Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Авангард 3
Авангард 3.jpg
Спутник Авангард 3
ИменаРакета-носитель
Vanguard- 7 Vanguard-TV4BU
Тип миссииНауки о Земле
ОператорЛаборатория военно-морских исследований
Обозначение ГарвардаЭта 1, 1959 г.
COSPAR ID1959-007A
SATCAT нет.00020
Продолжительность миссии90 дней (запланировано)
84 дня (выполнено)
Свойства космического корабля
Космический корабльАвангард 3С
Тип космического корабляАвангард
ПроизводительЛаборатория военно-морских исследований
Стартовая масса42,9 кг (95 фунтов)
РазмерыДиаметр 50,8 см (20,0 дюйма)
Начало миссии
Дата запуска18 сентября 1959 г.,
05:20:07 GMT [1]
РакетаАвангард SLV-7
Запустить сайтМыс Канаверал , LC-18A
ПодрядчикКомпания Гленна Л. Мартина
Конец миссии
Последний контакт11 декабря 1959 г.
Дата распада2259 (оценка)
~ 300 лет на орбите [2]
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрическая орбита [3]
РежимСредняя околоземная орбита
Высота перигея512 км (318 миль)
Высота апогея3750 км (2330 миль)
Наклон33,35 °
Период130.0 минут
Инструменты
Протонный прецессионный магнитометр
Детекторы микрометеоритов
Спутниковое сопротивление Атмосферная плотность
Рентгеновский эксперимент
 

Vanguard 3 (Гарвардское обозначение: Eta 1 1959 [4] ) - это научный спутник, который был запущен на околоземную орбиту с помощью Vanguard SLV-7 18 сентября 1959 года, это третий успешный запуск Vanguard из одиннадцати попыток . Ракета Vanguard: Vanguard Satellite Launch Vehicle-7 ( SLV-7 ) - это неиспользованная ракета Vanguard TV-4BU (TV-4BU = Test Vehicle-Four BackUp), обновленная до финальной серийной ракеты-носителя Satellite Launch Vehicle (SLV). [5]

Проект Vanguard была программа под управлением Соединенных Штатов лаборатории военно - морских исследований (NRL), а также разработан и построен Гленн Л. Мартин Company (ныне Lockheed-Martin ), который предназначен для запуска первого искусственного спутника в земной орбите с использованием ракеты Vanguard . [6] в качестве ракеты-носителя с мыса Канаверал , Флорида . Авангард 3 был важной частью космической гонки между США и Советским Союзом .

Предыдущие спутники [ править ]

Перед успешным запуском 18 сентября 1959 года спутника, который стал известен как «Авангард-3», были запущены два других спутника, носивших название «Авангард-3», но оба запуска закончились неудачей, и спутники не вышли на орбиту. Неисправными спутниками были:

  • Авангард 3А , запущенный 13 апреля 1959 года на ракете Vanguard SLV-5,
  • Vanguard 3B , запущен 22 июня 1959 года на ракете Vanguard SLV-6.

Успешный спутник, который стал известен как Vanguard 3, до запуска был известен как Vanguard 3C .

Космический корабль [ править ]

Спутник Vanguard 3 представлял собой сферу диаметром 50,8 см (20,0 дюйма) с конической стрелой наверху 66 см (26 дюймов). Нижние три четверти сферы были сделаны из магния с покрытием из монооксида кремния, а верхняя четверть и коническая надставка были сделаны из стекловолокна ( фенольной смолы из стекловолокна ). Масса спутника составляла примерно 23,7 кг (52 фунта), общая масса орбитального космического корабля с присоединенным кожухом третьей ступени 19,2 кг (42 фунта) составляла 42,9 кг (95 фунтов). [2]

