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 エクスプローラー32号衛星 | |
| 名前 | AE-B 大気圏探査機B |
|---|---|
| ミッションタイプ | 地球科学 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 1966-044A |
| SATCAT番号 | 02183 |
| Webサイト | エクスプローラー32 |
| ミッション期間 | 10か月（達成） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラー XXXII |
| 宇宙船の種類 | 大気圏探査機 |
| バス | AE |
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター |
| 打ち上げ質量 | 224.5 kg (495 ポンド) |
| 力 | 銀亜鉛電池と 太陽電池 |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1966年5月25日 14:00:00 GMT |
| ロケット | トールデルタ C1 (トール 436 / デルタ 038) |
| 発射場 | ケープカナベラル、LC-17B |
| 請負業者 | ダグラス・エアクラフト・カンパニー |
| 入隊 | 1966年5月25日 |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 1967年3月 |
| 減衰日 | 1985年2月22日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[1] |
| 政権 | 低軌道 |
| 近地点高度 | 276 km (171 マイル) |
| 遠地点高度 | 2,725 km (1,693 マイル) |
| 傾斜 | 64.67° |
| 期間 | 116.00 分 |
| 楽器 | |
| 電子温度と密度 イオン質量分析計 中性粒子磁気質量分析計 圧力計 衛星抗力大気密度 | |
| 大気圏探査機 | |
エクスプローラー32号は、大気圏探査機B（AE-B）としても知られ、 [2]アメリカ航空宇宙局（NASA）が地球の高層大気を調査するために打ち上げた衛星である。 1966年5月25日、ケープカナベラルからデルタC1ロケットで打ち上げられた。5機の「大気圏探査機」のうち2機目で、最初の機はエクスプローラー17号だった。ロケットの第2段の故障により予想よりも高い軌道に乗せられたが、エクスプローラー32号は突然の減圧により故障するまで10か月間データを送り続けた。衛星は1985年2月22日に大気圏に再突入した。 [2]
背景
エクスプローラー32号は、ゴダード宇宙飛行センター[3]によって、上層大気の温度、組成、密度、圧力を直接測定するために、エクスプローラー17号と非常によく似た後継機として建造されました。 [4]以前の衛星との主な違いは、データ保存用のテープレコーダー、搭載バッテリーを充電するための太陽電池、衛星の回転を安定させるための磁気トルカー、軌道上での衛星の向きを感知するための3軸フラックスゲート磁力計が追加されたことです。 [3]
宇宙船
エクスプローラー32号は、直径0.889メートル（2フィート11インチ）の真空密閉されたステンレス鋼の球体でした。イオン 分光計1台、中性質量分析計2台、マグネトロン密度計3台、静電プローブ2台を搭載していました。衛星が13の地上局のいずれかの範囲内にいないときに取得したデータは、テープレコーダーに保存されていました。衛星の外部に取り付けられた銀亜鉛電池と太陽電池アレイで電力が供給されていました。 [2]
実験
電子温度と密度
この実験の目的は、掃引電圧電子プローブを用いて10.E3から10.E6電子/ccまでの電子温度と密度の分布を測定することであった。 [5]
イオン質量分析計
この実験は、時間、場所、太陽活動、地磁気活動の関数として、 上層電離層内のイオン種（主に原子状水素、ヘリウム、窒素、酸素）の濃度を記述するために設計されました。
分光計センサーは、5 mm のグリッド間隔を持つ 5-3 サイクルのセラミック チューブと外部ガード リング アセンブリで構成されていました。3.7 MHz と 9.0 MHzの 2 つの RF 周波数が、イオン質量範囲 12 ～ 19、および 1 と 4 原子質量単位 (u) をカバーする台形スイープ電圧で使用され、上側電離層の主なイオン成分を確実に検出しました。実験の起動は、208 秒間の 1 回の完全な質量スキャンと、それに続くスイープ電圧のリサイクルと高質量範囲の 2 回目の測定で構成されていました。停止電位とガード リング電位によって分光計の感度が制御され、各電圧は地上から制御可能でした。分光計に到達するイオン電流は、粒子感度範囲が約 10 x 1.E6 イオン/cc の一連の 5 ディケード増幅器によって測定されました。自動較正器は、電源投入時に 1 回機能し、2 つの既知の信号を増幅システムとスイープ モニターに供給します。増幅特性は、これらのパルスに対する応答から計算されます。分光計のチューブは、ほぼ球形の宇宙船の赤道上に取り付けられました。宇宙船の回転周期と姿勢は磁気的に制御され、回転軸は軌道面に対して基本的に垂直に保たれ、その結果、分光計のオリフィスは 1 回転ごとに衛星の速度ベクトルと一直線になりました。回転速度は 29 ±1 rpmでした。質量範囲は回転周期に比べてゆっくりとスキャンされたため、イオン スペクトルの各ピークは回転周波数で変調され、イオン電流の最大値は、分光計の軸と速度ベクトルの間の角度が最小のときに発生しました。 [6]
