Odkrywca 13
 satelita Explorer 13
| |||||||||||||
| Nazwy |
S-55A NASA S-55A |
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ misji | Badania mikrometeoroidów | ||||||||||||
| Operator | NASA | ||||||||||||
| oznaczenie Harvardu | 1961 r. 1 | ||||||||||||
| IDENTYFIKATOR COSPAR | 1961-022A | ||||||||||||
| SATCAT nr. | 00180 | ||||||||||||
| Czas trwania misji | 2,5 dnia (osiągnięte) | ||||||||||||
| Właściwości statków kosmicznych | |||||||||||||
| Statek kosmiczny | Odkrywca XIII | ||||||||||||
| Typ statku kosmicznego | Odkrywca nauki | ||||||||||||
| Autobus | S-55 | ||||||||||||
| Producent | Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda | ||||||||||||
| Uruchom masę | 86 kg (190 funtów) | ||||||||||||
| Wymiary | Cylinder 61 × 1,92 cm (24,02 × 0,76 cala). | ||||||||||||
| Moc | Ogniwa słoneczne i akumulatory niklowo-kadmowe | ||||||||||||
| Początek misji | |||||||||||||
| Data uruchomienia | 25 sierpnia 1961, 18:29:44 GMT | ||||||||||||
| Rakieta | Zwiadowca X-1 (ST-6) | ||||||||||||
| Uruchom witrynę | Wallops Flight Facility , LA-3 | ||||||||||||
| Wykonawca | Kupiony | ||||||||||||
| Wprowadzony serwis | 25 sierpnia 1961 | ||||||||||||
| Koniec misji | |||||||||||||
| Ostatni kontakt | 28 sierpnia 1961 | ||||||||||||
| Data rozkładu | 28 sierpnia 1961 | ||||||||||||
| Parametry orbity | |||||||||||||
| Układ odniesienia | Orbita geocentryczna | ||||||||||||
| Reżim | Niska orbita okołoziemska | ||||||||||||
| Wysokość perygeum | 125 km (78 mil) | ||||||||||||
| Wysokość apogeum | 1164 km (723 mil) | ||||||||||||
| Nachylenie | 37,7° | ||||||||||||
| Okres | 97,5 minuty | ||||||||||||
| Instrumenty | |||||||||||||
| |||||||||||||
|
| |||||||||||||
Explorer 13 , (zwany także S-55A ), był satelitą NASA wystrzelonym w ramach programu Explorer 25 sierpnia 1961 r. O godzinie 18:29:44 GMT z Wallops Flight Facility (WFF) w Wirginii .
Misja
Celem lotu było przetestowanie osiągów i wskazówek pojazdu oraz zbadanie natury i wpływu mikrometeoroidów na systemy statku kosmicznego. Oprzyrządowanie naukowe składało się z ogniwami siarczkowo-kadmowymi , siatkowymi, piezoelektrycznymi , ciśnieniowymi i mikrometeoroidami typu foliowego.
Statek kosmiczny
Statek kosmiczny był cylindrem o wymiarach 61 × 192 cm (24 × 76 cali). Ważący 86 kg (190 funtów), w tym jego czwarty stopień i sekcja przejściowa, jego celem było przetestowanie działania rakiety nośnej Scout i jej systemu naprowadzania oraz zbadanie natury i wpływu lotów kosmicznych na mikrometeoroidy . Jego ładunkiem był cylinder o wymiarach 61 × 192 cm (24 × 76 cali), prawie pokryty pięcioma typami detektorów uderzenia mikometeoroidów, dwoma nadajnikami, ogniwami słonecznymi i bateriami niklowo-kadmowymi .
