ISEE-2

ISEE-2
ISEE-1 and ISEE-2.jpg
Satelity ISEE-1 i ISEE-2 w Kennedy Space Center
Nazwy

ISEE-B International Sun-Earth Explorer-B IMP-K Prime
Typ misji Fizyka kosmosu
Operator NASA / ESA
IDENTYFIKATOR COSPAR 1977-102B Edit this at Wikidata
SATCAT nr. 10423
Czas trwania misji 10 lat (osiągnięte)
Właściwości statków kosmicznych
Statek kosmiczny ISEE-2
Typ statku kosmicznego Międzynarodowy odkrywca Słońca i Ziemi
Autobus IMP (Platforma Monitorowania Międzyplanetarnego)
Producent Systemy Dorniera
Uruchom masę 165,78 kg (365,5 funta)
Wymiary Cylinder z 16 bokami o średnicy 1,27 m (4 stopy 2 cale) i wysokości 1,14 m (3 stopy 9 cali)
Moc 112 watów
Początek misji
Data uruchomienia 22 października 1977, 13:53:00 UTC
Rakieta
Thor-Delta 2914 (Thor 623 / Delta 135)
Uruchom witrynę Przylądek Canaveral , LC-17B
Wykonawca Firma lotnicza Douglas
Wprowadzony serwis 22 października 1977
Koniec misji
Ostatni kontakt 26 września 1987
Data rozkładu 26 września 1987
Parametry orbity
Układ odniesienia Orbita geocentryczna
Reżim Wysoka orbita okołoziemska
Wysokość perygeum 1,04 Re ( 6600 km (4100 mil))
Wysokość apogeum
23,00 Re ( 137806 km (85629 mil))
Nachylenie 28,76°
Okres 3556,80 minut
Instrumenty







Strumienie elektronów i protonów w zewnętrznej magnetosferze (1,5-300 keV) Eksperyment z szybką plazmą (FPE) Niskoenergetyczny analizator różnicowej energii protonów i elektronów (LEPEDEA) Eksperyment z cząstkami o średniej energii (METE) Plazma (elektrony całkowite) Gęstość za pomocą technik radiowych Plazma fale: widma pól elektrycznych i magnetycznych (5,62 Hz - 31,1 kHz) Rozkład jonów wiatru słonecznego Trójosiowy magnetometr Fluxgate
Międzynarodowy odkrywca Słońca i Ziemi
 

ISEE -2 ( International Sun-Earth Explorer-B lub ISEE-B ) był potomnym statkiem kosmicznym klasy Explorer, International Sun-Earth Explorer-2, był częścią misji matka/córka/heliocentryczna (ISEE-1, ISEE- 2, ISEE-3). ISEE-2 była sondą kosmiczną o masie 165,78 kg (365,5 funta), używaną do badania pól magnetycznych w pobliżu Ziemi . ISEE-2 był statkiem kosmicznym ze stabilizacją wirowania, opartym na projekcie wcześniejszej serii statków kosmicznych IMP ( Interplanetary Monitoring Platform ). ISEE-1 i ISEE-2 zostały uruchomione 22 października 1977 r ponownie wszedł 26 września 1987 r.

Program był misją współpracy między NASA i ESRO (później Europejska Agencja Kosmiczna (ESA)), protokół ustaleń (MOU) między NASA a Europejską Agencją Kosmiczną, podpisany w marcu 1975 r. Program miał na celu zbadanie interakcji między pole magnetyczne Ziemi i wiatr słoneczny . Zaangażowane były co najmniej 32 instytucje, a nacisk położono na zrozumienie pól magnetycznych. ISEE-1 i ISEE-3 zostały zbudowane przez NASA, podczas gdy ISEE-2 została zbudowana przez ESA. Wszystkie trzy miały uzupełniające się instrumenty wspierane przez tę samą grupę ponad 100 naukowców.

