SOLRAD ( СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ) 1 - это общественное обозначение SOLRAD / GRAB 1, комбинированного спутника науки и наблюдения, запущенного на орбиту 22 июня 1960 года. Это был первый спутник, который успешно наблюдал солнечные рентгеновские лучи , и первый спутник, проводивший наблюдение с орбиты. и первый, который будет запущен с другим спутником с инструментами (несвязанный навигационный спутник Transit 2A ).
Имена | GRAB 1 СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ SR 1 GREB 1 |
---|---|
Тип миссии | Солнечные рентгеновские лучи |
Оператор | Лаборатория военно-морских исследований (NRL) |
Обозначение Гарварда | 1960 Эта 2 |
COSPAR ID | 1960-007B |
SATCAT нет. | 00046 |
Продолжительность миссии | 5 месяцев (достигнуто) |
Свойства космического корабля | |
Тип космического корабля | СОЛРАД |
Производитель | Лаборатория военно-морских исследований |
Стартовая масса | 19,05 кг (42,0 фунта) |
Габаритные размеры | 51 см (20 дюймов) в диаметре |
Мощность | 6 Вт |
Начало миссии | |
Дата запуска | 22 июня 1960 г., 05:54 мск |
Ракета | Тор-Ablestar |
Запустить сайт | Мыс Канаверал , LC-17B |
Подрядчик | Douglas Aircraft Company |
Конец миссии | |
Деактивировано | Апрель 1961 г. |
Параметры орбиты | |
Справочная система | Геоцентрическая орбита [1] |
Режим | Низкая околоземная орбита |
Высота перигея | 614 км (382 миль) |
Высота апогея | 1,061 км (659 миль) |
Наклон | 66,69 ° |
Период | 101,7 мин. |
, Разработанная ВМС США «s Научно - исследовательской лаборатории военно - морских (NRL), спутник был во многих отношениях является прямым преемником NRL в проекте Vanguard , первой американской спутниковой программы. Научная миссия спутника увенчалась успехом, до ноября 1960 года он отправлял полезные данные, которые определяли нормальный выход солнечного рентгеновского излучения и подтверждали связь между повышенной солнечной рентгеновской активностью и радиоактивным затуханием.
Научный пакет SOLRAD на борту спутника служил прикрытием для пакета электронного наблюдения за галактическим излучением и фоном (GRAB) , задачей которого было нанесение на карту радиолокационной сети Советского Союза . Миссия GRAB также была успешной, работала до 22 сентября 1960 года и показала, что советская радиолокационная сеть ПВО была более обширной, чем ожидалось. SOLRAD / GRAB 1 был отключен в апреле 1961 года, что сделало его первым спутником, который был удален из строя.
Задний план
В 1957 году Советский Союз начал развертывание ракеты класса «земля-воздух» С-75 «Двина » , управляемой РЛС управления огнем « Фань Сун» . Это сделало более опасным проникновение американских бомбардировщиков в советское воздушное пространство. Военно- воздушные силы США начали программу каталогизации приблизительного местоположения и отдельных рабочих частот этих радаров с использованием самолетов электронной разведки, пролетавших за пределами Советского Союза. Эта программа предоставляла информацию о радарах на периферии Советского Союза, но информация о местах внутри страны отсутствовала. Некоторые эксперименты проводились с использованием радиотелескопов для поиска случайных советских радарных отражений от Луны , но это оказалось неадекватным решением проблемы. [3] : 362
В марте 1958 года [4] : 4, в то время как Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) активно участвовала в проекте Vanguard , усилия ВМС США по запуску спутника, инженер NRL Рейд Д. Майо определил, что производная Vanguard может использоваться для картографирования советских ракетных объектов. Мэйо ранее разработал систему для подводных лодок, с помощью которой они могли уклоняться от противолодочной авиации, улавливая их радиолокационные сигналы. Физически маленький и механически прочный, его можно было приспособить для размещения внутри небольшой рамы Vanguard. [3] : 364
Мэйо представил идею Ховарду Лоренцену, главе подразделения противодействия NRL. Лоренцен продвигал идею в Министерстве обороны, и шесть месяцев спустя концепция была одобрена под названием «Tattletale». [3] : 364 Президент Эйзенхауэр одобрил полную разработку программы 24 августа 1959 года. [4] : 4