Instrumenty
Detektor mikrometeorytu z ogniwami siarczku kadmu
Dwa detektory komórek siarczku kadmu (CdS) zamontowane co 180 ° na przedniej części skorupy statku kosmicznego zostały użyte do wykrycia cząstek mikrometeoroidów zbyt drobnych, aby uszkodzić ciężki metalowy sprzęt, ale przypuszczalnie obecnych w wystarczającej liczbie, aby uszkodzić wrażliwe powierzchnie. Każdy czujnik komórkowy składał się z lustrzanej kolby elipsoidalnej z dwoma ogniskami optycznymi. Arkusz aluminizowanej folii mylarowej rozciągnięto w poprzek jednej z płaszczyzn ogniskowych, podczas gdy ogniwo z siarczku kadmu zamontowano w drugiej. Całkowity efektywny obszar wystawiony na penetrację wynosił 20,0 cm2 . Kiedy mikrometeoroid przeniknął przez nieprzezroczystą warstwę aluminiowaną, promienie słoneczne albo padały na komórkę, albo odbijały się od lustrzanych ścian. Komórki zostały skalibrowane na ziemi przed lotem, a czułość była taka, że można było wykryć cząstkę o średnicy około 25 mikronów. Detektor szklanej kolby reprezentował objętość powietrza, która musiała zostać usunięta, gdy satelita opuszczał atmosferę. W tym celu przewidziano otwór odpowietrzający w tylnej części kolby. Wstępne testy naziemne wykazały, że aluminiowana folia mylarowa nie zostanie rozerwana przez rozszerzające się powietrze, ale analiza i testy przeprowadzone po locie wykazały, że folia została pęknięta podczas startu, przepuszczając duże ilości światła słonecznego i uniemożliwiając eksperymenty. Przyjmuje się, że prawdopodobną przyczyną niepowodzenia eksperymentu jest niewłaściwe odpowietrzenie kolby.
Detektor mikrometroitowy z drutu miedzianego
Czterdzieści sześć detektorów kart z drutu miedzianego, składających się z uzwojeń cienkiego drutu zamontowanych na prostokątnych kartach o wymiarach 3,68 cm × 17,78 cm (1,45 cala × 7,00 cala), zostało użytych do wykrywania uderzeń cząstek . Czternaście kart miało drut o grubości 50 mikronów, a 32 karty miały drut o grubości 75 mikronów. Całkowita efektywna powierzchnia eksponowana wynosiła 0,11 m2 . Karty zostały zamontowane w ćwiartkach na z włókna szklanego na końcu cylindra statku kosmicznego naprzeciwko końca, na którym zamontowano anteny. Przerwa w przewodzie karty zmieniłaby jej rezystancję, co zostałoby zgłoszone telemetrycznie do nadajnika. Oczekiwano, że temperatury na powierzchniach kart drucianych będą rozciągać się od minus 10 ° C (50 ° F) do maksymalnie 60 ° C (140 ° F), czyli ilości wystarczającej do zmiany miejsca zamieszkania karty. rezystor 100 omów połączono równolegle ze stałym rezystorem 300 phm i zainstalowano szeregowo z każdą kartą 50 mikronów i każdą parą kart 75 mikronów. Rozmiar cząstek wymagany do zerwania drutu oszacowano na połowę rozmiaru drutu. W ciągu 2,5 dnia, w którym satelita przebywał na orbicie, nie zarejestrowano żadnego uderzenia meteorytu.
