 エクスプローラー2号衛星の打ち上げ | |
| 名前 | エクスプローラーII |
|---|---|
| ミッションタイプ | 地球科学 |
| オペレーター | JPL /陸軍弾道ミサイル局 |
| ミッション期間 | 120日間（予定）周回できなかった |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | エクスプローラーII |
| 宇宙船の種類 | 科学探検家 |
| バス | エクスプローラー1 |
| メーカー | ジェット推進研究所 |
| 打ち上げ質量 | 14.22 kg (31.3 ポンド) |
| 寸法 | 長さ203cm（80インチ）、 直径15.2cm（6.0インチ） |
| 力 | 60ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1958年3月5日 18時27分57秒GMT [1] |
| ロケット | ジュノー1世（RS-26） |
| 発射場 | 大西洋ミサイル実験場、LC-26A |
| 請負業者 | 陸軍弾道ミサイル局 |
| ミッション終了 | |
| 破壊された | 軌道に乗れなかった |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道（計画）[2] |
| 政権 | 中軌道 |
| 近地点高度 | 358 km (222 マイル) |
| 遠地点高度 | 2,550 km (1,580 マイル) |
| 傾斜 | 32.24° |
| 期間 | 114.80分 |
| 楽器 | |
| ガイガーカウンター 微小隕石検出 器 衛星抵抗 大気密度 抵抗温度計 温度計 | |
エクスプローラープログラム | |
エクスプローラー2号は、エクスプローラー計画の一環として実施されたアメリカの無人宇宙ミッションです。前回のエクスプローラー1号ミッションの再現として計画され、人工衛星を中軌道に投入しましたが、打ち上げ時のロケットの故障により軌道に到達できませんでした。
エクスプローラー2号は、1958年3月5日18時27分57秒（GMT）、フロリダ州ケープカナベラル大西洋ミサイル実験場（AMR）のミサイル試験センターLC-26AからジュノーIロケットによって打ち上げられた。[3]ジュノーIは、1954年のアメリカ陸軍のオービター計画に端を発する。この計画は、1955年にヴァンガード計画を進める決定が下され、中止された。
背景
1957年10月4日のソ連のスプートニク1号の打ち上げ後、陸軍弾道ミサイル局（ABMA）は、ジュピターIRBM（中距離弾道ミサイル）のノーズコーン再突入試験で既に飛行試験が済んでいた3段式ジュピターCの4段式派生型であるジュノーIを用いた衛星打ち上げを進めるよう指示された。ABMAとジェット推進研究所（JPL）は緊密に協力し、ジュピターCの改修とエクスプローラー1号の建造を84日間で完了させた。
宇宙船
エクスプローラー2号は、データの再生を可能にするテープレコーダーが搭載された点を除けば、エクスプローラー1号と同一の機体であった。この衛星は、全長203cm（80インチ）、直径15.2cm（6.0インチ）の円筒形とノーズコーンで構成され、ジュピターCロケットの第4段を構成していた。質量は14.22kg（31.3ポンド）で、エクスプローラー1号より約0.25kg（0.55ポンド）重かった。宇宙船本体は厚さ0.058cm（0.023インチ）のステンレス鋼（AISI-410）で製造された。筐体は熱酸化処理により金色に発色し、温度制御のために白色のロカイドA（溶射アルミニウム酸化物）が8本交互に施されていた。[4]
シリンダーの底部には、サージェント固体燃料ロケットモーターが搭載されていた。低出力送信機用の副搬送波発振器とマロリー水銀電池はノーズコーンの上部に搭載されていた。その下には、搬送波信号と副搬送波信号用の低出力（10mW、108.00MHz）送信機があり、ステンレス鋼製の衛星外板をダイポールアンテナとして利用していた。[4]
ノーズコーンの下には検出器デッキがあり、宇宙線実験用のガイガー・ミューラー計数管、記録装置の問い合わせ用のコマンド受信機、問い合わせ応答用の高出力再生送信機 (60 mW、108.03 MHz)、宇宙線実験用電子機器、高出力送信機用のマロリー水銀電池、および 0.23 kg (0.51 ポンド)、直径 5.7 cm (2.2 インチ) の磁気テープレコーダーが格納されていた。音響微小隕石検出器は宇宙線装置の近くの宇宙船シリンダーの内側に取り付けられていた。検出器デッキの底部近くには、円偏波の回転式ステンレス鋼線ホイップアンテナ 4 つが宇宙船の側面から放射状に突き出ており、軸の周りに等間隔に配置されていた。ペイロードとロケットモーターの間には、高出力アンテナ用の隙間と熱放射シールドがあった。微小隕石検出器は宇宙船の底部近くのシリンダーの周囲にリング状に配置されていた。宇宙船内の様々な場所に4つの温度計が設置された。[4]
エクスプローラー2号には、宇宙線を検出するためにガイガーカウンターが搭載されていました。エクスプローラー3号の後、地球の磁場によって宇宙空間に閉じ込められた荷電粒子帯（ヴァン・アレン放射線帯参照）からの強力な放射線によって、最初のガイガーカウンターは機能しなくなったことが判明しました。エクスプローラー2号には、微小隕石の検出を目的として、ワイヤーグリッドアレイと音響検出器も搭載されていました。
