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 エクスプローラー 61 (マグサット) 衛星 | |
| 名前 | エクスプローラー 61 マグサット-A AEM-C アプリケーション エクスプローラー ミッション-C |
|---|---|
| ミッションタイプ | 宇宙物理学 |
| オペレーター | NASA / USGS |
| コスパーID | 1979-094A |
| SATCAT番号 | 11604 |
| ミッション期間 | 7.5か月（達成） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラーLXI |
| 宇宙船の種類 | 磁場 衛星 |
| バス | アプリケーションエクスプローラーミッション |
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター |
| 打ち上げ質量 | 158 kg (348 ポンド) |
| 力 | ソーラーパネルとバッテリー |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1979年10月30日 14:16 UTC |
| ロケット | スカウトG-1（S-203C） |
| 発射場 | ヴァンデンバーグ、SLC-5 |
| 請負業者 | ヴォート |
| 入隊 | 1979年10月30日 |
| ミッション終了 | |
| 減衰日 | 1980年6月11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 | 351.90 km (218.66 マイル) |
| 遠地点高度 | 578.40 km (359.40 マイル) |
| 傾斜 | 96.80° |
| 期間 | 93.90分 |
| 楽器 | |
| スカラー磁力計 ベクトル磁力計 | |
マグサット（Magnetic field Satellite、Applications Explorer Mission-CまたはAEM-CまたはExplorer 61）は、1979年10月30日に打ち上げられたNASA / USGS（米国地質調査所）の宇宙船でした。ミッションは地球の磁場をマッピングすることで、衛星には2つの磁力計が搭載されていました。スカラー（セシウム蒸気）磁力計とベクトル磁力計により、マグサットは以前のどの宇宙船よりも優れた機能を備えていました。伸縮ブームによって延長された磁力計は、衛星とその電子機器によって生成された磁場から距離を置いていました。衛星は2つの磁力計を搭載しており、1つは磁場の強度と方向を決定する3軸フラックスゲート磁力計、もう1つはベクトル磁力計自体によって引き起こされる磁場を決定するイオン蒸気/ベクトル磁力計でした。[2]マグサットは、打ち上げられた科学/地球周回衛星の中で最も重要なものの1つであると考えられています。蓄積されたデータは、特に過去の観測と新しい衛星データを関連付ける際に、現在でも使用されています。
ミッション
マグサット計画は、地球近傍の磁場を地球規模で測定するNASAとUSGSの共同プロジェクトである。目標には、地球の磁場の正確な記述を得ること、世界および地域の磁気図の更新と改良に使用するデータの取得、地球規模の地殻磁気異常マップの編集、および地殻の地質学的/地球物理学的モデルの観点からのそのマップの解釈などが含まれていた。 [ 3]
宇宙船
エクスプローラー 61 号はスカウト機によって低軌道、近極軌道に打ち上げられた。基本的な宇宙船は 2 つの部分から構成されていた。ベクトル磁力計とスカラー磁力計、およびそれらの独自のサポート ギアを含む計器モジュールと、計器モジュールをサポートするために必要なデータ処理、電源、通信、コマンド、および姿勢制御サブシステムを含むベース モジュールである。サブシステムを備えたベース モジュールは、小型天文衛星 (SAS-C) の残りのハードウェアで構成されていた。磁力計は、打ち上げ後に宇宙船の 6 メートル (20 フィート) 後方の位置に展開された。この距離では、計器とベース モジュール (主にスター カメラ) からの磁性体の影響は 1 mT未満であった。1 秒ごとに 16 回の完全なベクトル磁場測定と 8 回のスカラー測定が行われた。[3]
打ち上げ
1979年10月30日、マグサットはカリフォルニア州ヴァンデンバーグ空軍基地のSLC-5発射台からスカウトG-1ロケットで96.80°の方向から夜明けから夕暮れの軌道に打ち上げられた。[4] [5]宇宙船は近地点高度351.90 km (218.66 mi)、遠地点高度578.40 km (359.40 mi)の軌道に乗せられた。[1]軌道に到達した後、伸縮ブームが6 m (20 ft) 外側に伸ばされた。2つの星のカメラを使用して、地球に対する宇宙船の位置を特定した。この軌道により、衛星は地理学的極を除く地球表面の大部分を地図化することができた。[3]
打ち上げ後、ペイロードは地球が太陽の真下で自転する中、太陽に面する96.80°の軌道に乗せられた。ペイロードは地球に近い軌道に維持され、ベクトル磁力計は地球表面に近い磁場を感知できる。この衛星によって収集されたデータにより、これまでに見たことのない地球の磁気内部の3Dマッピングが可能になった。後の衛星であるエルステッドと組み合わせることで、地球の磁場の現在の衰退状態を説明する上で不可欠な要素となっている。[6] [7]
コンピュータとデータ処理
ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所（JHU/APL）の報告書[8]とNASAのアーカイブソース文書（ジョンズホプキンスAPLテクニカルダイジェスト、1980年7月〜9月、第1巻、第3号）[9]によると、マグサット宇宙船は冗長構成で2MHzのクロック速度で動作する2つのRCA 1802 マイクロプロセッサを使用していました。1キロバイトのランダムアクセスメモリ（RAM）を備えたPROM内の2.8キロバイトの保存メモリが、マイクロプロセッサのプログラムと作業スペースを提供しました。CDP 1852インターフェイス回路とCDP 1822 1K x 1 RAM、およびHarris CMOS 6611A PROMを含むCDP 1800ファミリ回路の他の集積回路チップも使用されました。
コンピュータ システムの設計には、2 つのNMOSファミリ ( Motorola 6800およびIntel 8080マイクロプロセッサ) とRCA CDP1802 CMOS マイクロプロセッサの 3 つの回路ファミリが検討されました。RCA 1802 は、1802 CMOS テクノロジがNMOSマイクロプロセッサに比べて 2 桁も電力効率が高いこと、衛星の既存の電源と CMOS の低電力要件との互換性があること、 1802 の耐放射線性と 6800 および 8080 の耐放射線性の欠如、その他の 1802 ベースの機能と特徴など、さまざまな基準に基づいて選択されました。プロジェクトのソフトウェアは、 IBM 360/370メインフレーム コンピュータで実行される社内APL生成の1802 クロス アセンブラを使用して開発されました。
