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 エクスプローラー21号衛星 | |||||||||||||||||
| 名前 | IMP-B IMP-2 惑星間監視プラットフォーム2 | ||||||||||||||||
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| ミッションタイプ | 宇宙物理学 | ||||||||||||||||
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） | ||||||||||||||||
| コスパーID | 1964-060A | ||||||||||||||||
| SATCAT番号 | 00889 | ||||||||||||||||
| 宇宙船の特性 | |||||||||||||||||
| バス | インプ | ||||||||||||||||
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター | ||||||||||||||||
| 打ち上げ質量 | 138 kg (304 ポンド) | ||||||||||||||||
| 力 | 4つの展開可能な太陽電池アレイとバッテリー | ||||||||||||||||
| ミッション開始 | |||||||||||||||||
| 発売日 | 1964 年 10 月 4 日、グリニッジ標準時03:45:00 [1] [2] | ||||||||||||||||
| ロケット | トールデルタC （トール392 / デルタ026） | ||||||||||||||||
| 発射場 | ケープカナベラル、LC-17A [3] | ||||||||||||||||
| 請負業者 | ダグラス・エアクラフト・カンパニー | ||||||||||||||||
| 入隊 | 1964年10月4日 | ||||||||||||||||
| ミッション終了 | |||||||||||||||||
| 最後の連絡 | 1965年10月13日 | ||||||||||||||||
| 減衰日 | 1966年1月1日[4] | ||||||||||||||||
| 軌道パラメータ | |||||||||||||||||
| 参照システム | 地球中心軌道[4] | ||||||||||||||||
| 政権 | 高度に楕円形の軌道 | ||||||||||||||||
| 近地点高度 | 917 km (570 マイル) | ||||||||||||||||
| 遠地点高度 | 94,288 km (58,588 マイル) | ||||||||||||||||
| 傾斜 | 33.70° | ||||||||||||||||
| 期間 | 2080.00 分 | ||||||||||||||||
| 楽器 | |||||||||||||||||
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エクスプローラー21号は、 IMP-B、IMP-2、惑星間監視プラットフォーム2とも呼ばれ、エクスプローラー計画の一環として打ち上げられたNASAの衛星である。エクスプローラー21号は、1964年10月4日午前3時45分（グリニッジ標準時）にフロリダ州ケープカナベラル（CCAFS）[5]からトールデルタCロケットで打ち上げられた。エクスプローラー21号は惑星間監視プラットフォームの2番目の衛星であり、前年の1963年11月に打ち上げられた前身のエクスプローラー18号（IMP-A）と同じ基本設計を採用していた。1965年5月に打ち上げられた次のエクスプローラー28号（IMP-C）も同様の設計を採用した。[6]
ミッション
エクスプローラー21号は、太陽電池と化学電池で動く宇宙船で、惑星間および遠方磁気圏における高エネルギー粒子、宇宙線、磁場、プラズマの研究に使われた。通常のテレメトリシーケンスは81.9秒間続き、795データビットで構成されている。通常のシーケンスの3回目ごとに、ルビジウム蒸気磁力計のアナログデータ送信の81.9秒間隔があった。宇宙船の初期パラメータには、正午の遠地点の現地時間、回転速度14.6rpm、回転方向は赤経41.4°、赤緯47.4°が含まれていた。 [ 7]
実験
宇宙線の飛程とエネルギー損失
荷電粒子固体望遠鏡を使用して、銀河宇宙線および太陽宇宙線の範囲とエネルギー損失を測定しました。この実験は、粒子エネルギー ( 0.9～190 MeV 、6.5～19 MeV、19～90 MeV、90～190 MeV の陽子について、核子あたりのエネルギー間隔は Z の 2 乗/A にほぼ比例)と電荷スペクトル (Z<=6) を調査するように設計されました。検出器は、宇宙船の回転軸に対して垂直に配置されました。各エネルギー間隔の検出器アキュムレータは、5.46 分ごとに 6 回遠隔測定されました。各蓄積期間は約 40 秒間でした (初期の宇宙船の回転期間は約 4.1 秒でした)。2 つの 128 チャンネルのパルス高さ分析器からの出力は、41 秒ごとに 1 つの入射粒子に対して取得され、検出器の蓄積とともに読み出されました。打ち上げから1965年4月9日まで有用なデータが得られました。宇宙船の頻繁な停止といくつかの検出器の散発的な故障のため、データの範囲は宇宙船の寿命を通じて断続的でした。[8]