楽器
ガイガーカウンター
アントン314全方向性ガイガー管検出器は、高エネルギー荷電粒子（陽子E>30MeVおよび電子E>3MeV）のフラックスを測定するために使用された。この機器は、単一のガイガー・ミューラー管、パルス数を減らすスケーリング回路、およびデータを地上の受信局に送信する遠隔測定システムで構成されていた。ガイガー・ミューラー管は、厚さ約0.12cm（0.047インチ）のステンレス鋼（鉄約75%、クロム25%）の壁を持つタイプ314アントンハロゲンクエンチドカウンタであった。この機器は、厚さ0.58mm（0.023インチ）のステンレス鋼壁を持つ宇宙船の船体内に取り付けられた。カウンタは長さ10.2cm（4.0インチ）、直径2.0cm（0.79インチ）、内部ワイヤの長さは10cm（3.9インチ）であった。管の計数効率は、-55℃～+175℃の範囲で非常にわずかに変動した。宇宙線に対する計数効率は約85% 、エネルギー660keVの光子に対する計数効率は約0.3%であった。計数器の「デッドタイム」（次の計数を記録するためにリセットされるまでの時間）は約100マイクロ秒であった。計数器は電流増幅器に接続されており、そこからスケーラ段に直接電流が供給された。スケーラ段は、広範囲の電圧と-15℃～+85℃の温度範囲で動作可能で、温度範囲は主に電源電池によって制限される。スケーラの分解能は250マイクロ秒であった。毎秒4000を超えるパルスカウントの場合、スケーラは4000カウントを示した。結果はテレメトリシステムを通じてリアルタイムで地上に送信された。この実験にはデータ記憶装置が搭載されておらず、地球の受信局の上空を通過するときにのみ地上にテレメトリを送信できたため、飛行中に一部の地域はカバーされませんでした。[5]
微小隕石検出器
エクスプローラー1号では、ワイヤーグリッド検出器と結晶トランスデューサーという2つの別々の検出器を用いて、微小隕石の直接測定が行われた。測定されたパラメータは、各サイズ区間の流入率、衝突速度、組成、および微小隕石の密度であった。[6]
ワイヤーグリッド検出器は、衛星の円筒面に設置されたグラスファイバー製の支持リングに取り付けられた12枚のカード（並列接続）で構成されていました。各カードには、直径17ミクロンのエナメル加工されたニッケル合金線が巻かれていました。1枚のカードには2層のワイヤーが巻かれており、合計1×1cm（0.39×0.39インチ）の面積を完全に覆うように設計されていました。約10ミクロンの微小隕石が衝突すると、ワイヤーが破断して電気接続が破壊され、事象が記録されます。[6]
音響検出器（変換器と固体増幅器）は中間部外板と音響的に接触するように配置され、宇宙船外板への隕石衝突に反応し、記録される各事象は質量と速度の関数となる。このセクションの有効面積は0.075 m 2、平均閾値感度は0.0025 g-cm/sであった。[6]
衛星抵抗大気密度
エクスプローラー2号は、その対称的な形状から、高度、緯度、季節、太陽活動の関数として上層大気の密度を決定するために選定されました。近地点付近の密度値は、光学（ベーカー・ナン・カメラ・ネットワーク）および無線・レーダー追跡技術を用いた探査機の位置の連続観測から推定されました。 [7]
抵抗温度計
エクスプローラー2号衛星には、直接温度測定を行う4つの抵抗温度計が搭載されていました。3つは外部、1つは内部です。この実験の主な目的は、衛星の外部および内部における受動的な熱制御（この場合は断熱材と外装コーティング）の有効性を調査し、機器の動作への影響を調査するために機器の温度を記録することでした。[8]
温度計
外部温度計1号と呼ばれる温度計は、衛星の上部（計装）セクションの底部の外殻に取り付けられていました。これは、シリンダー外皮温度を-50℃から+110℃の範囲で測定し、-10℃から+80℃の範囲で4℃の精度でした。外部温度計2号は、ノーズコーンの底部に沿って取り付けられ、ノーズコーン外皮温度を測定しました。-50℃から+220℃の範囲をカバーできました。精度は、温度が50℃の場合16℃、0℃の場合18℃でした。外部温度計3号は、ノーズコーンの上部に取り付けられ、よどみ点温度を測定しました。-50℃から+450℃をカバーし、約20℃の精度でした。[8]
内部温度計は、計器部の基部にある高出力送信機に搭載されていた。この温度計は-60℃から+110℃の範囲をカバーできた。精度は0℃から+30℃の温度範囲で2℃、90℃の温度範囲では20℃の精度に低下した。外部温度計2番と3番は低出力（10mW、108.00MHz）送信機で送信し、他の2つの温度計は高出力（60mW、108.03MHz）送信機で送信した。さらに、宇宙線チャンネルの周波数を測定することで、ノーズコーン内部温度を間接的に推定できた。発振器の校正により、ノーズコーン内部温度は0℃から+25℃の温度範囲では12℃以内、25℃から50℃の温度範囲では6℃以内の誤差で測定できることが示された。[8]
テレメトリー
テレメトリは継続的に送信された。機内には記録装置やデータ記憶装置は搭載されていなかったため、エクスプローラー1号が受信局上空を通過している期間のみ、リアルタイムで温度データを受信できた。受信局は5つあり、パトリック空軍基地（ケープカナベラル）、アースクエイク・バレー（サンディエゴ近郊）、カリフォルニア州サンガブリエル、シンガポール（マラヤ）、イバダン（ナイジェリア）であった。5つの受信局すべてが低出力送信機からのデータを受信できたが、高出力送信機からのデータはパトリック空軍基地とサンガブリエルのみが受信できた。パトリック空軍基地、アースクエイク・バレー、サンガブリエルの上空では通常1日に4回、ナイジェリアとシンガポールの上空では通常1日に7回、受信された。[8]
熱制御
外部温度制御は、ステンレス鋼製の衛星ケーシングの一部を酸化アルミニウムセラミック（ロキデA）でコーティングすることで実現しました。ノーズコーン（衛星の上部30cm）の約30%と、円筒形本体の上部51.4cm（20.2インチ）の25%に、縦縞状のコーティングが施されました。ノーズコーンと計器室の間、および計器室とロケットモーター部の間には断熱材が配置されていました。[8]
衛星内の機器が適切に動作するためには、内部温度範囲を-5℃から+45℃に保つ必要がありました。バッテリーは-5℃以下では動作しませんが、低温によってバッテリーや機器が損傷することはありません。温度が+80℃を超えない限り、機器に恒久的な損傷は発生しません。[8]
通信
データは、60mW振幅変調送信機と10mW位相変調送信機を用いて連続的に送信され、どちらも108MHzの周波数で送信されました。データは、宇宙船が17の受信局のいずれかの上空を通過した場合にのみ記録されました。高出力送信機と低出力送信機はどちらもバッテリー駆動で動作しました。[9]
打ち上げ機
打ち上げ機はジュノーIで、3段式ジュピターCの派生型で、今回はエクスプローラー2号となる第4段の推進段が追加されていた。第1段はレッドストーン液体燃料ロケットの改良型だった。第2段は11基のサージェント固体燃料ロケットモーターのクラスターで構成され、第3段には3基のサージェントが搭載されていた。ブースターは第4段を段階的に回転させ、最終的に長軸を中心に毎分750回転まで回転させる装置を備えていた。 [4]
ミッション
エクスプローラー2号は、1958年3月5日18時27分57秒（GMT）、大西洋ミサイル実験場（AMR）のケープカナベラル・ミサイル試験センター26A発射台から打ち上げられた。[1]飛行は第3段点火までは正常だった。第4段は点火に失敗し、軌道速度の達成は不可能となった。宇宙船は大気圏に再突入し、発射場から約3,000 km（1,900 mi）離れたトリニダード島沖の大西洋に落下した。失敗の原因は、第4段ノズルの点火装置を固定していた軽量プラスチック製コーンが、打ち上げ時の圧力で破損したことによるものと考えられた。このコーンにより点火装置が所定の位置から外れた。点火装置の支持は後の飛行に向けて強化された。[4] [10]
参照
参考文献
- ^ ab 「Launch Log」. Jonathan's Space Report. 2021年7月21日. 2021年11月12日閲覧。
- ^ 「軌道：エクスプローラー1号 1958-001A」NASA、2020年5月14日。 2021年2月13日閲覧。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「Launch Vehicle Database - Redstone」. Jonathan's Space Report. 2007年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月13日閲覧。
- ^ abcde 「ディスプレイ：エクスプローラー2 EXPLR2」NASA. 2020年5月14日. 2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：ガイガーカウンター」NASA. 2020年5月14日. 2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ abc 「実験：微小隕石検出器」NASA. 2020年5月14日. 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「実験：衛星抵抗による大気密度」NASA、2020年5月14日。 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ abcdef 「実験：抵抗温度計」NASA. 2020年5月14日. 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ “Telecommunications: Explorer 1 1958-001A”. NASA. 2020年5月14日. 2021年2月14日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ “Mission and Spacecraft Library - Explorer Program”. ジェット推進研究所. 2008年1月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月13日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
外部リンク
- 全体像：陸軍衛星 - エクスプローラー1号、エクスプローラー2号、エクスプローラー3号（YouTube）