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 ケネディ宇宙センターの ISEE-1 および ISEE-2 衛星 | |
| 名前 | ISEE-B 国際太陽地球探査機-B IMP-K プライム |
|---|---|
| ミッションタイプ | 宇宙物理学 |
| オペレーター | NASA / ESA |
| コスパーID | 1977-102B |
| SATCAT番号 | 10423 |
| ミッション期間 | 10年（達成） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | ISEE-2 |
| 宇宙船の種類 | 国際太陽地球探査機 |
| バス | IMP（惑星間監視プラットフォーム） |
| メーカー | ドルニエシステムズ |
| 打ち上げ質量 | 165.78 kg (365.5 ポンド) |
| 寸法 | 直径1.27m（4フィート2インチ）、高さ1.14m（3フィート9インチ）の16面体円筒 |
| 力 | 112ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1977年10月22日 13:53:00 UTC |
| ロケット | トールデルタ 2914 (トール 623 / デルタ 135) |
| 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 | 1977年10月22日 |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 1987年9月26日 |
| 減衰日 | 1987年9月26日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[1] [2] |
| 政権 | 地球周回軌道 |
| 近地点高度 | 1.04 R e (6,600 km (4,100 マイル)) |
| 遠地点高度 | 23.00 Re ( 137,806 km (85,629 マイル)) |
| 傾斜 | 28.76° |
| 期間 | 3556.80分 |
| 楽器 | |
| 外部磁気圏内の電子と陽子のフラックス（1.5-300 keV） 高速プラズマ実験（FPE） 低エネルギー陽子と電子の微分エネルギー分析装置（LEPEDEA） 中エネルギー粒子実験（METE） 電波技術によるプラズマ（全電子）密度 プラズマ波：電場と磁場のスペクトル（5.62 Hz - 31.1 kHz） 太陽風イオン分布 三軸フラックスゲート磁力計 | |
国際太陽地球探査機 | |
ISEE -2（国際太陽地球探査機BまたはISEE-B）は、エクスプローラークラスの娘宇宙船、国際太陽地球探査機2号であり、母/娘/太陽中心ミッション（ISEE-1、ISEE-2、ISEE-3）の一部でした。ISEE-2は、地球近くの磁場を調査するために使用された165.78 kg（365.5ポンド）の宇宙探査機でした。[2] ISEE-2はスピン安定化宇宙船であり、以前のIMP（惑星間監視プラットフォーム）シリーズの宇宙船の設計に基づいています。[2] ISEE-1とISEE-2は1977年10月22日に打ち上げられ、1987年9月26日に再突入しました。 [3]
このプログラムはNASAとESRO（後の欧州宇宙機関（ESA））の協力ミッションであり、NASAと欧州宇宙機関の間で覚書（MOU）が1975年3月に締結された。 [4]このプログラムは、地球の磁場と太陽風の相互作用を研究するために設計された。少なくとも32の機関が関与し、磁場の理解に重点が置かれていた。[2] ISEE-1とISEE-3はNASAによって構築され、ISEE-2はESAによって構築された。3つすべてに、100人を超える科学者の同じグループによってサポートされている補完的な機器があった。[2]
ミッション
