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 月周回軌道上のエクスプローラー49号 | |
| 名前 | RAE-B RAE-2 電波天文探査機2号 |
|---|---|
| ミッションタイプ | 電波天文学 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 1973-039A |
| SATCAT番号 | 06686 |
| ミッション期間 | 4年2ヶ月（達成） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラーXLIX |
| 宇宙船の種類 | 電波天文学探検家 |
| バス | レイ |
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター |
| 打ち上げ質量 | 330.2キログラム[1] |
| 寸法 | 直径92cm（36インチ）、 高さ79cm（31インチ） |
| 力 | 25ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1973年6月10日 14:13:00 UTC |
| ロケット | トールデルタ 1913 (トール 581 / デルタ 095) |
| 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 | 1973年6月10日 |
| ミッション終了 | |
| 破壊された | 1977年9月 |
| 最後の連絡 | 1977年8月[2] |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 月中心軌道[3] |
| ペリセレネ高度 | 1,053 km (654 マイル) |
| アポセレーネ高度 | 1,064 km (661 マイル) |
| 傾斜 | 55.70° |
| 期間 | 221.17分 |
| 月探査機 | |
| 軌道投入 | 1973年6月15日 07:21 UTC [2] |
| 楽器 | |
| インピーダンスプローブ ラピッドバースト受信機 ステップ周波数ラジオメーター | |
エクスプローラープログラム | |
エクスプローラー49号（電波天文学エクスプローラー2号、RAE-Bとも呼ばれる）は、1973年6月10日に長波電波天文学研究のために打ち上げられたNASAの328kg（723ポンド）の衛星である。長さ230m（750フィート）のX字型アンテナ素子を4つ備えており、史上最大級の宇宙船の一つとなった。[4]
ミッション
電波天文学探査機 B (RAE-B) ミッションは、RAE 衛星 2 機のうちの 2 機目でした。この衛星は月周回軌道に投入され、周波数範囲 25 kHz から 13.1 MHz にわたって惑星、太陽、銀河の電波天文学的測定を行いました。実験装置は、2 台の Ryle-Vonberg 放射計 (各 9 チャネル)、3 台の掃引周波数バースト受信機 (各 32 チャネル)、および較正用のインピーダンス プローブで構成されていました。BeCu 製の実験用アンテナ パッケージは、X 構成を形成する非常に長い進行波アンテナで構成されていました。上部の 229 m (751 フィート) の V アンテナは月から遠ざかるように向けられ、下部の 229 m (751 フィート) の V アンテナは月に向かって向けられ、37 m (121 フィート) のダイポール アンテナは月面と平行でした。また、平衡位置付近での宇宙船の振動を抑えるために、129メートル（423フィート）のボロン振動ダンパーブームシステムも使用されました。[5]
宇宙船
宇宙船の本体はアルミニウムとアルミニウムのハニカムで作られており、打ち上げ時の質量は 328 kg (723 ポンド)、月周回軌道上では 200 kg (440 ポンド) でした。直径 92 cm (36 インチ)、高さ約 79 cm (31 インチ) の切頂円筒形で、4 つの固定太陽電池パドルを備えていました。太陽電池アレイは 25ワットを生成し、ニッケルカドミウム電池に電力を供給する np 太陽電池でした。操縦システムは、ヒドラジン速度補正パッケージ、コールドガス 姿勢制御システム、および固体燃料月面投入モーターで構成されていました。データは、低出力 UHF/(400 MHz) 送信機を介してリアルタイムで地球に返送されるか、または搭載されたテープ レコーダーに保存されて高出力極超短波(UHF) 送信機 (400 MHz ) を介して地球に送信されました。2 台のテープ レコーダーがバックアップ ストレージを提供しました。超短波（VHF）送信機は、主に距離と距離速度の測定とバックアップとして機能しました。コマンドは、距離と距離速度システムの一部でもあるVHF（148MHz）受信機で受信されました。宇宙船の姿勢は、（1）太陽アスペクトシステム、（2）地平線センサーシステム、（3）パノラマ姿勢センサーシステムによって決定され、1°の精度でした。宇宙船は重力勾配方向に配置されていました（Z軸は局所的な垂直線と平行でした）。[5]
