Odkrywca 18
 Satelita Explorer-18 (IMP-A).
| |||||||||||||||||
| Nazwy |
IMP-A IMP-1 Międzyplanetarna Platforma Obserwacyjna-1 S-74 |
||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ misji | Fizyka kosmosu | ||||||||||||||||
| Operator | NASA | ||||||||||||||||
| IDENTYFIKATOR COSPAR | 1963-046A | ||||||||||||||||
| SATCAT nr. | 00693 | ||||||||||||||||
| Właściwości statków kosmicznych | |||||||||||||||||
| Statek kosmiczny | CHOCHLIK | ||||||||||||||||
| Producent | Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda | ||||||||||||||||
| Uruchom masę | 138 kg (304 funtów) | ||||||||||||||||
| Moc | 4 rozkładane panele słoneczne i baterie | ||||||||||||||||
| Początek misji | |||||||||||||||||
| Data uruchomienia |
27 listopada 1963, 02:30:01 GMT |
||||||||||||||||
| Rakieta |
Thor-Delta C (Thor 387 / Delta 021) |
||||||||||||||||
| Uruchom witrynę | Przylądek Canaveral , LC-17B | ||||||||||||||||
| Wykonawca | Firma lotnicza Douglas | ||||||||||||||||
| Wprowadzony serwis | 27 listopada 1963 | ||||||||||||||||
| Koniec misji | |||||||||||||||||
| Ostatni kontakt | 10 maja 1965 | ||||||||||||||||
| Data rozkładu | 30 grudnia 1965 | ||||||||||||||||
| Parametry orbity | |||||||||||||||||
| Układ odniesienia | Orbita geocentryczna | ||||||||||||||||
| Reżim | Wysoce eliptyczna orbita | ||||||||||||||||
| Wysokość perygeum | 4395 km (2731 mil) | ||||||||||||||||
| Wysokość apogeum | 192003 km (119305 mil) | ||||||||||||||||
| Nachylenie | 35,20° | ||||||||||||||||
| Okres | 5606 minut | ||||||||||||||||
| Instrumenty | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
|
program eksploratora
| |||||||||||||||||
Explorer 18 , zwany także IMP-A , IMP-1 , Interplanetary Monitoring Platform-1 i S-74 , był satelitą NASA wystrzelonym w ramach programu Explorer . Explorer 18 został wystrzelony 27 listopada 1963 roku z Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) na Florydzie za pomocą rakiety nośnej Thor-Delta C. Explorer 18 był pierwszym satelitą Międzyplanetarnej Platformy Monitorującej (IMP). Explorer 21 (IMP-B) wystrzelony w październiku 1964 r. I Explorer 28 (IMP-C) wystrzelony w maju 1965 r. Również wykorzystywały ten sam ogólny projekt statku kosmicznego.
Misja
.jpg)
Explorer 18 był statkiem kosmicznym zasilanym ogniwami słonecznymi i bateriami chemicznymi, przeznaczonym do międzyplanetarnych i odległych badań magnetosferycznych cząstek energetycznych, promieni kosmicznych , pól magnetycznych i plazmy . Początkowe parametry statku kosmicznego obejmowały lokalny czas apogeum 10:20 godzin, prędkość wirowania 22 obr./min oraz kierunek wirowania 115° rektascensji i -25° deklinacji. Każda normalna sekwencja telemetryczna trwająca 81,9 sekundy składała się z 795 bitów danych . Po co trzeciej normalnej sekwencji następowała 81,9-sekundowa przerwa w magnetometru z parami rubidu . Statek kosmiczny działał normalnie do 30 maja 1964 r., A następnie z przerwami do 10 maja 1965 r., Kiedy to został opuszczony. Zasadniczymi okresami objętymi danymi były okres od 27 listopada 1963 r. do 30 maja 1964 r.; 17 września 1964 do 7 stycznia 1965; i 21 lutego 1965 do 25 marca 1965; jednak tylko pierwszy z tych okresów był bardzo użyteczny.
Eksperymenty
Zasięg promieniowania kosmicznego a utrata energii
Teleskop półprzewodnikowy z naładowanymi cząstkami został wykorzystany do pomiaru zasięgu i strat energii promieniowania kosmicznego w galaktyce i słońcu . Eksperyment miał na celu zbadanie energii cząstek (energia na nukleonu w przybliżeniu proporcjonalny do Z kwadrat/A) i widma ładunku (Z<=6). Detektor był zorientowany prostopadle do osi obrotu statku kosmicznego. Akumulatory detektora dla każdego przedziału energii były telemetryczne sześć razy co 5,46 minuty. Każdy okres akumulacji wynosił około 40 sekund (początkowy okres wirowania statku kosmicznego wynosił około 2 sekund). Dane wyjściowe z dwóch 128-kanałowych analizatorów wysokości impulsów uzyskano dla jednej padającej cząstki co 41 sekund i odczytano wraz z nagromadzeniami detektora. Awaria ograniczyła badania alfa do cząstek o E>30 MeV.