Misja

Międzynarodowe orbity odkrywców Słońca i Ziemi

Celem misji było: (1) zbadanie relacji między Słońcem a Ziemią na najbardziej oddalonych granicach ziemskiej magnetosfery , (2) szczegółowe zbadanie struktury wiatru słonecznego w pobliżu Ziemi oraz fali uderzeniowej, która tworzy interfejs między wiatru słonecznego i magnetosfery Ziemi, (3) badanie ruchów i mechanizmów działających w warstwach plazmy oraz (4) kontynuacja badań promieni kosmicznych i efektów rozbłysków słonecznych w obszarze międzyplanetarnym w pobliżu 1 AU . Trzy statki kosmiczne przewoziły szereg uzupełniających się instrumentów do wykonywania pomiarów plazmy , cząstek energetycznych, fal i pól. W ten sposób misja rozszerzyła badania poprzednich statków kosmicznych IMP. Część misji „matka/córka” składała się z dwóch statków kosmicznych (ISEE-1 i ISEE-2) zdolnych do utrzymywania stacji na tej samej wysoce ekscentrycznej orbicie geocentrycznej z apogeum 23 promieni Ziemi (Re ) . W trakcie misji parametry orbity ISEE-1 i ISEE-2 podlegały krótkoterminowym i długoterminowym wahaniom z powodu promieniowania słonecznego i księżycowe . Te dwa statki kosmiczne utrzymywały niewielką odległość separacyjną i wykonywały jednocześnie skoordynowane pomiary, aby umożliwić oddzielenie nieregularności przestrzennych od czasowych w wietrze słonecznym w pobliżu Ziemi, uderzeniu dziobowym i wewnątrz magnetosfery. Manewrując ISEE-2, separacja między statkami kosmicznymi mierzona w pobliżu szoku dziobowego Ziemi mogła zmieniać się od 10 km (6,2 mil) do 5000 km (3100 mil); jego wartość jest dokładnie znana jako funkcja czasu i pozycji orbitalnej.

Statek kosmiczny

ISEE-2 był cylindrem o 16 bokach i średnicy 1,27 m (4 stopy 2 cale) i wysokości 1,14 m (3 stopy 9 cali). ISEE-2 miał ster strumieniowy do regulacji odstępów między dwoma statkami kosmicznymi, w zależności od pożądanego celu. Wczesne wyniki duetu wykazały, że mając dwa statki kosmiczne, można wykryć „przestrzenne i czasowe zmiany w magnetosferze i wietrze słonecznym”.

Statek kosmiczny był stabilizowany spinowo, z wektorami spinowymi utrzymywanymi nominalnie w granicach 1° prostopadłej do płaszczyzny ekliptyki , skierowanej na północ. Prędkości wirowania wynosiły nominalnie 19,75 obr./min dla ISEE-1 i 19,8 obr./min dla ISEE-2, tak że między dwoma statkami kosmicznymi występowała powolna różnica obrotów. Panel słoneczny ISEE-2 montowany na ciele dostarczał około 112 watów podczas startu. Szybkość transmisji danych ISEE-2 wynosiła 2048 b/s przez większość czasu i 8192 bit/s podczas jednej orbity na pięć (z pewnymi wyjątkami).

Eksperymenty

Strumienie elektronów i protonów w zewnętrznej magnetosferze (1,5-300 keV)

Ten eksperyment został zaprojektowany w celu określenia, przy użyciu identycznego oprzyrządowania na statku kosmicznym matka/córka, zasięgu przestrzennego, prędkości propagacji i czasowego zachowania szerokiej gamy zjawisk cząstek. Elektrony mierzono przy 2 i 6 keV oraz w dwóch pasmach: od 8 do 200 keV i od 30 do 200 keV. Protony mierzono przy 2 i 6 keV oraz w trzech pasmach: od 8 do 200 keV, od 30 do 200 keV i od 200 do 380 keV. Próg 30 keV można ustawić na 15 lub 60 keV. Identyczne oprzyrządowanie na każdym statku kosmicznym składało się z pary detektorów półprzewodnikowych z barierą powierzchniową teleskopy (jeden z folią i jeden bez folii) oraz cztery stałonapięciowe analizatory elektrostatyczne (dwa dla elektronów i dwa dla protonów). Jako detektory z analizatorami stałonapięciowymi zastosowano mnożniki kanałowe. Teleskopy miały stożek obserwacyjny o półkącie 40°, zorientowanym pod kątem około 20° do osi obrotu.

Eksperyment z szybką plazmą (FPE)

Ten eksperyment został zaprojektowany w celu zbadania rozkładów prędkości plazmy oraz ich przestrzennych i czasowych zmian w wietrze słonecznym , fali uderzeniowej , magnetosferze , magnetopauzie i ogonie magnetycznym (w magnetosferze). Jedno-, dwu- i trójwymiarowe rozkłady prędkości dla jonów dodatnich i elektronów mierzono za pomocą dwóch sferycznych analizatorów elektrostatycznych 90° z powielaczami elektronów channeltron jako detektorami. W połączeniu z podobnym oprzyrządowaniem (1977-102A-01) dla macierzystego statku kosmicznego, zmierzono protony od 50 eV do 40 keV (oraz elektrony od 5 eV do 20 keV) z 10% rozdzielczością energii w dwóch zakresach każdy.

Analizator różnicowej energii protonów i elektronów o niskiej energii (LEPEDEA)

Eksperyment ten miał na celu zbadanie, za pomocą identycznego oprzyrządowania na statku kosmicznym matka/córka, przestrzennych i czasowych zmian wiatru słonecznego oraz elektronów i jonów w osłonie magnetosferycznej. Protony i elektrony w zakresie energii od 1 eV do 45 keV mierzono w 64 sąsiadujących ze sobą pasmach energii z rozdzielczością energii (delta E/E) równą 0,16. Kwadrysferyczny niskoenergetyczny różnicowy analizator energii protonów i elektronów (LEPEDEA), wykorzystujący siedem multiplikatorów elektronów z kanałem ciągłym w każdym z dwóch (jeden dla protonów i jeden dla elektronów) analizatorów elektrostatycznych, latał zarówno na macierzystym, jak i potomnym statku kosmicznym. Wszystkie z wyjątkiem 2% kąta bryłowego 4 pi-sr zostały pokryte wektorami prędkości cząstek. A Uwzględniono również rurkę Geigera – Müllera ze stożkowym polem widzenia pełnego kąta 40 °, prostopadłym do osi obrotu. Detektor ten był czuły na elektrony o E>45 keV i protony o E>600 keV.

Eksperyment z cząstkami o średniej energii (METE)

Eksperyment ten miał na celu zidentyfikowanie i zbadanie niestabilności plazmy odpowiedzialnych za przyspieszenie, mechanizmy źródła i strat oraz zjawiska brzegowe i międzyfazowe w całym zakresie orbitalnym satelitów-matek. Teleskop protonowy i spektrometr elektronowy zostały umieszczone na każdym statku kosmicznym w celu zmierzenia szczegółowych widm energii i rozkładów kątowych. Detektory te wykorzystywały krzemowe, barierowe powierzchniowo, całkowicie wyczerpane urządzenia półprzewodnikowe o różnych grubościach, powierzchniach i konfiguracjach. Mierzono protony w 5 kierunkach i 12 kanałach energetycznych od 20 keV do 2 MeV oraz elektrony w 5 kierunkach i 12 kanałach energetycznych od 20 keV do 300 keV (do 1,2 MeV dla kierunku 90°). Dane były gromadzone w maksymalnie 32 sektorach na obrót.

Gęstość plazmy (całkowitej elektronów) za pomocą technik radiowych

Całkowitą zawartość elektronów między matką a córką uzyskano mierząc opóźnienie fazowe wprowadzone przez otaczającą plazmę do fali o częstotliwości około 683 kHz, transmitowanej od matki (eksperyment -08) i odbieranej przez córkę. Faza została porównana ze spójnym fazowo sygnałem przesyłanym od matki do córki przez modulację na nośnej o częstotliwości wystarczająco wysokiej (272,5 MHz), aby plazma otoczenia nie miała na nią wpływu.

Fale plazmowe: widma pól elektrycznych i magnetycznych (5,62 Hz - 31,1 kHz)

W tym eksperymencie jednoosiowy magnetometr z cewką wyszukiwania z rdzeniem o wysokiej przepuszczalności i dwoma dipolami pola elektrycznego (30 m (98 stóp) od końcówki do końcówki i 0,61 m (2 stopy 0 cali)) mierzył zjawiska falowe występujące w magnetosferze i wiatru słonecznego w połączeniu z podobnym eksperymentem (1977-102A-07) przeprowadzonym na macierzystym statku kosmicznym. Anteny zamontowano prostopadle do osi obrotu. Oprzyrządowanie składało się z dwóch elementów: (1) analizatora widma o wysokiej rozdzielczości z 16 kanałami częstotliwości (identycznymi jak w ISEE 1) od 5,62 Hz do 31,1 kHz, gdzie wszystkie kanały były próbkowane 1 lub 4 razy na sekundę , w zależności od szybkości transmisji ; oraz (2) odbiornik szerokopasmowy do kondycjonowania przebiegów elektrycznych i magnetycznych w celu transmisji do ziemi za pośrednictwem specjalnego nadajnika analogowego. Były dwa podstawowe kanały częstotliwości, od 10 Hz do 1 kHz i od 650 Hz do 10 kHz. Ponadto zakres częstotliwości można przesuwać za pomocą schematu konwersji częstotliwości do dowolnego z ośmiu zakresów do 2,0 MHz.

Dystrybucja jonów wiatru słonecznego

Instrument ten został zaprojektowany do pomiaru rozkładów kątowych i widm energii jonów dodatnich w wietrze słonecznym. Główny obszar zainteresowania znajdował się na zewnątrz i obejmował magnetopauzę (większy niż 8 promieni Ziemi). Wykorzystano dwa półkuliste analizatory elektrostatyczne do pokrycia zakresu energii od 100 eV do 10 keV/Q w maksymalnie 64 kanałach energetycznych. Były dwa tryby pracy: jeden dla rozdzielczości wysokoczasowej i jeden dla rozdzielczości wysokoenergetycznej. Poziomy energii były utrzymywane na stałym poziomie podczas całkowitej rewolucji statku kosmicznego.

Trójosiowy magnetometr Fluxgate

Badania pól magnetycznych wybrane dla ISEE-1 i ISEE-2 miały za główny cel badanie sygnatur magnetycznych zjawisk magnetosferycznych i fal magnetohydrodynamicznych w magnetosferze i wokół niej oraz dostarczenie danych pomocniczych dla innych eksperymentów na statku kosmicznym, takich jak badania pola elektrycznego , fal cząsteczkowych i plazmowych. W tym trójosiowym magnetometrze fluxgate , trzy czujniki z rdzeniem pierścieniowym w ortogonalnej triadzie zostały zamknięte w mechanizmie płetwy na końcu wysięgnika magnetometru. Jednostka elektroniczna znajdowała się na głównym korpusie statku kosmicznego u podstawy wysięgnika. Magnetometr miał dwa zakresy robocze ± 8192 nT i ± 256 nT w każdym składniku wektora. Dane zostały zdigitalizowane i uśrednione w instrumencie, aby zapewnić zwiększoną rozdzielczość i zapewnić filtrowanie Nyquista. Były dwa tryby transmisji uśrednionych danych. W trybie pracy podwójnej precyzji przesyłane były 16-bitowe próbki danych. Dało to maksymalną rozdzielczość ± 1/4 nT lub 1/128 nT w zakresach niskiej i wysokiej czułości. Działanie tego eksperymentu było prawie nominalne aż do ponownego wejścia statku kosmicznego w dniu 26 września 1987 r. Użytkownicy danych z tego eksperymentu powinni być świadomi faktu, że uśrednianie próbek 12-bitowych w celu utworzenia próbek 16-bitowych działało dobrze w płaszczyźnie wirowania, ale w sytuacjach, w których pole wzdłuż osi wirowania było ciche w stosunku do rozmiaru okna cyfrowego, magnetometr zwracał tylko 12-bitową próbkę. Było to szczególnie zauważalne, gdy statek kosmiczny znajdował się w wietrze słonecznym, a instrument działał w zakresie jego niskiego wzmocnienia (8192 nT), oraz gdy statek kosmiczny znajdował się w cichych regionach magnetosfery w trybie niskiego wzmocnienia. Pierwsza sytuacja ograniczała rozdzielczość pola mierzonego do 4 nT w trybie podwójnej precyzji, w którym zwykle pracował magnetometr, a druga sytuacja tworzyła, gdy statek kosmiczny poruszał się po dużym nachyleniu ziemskiego pola magnetycznego, schodkowy wzór zmiany pola o wielkości 4 nT, które można pomylić z falami. Inną anomalią operacyjną było nasycenie czujnika podczas zmian wzmocnienia. W tym czasie 3 składowe pola magnetycznego wywnioskowano z jednego tonu wirowania i pola wzdłuż osi wirowania, ograniczając rozdzielczość czasową instrumentu poniżej częstotliwości wirowania. Dołożono wszelkich starań, aby zminimalizować błędy poziomu zerowego, błędy pisarskie i inne anomalie przetwarzania danych w ramach dostępnych zasobów. Zasoby te były jednak bardzo ograniczone, a finansowanie ustało, zanim można było sprawdzić cały przedłożony zestaw danych.

Orbita

ISEE-1 i ISEE-2 pozostały blisko Ziemi. ISEE-3 był pierwszym statkiem kosmicznym, który został umieszczony na orbicie halo w punkcie Lagrange'a Ziemia-Słońce L 1 , a później został umieszczony na orbicie heliocentrycznej .

Klimatyczne wejście

Zarówno ISEE-1, jak i ISEE-2 ponownie weszły w atmosferę ziemską podczas orbity 1518 w dniu 26 września 1987 r. Pod koniec siedemnaście z 21 eksperymentów na pokładzie działało.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ISEE-2&oldid=1098913030 ”