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 エクスプローラー2号衛星の打ち上げ | |
| 名前 | エクスプローラー II |
|---|---|
| ミッションタイプ | 地球科学 |
| オペレーター | JPL /陸軍弾道ミサイル局 |
| ミッション期間 | 120日間（予定）周回できなかった |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラー II |
| 宇宙船の種類 | 科学探検家 |
| バス | エクスプローラー1 |
| メーカー | ジェット推進研究所 |
| 打ち上げ質量 | 14.22 kg (31.3 ポンド) |
| 寸法 | 長さ203cm（80インチ）、 直径15.2cm（6.0インチ） |
| 力 | 60ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1958年3月5日 18時27分57秒GMT [1] |
| ロケット | ジュノーI（RS-26） |
| 発射場 | 大西洋ミサイル実験場、LC-26A |
| 請負業者 | 陸軍弾道ミサイル局 |
| ミッション終了 | |
| 破壊された | 周回失敗 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道（計画）[2] |
| 政権 | 中軌道 |
| 近地点高度 | 358 km (222 マイル) |
| 遠地点高度 | 2,550 km (1,580 マイル) |
| 傾斜 | 32.24° |
| 期間 | 114.80分 |
| 楽器 | |
| ガイガーカウンター 微小隕石検出器 衛星抵抗 大気密度 抵抗温度計 温度計 | |
エクスプローラープログラム | |
エクスプローラー2号は、エクスプローラー計画の一環として行われたアメリカの無人宇宙ミッションである。このミッションは、中軌道に衛星を投入した前回のエクスプローラー1号ミッションの繰り返しとなる予定であったが、打ち上げ中にロケットが故障したため、宇宙船は軌道に到達できなかった。
エクスプローラー2号は、1958年3月5日18時27分57秒（GMT）、フロリダ州ケープカナベラル大西洋ミサイル実験場（AMR）のLC-26Aミサイル試験センターからジュノーIロケットによって打ち上げられた。[3]ジュノーIは、1954年のアメリカ陸軍のオービター計画に端を発する。この計画は、1955年にヴァンガード計画を進める決定が下され、中止された。
背景
1957年10月4日のソ連のスプートニク1号の打ち上げに続いて、陸軍弾道ミサイル局（ABMA）は、ジュピターIRBM（中距離弾道ミサイル）のノーズコーン再突入試験で既に飛行試験が行われていた3段式ジュピターCの4段式派生型であるジュノーIを使用して衛星の打ち上げを進めるよう指示された。ABMAとジェット推進研究所（JPL）は緊密に協力し、84日間でジュピターCの改造とエクスプローラー1号の建造を完了した。
宇宙船
エクスプローラー2号は、データの再生を可能にするために設計されたテープレコーダーが追加されていることを除いて、エクスプローラー1号と同一であった。衛星は、長さ203cm (80インチ)、直径15.2cm (6.0インチ)の円筒とノーズコーンで構成され、ジュピターCロケットの第4段を構成していた。質量は14.22kg (31.3ポンド)で、エクスプローラー1号より約0.25kg (0.55ポンド)重かった。宇宙船の本体は、厚さ0.058cm (0.023インチ)のステンレスAISI-410鋼で作られた。ケースは熱酸化されて金色になり、温度制御のために白いロカイドA (火炎噴霧酸化アルミニウム) の8本の縞が交互に使用されていた。[4]
シリンダーの底部には、サージェント固体燃料ロケットモーターが取り付けられていた。低電力送信機用の副搬送波発振器とマロリー水銀電池は、ノーズコーンの上部にあった。その下には、搬送波と副搬送波信号用の低電力（10 mW、108.00 MHz）送信機があり、ステンレススチールの衛星外板をダイポールアンテナとして使用していた。[4]
ノーズコーンの下には検出器デッキがあり、宇宙線実験用のガイガー・ミューラー計数管、記録装置の問い合わせ用のコマンド受信機、問い合わせ応答用の高出力再生送信機 (60 mW、108.03 MHz)、宇宙線実験用電子機器、高出力送信機用のマロリー水銀電池、および 0.23 kg (0.51 lb)、直径 5.7 cm (2.2 in) の磁気テープレコーダーが収められていた。音響微小隕石検出器は宇宙線装置近くの宇宙船シリンダーの内側に取り付けられていた。検出器デッキの底部近くには、円偏波の回転木戸式ステンレス鋼線ホイップアンテナ 4 本が宇宙船の側面から放射状に突き出ており、軸の周りに等間隔に配置されていた。ペイロードとロケットモーターの間には、高出力アンテナ用の隙間と熱放射シールドがあった。微小隕石検出器は宇宙船の底部近くのシリンダーの周りにリング状に配置されていた。宇宙船の様々な場所に4つの温度計が取り付けられた。[4]
エクスプローラー2号には、宇宙線を検出する目的でガイガーカウンターが搭載されていました。エクスプローラー3号の後、元のガイガーカウンターは、地球の磁場によって宇宙空間に閉じ込められた荷電粒子の帯（ヴァン・アレン放射線帯を参照）からの強力な放射線に圧倒されていたことが判明しました。エクスプローラー2号には、微小隕石の検出を目的として、ワイヤーグリッドアレイと音響検出器も搭載されていました。
楽器
ガイガーカウンター
アントン 314 全方向性ガイガー管検出器は、高エネルギー荷電粒子(陽子 E>30 MeV、電子 E>3 MeV) のフラックスを測定するために使用されました。この機器は、単一のガイガー・ミューラー管、パルス数を減らすためのスケーリング回路、およびデータを地上受信局に送信する遠隔測定システムで構成されていました。ガイガー・ミューラー管は、厚さ約 0.12 cm (0.047 インチ) のステンレス鋼 (約 75% 鉄、25% クロム) の壁を備えたタイプ 314 アントンハロゲン急冷カウンタでした。この機器は、厚さ 0.58 mm (0.023 インチ) のステンレス鋼壁を持つ宇宙船の船体内に取り付けられました。カウンタは長さ 10.2 cm (4.0 インチ)、直径 2.0 cm (0.79 インチ) で、内部ワイヤの長さは 10 cm (3.9 インチ) でした。管の計数効率は、-55° ～ +175 °C の範囲で非常にわずかに変化しました。宇宙線に対する計数効率は約 85% 、エネルギー 660 keV の光子に対する計数効率は約 0.3% でした。計数器の「デッド タイム」(次のカウントを記録するためにリセットする時間) は約 100 マイクロ秒でした。計数器は電流増幅器に接続されており、これがスケーラ ステージに直接電力を供給していました。スケーラ ステージは、広範囲の電圧と -15° ～ +85 °C の温度範囲で動作可能な双安定トランジスタ マルチバイブレータで、主に供給バッテリーによって制限されます。スケーラの分解時間は 250 マイクロ秒でした。パルス カウントが 1 秒あたり 4000 を超える場合、スケーラは 4000 カウントを示しました。結果はテレメトリ システムを通じてリアルタイムで地上に送信されました。この実験にはデータ記憶装置が搭載されておらず、地球の受信局の上空を通過するときにのみ地上にテレメトリを送信できたため、飛行中に一部の地域はカバーされませんでした。[5]
微小隕石検出器
エクスプローラー1号では、ワイヤーグリッド検出器と結晶トランスデューサーという2つの別々の検出器を使用して、微小隕石の直接測定が行われました。測定されたパラメータは、各サイズ間隔の流入率、衝突速度、組成、および微小隕石の密度でした。[6]
ワイヤーグリッド検出器は、衛星の円筒形の表面に取り付けられたグラスファイバー製の支持リングに取り付けられた 12 枚のカード (並列接続) で構成されていました。各カードには、直径 17 ミクロンのニッケル合金のエナメル線が巻かれていました。各カードには 2 層のワイヤーが巻かれており、合計 1 × 1 cm (0.39 × 0.39 インチ) の領域が完全に覆われるようにしていました。約 10 ミクロンの微小隕石が衝突するとワイヤーが破断し、電気接続が破壊され、イベントが記録されます。[6]
音響検出器（変換器と固体増幅器）は中間セクションの皮膚と音響的に接触するように配置され、宇宙船の皮膚への隕石の衝突に反応し、記録された各イベントは質量と速度の関数となる。このセクションの有効面積は0.075 m 2で、平均閾値感度は0.0025 g-cm/sであった。[6]
衛星抵抗大気密度
エクスプローラー2号は、その対称的な形状のため、高度、緯度、季節、太陽活動の関数として上層大気の密度を決定するために使用されました。近地点付近の密度値は、光学（ベーカー・ナンカメラネットワーク）および無線および/またはレーダー追跡技術を使用して、宇宙船の位置を連続的に観測することで推定されました。 [7]
抵抗温度計
エクスプローラー2号衛星には、外部に3つ、内部に1つ、計4つの抵抗温度計が搭載されており、直接温度を測定できる。実験の主な目的は、衛星の外部と内部における受動的な熱制御（この場合は断熱材と外装コーティング）の有効性を調べ、計測機器の温度を記録して、それが計測機器の動作に与える影響を調べることだった。[8]
温度計
外部温度計 No. 1 と呼ばれる温度計は、衛星の上部 (計器) セクションの底部の外殻に取り付けられていました。これは、-50 °C から +110 °C の範囲でシリンダー表面温度を測定し、-10 °C から +80 °C の範囲で 4 °C の精度でした。外部温度計 No. 2 は、ノーズコーンの底部に沿って取り付けられ、ノーズコーン表面温度を測定しました。-50 °C から +220 °C の範囲をカバーできます。精度は、50 °C の温度で 16 °C、0 °C の温度で 18 °C でした。外部温度計 No. 3 は、ノーズコーンの上部に取り付けられ、よどみ点温度を測定しました。-50 °C から +450 °C をカバーし、約 20 °C の精度でした。[8]
内部温度計は、計器部の底部にある高出力送信機に取り付けられていた。この計器は、-60 °C から +110 °C の範囲をカバーできた。精度は、0 °C から +30 °C の温度では 2 °C で、90 °C の温度では 20 °C の精度に低下した。外部温度計 2 番と 3 番は低出力 (10 mW、108.00 MHz) 送信機で送信され、他の 2 個の計器は高出力 (60 mW、108.03 MHz) 送信機で送信された。さらに、ノーズコーンの内部温度は、宇宙線チャネルの周波数を測定することで間接的に推定できた。発振器の較正により、ノーズコーンの内部温度は、0 °C から +25 °C では 12 °C 以内、25 °C から 50 °C では 6 °C 以内でわかることがわかった。[8]
テレメトリー
テレメトリは継続的に放送された。機内には記録装置やデータ記憶装置は搭載されていなかったため、エクスプローラー1号が受信局上空を飛行していた期間のみ、リアルタイムで温度データを受信できた。受信局は5つあり、パトリック空軍基地（ケープカナベラル）、アースクエイク・バレー（サンディエゴ近郊）、カリフォルニア州サンガブリエル、シンガポール（マラヤ）、イバダン（ナイジェリア）であった。5つの局すべてが低出力送信機からデータを受信できたが、高出力送信機からはパトリック空軍基地とサンガブリエルのみが受信できた。パトリック空軍基地、アースクエイク・バレー、サンガブリエル上空は通常1日4回、ナイジェリアとシンガポール上空は1日7回通過した。[8]
熱制御
外部温度制御は、ステンレス鋼の衛星ケースの一部を酸化アルミニウムセラミック（ロキデA）でコーティングすることで実現しました。ノーズコーンの約30％（衛星の上部30cm）と円筒形本体の上部51.4cm（20.2インチ）の25％が縦縞でコーティングされました。ノーズコーンと計器室の間、および計器室とロケットモーターセクションの間には断熱材がありました。[8]
衛星内の機器が適切に動作するためには、内部温度範囲を-5℃から+45℃にする必要があった。バッテリーは-5℃以下では動作しないが、低温によってバッテリーや機器が損傷することはない。温度が+80℃を超えない限り、機器に永久的な損傷は発生しない。[8]
通信
データは60mW振幅変調送信機と10mW位相変調送信機を使用して継続的に送信され、どちらも108MHzの周波数で送信されました。データは宇宙船が17の受信局のいずれかの上にあるときにのみ記録されました。高出力送信機と低出力送信機の両方がバッテリーで駆動されていました。[9]
打ち上げロケット
打ち上げロケットはジュノーIで、3段式ジュピターCの派生型で、この場合エクスプローラー2である4段目の推進段を追加した。第1段は改良されたレッドストーン液体燃料ロケットだった。第2段は11個のサージェント固体燃料ロケットモーターのクラスターで構成され、第3段には3個のサージェントが搭載されていた。ブースターは第4段を段階的に回転させる装備があり、最終速度は長軸を中心に750rpmになった。[ 4]
ミッション
エクスプローラー2号は、1958年3月5日18時27分57秒（GMT）に大西洋ミサイル実験場（AMR）のケープカナベラルミサイル試験センターの26A発射台から打ち上げられた。[1]飛行は第3段点火までは正常だった。第4段は点火に失敗し、軌道速度の達成は不可能となった。宇宙船は大気圏に再突入し、発射場から約3,000 km（1,900マイル）離れたトリニダード島近くの大西洋に落下した。失敗の原因は、第4段ノズルの点火装置を固定していた軽量プラスチック製コーンが、打ち上げ時のストレスで破損したためだと考えられている。このため点火装置が所定の位置から外れてしまった。点火装置の支持は後の飛行に向けて強化された。[4] [10]
参照
参考文献
- ^ ab 「Launch Log」。ジョナサンの宇宙レポート。2021年7月21日。 2021年11月12日閲覧。
- ^ 「軌道：エクスプローラー1号 1958-001A」NASA。2020年5月14日。 2021年2月13日閲覧。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「Launch Vehicle Database - Redstone」。Jonathan's Space Report。2007年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月13日閲覧。
- ^ abcde 「ディスプレイ：エクスプローラー2 EXPLR2」NASA。2020年5月14日。 2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：ガイガーカウンター」NASA。2020年5月14日。 2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ abc 「実験：微小隕石検出器」NASA。2020年5月14日。 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：衛星抗力大気密度」NASA。2020年5月14日。 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ abcdef 「実験：抵抗温度計」NASA。2020年5月14日。 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「Telecommunications: Explorer 1 1958-001A」NASA。2020年5月14日。 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「ミッションおよび宇宙船ライブラリ - エクスプローラープログラム」。ジェット推進研究所。2008年1月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、エクスプローラー 2に関連するメディアがあります。
- 全体像: 陸軍衛星 - エクスプローラー 1、エクスプローラー 2、エクスプローラー 3 (YouTubeで公開)