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 エクスプローラー7号衛星 | |
| 名前 | NASA S-1A |
|---|---|
| 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） |
| ハーバード指定 | 1959 イオタ 1 |
| コスパーID | 1959-009A |
| SATCAT番号 | 00022 |
| ミッション期間 | 1年10ヶ月10日（達成） 64年11ヶ月18日（軌道上） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラー VII |
| 宇宙船の種類 | 科学探検家 |
| バス | S-1A |
| メーカー | ジェット推進研究所 |
| 打ち上げ質量 | 41.5 kg (91 ポンド) |
| 寸法 | 76 × 76 cm (30 × 30 インチ) |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1959 年 10 月 13 日、グリニッジ標準時 15 時 30 分 04 秒[1] |
| ロケット | ジュノー II (AM-19A) |
| 発射場 | ケープカナベラル、LC-5 |
| 請負業者 | 陸軍弾道ミサイル局 |
| 入隊 | 1960年10月13日 |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 1961年8月24日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[2] |
| 政権 | 低軌道 |
| 近地点高度 | 573 km (356 マイル) |
| 遠地点高度 | 1,073 km (667 マイル) |
| 傾斜 | 50.27° |
| 期間 | 101.38分 |
| 楽器 | |
| 地上ベースの電離層 重一次宇宙線 微小隕石 太陽X線とライマンアルファ放射線 熱放射線 捕捉放射線と太陽陽子 | |
エクスプローラープログラム | |
エクスプローラー7号は、1959年10月13日15時30分04秒（グリニッジ標準時）[1]に、ケープカナベラル空軍基地（CCAFS）からジュノーIIロケットによって573×1,073km（356×667マイル）、軌道傾斜角50.27°の軌道に打ち上げられたNASAの衛星である。[2]太陽X線とライマンアルファ線フラックス、捕捉された高エネルギー粒子、および重い一次宇宙線を測定するように設計された。副次的な目的には、微小流星体貫通、分子スパッタリングに関するデータ収集、地球大気熱バランスの研究などが含まれていた。 [3]
衛星の説明
スピン安定化衛星の外部構造は、円筒形のアルミニウム製中央部で結合された 2 つの円錐台形のグラスファイバー製シェルで構成されていました。宇宙船は、赤道部で幅 76 cm (30 インチ)、高さ約 76 cm (30 インチ) で、ペイロードの質量は約 41.5 kg (91 ポンド) でした。宇宙船は、上部シェルと下部シェルの両方に取り付けられた約 3000 個の太陽電池で電力を供給されていました。適切なスピン速度を維持するため、外皮近くの赤道部に配置された 15 個の充電式ニッケルカドミウム電池によって追加の電力が供給されていました。2 本の交差ダイポール (1 W、20 MHz) テレメトリ アンテナが中央部から外側に突き出ており、追跡用の 108 MHz アンテナが下部シェルの底部に取り付けられていました。
中央部の周囲には、熱放射測定用のボロメータ5 台と硫化カドミウム微小流星体検出セル 3 台が設置されていた。円筒形の電離箱 (フッ化リチウム窓) とベリリウム窓の X 線室が上部円錐の反対側に設置され、宇宙線ガイガーカウンターが最上部に設置されていた。一次宇宙線電離箱は上部円錐の中央部に設置されていた。通信と追跡は、2 か月間動作するように設計された 108 MHz 送信機 (15 mW) と、約 1 年後に停止するように設計された太陽電池で駆動する 20 MHz 送信機 (600 mW) によって提供された。[3]
実験
地上電離層
全トランジスタのビーコンテレメトリ送信機は、基本周波数 19.9915 MHzで動作していました。太陽電池と充電式ニッケルカドミウム電池で駆動するこの送信機は、基本周波数で 660 mW の電力を供給しました。また、39.9830 MHz と 59.9745 MHz で第 2 および第 3 高調波 (各 15 mW) を放射しました。ビーコン受信機は、ワシントン DCとイリノイ州シカゴに設置されていたことが分かっています。衛星と地上局間のビーコン信号特性の変化を解釈すると、水平方向の寸法が 5 km (3.1 mi) から 500 km (310 mi) で、一日中不規則性が存在することがわかりました。データは 16 か月間にわたって受信されました。[4]