После утечки новостей The New York Times Эйзенхауэр отменил проект. Проект был перезапущен под названием "Walnut" (вспомогательный компонент получил название "DYNO" [2] : 140, 151 ) после того, как были реализованы повышенные меры безопасности, включая усиление надзора и ограничение доступа к "необходимой информации". персонал. [5] : 2 американских космических запуска в то время не были засекречены, [6] [7] и совместный полет прикрытия, который будет делить космос с DYNO, должен был скрыть миссию электронного наблюдения DYNO от намеченных целей. [8] : 300
Изучение электромагнитного спектра Солнца предоставило идеальную возможность для прикрытия. Военно-морской флот хотел определить роль солнечных вспышек в нарушениях радиосвязи [8] : 300 и уровень опасности для спутников и космонавтов, создаваемый ультрафиолетовым и рентгеновским излучением . [9] : 76 Такое исследование ранее было невозможно, поскольку атмосфера Земли блокирует рентгеновское и ультрафиолетовое излучение Солнца от наземных наблюдений. Кроме того, солнечная энергия непредсказуема и быстро колеблется, что делает суборбитальные зондирующие ракеты неадекватными для задачи наблюдения. Спутник требовался для длительного непрерывного исследования полного солнечного спектра. [10] : 5–6, 63–65 [11]
В NRL уже была специально построенная солнечная обсерватория в виде Vanguard 3 , которая была запущена в 1959 году. Vanguard 3 имел детекторы рентгеновского и ультрафиолетового излучения, хотя они были полностью насыщены фоновым излучением излучения Ван Аллена. пояс . [10] : 63 Разработкой спутника DYNO по проекту Vanguard руководил инженер NRL Мартин Вотоу, возглавляющий группу инженеров и ученых проекта Vanguard, которые не перебрались в НАСА . [12] Спутник двойного назначения был переименован в GRAB («Галактическое излучение и фон»), иногда называемый GREB («Предпосылки экспериментов по галактическому излучению»), а в научном смысле - SOLRAD («СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ»). [2] : 142, 149 [8] : 300
Имитатор фиктивной массы СОЛРАД был успешно запущен 13 апреля 1960 года, прикрепленный к Транзиту 1В , [8] : 301, доказывая технику запуска двух спутников. [13] 5 мая 1960 года, всего через четыре дня после того, как был сбит из Гэри Пауэрса U-2 полет над СССР обратил внимание на уязвимость самолета на основе наблюдения, президент Эйзенхауэр одобрил запуск оперативного SOLRAD спутника. [14] : 32
Космический корабль
Как и Vanguard 3, SOLRAD / GRAB 1 был примерно сферическим, диаметром 51 см (20 дюймов) и питался от шести круглых участков солнечных элементов . [5] : 10 SOLRAD / GRAB 1 был немного легче, массой 19,05 кг (42,0 фунта) [5] : A1–2 (в отличие от 23,7 кг (52 фунта) Vanguard). [15] Солнечные элементы питали девять последовательно соединенных батарей типа D (всего 12 вольт ) [5] : 10 обеспечивали мощность 6 Вт. [14] : 32
Научный пакет спутника SOLRAD включает два фотометра Lyman-alpha ( ионные камеры оксида азота ) для исследования ультрафиолетового света в диапазоне длин волн 1050-1350 Å и один рентгеновский фотометр (камера с ионами аргона) в диапазоне длин волн 2-8 Å. диапазон, установленный вокруг экватора спутника. [16]
Аппаратура наблюдения спутника GRAB была разработана для обнаружения советских РЛС ПВО, ведущих вещание в S-диапазоне (1550–3900 МГц ). [14] : 29, 32 над круговой областью диаметром 6500 км (4000 миль) под ним. [2] : 108 Приемник на спутнике был настроен на приблизительную частоту радаров, и его выход использовался для включения отдельного передатчика очень высокой частоты (VHF) в космическом корабле. Во время полета над Советским Союзом спутник обнаруживал импульсы от ракетных радаров и немедленно ретранслировал их на американские наземные станции в пределах досягаемости, которые записывали сигналы и отправляли их в NRL для анализа. Хотя приемник GRAB был всенаправленным, путем поиска одних и тех же сигналов на нескольких проходах и сравнения их с известным местоположением спутника можно было определить приблизительное местоположение радаров, а также их точную частоту повторения импульсов . [4] : 4–7 [2] : 108
Телеметрия передавалась через четыре штыревых антенны длиной 63,5 см (25,0 дюйма), установленных на экваторе SOLRAD. [9] : 76 Научная телеметрия была отправлена на 108 МГц, [9] : 78 - стандартной частоте Международного геофизического года, используемой Vanguard . [17] : 84, 185 Команды с земли и электронного наблюдения собирались через антенны меньшего размера на 139 МГц. [4] : 7 Данные, полученные на земле, были записаны на магнитную ленту и доставлены обратно в NRL, где они были проанализированы, скопированы и отправлены в Агентство национальной безопасности (АНБ) в Форт-Мид , штат Мэриленд , и в Управление стратегической авиации. на базе ВВС Оффут в Омахе , штат Небраска , для дальнейшего анализа и обработки. [18]