このミッションの目的は、(1)地球磁気圏の最外縁における太陽と地球の関係を調査すること、(2)地球近傍の太陽風の構造と、太陽風と地球磁気圏の境界を形成する衝撃波を詳細に調べること、(3)プラズマシートの運動とそこで働くメカニズムを調査すること、(4)1 AU付近の惑星間領域における宇宙線と太陽フレアの影響の調査を継続することであった。3機の宇宙船は、プラズマ、高エネルギー粒子、波、および場を測定するための補完的な機器を多数搭載していた。したがって、このミッションは、以前の IMP 宇宙船の調査を拡張したものであった。このミッションの母機/娘機部分は、遠地点が地球半径の 23倍 (R e ) である同じ高度に偏心した地心軌道上で位置保持機能を備えた 2 機の宇宙船 (ISEE-1 および ISEE-2) で構成されていた。[1]ミッションの過程で、ISEE-1とISEE-2の軌道パラメータは、太陽と月の摂動により短期的および長期的な変動を受けました。これら2機の宇宙船は小さな分離距離を維持し、地球近傍の太陽風、弓状衝撃波、および磁気圏内の時間的不規則性から空間的不規則性を分離できるように、同時に協調測定を行いました。ISEE-2を操作することで、地球の弓状衝撃波付近で測定された宇宙船間の分離は、10 km（6.2マイル）から5,000 km（3,100マイル）の間で変化しました。その値は、時間と軌道位置の関数として正確に知られています。[3]
宇宙船
ISEE-2は、直径1.27メートル（4フィート2インチ）、高さ1.14メートル（3フィート9インチ）の16面体の円筒形だった。[5] ISEE-2には、目的に応じて2機の宇宙船の間隔を調整するためのスラスタが搭載されていた。2機の宇宙船を搭載することで、「磁気圏と太陽風の空間的および時間的な変動」を検出できると、初期の結果から述べられている。[6]
宇宙船はスピン安定化されており、スピンベクトルは黄道面に対して垂直な方向から1°以内に維持され、北を向いていた。スピン速度はISEE-1が公称19.75rpm 、 ISEE-2が公称19.8rpmであったため、2機の宇宙船の間にはゆっくりとした差動回転があった。ISEE-2の機体搭載型ソーラーアレイは、打ち上げ時に約112ワットを供給した。ISEE-2のデータレートは、ほとんどの場合2048ビット/秒で、5周に1周の軌道では8192ビット/秒であった（一部例外あり）。[3]
実験
外部磁気圏内の電子と陽子の流束（1.5-300 keV）
この実験は、母機/娘機の同一の計測機器を使用して、さまざまな粒子現象の空間的範囲、伝播速度、および時間的動作を決定するように設計されました。電子は2 および 6 KeV で、8 ～ 200 keV と 30 ～ 200 keV の 2 つの帯域で測定されました。陽子は2 および 6 KeV で、8 ～ 200 keV、30 ～ 200 keV、200 ～ 380 keV の 3 つの帯域で測定されました。30 keV のしきい値は、15 または 60 keV に制御できます。各宇宙船の同一の計測機器は、表面バリア半導体検出器望遠鏡のペア (1 つはフォイル付き、もう 1 つはフォイルなし) と 4 つの固定電圧静電分析装置 (電子用に 2 つ、陽子用に 2 つ) で構成されていました。チャネル マルチプライヤは、固定電圧分析装置とともに検出器として使用されました。望遠鏡は、回転軸に対して約20°の方向に向けられた、半角40°の視野円錐を持っていた。[7]
高速プラズマ実験 (FPE)
この実験は、太陽風、バウショック、マグネトシース、磁気圏界面、磁気圏尾部（磁気圏内）におけるプラズマ速度分布とその空間的・時間的変動を研究するために設計された。チャネルトロン電子増倍管を検出器として備えた2台の90°球状静電分析器を使用して、陽イオンと電子の1次元、2次元、 3次元の速度分布を測定した。母宇宙船用の同様の計測機器（1977-102A-01）と組み合わせて、50 eVから40 keVの陽子（および5 eVから20 keVの電子）を、それぞれ2つの範囲で10%のエネルギー分解能で測定した。[8]
低エネルギー陽子および電子微分エネルギー分析装置 (LEPEDEA)
この実験は、母機/娘機に搭載された同一の計測機器によって、太陽風と磁気圏シースの電子とイオンの空間的および時間的変動を研究するように設計された。1 eV から 45 keV までのエネルギー範囲の陽子と電子が、エネルギー分解能 (デルタ E/E) 0.16 で 64 の連続エネルギー帯域で測定された。2 つの静電分析器 (陽子用と電子用) のそれぞれに 7 つの連続チャネル電子増倍管を採用した四球型低エネルギー陽子および電子微分エネルギー分析器 (LEPEDEA) が、母機と娘機の両方に搭載された。粒子速度ベクトルについては、4 π-sr 立体角の 2% を除くすべてがカバーされた。また、自転軸に垂直な 40° 全角の円錐視野を持つガイガー・ミュラー管も搭載された。この検出器はE>45 keVの電子とE>600 keVの陽子に感度がありました。[9]
中エネルギー粒子実験 (METE)
この実験は、加速、発生源および消失メカニズム、境界および界面現象の原因となるプラズマ不安定性を特定し、研究するために、母衛星および娘衛星の軌道範囲全体で設計されました。各宇宙船には陽子望遠鏡と電子分光計が搭載され、詳細なエネルギースペクトルと角度分布を測定しました。これらの検出器は、さまざまな厚さ、面積、構成のシリコン、表面バリア、完全空乏型、ソリッドステートデバイスを使用しました。20 keV から 2 MeV までの 5 方向と 12 のエネルギーチャネルの陽子と、20 keV から 300 keV (90° 方向の場合は 1.2 MeV まで) までの 5 方向と 12 のエネルギーチャネルの電子が測定されました。データは、スピンあたり最大 32 セクターに蓄積されました。[10]
電波技術によるプラズマ（全電子）密度
母波と娘波の間の全電子量は、母波（実験-08）から送信され娘波で受信された約683kHzの周波数の波に周囲のプラズマによってもたらされる位相遅延を測定することによって得られた。位相は、周囲のプラズマの影響を受けないほど十分に高い周波数（272.5MHz）の搬送波に変調して母波から娘波に送信された位相コヒーレント信号と比較された。[11]
プラズマ波: 電場と磁場のスペクトル (5.62 Hz - 31.1 kHz)
この実験では、高透磁率コアと2つの電界ダイポール（先端から先端まで30m（98フィート）、0.61m（2フィート0インチ））を備えた単軸サーチコイル磁力計が、母宇宙船で行われた同様の実験（1977-102A-07）と連動して、磁気圏と太陽風内で発生する波動現象を測定した。アンテナはスピン軸に対して垂直に取り付けられた。計測機器は2つの要素で構成されていた：（1）5.62Hzから31.1kHzまでの16の周波数チャネル（ISEE 1のものと同一）を備えた高時間分解能スペクトルアナライザ（すべてのチャネルはビットレートに応じて1秒あたり1回または4回サンプリングされる）、および（2）専用アナログ送信機を介して地上に送信するために電気波形と磁気波形を調整する広帯域受信機。基本的な周波数チャンネルは10Hzから1kHzと650Hzから10kHzの2つでした。さらに、周波数範囲は周波数変換方式によって2.0MHzまでの8つの範囲のいずれかにシフトすることができました。[12]
太陽風イオン分布
この装置は、太陽風中の陽イオンの角度分布とエネルギースペクトルを測定するために設計された。主な対象領域は、磁気圏界面から外側（地球半径の8倍以上）までである。2つの半球形静電分析器を使用して、最大64のエネルギーチャネルで100 eVから10 keV/Qのエネルギー範囲をカバーした。動作モードは2つあり、1つは高時間分解能用、もう1つは高エネルギー分解能用である。エネルギーレベルは、宇宙船の完全な一回転を通じて一定に保たれた。[13]
三軸フラックスゲート磁力計
ISEE-1 および ISEE-2 のために選択された磁場調査の主な目的は、磁気圏現象の磁気特性と磁気圏内および磁気圏周辺の磁気流体波動の研究、および電場、粒子、プラズマ波動の調査など、宇宙船の他の実験のサポート データを提供することでした。この 3 軸フラックスゲート磁力計では、直交トライアドの 3 つのリングコア センサーが磁力計ブームの端にあるフリッパー機構内に格納されていました。電子機器ユニットは、ブームの根元にある宇宙船本体にありました。磁力計には、各ベクトル成分で ± 8192 nTと ± 256 nT の 2 つの動作範囲がありました。データは、分解能の向上とナイキスト フィルタリングを提供するために、機器内でデジタル化および平均化されました。平均化されたデータの送信には 2 つのモードがありました。倍精度動作モードでは、16 ビットのデータ サンプルが送信されました。これにより、低感度および高感度範囲で最大 ± 1/4 nT または 1/128 nT の分解能が得られました。この実験の動作は、1987 年 9 月 26 日の宇宙船の再突入までほぼ正常でした。この実験のデータのユーザーは、12 ビット サンプルを平均して 16 ビット サンプルを作成する方法はスピン平面ではうまく機能しましたが、スピン軸に沿った磁場がデジタル ウィンドウのサイズに比べて静かな状況では、磁力計は 12 ビット サンプルしか返さないことに注意してください。これは、宇宙船が太陽風の中にあり、機器が低ゲイン (8192 nT) 範囲で動作していたとき、および宇宙船が低ゲイン モードで磁気圏の静かな領域にあったときに特に顕著でした。前者の状況では、磁力計が通常操作される倍精度モードで測定される磁場の分解能が 4 nT に制限され、後者の状況では、宇宙船が地球の磁場の大きな勾配を通過するときに、波と間違われる可能性のある 4 nT の大きさの磁場変化の階段状パターンが生成された。もう 1 つの操作上の異常は、ゲイン変更中にセンサーが飽和することだった。このとき、磁場の 3 つの成分は 1 つのスピン トーンとスピン軸に沿った磁場から推定され、機器の時間分解能がスピン周波数未満に制限された。利用可能なリソース内で、ゼロ レベル エラー、事務的エラー、その他のデータ処理異常を最小限に抑えるためにあらゆる努力が払われた。しかし、これらのリソースは非常に制限されており、提出されたデータ セット全体を確認する前に資金が打ち切られた。[14]
軌道
ISEE-1とISEE-2は地球の近くに留まりました。ISEE-3は地球-太陽ラグランジュ点L1のハロー軌道に配置された最初の宇宙船であり、後に太陽中心軌道に展開されました。[2]
大気圏突入
ISEE-1とISEE-2はともに1987年9月26日の軌道1518で地球の大気圏に再突入した。搭載されていた21の実験装置のうち17が最終的に稼働していた。[3]
参照
- ISEE-1
- ISEE-3
- 国際彗星探査機（1978年に打ち上げられたISEE-3）
- 太陽物理学ミッションのリスト
- 欧州宇宙研究機関
- ヴァン・アレン探査機
参考文献
- ^ ab 「軌道：ISEE-2（1977-102B）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20日閲覧。
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- ^ abcdef 「ISEE - eoPortalディレクトリ」。ESA 。 2014年3月12日閲覧。
- ^ abcd 「ディスプレイ: ISEE-2 (1977-102B)」。 NASA。 2021年10月28日。2021 年11 月 20 日に取得。 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。
- ^ 「表3-99. ISEE-1の特性」NASA、1977年10月11日。 2021年11月20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。
- ^ 「表3-100. ISEE-2の特性」NASA、1977年10月11日。 2021年11月20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。
- ^ Gurnett, DA; Anderson, RR; Scarf, FL; Fredricks, RW; Smith, EJ (1979). 「ISEE-1 および ISEE-2 プラズマ波調査の初期結果」. Space Science Reviews . 23. doi :10.1007/BF00174114. S2CID 118551845.
- ^ 「実験：外層磁気圏の電子と陽子の束（1.5-300 keV）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：高速プラズマ実験（FPE）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：低エネルギー陽子および電子微分エネルギー分析装置（LEPEDEA）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：中エネルギー粒子計測器」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：無線技術によるプラズマ（全電子）密度」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：プラズマ波：電場と磁場のスペクトル（5.62 Hz - 31.1 kHz）」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：太陽風イオン分布」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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：三軸フラックスゲート磁力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月20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。