重い一次宇宙線
この実験は、剛性範囲 1 から 15.5 GVの重い一次宇宙線の全方向フラックスを測定するために設計された。原子番号 Z >5、Z >8、および Z >15 の粒子は、各入射粒子がパルスを生成する電離箱によって個別にカウントされた。パルス振幅は、入射粒子のエネルギーとは実質的に独立していたが、その Z 値の 2 乗に比例していた。3 つの計数率はそれぞれ 15 秒ごとに測定された。実験は、打ち上げから 1959 年 10 月 25 日まで計画どおりに実行された。1959 年 10 月 25 日から 1960 年 5 月 31 日までの期間に取得されたデータの約 80% が有用であり、ほとんどの問題は最低 Z モードで発生した。1960 年 5 月 31 日以降は、有用なデータはほとんど取得されなかった。[5]
微小隕石
微小隕石の貫通と分子スパッタリングを測定するために、 3 つの光伝導性硫化カドミウムセルが使用された。3 つのセルは設計と有効面積 (18 平方 mm) が同一で、衛星の赤道上のマグネシウム板に取り付けられ、衛星の回転軸に対して垂直に外側を向いていた。実験は、微小隕石、閉じ込められた放射線、スパッタリングの宇宙環境にさらされ、38 日間の活動期間を過ごした。実験の一部として含まれていた 3 つのセルとサーミスタは正常に動作した。1 つのセルは、16 日目に直径約 10 ミクロンの粒子によって貫通された。[6]
太陽X線とライマンアルファ放射線
太陽 X 線およびライマン アルファ放射は、エクスプローラー 7 号衛星の二重円錐構成の上部の反対側に取り付けられたガス電離箱によって測定されました。強度は、太陽 X 線およびライマン アルファ放射の長期履歴を取得し、それらを地球の大気の反応と相関させるために監視されました。2 つの X 線検出器 (深さ 2.5 cm (0.98 インチ)) にはアルゴン ガスが充填され、ベリリウム ウィンドウ (0.021 g/平方 cm) が取り付けられていたため、2 ～ 8 Aの範囲の X 線に対する感度が得られました。ライマン アルファ検出器 (反対側) は、一酸化窒素ガスが充填された円形電離箱 (直径 1.9 cm (0.75 インチ)) で、フッ化リチウムウィンドウが取り付けられていました。感度は 1050 ～ 1350 A の範囲でした。しかし、ヴァン・アレン放射線（150keV電子）による検出器回路の飽和とフィードバック増幅器の電子的な問題の両方のために、データを入射太陽放射線の観点から解釈することは不可能でした。[7]
熱放射
エクスプローラー 7 号の熱放射実験は、地球大気システムの原動力をより深く理解するために、入射および反射する太陽の紫外線放射と地上の赤外線放射を測定するように設計された。主な計器は、特別にアルミニウムでコーティングされた鏡から熱的に絶縁されているが、そのすぐ近くにある中空の銀色の半球の形をした 5 つのボロメータで構成されていた。そのため、半球は宇宙で孤立した球体のように動作した。半球のうち 2 つは黒色コーティングされており、太陽放射と地上放射にほぼ同じように反応した。白色コーティングされた 3 つ目の半球は、太陽放射よりも地上放射に対してより敏感であった。金の金属表面を持つ4 つ目の半球は、地上放射よりも太陽放射に対してより敏感であった。直射日光から保護された 5 つ目の半球は、反射した太陽光を測定するために使用された。温度を測定するために、各半球の上部にガラスでコーティングされたビーズ サーミスタが取り付けられていた。 4回の温度観測と1つの基準サンプルの測定には30秒かかりました。したがって、各軌道で約180回の温度測定が行われました。実験は成功し、打ち上げから1961年2月28日まで使用可能なデータが得られました。[8]
注目すべきことに、この衛星には、ロバート・ペアレントの協力を得て改良されたヴェルナー・E・スオミ博士の平板放射計も搭載されており、宇宙から初めて地球の放射収支を測定し、衛星による気候研究の時代を切り開いた。この衛星は、 「地球に反射された太陽放射と地球から放射される赤外線」の初めての大まかな地図を作成した。 [9]
スオミは、地球の熱バランスに関する衛星観測と、ネットフラックスラジオゾンデで測定された大気冷却率の両方を使用して、放射された太陽エネルギーの吸収において雲が果たす重要な役割を確立しました。これらの観測により、地球のエネルギー収支は、雲、表面アルベド、およびその他の吸収成分の影響により大幅に変化することがわかりました。これらの機器を使用して、スオミと彼のチームは、地球が当初考えられていたよりも多くの太陽エネルギーを吸収していることを発見し、地球の熱収支の季節変化を測定および定量化できることを実証しました。エクスプローラー7号は、ヴァンアレン放射線帯の背景放射によってセンサーが飽和していたため、太陽X線を検出できませんでした。[10]
捕捉された放射線と太陽陽子