Promieniowanie kosmiczne
Ten eksperyment składał się z dwóch systemów detektorów. Pierwszym był teleskop dE/dx versus E z cienkimi i grubymi z jodku cezu (CsI) (po jednym na każdy) oraz plastikowym licznikiem scyntylacyjnym zapobiegającym zbiegom okoliczności. Oś teleskopu była normalna do osi obrotu statku kosmicznego. Zliczenia cząstek przechodzących przez cienki scyntylator CsI i zatrzymujących się w grubym scyntylatorze CsI były gromadzone podczas jednego 39,36-sekundowego przedziału co 5,46 minuty. Względny udział w szybkości zliczania różnych gatunków ( elektrony między 3 a 12 MeV, jony o ładunku = 1 lub 2, masa atomowa = 1, 2, 3 lub 4 i energia między 18,7 a 81,6 MeV/ nukleon ) i energia widmowa informacje zostały określone przez 512-kanałową analizę wysokości impulsu przeprowadzoną jednocześnie na wyjściu obu scyntylatorów CsI sześć razy co 5,46 minuty. Drugi system detektorów składał się z dwóch z rurą Geigera-Müllera (GM) ustawionych równolegle i prostopadle do osi obrotu statku kosmicznego. Każdy teleskop składał się z dwóch współliniowych tub GM. Teleskopy równoległe i prostopadłe zmierzyły odpowiednio: 1) sumę zliczeń protonów powyżej 70 MeV i elektronów powyżej 6,5 MeV oraz 2) sumę zliczeń protonom powyżej 65 MeV i elektronom powyżej 6 MeV. Zliczano również zarejestrowane w jednej z czterech probówek GM. Te wszechkierunkowe zliczenia były spowodowane protonami powyżej 50 MeV plus elektronami powyżej 4 MeV. Współczynniki zliczania równoległego, prostopadłego i wielokierunkowego uzyskano dla jednego 40-sekundowego interwału akumulacji podczas kolejnych normalnych 81,9-sekundowych sekwencji telemetrycznych. Tak więc, każdy współczynnik zliczania był mierzony przez 40 sekund raz na 5,46 minuty. Oba systemy detektorów działały dobrze od startu do 26 maja 1964 r.
Puchar Faradaya
Pięcioelementowy kielich Faradaya z dzielonym kolektorem wykorzystano do pomiaru cząstek wiatru słonecznego w następującej kolejności: jony dodatnie od 45 do 105 eV , jony dodatnie od 95 do 235 eV, jony dodatnie od 220 do 640 eV, jony dodatnie od 560 do 1800 eV, elektrony od 65 do 210 eV, a jony dodatnie od 1700 do 5400 eV. Płaszczyzna podziału kolektora znajdowała się w obrotowej płaszczyźnie równikowej statku kosmicznego. Pomiary obejmowały 22 chwilowe próbki prądu, każda oddzielona od siebie o 0,16 sekundy (obejmujące więcej niż jeden obrót satelity). Pomiary te reprezentowały sumę prądu płynącego do podzielonego kolektora, maksymalną różnicę prądu napotkaną podczas obrotu statku kosmicznego oraz identyfikację, która połowa kolektora była maksymalna. Cała sekwencja trwała 2,8 minuty i była powtarzana co 5,5 minuty. Stożek wejściowy dla tego kubka Faradaya miał półkąt około 80°. Napotkano interferencję z załamanych cząstek (z najbardziej wyraźnym efektem przy padaniu około 70 ° do normalnej filiżanki), z elektronów wtórnych i promieniowania ultrafioletowego .
Magnetometry Fluxgate
Każdy z dwóch jednoosiowych magnetometrów z bramką strumieniową , o zakresach dynamicznych ± 40 nT, próbkował pole magnetyczne 30 razy w każdym z sześciu 4,8-sekundowych odstępów co 5,46 minuty. Czułość detektora wynosiła plus minus 0,25 nT, a niepewność digitalizacji plus minus 0,40 nT. Do kalibracji przyrządów użyto magnetometru z oparami rubidu, ale nie wygenerowano żadnych niezależnie użytecznych zestawów danych . Instrumenty działały normalnie przez cały okres użytkowania satelity i dostarczały użytecznych danych do 30 maja 1964 r.