実験
スカラー磁力計
スカラー磁力計には、出力周波数が全磁場に比例する 2 つのデュアルセル セシウム蒸気センサー ヘッドがありました。このセンサー構成では、小さなダイヤモンド型のデッド ゾーンが 2 つだけ存在しました。これらは、このミッションで選択された軌道と姿勢の軌道法線 (東西方向) に沿っており、磁場が向くことのない方向でした。スカラー磁力計の基本精度は 0.5 nT 程度でした。周期カウント システムによって、磁力計の出力周波数が宇宙船テレメトリ システムに受け入れられるデジタル ワードに変換されました。このデジタル データの解像度と精度は、1.5E4 から 6.4E4 nT の範囲で 0.5 から 1.0 nT でした。ほとんどの場合、宇宙船のノイズにより、一度に 1 つのセンサーしか動作しませんでした。1 秒ごとに合計 8 つの磁場強度測定値が得られました。[10]
ベクトル磁力計
ベクトル磁力計は、直交軸に沿って配置された 3 つのフラックスゲート センシング エレメントで構成されていました。各ベクトル センサーの出力は、アナログ - デジタル コンバーターによってデジタル ワードに変換されました。これらの軸の出力はすべて、基本的に同時にサンプリングされました。1 秒あたり 16 のベクトルが測定されました。各ベクトル測定の分解能は 1 nT 以上、絶対精度は地心座標系を基準にすると 6 nT rms 以上でした。測定範囲は ± 6.4E4 nT でした。[11]
批評
マグサットには問題がなかったわけではない。最も大きな問題の一つは、金属物体の動きが磁場を作り出す傾向があるということだ。ミッション後のある研究では、5000 mTを超える磁場にさらされると非線形フラックスゲート応答が見られることがわかった。印加磁場は磁力計の軸に対して横方向になければならなかった。[12]球形設計にフィードバックリレーを作成することで設計が改良された。[13]これは、後の宇宙船、エルステッド衛星に使用された設計である。この構成の磁力計は、2010年代に木星に到着した木星探査機ジュノーの磁力計にも使用された。 [14]
大気圏突入
衛星は1980年6月11日に軌道から外れた。[15] [3]
参照
参考文献
- ^ ab "軌道: エクスプローラー 61 (マグサット) 1979-094A". NASA。 2021年10月28日。2021 年11 月 22 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。
- ^ 「宇宙におけるベクトル磁力計の歴史」。2012年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年7月8日閲覧。
- ^ abcd 「ディスプレイ: エクスプローラー 61 (マグサット) 1979-094A」。 NASA。 2021年10月28日。2021 年11 月 22 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。
- ^ Mobley F、Eckard L、Fountain G、および Ousley G. – MAGSAT — 地球の磁場を調査する新しい衛星 1980 IEEE Transactions on Magnetics 16 (5): 758–760
- ^ ヴァンデンバーグ空軍基地の打ち上げ履歴。スペースアーカイブ
- ^ Hulot G.; Eymin C.; Langlais B.; Mandea M.; Olsen N. (2002 年 4 月). 「 Ørstedおよび Magsat 衛星データから推定される地球ダイナモの小規模構造」. Nature . 416 (6881): 620–623. Bibcode :2002Natur.416..620H. doi :10.1038/416620a. PMID 11948347. S2CID 4426588.
- ^ NASAとUSGSの磁気データベースが世界を「揺るがす」 Archived 2011年9月15日 at the Wayback Machine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。
- ^ Lew, Ark L. (1980年2月). 「宇宙プログラム - マイクロプロセッサベースのMAGSATコマンドシステム」(PDF) . 2016年5月16日閲覧。
- ^ 「ジョンズ・ホプキンス APL テクニカル・ダイジェスト 1980 年 7 月～9 月、第 1 巻、第 3 号」(PDF)。ジョンズ・ホプキンス。NASA アーカイブ。2016 年6 月 5 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：スカラー磁力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月22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：ベクトル磁力計」NASA。2021年10月28日。 2021年11月22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。
- ^ Acuna, MH; MAGSAT – ベクトル磁力計の絶対センサー配置の決定。1981 年 9 月 NASA 技術覚書 79648 ゴダード宇宙飛行センター、NASA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。
- ^ Primdahl, F.; H. Luhr および EK Lauridsen、「補償されていない大きな横方向磁場がフラックスゲート磁気センサー出力に与える影響」、デンマーク宇宙研究所レポート 1-92、1992 年
- ^ [1]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。
- ^ Langel R.; Ousley G.; Berbert J.; Murphy J. および Settle M. The MAGSAT Mission Archived 6 June 2011 at the Wayback Machine GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 9, NO. 4, PAGES 243–245, 1982
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのマグサット関連メディア