宇宙線
この実験は 2 つの検出器システムで構成されていました。1 つ目は、薄いヨウ化セシウム (CsI) シンチレータと厚いヨウ化セシウム(CsI) シンチレータ (各 1 個) と反同時プラスチック シンチレーション カウンタを備えた dE/dx 対 E 望遠鏡です。望遠鏡の軸は、宇宙船の回転軸に対して垂直でした。薄い CsI シンチレータを貫通して厚い CsI シンチレータで停止する粒子の数は、5.46 分ごとに 39.36 秒間隔で蓄積されました。さまざまな種（3～12 MeVの電子、電荷 = 1 または 2、原子質量= 1、2、3、または 4、エネルギーが 18.7～81.6 MeV/核子のイオン）のカウント率への相対的寄与とエネルギースペクトル情報は、5.46 分ごとに 6 回、両方の CsI シンチレータの出力で同時に実行された 512 チャンネルのパルス高分析によって決定されました。第 2 の検出システムは、宇宙船の回転軸に平行および垂直に配置された 2 つのガイガー・ミュラー管（GM）望遠鏡で構成されていました。各望遠鏡は、共線的な 2 つの GM 管で構成されていました。平行および垂直の望遠鏡は、それぞれ 70 MeV を超える陽子と6.5 MeV を超える電子によるカウントの合計と、65 MeV を超える陽子と 6 MeV を超える電子によるカウントの合計を測定しました。 4本のGM管のいずれかに記録されたカウントも蓄積された。これらの全方向カウントは、50MeV以上の陽子と4MeV以上の電子によるものだった。平行、垂直、全方向のカウント率は、通常の81.9秒のテレメトリシーケンスの連続中に、40秒間の蓄積間隔で得られた。したがって、どのカウント率も5.46分ごとに1回、40秒間測定された。[9]
ファラデーカップ
エクスプローラー 21 号に搭載された5 要素ファラデー カップは、130 eV から 265 eV の電子と、40 eV から 90 eV、95 eV から 230 eV、260 eV から 650 eV、700 eV から 2000 eV、1700 eV から 5400 eV の 5 つのエネルギー ウィンドウのイオンを計測しました。5.46 分間隔ごとに、0.16 秒間隔で、各エネルギー ウィンドウの 22 個の使用可能な瞬間電流サンプルが記録されました。衛星のスピン面からの角度変化に関する情報を得るために、2 つのコレクター プレートが使用されました。2 つのプレートの電流の合計と差、および最大電流の方向が遠隔計測されました。二次電子の影響は排除されておらず、地球のプラズマ圏内では非常に重要である可能性があります。[10]
フラックスゲート磁力計
2台の単軸フラックスゲート磁力計はそれぞれ、±40nTのダイナミックレンジを持ち、5.46分ごとに6回の4.8秒間隔で磁場を30回サンプリングした。検出器の感度は±0.25nT、デジタル化の不確実性は±0.40nTであった。フラックスゲート磁力計の校正にはルビジウム蒸気磁力計が使用されたが、独立した有用なデータセットは生成されなかった。磁力計は衛星の耐用年数を通じて正常に機能した。[11]
電離箱とガイガー・ミュラー計数管
この実験は、地磁気に捕捉された粒子のフラックスを測定するように設計されており、直径 7.6 cm のネーハー型電離箱と 2 つのアントン 223 ガイガー・ミュラー (GM) 管で構成されていました。電離箱は、それぞれ 1 MeV と 17 MeV を超えるエネルギーを持つ電子と陽子に反応しました。両方の GM 管は、宇宙船の回転軸と平行に取り付けられました。GM 管 A は、金箔で散乱された 45 keV を超える電子を検出しました。これらの電子の受容円錐は全角 61° で、その対称軸は宇宙船の回転軸と 59.5° の角度をなしていました。GM 管 A は、それぞれ 6 MeV と 52 MeV を超えるエネルギーを持つ電子と陽子に全方向に反応しました。GM 管 B は、宇宙船の外皮の穴を通して宇宙空間を直接観察しました。 GM 管 B の受容コーンの全角は 38° で、その対称軸は宇宙船の回転軸と平行でした。全方向的に、GM 管 B は、それぞれ 6 MeV と 52 MeV を超えるエネルギーの電子と陽子に反応しました。方向性的に、GM 管 B は、それぞれ 40 keV と 500 keV を超えるエネルギーの電子と陽子に反応しました。イオンチャンバーからのパルスは 326.08 秒間蓄積され、327.68 秒ごとに 1 回読み出されました。GM 管 A からのカウントは 39.36 秒間蓄積され、327.68 秒ごとに 6 回読み出されました。GM 管 B からのカウントは 39.36 秒間蓄積され、327.6 秒ごとに 5 回読み出されました。[12]
遅延電位分析装置