Как и большинство ранних автоматических космических аппаратов, SOLRAD / GRAB 1, хотя и со стабилизированным вращением, [8] : 300 не имел систем управления ориентацией и, таким образом, сканировал все небо, не фокусируясь на конкретном источнике. [10] : 13 Чтобы ученые могли правильно интерпретировать источник рентгеновских лучей, обнаруженных SOLRAD / GRAB 1, на космическом корабле был установлен вакуумный фотоэлемент, чтобы определить, когда Солнце падает на его фотометры, и угол, под которым солнечный свет падает на них. [10] : 64
Запуск и выход на орбиту
SOLRAD / GRAB 1 был запущен в 05:54 по Гринвичу 22 июня 1960 года с помощью системы запуска Thor-Ablestar с мыса Канаверал LC-17B . [13] [19] Запуск ознаменовал собой первый раз, когда два спутника с инструментами были выведены на орбиту на одном ускорителе. Изначально SOLRAD / GRAB 1 облетал Землю каждые 101,7 минуты [20] с изменением высоты от 614 км (382 миль) до 1046 км (650 миль); это было отклонение от запланированной круговой орбиты 930 км (580 миль), вызванное сбоями на второй ступени ракеты-носителя [21], но это не повлияло на цели спутника. [19]
Научные результаты
SOLRAD / GRAB 1, первая в мире орбитальная солнечная обсерватория, передала более 500 пакетов научных данных в период с июня по ноябрь 1960 года [10] : 64–65, после чего стало невозможно определить угол, под которым Солнце падает на эксперименты SOLRAD. . [22] Тем не менее, SOLRAD / GRAB 1 продолжал отправлять данные до апреля 1961 года, когда космический корабль был отключен от земли. Это был первый случай, когда спутник был удален из строя. [21]
Спутник передавал результаты в режиме реального времени, а это означало, что данные могли быть получены только тогда, когда в пределах досягаемости находилась станция слежения - либо одна из станций Vanguard Minitrack , либо несколько других изолированных приемников. [10] : 64 Таким образом, всего от одной до десяти минут на орбиту [22], примерно 1,2% активного времени спутника, были получены солнечные наблюдения. Магнитные дефлекторы доказали свою эффективность, позволив SOLRAD / GRAB 1 стать первым спутником, успешно наблюдающим солнечные рентгеновские лучи . [10] Однако они также взаимодействовали с магнитным полем Земли , вызывая прецессию спутника (колебание вокруг своей оси, как волчок), так что его датчики находились в тени половину времени, когда спутник находился на солнечном свете. [10] : 64
Рентгеновские лучи
Примерно 20% передач данных SOLRAD содержали рентгеновские измерения, достаточные для установления нормальных уровней рентгеновского излучения Солнца (в диапазоне обнаружения 2-8 Å) во время бездействия: менее 6x10 -11 Дж / см 2 / сек. Когда выход рентгеновского излучения сильно превышал эту базовую линию, он обычно коррелировал с солнечной активностью, видимой с земли. Данные также показали, что выход рентгеновского излучения может значительно измениться всего за одну минуту, что подчеркивает необходимость постоянного наблюдения. [10] : 64–65
Когда обнаруживаемая мощность рентгеновского излучения в три раза превышала нормальную скорость [10] : происходило 64–65 замираний радиоизлучения, подтверждая связь между изменчивостью солнечного рентгеновского излучения и силой ионизированных термосферных слоев Земли. [12] Было обнаружено, что эти затухания были вызваны не только солнечными вспышками, но и активными областями солнечного протуберанца, яркими выбросами и субвспышками на краю (или краю) Солнца. [10] : 64–65
Ультрафиолетовый
SOLRAD / GRAB 1 не обнаружил корреляции между солнечным ультрафиолетовым излучением и термосферными возмущениями [10] : 53 и детекторы Lyman-alpha были исключены из более поздней миссии SOLRAD 3 / GRAB 2 . [23] : 28
Мониторинг ядерных испытаний