打ち上げ
エクスプローラー49号は、1972年のアポロ計画の終了後に打ち上げられ、月を直接調査することはなかったものの、 1994年のクレメンタイン宇宙船の打ち上げまで、アメリカの最後の月周回ミッションとなった。1973年6月10日14時13分00秒（UTC） 、デルタ1913号によってケープカナベラル宇宙基地LC-17Bから打ち上げられた。
軌道
エクスプローラー49号は、地球からの電波がエクスプローラー38号で発見されたほど大きな干渉とならないように、月周回軌道に投入された。 [6] 1973年6月11日に月への直線上昇軌道で打ち上げられ、1回の中間軌道修正を行った後、1973年6月15日午前7時21分（UTC）、固体遠地点キックモーターを20秒間点火した後、 [2]月周回軌道に投入され、1973年6月20日に運用を開始した。最初は37メートル（121フィート）ダイポールアンテナのみが展開され、この間、宇宙船は4rpmのスピン安定モードで運用され、スピン軸は宇宙船と太陽の直線に対して垂直な黄道面にあった。3週間後、ダイポールブームが引き込まれ、宇宙船の向きが変えられ、ロングVアンテナと秤動ダンパーが伸長し、ダイポールが再展開された。下部のV型アンテナは、飛行開始から16か月の間に183メートル（600フィート）まで延長され、1974年11月には全長229メートル（751フィート）まで延長された。月の軌道と電波源としての地球の位置により、観測には29.5日（月の朔望月）と24.8時間（地球の特定の地理的位置が月を通過する連続スキャンの間隔）の周期性が課せられた。[5]
実験
すべての実験の 主任研究者はロバート・G・ストーン博士でした。
インピーダンスプローブ
- この実験は上部のVアンテナを検査するための工学実験であり、飛行初期のアンテナ特性の定期的な確認にのみ使用された。[7]
ラピッドバースト受信機
バースト受信機 (BR) は、32 チャンネルのステップ周波数 (25 kHz ～ 13.1 MHz) 受信機で、7.68 秒ごとに各周波数で 1 つのサンプルを取得しました。1 つの受信機 (BR-1) は上部の V アンテナに接続され、もう 1 つの受信機 (BR-2) は下部の V アンテナに接続されました。3 つ目のバースト受信機はダイポール アンテナに接続されていましたが、飛行開始から 1 週間で故障し、有意なデータは得られませんでした。V アンテナの各半分の給電点の RF 電圧は、広帯域の高インピーダンス プリアンプによってサンプリングされ、プリアンプの出力はバラン トランスで結合されてバースト受信機に供給されました。各バースト受信機は、1 組の冗長 IF 増幅器と検出器で構成され、これらは共通の水晶制御局部発振器とミキサーのセットを共有していました。一度に電源がオンになる IF ストリップは 1 つだけで、もう 1 つはバックアップ システムとして使用されました。バースト受信機の入力にあるローパス フィルタは、21.4 MHz の中間周波数の強い信号が IF ストリップに入るのを防いでいます。各受信機の IF 帯域幅は水晶制御で 20 kHz、検出後の積分時間定数は 6 ms です。各バースト受信機にあるサーミスタは受信機の周囲温度の測定値を提供し、この情報は 19.7 分ごとに遠隔測定されるハウスキーピング データに含まれていました。また、通常のアンテナ信号測定シーケンスは 19.7 分ごとに 1.28 分間中断され、各バースト受信機に較正ノイズ ソース信号が注入されて、長期的なゲイン安定性がチェックされました。バースト受信機の全ダイナミック レンジは約 60 dBで、検出器電子機器のロジック回路によって 2 つの 30 dB 範囲に分割されました。遠隔測定の量子化ステップ サイズによる入力信号レベル分解能の限界は約 0.3 dB でした。プリアンプ入力の飽和レベル信号により、無線周波数増幅器で相互変調積が生成されることがよくあり、これがテレメータ測定データで広帯域信号として現れました。この問題は、地球磁気圏からの強力なキロメートル波長放射が 200 ～ 300 kHz の範囲の周波数で観測されたときに最も深刻でした。BR-1 は BR-2 よりも 6 ～ 10 dB 相互変調問題の影響を受けにくかったです。BR-1 の局部発振器回路の故障のため、チャネル 4 (55 kHz) と 12 (210 kHz) は使用可能なデータを提供しませんでした。各軌道の一部が月の影に入っていた期間中、V アンテナ ブーム全体の温度勾配の周期的な変化によりブームのシザーモード振動が発生しましたが、これは宇宙船が 100% の太陽光下にあるときには発生しませんでした。この効果は、約 50 分間 (シザーモード期間) 続き、月の第 1 および第 5 影期間には上部 V アンテナで最も顕著になり、第 2 および第 3 影期間には下部 V アンテナで最も顕著になりました。[8]
ステップ周波数放射計
Ryle-Vonberg (RV) 受信機は、ゲインと帯域幅の変化に比較的影響を受けない測定を提供するように設計されました。受信機は 2 つあり、RV-1 は上部の V アンテナに接続され、RV-2 は下部の V アンテナに接続されました。ラジオメーターの有効帯域幅は 40 kHz で、検出後の時間定数は 0.1 秒でした。粗い出力チャネルは統合サーボ ループ エラー信号から取得され、細かい出力チャネルはアンテナ信号と一致するために必要なノイズ ソース出力から取得されました。細かいチャネルの時間定数は 0.5 秒でした。受信機内にあるサーミスタが周囲温度を測定し、ハウスキーピング データで 19.7 分ごとに遠隔測定されました。受信機は 0.45 MHz から 9.18 MHz までの 9 つの周波数で動作しました。各周波数は 15.4 秒間選択され、その後次の周波数に進みます。この間に、8 つの粗いサンプルと 2 つの細かいサンプルが取得されました。 8つの粗いサンプルのうち、最初のものは周波数切り替え後に受信機が安定するのに十分な時間が経過していなかったため、信頼性が低かった。[9]
ミッション終了
1977年8月に連絡が途絶え、探査機はその後しばらくして墜落したとみられる。[5]
参照
参考文献
- ^ 「エクスプローラー49」(PDF) . NASA . 2022年11月30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 「Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016」（PDF）。NASA History Program Office。2018年。 2021年11月16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。
- ^ 「軌道：エクスプローラー49号（RAE-B）1973-039A」NASA。2022年10月28日。 2024年8月3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。
- ^ Gunter Dirk Krebs (2020年4月8日). “RAE B (Explorer 49)” . 2021年11月16日閲覧。
- ^ abcd 「ディスプレイ：エクスプローラー49（RAE-B）1973-039A」NASA。2022年10月28日。 2024年8月3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。
- ^ Alexander, JK; Kaiser, ML; Novaco, JC; Grena, FR; Weber, RR (1975). 「Radio-Astronomy-Explorer-2衛星の科学計測装置」.天文学と天体物理学. 40 (4): 365.書誌コード:1975A&A....40..365A.
- ^ 「実験：インピーダンスプローブ」NASA。2021年10月28日。 2021年11月16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：ラピッドバースト受信機」NASA。2021年10月28日。 2021年11月16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：ステップ周波数放射計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月16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
- Astronautix.com の電波天文学探検家に関するページ
- RAE-B (Explorer 49) に関する国立宇宙科学データセンターのページ
- デルタ-95、RAE-B 運用概要
- 月探査ミッションの打上げ機会の獲得について（RAE-Bミッションの打上げ・軌道計画に関する報告書）
- RAE-B アンテナアスペクトシステム (エクスプローラー 49 のアンテナ展開を確認するために使用されたカメラシステムに関するレポート)
- RAE-B アンテナ アスペクト プロセッサ (RAE-B カメラ システムの処理ハードウェアに関するレポート)
- RAE-B宇宙船を用いた月周回軌道での重力勾配力学実験の提案
- 電波天文探査衛星2号の科学機器