Komora jonowa i liczniki Geigera-Müllera
Oprzyrządowanie do tego eksperymentu, zaprojektowane do pomiaru strumieni cząstek uwięzionych geomagnetycznie, składało się z komory jonizacyjnej typu Neher o średnicy 7,6 cm (3,0 cala) i dwóch rur Anton 223 Geiger – Müller . Komora jonowa reagowała na elektrony i protony odpowiednio E>1 i E>17 MeV. Obie rury Geigera – Müllera zamontowano równolegle do osi obrotu statku kosmicznego. Jedna rura Geigera-Müllera wykryła elektrony o E> 45 keV rozproszone na złotej folii . Stożek akceptacji dla tych elektronów miał pełny kąt 61°, a jego oś symetrii tworzyła kąt 59,5° z osią obrotu statku kosmicznego. Ta rura Geigera-Müllera reagowała wielokierunkowo na elektrony i protony odpowiednio E> 6 i E> 52 MeV. Druga rura Geigera-Müllera nie miała bezpośredniego dostępu do środowiska kosmicznego i reagowała wielokierunkowo na elektrony tła i protony odpowiednio E> 6 i E> 52 MeV. Impulsy z komory jonowej były gromadzone przez 326,08 sekundy i odczytywane raz na 327,68 sekundy. Zliczenia z pierwszej probówki Geigera-Müllera były gromadzone przez 39,36 sekundy i odczytywane sześć razy co 327,68 sekundy. Zliczenia z drugiej rurki Geigera-Müllera były gromadzone przez 39,36 sekundy i odczytywane pięć razy co 327,68 sekundy. Eksperyment ten przeprowadzono normalnie od startu do 10 maja 1965 r.
Opóźniający analizator potencjału
Opóźniającym analizatorem potencjału był trójelementowy płaski kubek Faradaya. Został zamontowany prostopadle do osi obrotu statku kosmicznego i miał efektywny kąt patrzenia 5 sr. Tryby rozdzielczości zgrubnej i dokładnej zaprogramowano zarówno dla jonów, jak i elektronów. Tryby te składały się z 15 kroków, każdy dla opóźniających napięć od 0 do 28 V i od 0 do 100 V. Cała sekwencja jonów i elektronów była powtarzana raz na 10,92 minuty, a każda 15-stopniowa analiza widmowa wymagała 5,4 sekundy. Eksperyment funkcjonował przez około 20 godzin od uruchomienia, do momentu, gdy awaria mechanicznego przełącznika programatora przerwała pracę. Na dane niekorzystnie wpłynęły elektrony wtórne i już nie istnieją.
Protony wiatru słonecznego
Kwadrysferyczny analizator elektrostatyczny z kolektorem prądu i wzmacniaczem elektrometru został użyty do wykrycia i analizy składnika jonów dodatnich padającej plazmy oraz do zbadania jego charakterystyki przepływu całkowitego. Protony analizowano w 14 kanałach energetycznych w zakresie od 0,025 do 16 keV . Instrument był zamontowany na płaszczyźnie równikowej satelity i miał kąt widzenia 15° w tej płaszczyźnie i 90° w płaszczyźnie zawierającej oś obrotu. Płaszczyzna równikowa satelity została podzielona na trzy sąsiadujące ze sobą sektory (111,8°, 111,8° i 136,4°) za pomocą optycznego czujnika kształtu. Strumień szczytowy w jednym sektorze rejestrowano przy jednym potencjale płytki analizatora na obrót satelity (nie zachowano informacji o położeniu w obrębie sektora, w którym wystąpił strumień szczytowy). Po 14 obrotach wszystkie kanały energetyczne zostały zeskanowane, a proces został powtórzony dla następnego sektora. Pełne skanowanie energii i sektora było powtarzane co 5,46 minuty. Nie uzyskano żadnych danych dotyczących krótkich okresów przebywania satelity w magnetosferze . Instrument działał dobrze do kwietnia 1964 roku, kiedy to zaczął działać z przerwami. Później jego działanie ulegało dalszemu pogorszeniu.
Cyfrowy procesor danych
Satelita zawierał system telemetryczny Digital Data Processor (DDP) , który po raz pierwszy wykorzystał układy scalone na latającym statku kosmicznym, poprzedzając zarówno komputer D-37C używany w systemie rakietowym Minuteman II , jak i komputer naprowadzający Apollo . DDP umożliwił różnym eksperymentom cyfrowym na pokładzie przechowywanie wyników w akumulatorach , które były następnie odczytywane w powtarzającym się cyklu i kodowane jako sygnały modulacji częstotliwości impulsów (PFM) w celu wysłania do stacji naziemnych. Akumulatory miały łącznie 105 bitów plus 15-bitowy zegar. Oprócz danych cyfrowych przesyłanych w formacie PFM nieco ponad połowa normalnego cyklu transmisji (9 z 16 „ramek”) była wykorzystywana do przesyłania sygnałów analogowych.
Procesor wykorzystywał chipy Series 51 firmy Texas Instruments , w szczególności SN510 ( taktowany zatrzask SR ) i SN514 (podwójne 3-wejściowe bramki NAND / NOR ), które były dostarczane w 8-pinowych płaskich pakietach i wykorzystywały logikę rezystor-kondensator-tranzystor (RCTL). Jednak w tamtym czasie tylko dwa tranzystory można było umieścić na jednej matrycy , więc wiele matryc z różnymi komponentami logicznymi musiało zostać połączonych ze sobą ręcznie za pomocą maleńkich drutów przed zamknięciem w opakowaniu, co czyniło je bardzo kosztownymi w produkcji. Wczesne egzemplarze kosztują ponad 400 USD (równowartość 3600 USD w 2021 r.).
.png)