Электроэнергия обеспечивалась специально изготовленными Yardley Silvercels (химические батареи AgZn) с немагнитными наконечниками, рассчитанными на срок службы примерно 3 месяца. Батареи находились в герметичном контейнере, установленном в нижних двух третях сферы. Банка также содержала цилиндр меньшего размера в центре ее верхней части, в котором находились электроника для рентгеновского излучения, памяти пиков, измерений температуры, детектор микрометеоритов и кодировщик данных, а наверху располагался радиомаяк Minitrack мощностью 30 мВт , 108,00 МГц . Другой цилиндр, установленный наверху герметичного отсека, содержал комплект приборов и электронику магнитометра, а также приемник команд и передатчик мощностью 80 мВт, 108,03 МГц и электронику для импульсной телеметрии для магнитометра. АМагнитофон использовался для хранения данных для воспроизведения во время прохождения наземных станций. Четыре подпружиненные антенны выходили от экватора сферы с интервалами 90 °. Небольшой солнечный элемент и элемент из сульфида кадмия также были установлены на стенке сферы около экватора. Головка датчика магнитометра была установлена ​​на конце конической стрелы. Сфера была стабилизирована вращением и имела пассивный терморегулятор . У него не было двигателей для управления тягой и ориентацией . [2]

Запустить [ редактировать ]

Набросок спутника Vanguard 3
Запуск Vanguard 3 на ракете Vanguard SLV-7

Vanguard 3 был запущен в 05:20:07 GMT (12:20:07 утра EST ) 18 сентября 1959 года из Восточного полигона в диапазоне атлантического ракет на мысе Канаверал в геоцентрической орбите . Авангард 3 был выведен в 05:29:49 по Гринвичу на орбиту Земли с наклонением 33,35 ° с высотой перигея 512 км (318 миль), апогеем 3750 км (2330 миль) и периодом обращения.130,0 минут. Третью ступень намеренно оставили прикрепленной к спутнику, чтобы обеспечить длительный период вращения, чтобы избежать корректировок магнитометра, которые были бы необходимы при быстро вращающемся спутнике. Перигей оставался ночным на протяжении всей миссии. Все эксперименты прошли нормально. Батареи хватило на 84 дня, до 11 декабря 1959 года, когда вся связь с космическим кораблем прекратилась. Его все еще отслеживали оптически ( телескопы ) для экспериментов с атмосферным сопротивлением. [2]

Цели полета заключались в измерении магнитного поля Земли , солнечного рентгеновского излучения и его воздействия на атмосферу Земли, микрометеороидную среду, сближающуюся с Землей, а также эффекты сопротивления и плотность верхних слоев атмосферы. Аппаратура включала протонный магнитометр, рентгеновские ионизационные камеры, радиопередатчики и различные детекторы микрометеороидов. Полученные данные позволили провести всестороннюю съемку магнитного поля Земли на покрываемой территории, определить нижнюю границу радиационного пояса Ван Аллена и подсчитать количество ударов микрометеороидов. Ожидаемый срок существования на орбите Vanguard 3 с момента запуска составит около 300 лет. [2]

Цели миссии [ править ]

Спутник был выведен с Восточного испытательного полигона (ETR) на геоцентрическую орбиту . Цели полета заключались в измерении магнитного поля Земли , солнечного рентгеновского излучения и его воздействия на атмосферу Земли и микрометеорную среду, окружающую Землю . Аппаратура включала протонный магнитометр , рентгеновские ионизационные камеры и различные детекторы микрометеороидов. Космический корабль представлял собой магниевую сферу диаметром 50,8 см (20,0 дюйма) . Магнитометр был расположен в стекловолокна / фенольной смолыконическая трубка прикреплена к сфере. Передача данных прекратилась 11 декабря 1959 г., после 84 дней работы. Полученные данные позволили провести всестороннюю съемку магнитного поля Земли на покрываемой территории, определить нижнюю границу радиационного пояса Ван Аллена и подсчитать количество ударов микрометеороидов. [7]

Результаты миссии [ править ]

Протонный прецессионный магнитометр [ править ]

В этом эксперименте использовался протонный прецессионный магнитометр для измерения магнитного поля Земли на высотах от 514 км (319 миль) до 3714 км (2308 миль) и на широте между ± 33,4 °. Измерения проводились по команде, когда космический корабль миновал семь станций Minitrack в Северной и Южной Америке и по одной в Австралии и Южной Африке . При включении по команде катушка поляризации вокруг образца протона ( нормальный гексан) был включен на 2 секунды с последующим 2-секундным считыванием сигнала прецессии. Во время каждого прохода над станцией снимали несколько показаний. Эксперимент прошел успешно в течение 84 дней активной жизни, и было зарегистрировано около 4300 показаний. Эксперимент описан в JC Cain et al., "Измерения геомагнитного поля спутником Vanguard 3", NASA TN D-1418, Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, Мэриленд, 1962 г. Общая точность измерений поля была приблизительно 10 нТл (гамма). [8]

Рентгеновский эксперимент [ править ]

Целью этого эксперимента было измерить рентгеновское излучение Солнца и его влияние на атмосферу Земли . Детекторы представляли собой две идентичные ионизационные камеры, чувствительные к длинам волн рентгеновского излучения, возникающего во время солнечных вспышек (от 2 до 8 Å , или от 200 до 800 пм). Ионизационные камеры располагались на расстоянии 120 ° друг от друга в экваториальной плоскости спутника и получали максимальный сигнал, когда трубка ионной камеры «смотрела» на Солнце. Приборы были разработаны для измерения потока рентгеновских лучей от 2 до 8 Å (от 200 до 800 пм) и регистрации пиковой интенсивности солнечных вспышек с помощью устройства памяти для считывания пиковых значений во время дневной части каждой орбиты. [9] Однако из-за подавляющего радиационного фона поясов Ван Аллена, его сенсоры были насыщены, и никакой полезной информации о солнечном рентгеновском излучении не было собрано. [10]

Детектор микрометеоритов [ править ]

Этот эксперимент содержал две герметичные зоны давления, простирающиеся вдоль внутренних стенок спутника, которые были предназначены для регистрации удара микрометеоритов, достаточно больших, чтобы пробить оболочку спутника. Эти зоны давления представляли собой частичный вакуум, каждая с различным давлением, и были защищены стенками из магния толщиной 0,66 мм, которые имели открытую площадь поверхности 0,162 м 2 , что составляло 20% площади оболочки. Прокол в стенках каждой зоны обнаруживался манометром дифференциального давления, установленным между ними, и телеметрически регистрировался как изменение длины одного из телеметрических каналов. Эрозия оболочки спутника при бомбардировке космической пылью , микрометеоритами, и другие частицы регистрировались тремя хромированными эрозионными датчиками, установленными на поверхности спутника, и фоточувствительным детектором. Электрическое сопротивление датчиков изменялось по мере изменения их поверхностей в результате эрозии. Фоточувствительный детектор, ячейка из сульфида кадмия, защищенная непрозрачным покрытием из алюминизированной пленки ПЭТ , также показала изменение сопротивления при разрушении покрытия или проникновении через него. Измерения эрозии также проводились телеметрически в виде длин каналов, что позволяло оценить скорость эрозии. Четыре микрофона типа титаната бариязафиксированы удары микрометеоритов о поверхность спутника. Выходной сигнал микрофона усиливался, формировался и подавался в магнитный счетчик, который непрерывно, с точностью до трех знаков после запятой, подсчитывал совокупное количество ударов. Блок считал до 1000, а затем сбрасывал на ноль. Спутник зарегистрировал 6600 ударов микрометеоритов в течение 66 дней работы, из которых 2800 произошло в течение 70-часового интервала с 16 по 18 ноября 1959 г., почти наверняка из-за ежегодного прохождения Земли через обломки кометы Темпеля-Туттля , в результате чего образовался метеор Леониды душпик которого приходится на 17 ноября 1959 года. Никаких проникновений или трещин в датчиках эксперимента по проникновению на поверхность зарегистрировано не было. Поскольку датчики эрозии не были повреждены, из этого эксперимента нельзя было сделать никаких определенных результатов. [11]

Плотность атмосферы смещения спутников [ править ]

Из-за своей симметричной формы экспериментаторы выбрали Vanguard 3 для использования при определении плотности верхней атмосферы в зависимости от высоты , широты , сезона и солнечной активности . Поскольку космический корабль постоянно вращается по орбите, он будет немного отставать от своих предсказанных положений, накапливая все большую и большую задержку из-за сопротивления остаточной атмосферы. Измеряя скорость и время смещения орбиты, можно рассчитать соответствующие параметры атмосферы, зная свойства сопротивления тела. Было установлено, что атмосферное давление и, следовательно, сопротивление и орбитальный распад были выше, чем предполагалось, поскольку верхние слои атмосферы Земли постепенно сужались в космос. [12]

Этот эксперимент был тщательно спланирован до запуска. Первоначальные предложения Лаборатории военно-морских исследований для проекта «Авангард» включали конические тела спутников; Это устранило необходимость в отдельных механизмах обтекателя и выброса, а также в их весе и режимах отказа. Радиосвязь собирала данные и устанавливала позицию. В начале программы было добавлено оптическое слежение (с сетью камер Бейкера-Нанна и наблюдателями за людьми ). Группа ученых предложила изменить дизайн на сферы, диаметром не менее 50,8 см (20,0 дюйма) и, надеюсь, 76,2 см (30,0 дюйма). Сфера будет иметь постоянное оптическое отражение и постоянный коэффициент сопротивления , основанный только на размере, в то время как конус будет меняться в зависимости от ориентации.Джеймс Ван Аллен предложил цилиндр , который в итоге полетел ( Explorer 1 ). В итоге проект Vanguard принял спутники диаметром 16 см (6,3 дюйма) и 50,8 см. [13]

Сообщение миссии [ править ]

После завершения научной миссии "Авангард-3" и две части верхней ступени ракеты, использовавшейся для запуска спутника, стали заброшенными объектами . По состоянию на февраль 2021 года Vanguard 3 остается на орбите. [14] Части разгонного блока повторно вошли в атмосферу 3 апреля 2014 г. и 4 февраля 2015 г. [15] [16] Поскольку три спутника Vanguard все еще находятся на орбите, а их свойства сопротивления практически не изменились, они образуют базовую линию атмосферы. набору данных шестьдесят лет, и он продолжает расти. Ожидаемый срок службы Vanguard 3 - 300 лет. [2]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космический отчет Джонатана . Проверено 7 декабря 2013 года .
  2. ^ a b c d e f "Дисплей: Авангард 3 1959-007A" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 5 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  3. ^ "АВАНГАРД 3 1959-007A NORAD 20" . N2YO.com . Проверено 4 февраля 2021 года .
  4. ↑ Йост, Чарльз В. (6 сентября 1963 г.). «Регистрационные данные космических запусков США» (PDF) . Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Проверено 19 февраля 2009 года .
  5. ^ Project Vanguard: История НАСА, Констанс Маклафлин Грин, Милтон Ломаск, 9 января 2009 г., стр. 228. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  6. ^ «Ракета-носитель Vanguard - Техническое резюме» Б. Клаванс, апрель 1960 г., 212 страниц Технический отчет компании Martin № 11022, оптическая копия в формате PDF. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
  7. ^ НАСА, История, Глава 12 Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  8. ^ "Протонный прецессионный магнитометр" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 5 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  9. ^ "Рентгеновский эксперимент" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 5 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  10. ^ Значительные достижения в солнечной физике 1958-1964 . НАСА. 1966. с. 63. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  11. ^ "Детектор микрометеоритов" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 5 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  12. ^ "Плотность атмосферы сопротивления спутника" . НАСА. 14 мая 2020 . Проверено 4 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  13. ^ К. Маклафлин Грин, М. Ломаск, «Авангард, история», глава 5, Характеристики боевой машины, NASA SP-4202. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  14. ^ "Авангард 3 - спутниковая информация" . Спутниковая база данных . Небеса-выше . Дата обращения 11 января 2020 .
  15. ^ "Авангард 3 DEB (29005) - спутниковая информация" . Спутниковая база данных . Небеса-выше . Проверено 13 января 2018 .
  16. ^ "Авангард 3 DEB (31405) - спутниковая информация" . Спутниковая база данных . Небеса-выше . Проверено 13 января 2018 .