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 エクスプローラー8号衛星 | |
| 名前 | S-30 NASA-S30 |
|---|---|
| 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 | 1960年 西暦1960年 |
| コスパーID | 1960-014A |
| SATCAT番号 | 00060 |
| ミッション期間 | 54日（達成） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラーVIII |
| 宇宙船の種類 | 科学探検家 |
| バス | S-30 |
| メーカー | ジェット推進研究所 |
| 打ち上げ質量 | 40.88 kg (90.1 ポンド) |
| 寸法 | 76 × 76 cm (30 × 30 インチ) |
| 力 | 100ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1960年11月3日 05:23:10 GMT |
| ロケット | ジュノー II (AM-19D) |
| 発射場 | ケープカナベラル、LC-26B |
| 請負業者 | 陸軍弾道ミサイル局 |
| 入隊 | 1960年11月3日 |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 1960年12月27日 |
| 減衰日 | 2012年3月28日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[1] |
| 政権 | 中軌道 |
| 近地点高度 | 416 km (258 マイル) |
| 遠地点高度 | 2,286 km (1,420 マイル) |
| 傾斜 | 49.9° |
| 期間 | 112.7分 |
| 楽器 | |
| 電界計 イオントラップ ラングミュアプローブ 微小隕石マイクロフォン 微小隕石光電子増倍管 RFインピーダンス 衛星抵抗 大気密度 | |
エクスプローラープログラム | |
エクスプローラー8号は、1960年11月3日に打ち上げられたNASAの研究衛星でした。[ 2]高度400km（250マイル）から1,600km（990マイル）の電離層における電子密度、電子温度、イオン濃度、イオン質量、微小隕石の分布、微小隕石の質量の時間的・空間的分布と、完全な太陽光の状態から完全な影、つまり夜間の状態までのそれらの変化を研究することを目的としていました。[3]
宇宙船
エクスプローラー8号は、水銀電池で動く40.88kg（90.1ポンド）の衛星だった。ペイロードは、円筒形の赤道に底面が取り付けられた2つの円錐台の形をしていた。外殻はアルミニウムで、直径76cm（30インチ）、高さ76cm（30インチ）だった。108.00MHzの送信機は平均出力100mWで、電池パックの寿命（54日間）の間機能した。データシステムには、リアルタイム送信による連続動作からなるテレメトリが含まれていた。太陽電池表面の非対称充電による実験への影響を避けるため、太陽電池は使用されなかった。[3]
実験
実験装置には、無線周波数（RF）インピーダンスプローブ、イオン電流モニター、減速電位プローブ、2要素および3要素電子温度プローブ、電子電流モニター、光電子増倍管型およびマイクロフォン型微小隕石検出器、電界計、太陽地平線センサー、サーミスタ温度プローブが含まれていました。電子とイオンの濃度を同時に測定することで、媒体の中性性の問題を解決しました。[3]
電界計
回転シャッター型電界計が衛星の回転軸の前端に取り付けられ、衛星とプラズマ シースの相互作用によって衛星表面に蓄積される電荷の分布を測定しました。この計は、ブラシによって衛星表面に接地された露出した 4 枚羽根のモーター駆動シャッター (ローター) と、そのすぐ後ろに配置され、ローターと同じ構成の 4 枚羽根のステーターまたはセンサーで構成されていました。抵抗負荷を介して接地されたステーターは、7500 rpmのローターによって交互に露出およびシールドされていました。計の露出面は金メッキされていました。ローターとステーターの間隔は 3 mm でした。実験では大きな電力 (3 W) が必要であったため、地上から電源を入れました。2 分間の動作後、実験はコマンド プログラム モジュールによって自動的にオフになりました。宇宙船と環境との間の昼間の総電位差は、媒体の電子密度が約1.E4電子/ccのときに0.15Vであることがわかりました。電子密度が約1.E3電子/ccの遠地点では、電位が逆転し、数十分の1ボルトのプラスになりました。[4]
イオントラップ
平行平面グリッドとコレクターを備えた、電気的に絶縁されたフラッシュマウント式平面イオントラップ 4 台を使用して、入射陽子、電子、その他の荷電粒子、およびコレクターから放出される光電子の合計電流を測定しました。接地された単一のグリッドと正にバイアスされたコレクターを追加することで、衛星姿勢の関数として電子電流を測定できました。また、この実験では、宇宙船の平衡電位と外部電子温度を測定するために、グリッドを -1.2 ～ +8 V でスイープすることができました。接地された外部グリッドとコレクターの間に 2 つ目のグリッドを追加することで、2 つの 3 要素プローブで正イオンと電子の電流を測定できるようになりました。1 つのプローブは、内側グリッドが -15 V で、外部電子をはじき、内部光電子を抑制しながら、入射する正イオンを収集しました。2 番目のプローブは、内側グリッド バイアスが +25 V で、入射電子フラックスと、抑制されていない光電子放出電流を測定しました。この実験の結果は、衛星のデコミュテーション方式が貧弱で機械処理が不可能だったため、限られたものであった。意味のある信号シーケンスの手動認識が体系化され、この情報の限られた量が実験から得られた全観測データを構成した。[5]
ラングミュアプローブ
電子温度を直接測定するため、衛星には 2 種類の電子温度プローブが搭載されていました。これらはどちらもラングミュア プローブの単純な改良版です。プローブの 1 つは 2 つのモードで動作しました。最初のモードでは、アパーチャ グリッドを宇宙船の電位に維持して、電子拡散電流の方向感度を監視しました。2 番目のモードでは、アパーチャ グリッドに印加される可変電位によって、衛星の電位と周囲の電子密度および温度を測定できました。このプローブは、衛星の上部近くに、スピン軸に対して約 40° の角度で取り付けられました (つまり、衛星の上部円錐面と同じ高さ)。2 つ目の同一のプローブが、衛星の反対側に対称的に取り付けられました。この 2 つ目のプローブは、衛星の赤道上に配置された 4 つのセンサーで構成されていました。これらのセンサーは、イオン、電子、および光電子放出電流のさまざまな組み合わせを測定しました。この実験は最初のタイプの探査機よりもテレメトリの解像度が低かったため、データは最初のタイプの探査機のデータとよく一致していたものの、それほど有用ではなかった。かなり激しい太陽フレアが数回発生したため、有用なデータは14日間の静穏期間中に取得されたものに限られていた。有用なデータの収集におけるもう1つの重大な制限は、通信システムが機械が認識できる形式で情報を提供できなかったことである。得られた有用なデータは手動で認識し、テレメトリから抽出し、処理する必要があった。[6]
マイクロメテオライトマイク
2つの圧電結晶はそれぞれ衛星の表皮から音響的に隔離された2つの共鳴板に取り付けられ、微小隕石の衝突の周波数と運動量を測定するために使用された。これらのセンサーからの情報は低、中、高の感度レベルで取得され、3つの独立したデジタルカウンターに保存された。実験は正常に実行された。[7]
微小隕石光電子増倍管
光電子増倍管は、前面のアルミニウムコーティングを蒸発させて不透明にし、微小隕石が表面に衝突したときに放出される光エネルギーを測定し、この測定されたエネルギーを粒子の周囲の運動エネルギーに関連付けるように設計されました。光パルスに対するセンサーの最大感度は 1.E-14 ergのオーダーであり、これは、速度 20 km/s の 1.E-14 g の粒子の衝突を検出できることを意味します。この実験は、微小隕石の衝突による侵食効果を判断することも目的としていました。測定可能な微小隕石が衝突すると、アルミニウムコーティングの一部が除去されました。次に、光電子増倍管は、既知の外部光源から層を透過した光エネルギーの量を記録しました。これらのデータを、微小隕石の衝突エネルギーに関するデータと組み合わせると、単一の微小隕石の侵食効果の測定値が得られました。光電子増倍管からのデータはバッテリーパックの寿命中受信された。しかし、光フラッシュ検出器も陽子（E>40 MeV）によってトリガーされたため、データは破棄しなければならなかった。[8]
RFインピーダンス
電離層の電子濃度を測定するために、衛星の赤道上のダイポール アンテナの静電容量の変化を、アンテナの静電容量を使用して発振器の周波数を制御することによって測定しました。スイープ ジェネレーターは、プローブ発振器を 80 ミリ秒の上下スイープ周波数で開始しました。プローブ発振器が 6.5 MHz を超えてスイープするたびに、信号が水晶フィルターを通過しました。各 80 ミリ秒のスイープ中に 2 つのパルスが発生しましたが、スイープの開始に対するパルスの発生時間は、発振器同調回路の不可欠な部分であるアンテナの静電容量によって変更されました。コンピューターが時間間隔を計算し、この情報をテレメトリ システムに中継しました。この方法により、電子密度は 40 ミリ秒ごとに測定されました。衛星の速度を考慮すると、この実験では 300 メートル (980 フィート) ほどの小さな電離層の不均一性を検出することができました。[9]
衛星抵抗大気密度
エクスプローラー8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するために選択されました。この実験は打ち上げ前に計画されていませんでした。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。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、エクスプローラー8号の予想される軌道寿命は80年であったため、長期的な大気密度値を生み出すことができます。[10]
ミッション
1960年12月27日にバッテリー電源が切れた。遠隔測定されたデータを機械処理できるように逆変換するのにかなりの困難が生じた。これらの困難の結果、データはほとんど手作業で処理された。これらの困難にもかかわらず、衛星の運用により電離層に関するかなりの新しい知識が得られた。 [3]エクスプローラー8号は2012年3月28日に軌道から外れた。[11]
画面
レプリカはバージニア州シャンティリーにあるスミソニアン国立航空宇宙博物館のスティーブン・F・ウドバー・ヘイジー・センターに展示されている。[12]
参照
参考文献
- ^ マクドウェル、ジョナサン（2021年9月9日）。「衛星カタログ」。ジョナサンの宇宙レポート。 2021年11月3日閲覧。
- ^ 「Explorers: Searching the Universe Forty Years Later」NASA ファクトシート。NASA。2008 年 5 月 11 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008 年2 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。
- ^ abcd 「ディスプレイ：エクスプローラー8号1960-014A」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：電界計」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：イオントラップ」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：ラングミュア探査機」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：微小隕石マイク」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：微小隕石光電子増倍管」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：RFインピーダンス」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「実験：衛星抗力大気密度」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「軌道：エクスプローラー8号1960-014A」NASA。2021年10月28日。 2021年11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。
- ^ 「エクスプローラー8号衛星」。スミソニアン国立航空宇宙博物館。2012年7月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。