2台の全方向性ガイガーカウンター（アントン302と112）を使用して、宇宙線の総強度、地磁気に捕捉された粒子線、太陽陽子の包括的な空間的および時間的モニタリングを実施しました。検出器は陽子（E >20 MeV）と電子（E >30 keV）に敏感でした。実験は、1960年9月と10月の短い期間を除いて、打ち上げから1961年2月28日まで順調に動作しました。[11]
打ち上げ
打ち上げは当初 1959 年 9 月下旬に予定されていたが、隣接する発射台で行われた木星の IRBM試験が打ち上げ直後に失敗し、飛散した破片がエクスプローラー 7 号の打ち上げロケットに衝突したため、ミッションは 1 週間延期された。しかし、ブースターの損傷は軽微で、簡単に修復できた。
エクスプローラー7号は、1959年10月13日15時31分（グリニッジ標準時）、ジュノーIIに乗せられ、大西洋ミサイル実験場から573×1,073km（356×667マイル）の軌道に打ち上げられた。1960年6月16日、NASAは、第2送信機の4つの周波数変調サブキャリアのうち1つが不安定になり、7つの実験のうち3つで送信されていた情報がもはや理解不能になったと発表した。追跡ビーコンは1959年12月5日に送信を停止した。1960年9月時点で、軌道は554×1,083km（344×673マイル）、傾斜角は50.3°、周期は101.2分であった。有用なリアルタイムデータは、打ち上げから1961年2月まで、そして1961年8月24日まで断続的に送信された。宇宙船は放射線と磁気嵐に関する重要な地球物理学的情報を提供し、内部温度を制御する方法を実証し、飛行中のセンサーによる最初の微小隕石の貫通を記録し、大規模な気象パターンを検出した。[3]
ミッションの結果
1961年2月まで継続的にデータを送信し、1961年8月24日に停止した。
2024年現在も[アップデート]軌道上にある。[12]
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2日閲覧。
- ^ ab 「軌道：エクスプローラー7号（1959-009A）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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 「ディスプレイ：エクスプローラー7号（1959-009A）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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：地上電離層」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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：重い一次宇宙線」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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：微小隕石」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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X線とライマンアルファ放射線」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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：熱放射」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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。
- ^ キダー、SQ;フォンダーハール、TH (1995)。衛星気象学: 入門。エルゼビアサイエンス。 p. 2.ISBN 978-0-08-057200-0. 2020年10月5日閲覧。
- ^ 「太陽物理学における重要な成果 1958-1964」ワシントン DC: NASA。1966 年、63 ページ。 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：捕捉された放射線と太陽陽子」NASA。2021年10月28日。 2021年11月2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。
- ^ “US Space Objects Registry”. 2007年10月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年11月2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。