Wykrywanie uderzenia
Celem eksperymentu było rozszerzenie pomiarów mikrometeoroidów na niski zakres populacji, gdzie istnieje niewiele danych, oraz skorelowanie i rozszerzenie danych zgromadzonych w poprzednich eksperymentach satelitarnych przy użyciu podobnych technik. Detektor miał trzy progowe poziomy czułości pędu (0,01, 0,1 i 1,0 gm-cm/s) i składał się z dwóch różnych konfiguracji fizycznych powierzchni wykrywających. Pierwsza konfiguracja, która była używana do wykrywania wysokiej i niskiej czułości, składała się z pary wrażliwych na uderzenia ze stali nierdzewnej zamontowanych na stożkowej części przedniej powłoki satelity. Płytki, których całkowita powierzchnia geometryczna wynosiła 0,142 m2 , każda miała dołączony przetwornik, jak również kondycjonowanie sygnału, zliczanie zdarzeń uderzeniowych oraz obwody zliczania i przechowywania. Druga konfiguracja detektora składała się z 20 detektorów penetracji z komórkami ciśnieniowymi o grubości 0,013 cm, które zostały uczulone na wykrywanie uderzeń. Komórki o łącznej powierzchni 0,186 m 2 wykorzystano do pośredniej detekcji uderzenia. Krótki czas życia statku kosmicznego na orbicie (2,5 dnia) pozwolił tylko na 10 przesłuchań rejestratora satelitarnego. Zmierzone prędkości strumienia uderzeniowego były znacznie wyższe niż te uzyskane we wcześniejszych eksperymentach z meteorytami i prawdopodobnie zawierały fałszywe obliczenia z powodu aerodynamicznych zaburzeń mechanicznych i wpływu temperatury na elementy przetwornika wykrywające uderzenie, wynikające z niskiego początkowego perygeum. Dane te należy zatem uznać za niejednoznaczne.
Ciśnieniowy detektor mikrometeorytów komórkowych
Komórki ciśnieniowe, które były głównymi czujnikami Explorera 13, zajmowały większą część wrażliwego obszaru. Sto sześćdziesiąt ogniw z miedzi berylowej o pięciu grubościach zamontowano na obrzeżach statku kosmicznego w pięciu okrągłych rzędach, z których każdy zawierał 32 ogniwa. Komórki przed wystrzeleniem poddano ciśnieniu za pomocą gazowego helu do około 10 psi powyżej ciśnienia atmosferycznego. Za pomocą przełącznika aktywowanego ciśnieniem na każdej komórce, spadek ciśnienia spowodowany uderzeniem mikrometeoroidu mógł być wykrywany i mierzony telemetrycznie. Nie podjęto żadnej próby monitorowania szybkości wycieku ciśnienia. Liczba komórek o każdej grubości była następująca - sześćdziesiąt 0,0025 cm (0,00098 cala), czterdzieści 0,0038 cm (0,0015 cala), dwadzieścia 0,0076 cm (0,0030 cala), dwadzieścia 0,064 cm (0,025 cala) i dwadzieścia 0,130 cm (0,051 cala) ). Powierzchnia penetracji każdego detektora wynosiła około 140 cm2 , tak więc do eksperymentu odsłonięto 2,25 m2 powierzchni . Jednak ze względu na półkolisty przekrój poprzeczny komórek pod ciśnieniem efektywny obszar wychwytywania mikrometeoroidów był mniejszy niż obszar eksponowany. Duży błąd kąta wtrysku spowodował, że czas życia statku kosmicznego na orbicie wyniósł zaledwie 2,5 dnia, ale informacje z eksperymentu zostały przesłane telemetrycznie i zarejestrowane przez 29 przelotów. W tym czasie nie było żadnych przełączeń detektorów komórek ciśnieniowych. Temperatury komór ciśnieniowych, które, jak wykazano, wahały się od 56 ° C (133 ° F) do 27 ° C (81 ° F), były monitorowane przez cały lot. Nic nie wskazywało na jakiekolwiek nieprawidłowe działanie 160 detektorów ogniw ciśnieniowych podczas startu i okresu orbitalnego pojazdu.
Początek
Explorer 13 został wstrzyknięty na orbitę geocentryczną o umiarkowanej ekscentryczności za pomocą rakiety nośnej Scout X-1 . Orbita była niższa niż planowano, a statek kosmiczny ponownie wszedł w atmosferę 28 sierpnia 1961 r., Po zaledwie nieco ponad 2 dniach na orbicie. Podczas operacji eksperymentalnych satelita nie zarejestrował żadnych penetracji. Pomogło to w określeniu użytecznych granic strumienia dla późniejszego zaprojektowania eksperymentu.
.png)