中性粒子磁気質量分析計
285 km (177 マイル) から 1,000 km (620 マイル) の間の中性 (非荷電) 大気の組成を測定するために、2 台の二重収束磁気質量分析計が使用されました。1 台は球状衛星の赤道上に自転軸に垂直に取り付けられ、もう 1 台は衛星の上部に自転軸に平行に取り付けられました。中性粒子は電子衝撃によってイオン化され、機器の分析部で質量電荷比 (M/Q) に従って分離されました。7 種類のイオン種ごとに 1 つのコレクター カップがありました。100 倍異なる 2 つの感度範囲を持つ電位計増幅器が、7 つのコレクターを順番にサンプリングしました。特定の質量および感度範囲での滞留時間は 2.4 秒でした。1 サイクルの 15 ステップ (2.4 秒) のうち最初の 4 ステップは、電位計のゼロ ドリフトの修正と、低感度および高感度のゼロ レベルの記録に費やされました。その後、イオン電流は、M/Q が 2 (分子状水素)、4 (ヘリウム)、14 (原子状窒素) の高感度で測定され、M/Q が 28 (分子状窒素)、32 (分子状酸素)、16 (原子状酸素)、18 (水蒸気) の高感度と低感度で測定されました。1 回の完全なサイクルの時間は 36 秒でした。実験は 4 分間隔で動作するように設計されており、その間、地上局の範囲内にある場合はリアルタイム データが返され、テープ レコーダーが利用可能になるまでデータが保存されます。[7]
圧力計
それぞれ独自の高電圧電源と出力電位計を備えた冷陰極マグネトロン型密度計（レッドヘッド電離計）3台が飛行し、高度、時間、緯度、太陽活動および地磁気活動の関数として中性大気の密度を測定した。1台の計器はNRC-528、他の2台は異なる起源を反映してGCA-R5と命名された。衛星赤道上には各名称の計器が1台ずつ搭載され、3台目は赤道上方55°に搭載された。金属セラミック製のGCA-R5計器は、約0.1 Tの内部磁場を持ち、陽極に放射性物質が堆積されているため、陽極電位を3500ボルトに固定した状態で低大気密度（10.E-17 g/cc未満）で動作することができる。赤道上に搭載されたGCA-R5計器は、線形範囲で切り替え可能な電位計出力を備え、高解像度の電流測定値が得られた。残りの2つのゲージの出力は対数電位計を介して行われた。すべての電位計は電源投入ごとに1回校正された。測定の時間分解能は2秒で、これは衛星の回転周期に等しく、軌道に沿った6km（3.7マイル）の空間分解能に相当した。[8]
衛星抵抗大気密度
エクスプローラー32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実験者によって選択された。この実験は打ち上げ前に計画された。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た。この実験により、合理的な密度値を決定することに成功した。[9]
ミッション
エクスプローラー32号は、1966年5月25日14:00:00 GMTにLC-17BからトールデルタC1ロケットで打ち上げられた。[10]第2段は指令通りに停止せず、燃料が尽きるまでさらに8秒間継続した。その結果、衛星は意図したよりもはるかに高い遠地点軌道に到達した（750 km（470マイル）に対して1,688 km（1,049マイル））。同様のオーバースラストは、TIROS-9とGEOS-Aの打ち上げでもトールデルタで発生していた。[11]それでも、衛星は使用可能なデータを返した。[12]
2つの分光計のロジックの電子的な故障により、1つの機器は軌道上でわずか4日後に、もう1つは7日後に故障したが[7] 、それまでは良好なデータが受信されていた。[13] : 11
エクスプローラー32号はその後10ヶ月間、他の実験からのデータを送り返したが、その時点で減圧に見舞われ、バッテリーが故障した。[2] NASAは原因を隕石の衝突か宇宙船の外装の溶接部の破裂と断定した。3月3日、電子温度プローブの1つが機能しなくなったが、もう1つのプローブとイオン質量分析計は3月22日まで正常に動作した。プローブは3月26日に音信不通となり、地上支援は3月31日に終了した。[13] : 92
衛星は1985年2月22日に地球の大気圏に再突入した。[14]
結果と遺産
エクスプローラー32号は、すべてのミッション目的を達成し、1966年12月に成功が宣言された。衛星データに基づく論文は、1967年4月17日から20日にワシントンDCで開催されたアメリカ地球物理学連合の会議で初めて発表され、追加の結果は7月にロンドンで開催されたCOSPAR会議で報告された。[13] : 92
イオン質量分析計のデータは、13 の地上局でリアルタイムに取得され、遠隔地では宇宙船のテープレコーダーを使用して取得されました。衛星の有効寿命は 10 か月で、軌道面は 5.5 か月ごとに 1 回転するため、ほぼ 2 日周期にわたる大気の日周変動を地球全体で調査することができました。取得されたデータを使用して、(1) 大気イオン組成の日周および季節変動、(2) 大気風が原子水素-原子酸素イオン遷移レベルに与える影響、(3) 熱圏原子水素の密度と時間的変動、(4) 中緯度トラフ領域におけるイオン組成の高度変動など、いくつかの研究が行われました。搭載された機器は、軌道上地球物理観測衛星(OGO) シリーズに搭載されたイオン分光計と設計が類似していました。[6]
衛星による中性粒子と電子密度の測定は、熱圏F領域の重力波が電子密度の波状構造に部分的に関与していることを直接証明した。 [15]
衛星が近地点付近にあるとき、地上のベーカー・ナン・カメラのネットワークによって観測され、無線とレーダーによって追跡された。大気抵抗による衛星軌道の変化を測定することにより、エクスプローラー17から得られたモデルは、主に較正エラーのために35％ずれていたことが判明した。このように、エクスプローラー32は高度約260km（160マイル）の空気密度のマップを大幅に改善した。この情報は、同時に軌道に乗っていた米国空軍衛星OV3-2のデータセットと組み合わせることで、さらに有用であることが証明された。[16]
参照
参考文献
- ^ 「軌道：エクスプローラー32号（AE-B）1966-044A」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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。
- ^ abcd 「ディスプレイ：エクスプローラー32（AE-B）1966-044A」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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。
- ^ ab William R. Corliss (1967). 科学衛星. ワシントンDC: NASA科学技術情報部、技術利用局、pp. 711–3 . 2020年5月11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。
- ^ “Atmosphere and Earth Sciences”. planet4589.org . 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年3月22日閲覧。
- ^ 「実験：電子温度と密度」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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。
- ^ ab 「実験：イオン質量分析計」。NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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。
- ^ ab 「実験：中性粒子磁気質量分析計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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：圧力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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。2021年10月28日。 2021年11月10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。
- ^ マクドウェル、ジョナサン。「打ち上げログ」。ジョナサンの宇宙レポート。 2021年5月24日閲覧。
- ^ 「エクスプローラー32号が高度楕円軌道に入る」。Aviation Week and Space Technology。McGraw Hill Publishing Company。1966年5月30日。30ページ。 2021年5月24日閲覧。
- ^ 「Explorer 32 Returning Useful Data」。Aviation Week and Space Technology。McGraw Hill Publishing Company。1966年5月30日。30ページ。 2021年5月24日閲覧。
- ^ abc 「航空宇宙工学、1967年」（PDF）。NASA 。 2021年12月21日閲覧。
- ^ マクドウェル、ジョナサン（2021年7月21日）。「衛星カタログ」。ジョナサンの宇宙レポート。 2021年11月10日閲覧。
- ^ PL Dyson ; GP Newton; LH Brace (1970 年 6 月 1 日)。「エクスプローラー 32 衛星からの中性および電子密度波構造の現場測定」。Journal of Geophysical Research。75 ( 16): 3200–3210。Bibcode : 1970JGR ....75.3200D。doi : 10.1029/JA075i016p03200。
- ^ 「ディスプレイ: OV3-2 1966-097A」NASA。2021年10月28日。 2021年11月10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
- NSSDC マスターカタログ表示: 宇宙船: AE-B