減速電位分析装置は 4 要素ファラデーカップでした。宇宙船のスピン軸に垂直に設置され、有効視野角は 5 sr でした。実験は 648 秒ごとに 4 つのモードでそれぞれ 5.2 秒間実行されました。2 つのモードでは、マイナス 5 V からプラス 15 V およびマイナス 5 V からプラス 45 V の範囲の減速電位について、イオンの 15 ステップ スペクトルが決定されました。他の 2 つのモードでは、電位の符号を変更することで、電子の同様の情報が得られました。この機器は二次電子汚染を経験しましたが、1965 年 4 月 5 日まで基本的に連続したデータを返しました。[13]
太陽風陽子
集電装置と電位計増幅器を備えた四球型静電分析装置は、入射プラズマの陽イオン成分を検出して分析し、その全体的な流れ特性を研究することを目的としていました。計画されていた惑星間物質の監視は、衛星が到達した遠地点が予想よりも低かったため達成されませんでした。陽子は、0.7 ～ 8 KeV の 12 のエネルギー チャネルで分析されました。この装置は衛星の赤道面に取り付けられ、この面では 15°、自転軸を含む面では 90° の視野角がありました。衛星の赤道面は、光学アスペクト センサーを使用して 3 つの連続したセクター (61°、95°、204°) に分割されました。1 つのセクターのピーク フラックスは、衛星の 1 回転につき 1 つの分析プレート電位で記録されました (ピーク フラックスが発生したセクター内の位置に関する情報は保持されませんでした)。12 回転後、すべてのエネルギー チャネルがスキャンされ、次のセクターでこのプロセスが繰り返されました。エネルギーとセクターの完全なスキャンは5.46分ごとに繰り返されました。機器は磁気圏プラズマを観測できなかったため、衛星が磁気圏内にあった時間に関するデータは取得されませんでした。このデータは磁気圏界面とバウショックの特定に役立つ可能性があります。[14]
結果
スピン速度と方向が計画値から大幅に逸脱し、遠地点が計画値の半分以下になったことで、データの有用性に悪影響が出た。それ以外では、宇宙船のシステムはうまく機能し、打ち上げ後の最初の4か月間と6か月間はほぼ完全なデータ伝送が行われた。その他の期間のデータ伝送は断続的で、最後の伝送は1965年10月13日に行われた。[7]エクスプローラー21号は1966年1月1日に崩壊した。[4]
参照
参考文献
- ^ 「ジョナサンの宇宙レポート」。2021年7月21日。 2021年11月7日閲覧。
- ^ 「1964年12月22日付アメリカ合衆国常駐代表から事務総長宛書簡」（PDF）。宇宙空間の平和利用委員会（64-28156） 。 2022年12月5日閲覧。
- ^ 「NASA'S YEAR」。Flight International 。 2018年6月9日閲覧。
- ^ abc 「軌道：エクスプローラー21号（IMP-B）1964-060A」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7日閲覧。
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- ^ 「Explorer-21 Satellite Falls Far Short Of Orbital Goal」。The Palm Beach Post。第56巻、第202号。UPI。1964年10月5日。8ページ。2024年1月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年6月9日閲覧– Newspapers.com経由。
- ^ 「Explorerシリーズの参考画像」 。 2021年7月4日閲覧。
- ^ ab 「ディスプレイ：エクスプローラー21（IMP-B）1964-060A」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：宇宙線の範囲とエネルギー損失」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：宇宙線」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：ファラデーカップ」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：フラックスゲート磁力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：イオンチャンバーとガイガー・ミュラーカウンター」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：遅延電位分析装置」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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：太陽風陽子」NASA。2021年10月28日。 2021年11月7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。