行センター
打ち上げ質量	86 kg (190 ポンド)
寸法	61 × 1.92 cm (24.02 × 0.76 インチ) の円筒
力	太陽電池とニッケルカドミウム電池
ミッション開始
発売日	1961年8月25日 18時29分44秒GMT [1]
ロケット	スカウトX-1（ST-6）
発射場	ワロップス飛行施設、LA-3
請負業者	ヴォート
入隊	1961年8月25日
ミッション終了
最後の連絡	1961年8月28日
減衰日	1961年8月28日
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道
政権	低軌道
近地点高度	125 km (78 マイル)
遠地点高度	1,164 km (723 マイル)
傾斜	37.7°
期間	97.5分
楽器
楽器 硫化カドミウムセル微小隕石検出器 銅線マイクロメーター検出器 グリッド検出器 衝撃検知 加圧セル微小隕石検出器
エクスプローラープログラム

エクスプローラー13号（S-55Aとも呼ばれる）は、NASAのエクスプローラー計画の一環として、1961年8月25日18時29分44秒（GMT）^[1]にバージニア州ワロップス飛行施設（WFF）から打ち上げられたNASAの衛星である。^[2]

この飛行の目的は、宇宙船の性能と誘導をテストし、微小流星体の性質と宇宙船システムへの影響を調査することであった。科学機器は、硫化カドミウムセル、ワイヤーグリッド、圧電、加圧セル、および箔タイプの微小流星体検出器で構成されていた。^[2]

宇宙船は61×192cm（24×76インチ）の円筒形で、第4段と遷移部を含めて86kg（190ポンド）の重さがあり、スカウト打ち上げロケットとその誘導システムの性能をテストし、宇宙飛行が微小隕石に与える影響と性質を調査することが目的だった。ペイロードは61×192cm（24×76インチ）の円筒形で、そのほぼ全体が5種類の微小隕石衝突検出器、2つの送信機、太陽電池、ニッケルカドミウム電池で覆われていた。^[2]

宇宙船のシェルの前端に 180° 離して取り付けられた2 つの硫化カドミウム(CdS) セル検出器は、重い金属製ハードウェアを損傷するには小さすぎるが、敏感な表面を損傷するほどの数が存在すると考えられる微小流星粒子を検出するために使用されました。各セル センサーは、2 つの光学焦点を備えた鏡面付き楕円フラスコで構成されていました。アルミニウム マイラー フィルムのシートが焦点面の 1 つに張られ、硫化カドミウム セルが他の焦点面に取り付けられました。貫通にさらされる有効総面積は 20.0 cm ^{2でした。微小流星が不透明なアルミニウム フィルムを貫通すると、}太陽からの光線がセルに当たるか、鏡面の壁でセル上で反射されます。セルは飛行前に地上で較正され、感度は直径約 25 ミクロンの粒子を検出できるほどでした。ガラスフラスコ検出器は、衛星が大気圏を離れる際に排出しなければならない空気の量を表す。この目的のため、フラスコの背面に通気孔が設けられた。地上での予備試験では、アルミニウムマイラーフィルムは膨張した空気によって破れることはないと示されたが、飛行後の分析と試験では、フィルムが打ち上げ中に破れ、大量の太陽光が入り込み、実験が実行不能になったことが示された。不適切なフラスコ通気は、実験失敗の原因であると考えられる。^[3]

46 個の銅線カード検出器が粒子の衝突を検出するために使用されました。これは、3.68 cm × 17.78 cm (1.45 インチ × 7.00 インチ) の長方形のカードに取り付けられた細いワイヤの巻き線で構成されています。14 個のカードのワイヤの太さは 50 ミクロン、32 個のカードのワイヤの太さは 75 ミクロンでした。露出した有効面積の合計は 0.11 m ²でした。カードは、アンテナが取り付けられている端とは反対側の宇宙船の円筒の端にあるグラスファイバーサポート上に四分割して取り付けられました。カードのワイヤが破断するとカードの抵抗が変化し、これがテレメトリを介して送信機に報告されます。ワイヤ カード表面の温度は、カードの居住地を変えるのに十分な温度である、マイナス 10 °C (50 °F) から最大 60 °C (140 °F) まで上がると予想されました。これを補うために、100オームの抵抗器が300phmの固定抵抗器と並列に配線され、50ミクロンのカードと75ミクロンのカードの各ペアに直列に取り付けられました。ワイヤを破断するために必要な粒子のサイズは、ワイヤの半分のサイズと推定されました。衛星が軌道上に留まった2.5日間、隕石の衝突は記録されませんでした。^[4]