Во время проектирования и разработки надеялись, что SOLRAD / GRAB 1 сможет идентифицировать надземные атомные испытания, которые производили сильное излучение рентгеновских лучей в диапазонах, которые мог обнаружить спутник. Если договор о запрещении ядерных испытаний между Соединенными Штатами и Советским Союзом вступит в силу, SOLRAD / GRAB 1 или его преемники смогут обнаружить несанкционированные испытания Советским Союзом. Однако никаких всплесков, соответствующих известным советским атомным испытаниям, в данных SOLRAD / GRAB 1 не обнаружено. В Vela-отель Спутники были позже специально построенным для этой задачи после ратификации Договора частичного запрещения ядерных испытаний в 1963 году [24]
Результаты GRAB
SOLRAD / GRAB 1 был первым в мире спутником оперативного наблюдения. Из страха, что Советы обнаружат шпионскую миссию спутника, и помня о проблемах, вызванных инцидентом с U-2, [25] президент Эйзенхауэр настаивал на том, чтобы каждая передача GRAB была лично одобрена им, [14] : 32 и что передачи не производиться на последовательных проходах. [25] Таким образом, хотя аппаратура наблюдения спутника работала в течение 92 дней с момента запуска до отказа 22 сентября 1960 г., GRAB-1 вернула только 22 пакета данных, первая из которых была доставлена 5 июля 1960 г. [21] на станцию в Вахиаве , Гавайи , вне досягаемости советского обнаружения. [5] : 3 Даже эта первая попытка ограниченного наблюдения превысила способность наземных групп анализировать и обрабатывать данные [5] : 39 и дала ценную информацию, в том числе разоблачение того, что деятельность советской противовоздушной обороны была более обширной, чем ожидалось. [21]
Наследие и статус
Серия SOLRAD / GRAB совершила еще четыре полета, завершившись миссией SOLRAD 4B, запущенной 26 апреля 1962 года. Из пяти миссий SOLRAD / GRAB только SOLRAD / GRAB 1 и SOLRAD 3 / GRAB 2 были успешными, остальные не смогли достичь орбиты. В 1962 году все американские проекты воздушной разведки были объединены в рамках Национального разведывательного управления (NRO), которое приняло решение продолжить и расширить миссию GRAB, начиная с июля 1962 года [2], с помощью набора спутников следующего поколения под кодовым названием POPPY . [5] С запуском POPPY эксперименты SOLRAD больше не будут проводиться на электронных спутниках-шпионах; скорее, теперь они получат свои собственные спутники, запускаемые вместе с миссиями POPPY, чтобы обеспечить некоторую степень прикрытия миссии. [13] Начиная с SOLRAD 8 , запущенного в ноябре 1965 года, последние пять спутников SOLRAD были научными спутниками, запущенными по отдельности, трем из которых также были присвоены номера программ NASA Explorer . Последний из этой последней серии спутников SOLRAD полетел в 1976 году. Всего в серии SOLRAD было тринадцать действующих спутников. [8] Программа GRAB была рассекречена в 1998 году. [21]
По состоянию на 2020 год[Обновить], SOLRAD / GRAB 1 (COSPAR ID 1960-007B) [1] все еще находится на орбите. [26] Резервная копия миссии SOLRAD / GRAB 1 выставлена в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики . [27]
Рекомендации
- ^ а б "СОЛРАД 1 1960-007Б" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 15 января 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б в г д е «Руководство по рецензированию и редактированию» (PDF) . Национальная разведка. 2008. Архивировано (PDF) из оригинала 23 апреля 2016 года . Проверено 24 января 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б в Бэмфорд, Джеймс (18 декабря 2007 г.). Тело секретов: анатомия сверхсекретного агентства национальной безопасности . Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN 978-0-307-42505-8. Архивировано 8 марта 2013 года . Проверено 14 апреля 2019 года .
- ^ а б в г Макдональд, Роберт А .; Морено, Шэрон К. "GRAB и POPPY: первые спутники Америки ELINT" (PDF) . Национальная разведка. Архивировано 12 февраля 2019 года (PDF) . Проверено 11 февраля 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Б с д е е г "История спутниковой системы мака" (PDF) . Национальная разведка. 14 августа 2006 года архивации (PDF) с оригинала на 20 июля 2011 года . Проверено 28 февраля 2010 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Дэй, Дуэйн А.; Логсдон, Джон М .; Лателл, Брайан (1998). Глаз в небе: история спутников-шпионов Corona . Вашингтон и Лондон: Пресса Смитсоновского института. п. 176 . ISBN 978-1-56098-830-4. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «Космическая наука и исследования». Энциклопедия Кольера . Нью-Йорк: Издательство Crowell-Collier. 1964. с. 356. OCLC 1032873498 .