この実験の目的は、微小隕石の測定を、データがほとんど存在しない低密度範囲にまで拡張し、同様の技術を使用した以前の衛星実験で収集されたデータと相関させて増強することであった。検出器には、運動量感度の閾値レベルが 3 つ (0.01、0.1、1.0 gm-cm/sec) あり、検出面の 2 つの異なる物理的構成で構成されていた。高感度と低感度の検出に使用される最初の構成は、衛星前部シェルの円錐部分に取り付けられた 1 組の衝撃感知ステンレス鋼プレートで構成されていた。合計幾何学的面積が 0.142 m ²のプレートには、それぞれにトランスデューサーが取り付けられており、信号調整、衝突イベントカウント、カウントストレージ回路も備わっていた。2 番目の検出器構成は、衝撃検出用に感度を高めた 0.013 cm 厚の加圧セル貫通検出器 20 個で構成されていた。総面積 0.186 m ²のセルは、中間衝突検出に使用されました。宇宙船の軌道寿命が短い (2.5 日) ため、衛星記録装置の調査は 10 回のみでした。測定された衝突フラックス率は、以前の流星実験で得られた値よりも大幅に高く、初期の近地点が低いために生じた空気力学的機械的擾乱と衝突感知トランスデューサー素子の温度効果による誤ったカウントが含まれていた可能性があります。したがって、データは決定的ではないとみなす必要があります。^[5]

エクスプローラー 13 号の主要センサーである加圧セルは、感知領域の大部分を占めていました。5 種類の厚さのベリリウム銅セル 160 個が、宇宙船の周囲に 5 列の円形に取り付けられ、各列には 32 個のセルが含まれていました。セルは、打ち上げ前にヘリウム ガスで大気圧より約 10 psi 高い圧力に加圧されました。各セルの圧力作動スイッチによって、微小隕石の衝突による圧力損失を検出し、遠隔測定することができました。圧力漏れ率を監視する試みは行われませんでした。各厚さのセルの数は、0.0025 cm (0.00098 インチ) が 60 個、0.0038 cm (0.0015 インチ) が 40 個、0.0076 cm (0.0030 インチ) が 20 個、0.064 cm (0.025 インチ) が 20 個、0.130 cm (0.051 インチ) が 20 個でした。各検出器の透過面積は約 140 cm ²で、実験では 2.25 m ²の面積が露出していました。しかし、加圧セルの断面が半円形であるため、微小隕石を捕獲する有効面積は露出面積よりも小さくなりました。大きな噴射角度の誤差により、宇宙船の軌道寿命はわずか 2.5 日でしたが、実験からの情報は 29 回の通過で遠隔測定され、記録されました。この間、加圧セル検出器のスイッチは開きませんでした。加圧セルの温度は、56 °C (133 °F) から 27 °C (81 °F) の間で変化することが示され、飛行中ずっと監視されていました。打ち上げから宇宙船の軌道寿命まで、160 個の加圧セル検出器に不具合の兆候はありませんでした。^[6]

エクスプローラー13号はスカウトX-1ロケットで中程度の離心率の地球中心軌道に投入された。軌道は計画よりも低く、宇宙船は軌道上でわずか2日強の1961年8月28日に大気圏に再突入した。実験運用中、この衛星による侵入は記録されなかった。これは、その後の実験設計に有用なフラックス制限を決定するのに役立った。^[2]

• エクスプローラープログラム