- ^ а б в г д е Американское астронавтическое общество (23 августа 2010 г.). Исследование космоса и человечество: Историческая энциклопедия [2 тома]: Историческая энциклопедия . Санта-Барбара, Калифорния: ABC-CLIO. ISBN 978-1-85109-519-3. Архивировано 23 января 2019 года . Проверено 13 января 2019 .
- ^ а б в « » Бонус «Payload Набор для Транзитная 2A Orbit» . Неделя авиации и космической техники . Издательство McGraw Hill. 20 июня 1960 года. Архивировано 9 января 2019 года . Проверено 8 января 2019 .
- ^ Б с д е е г ч я J K L Значительные достижения в физике Солнца 1958–1964 гг . НАСА. 1966. OCLC 860060668 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Комитет по потребностям ВМФ в космосе для обеспечения будущих возможностей, Совет военно-морских исследований, Отдел инженерных и физических наук, Национальный исследовательский совет национальных академий (2005). «Приложение А: Отдел истории военно-морского флота в космосе» . Потребности ВМФ в космосе для обеспечения будущих возможностей . Издательство национальных академий. п. 157. DOI : 10,17226 / 11299 . ISBN 978-0-309-18120-4. Архивировано 7 января 2019 года . Проверено 6 января 2019 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б Парри, Дэниел (2 октября 2011 г.). "Центр космических технологий NRL достиг отметки века в запусках орбитальных космических аппаратов" . Лаборатория военно-морских исследований США. Архивировано 7 января 2019 года . Проверено 12 января 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б в Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана. Архивировано 1 декабря 2008 года . Проверено 30 декабря 2018 .
- ^ а б в г "NRO приоткрывает завесу над первой миссией Sigint" . Неделя авиации и космической техники . Издательство McGraw Hill. 22 июня 1998 года. Архивировано 6 июля 2017 года . Проверено 6 марта 2019 .
- ^ «Авангард 3» . НАСА . Проверено 25 января 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «СОЛРАД 1 1960-007Б» . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 15 июня 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Констанс Грин и Милтон Ломаск (1970). Авангард - История. НАСА. ISBN 978-1-97353-209-5. СП-4202. Архивировано 3 марта 2016 года . Проверено 20 марта 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ "GRAB, галактическое излучение и фон, первый в мире разведывательный спутник" . Лаборатория военно-морских исследований США. Архивировано из оригинала 26 июля 2007 года . Проверено 14 апреля 2019 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б «Напряженный день на мысе! Четыре удачных выстрела» . Чикаго Дейли Трибьюн . Ассошиэйтед Пресс. 23 июня 1960 г. с. 6. Архивировано 27 февраля 2019 года . Проверено 26 февраля 2019 г. - через Newspapers.com.
- ^ Бенедикт, Ховард (22 июня 1960 г.). «Одиночная ракета выводит на орбиту два спутника» . Журнал Алабамы . Монтгомери, Алабама. Ассошиэйтед Пресс. п. 6. Архивировано 8 апреля 2019 года . Проверено 8 апреля 2019 г. - через Newspapers.com.
- ^ а б в г д Лепаж, Эндрю. "Vintage Micro: Первые спутники ELINT" . Drew Ex Machina. Архивировано 12 января 2019 года . Проверено 18 января 2019 .
- ^ а б Kahler, SW; Креплин, RW (1991). «Детекторы рентгеновского излучения Solrad NRL: сводка наблюдений и сравнение с детекторами SMS / GOES». Солнечная физика . 133 (2): 378. Bibcode : 1991SoPh..133..371K . DOI : 10.1007 / BF00149895 . S2CID 121406362 .
- ^ «Транзит, два малых спутника работают, несмотря на неисправность» . Неделя авиации и космической техники . Издательство McGraw Hill. 10 июля 1961 года. Архивировано 10 января 2019 года . Проверено 8 января 2019 .
- ^ Доктор Герберт Фридман (1987). Истоки высотных исследований на флоте . Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии. п. 32. OCLC 19708021 . НАП: 16277. Архивировано 23 января 2019 года . Проверено 13 января 2019 .
- ^ а б «Шпионские миссии ВМФ в космосе» . Лаборатория военно-морских исследований США. Архивировано 21 апреля 2019 года . Проверено 21 апреля 2019 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «СОЛРАД 1 (ГРЕБ)» . N2YO.com. Архивировано 6 января 2019 года . Проверено 8 января 2019 .
- ^ «Спутник, электронная разведка, галактическое излучение и фон (GRAB 1)» . Смитсоновский институт. Архивировано 25 апреля 2019 года . Проверено 25 апреля 2019 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .