学生向け一酸化窒素探査

学生向け一酸化窒素探査
SNOE衛星
名称エクスプローラー72 STEDI-1 UNEX-1
ミッションの種類宇宙物理学
オペレーター大気宇宙物理学研究所
COSPAR ID1998-012A
SATCAT番号25223
ウェブサイト lasp.colorado.edu /home /snoe /
ミッション期間5年9ヶ月17日（達成）
宇宙船の特性
宇宙船エクスプローラーLXXII
宇宙船の種類学生向け一酸化窒素探査
バスSNOE
製造元コロラド大学ボルダー校（大気宇宙物理学研究所）
打ち上げ質量120kg (260ポンド) [ 1 ]
寸法0.9 × 1.0 m (2 フィート 11 インチ × 3 フィート 3 インチ)
電力37ワット
ミッション開始
打ち上げ日1998年2月26日 07:07 UTC
ロケットペガサスXL HAPS（F20）
発射場ヴァンデンバーグ（星空観察者）
請負業者オービタル・サイエンシズ社
就航1998年3月11日[ 2 ]
ミッション終了
最終接触2003年12月13日
崩壊日2003年12月13日 09:34 UTC [ 3 ]
軌道パラメータ
参照系地心軌道[ 4 ]
軌道太陽同期軌道
近地点高度535km (332マイル)
遠地点高度580キロメートル (360マイル)
傾斜97.70°
時間95.80分
測定機器
オーロラ光度計（AP）、太陽X線光度計（SXP）、紫外線分光計（UVS）
学生用一酸化窒素探査ミッションパッチ

学生一酸化窒素探査機（SNOE（「スノーウィ」）、エクスプローラー72、STEDI-1、UNEX-1としても知られる）は、熱圏における一酸化窒素の濃度を研究したNASAの小型科学衛星でした。1998年にNASAのエクスプローラー計画の一環として打ち上げられました。この衛星は、NASAが資金提供し、大学宇宙研究協会（USRA）が管理する学生探査機実証イニシアチブ（STEDI）プログラムの中で開発された3つのミッションの最初のものでした。STEDIは、小型で低コスト（440万米ドル未満）の自由飛行衛星を用いて、承認から打ち上げまで2年間という期間で高品質の宇宙科学を実施できることを実証するためのパイロットプログラムでした。[ 5 ]この衛星は、コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所（LASP）によって開発され、2003年12月の再突入でミッション終了までに目標を達成しました

概要

SNOEは、地球の宇宙環境の科学的調査を目的としたNASAのエクスプローラー計画の72番目のミッションでした。SNOEは、当時のNASA長官ダニエル・ゴールディンが推進した「より速く、より良く、より安く」という戦略のもと、限られた手段で衛星開発について学生に理解してもらうことを目的とした大学衛星計画（ STEDI ）内で開発された3つのプロジェクトのうち最初のものでした。この計画はNASAの資金で運営され、大学宇宙研究協会が管理していました。 1994年にコロラド大学ボルダー校で開発されたこのミッションは、66の提案の中から同計画の事前選定衛星6機の1つに選ばれました。1995年2月、この衛星はボストン大学のTERRIERSおよび英国レスター大学のCATSATとともに選定されました。SNOEは、同大学の大気宇宙物理学研究所によって全面的に構築および運用されました。

ミッション

このミッションの目的は、熱圏における一酸化窒素濃度の変動を詳細に研究することでした。一酸化窒素はこの宇宙領域では微量な成分ですが、電離層のイオン組成と熱圏の熱に大きな影響を与えます。詳細な目的は次のとおりです。[ 5 ]

宇宙船

SNOEはコンパクトな六角形の構造で、高さ約0.9メートル（2フィート11インチ）、最大幅1メートル（3フィート3インチ）、最大重量120キログラム（260ポンド）でした。[ 5 ] [ 6 ]毎分5回転でスピン安定化されており、回転軸は軌道面に対して垂直でした。衛星の外側は37ワットの電力を供給する太陽電池で覆われていました。[ 7 ]

打ち上げ

SNOEは、1998年2月26日午前7時7分（UTC ）にオービタル・サイエンシズ社のスターゲイザーとペガサスXL打ち上げロケットによって、テレデシックT1衛星とともに高度535〜580km 、軌道傾斜角97.70度の太陽同期円軌道に打ち上げられた。[ 4 ]スピン軸は軌道面に垂直で回転数は5rpmで、3つの機器を搭載していた。一酸化窒素の高度プロファイルを測定する紫外線分光計、宇宙船直下のオーロラ放射を測定する2チャンネルのオーロラ光度計、および5チャンネルの太陽軟X線光度計である。また、正確な軌道と姿勢決定のためにGPS受信機も搭載していた。SNOE宇宙船とその機器セットは、コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所（LASP）で設計、構築、運用された。宇宙船は2003年12月まで正常に機能していた。[ 5 ]

測定機器

SNOEには3つの科学機器が搭載されていた。[ 8 ]

  • 衛星の下のオーロラ放射を測定する 2 チャンネルのオーロラ光度計。
  • 太陽からの軟X線放射を測定する5チャンネル太陽X線光度計。
  • 一酸化窒素の濃度の垂直プロファイルを作成する紫外線分光計。

オーロラ光度計（AP）

オーロラ光度計（AP）は、2チャンネルの広帯域機器で、高エネルギーオーロラ電子によって上層大気に放出されるエネルギーを測定するために使用されます。これは、LASPによって開発され、 1960年代後半にOGO-5およびOGO-6に搭載された大気光光度計に類似しています。各チャンネルは、浜松ホトニクスの光電管検出器、紫外線フィルター、および視野制限器（円形、11°フルコーン）で構成されています。ヨウ化セシウム（CsI）光電陰極とフッ化カルシウム（CaF 2）フィルターの組み合わせにより、チャンネルAで125～180 nmの帯域を生成し、LBHバンド、135.6 nmのOIダブレット、および130.4 nmのOIトリプレットの複合測定を可能にします。チャンネルBには、 135～180 nmの帯域を透過するフッ化バリウム（BaF2 ）フィルターが用いられ、130.4 nmのOI三重項を除いた135.6 nmのLBHバンドとOI二重項の測定が可能となる。チャンネルAの130.4 nmにおける感度は23カウント/秒/レイリー、チャンネルBの135.6 nmにおける感度は26カウント/秒/レイリーである。APは、その光軸が宇宙船のスピン軸と垂直になるように設置されている。APは183ミリ秒の積分時間で連続データを生成するが、各スピンの下向きの部分のみが保存される。[ 9 ]

太陽X線光度計（SXP）

太陽X線光度計（SXP）は、2～35 nmの波長で太陽放射照度を測定する。5つの光度計チャンネルのそれぞれにシリコンフォトダイオードが内蔵されており、ダイオード表面に蒸着された薄い金属膜によって波長選択が行われる。コーティングは、重なり合うバンドパスを用いて低解像度でスペクトルの主要部分を分離できるように選択される。スズ（Sn）：2～8 nm、チタン（Ti）：2～16 nm、ジルコニウム／チタン（Zr/Ti）：5～20 nm、アルミニウム／炭素（Al/C）：15～35 nm。視野は70°フルコーンである。SXPは、天頂を中心に63秒の積分時間で、1周につき12回の測定を行う。したがって、太陽が天頂付近にあるとき、1周につき1回、積分された太陽測定データを取得する。[ 10 ]

紫外線分光計（UVS）

紫外線分光計 (UVS) の目的は、(1,0) および (0,1) ガンマ帯域を観測することで地球上層大気 (熱圏) の一酸化窒素の密度を測定することです。UVS の設計は、太陽中間圏探査機(SME)、パイオニア金星探査機、およびいくつかの打ち上げロケットに搭載された機器に似ています。エバート・ファスティー分光計、軸外し望遠鏡、および 2 つの浜松ホトニクス光電管検出器で構成されます。分光計と検出器を組み合わせることで、2 つのチャネル間に 22 nm の間隔が生じ、出口スリットは各検出器に 3.7 nm の帯域を与えるサイズになっています。分光計の格子は、一方の検出器に (1,0) ガンマ帯域 (215 nm) が配置され、もう一方の検出器に (0,1) ガンマ帯域 (237 nm) が配置されるように設定されています。どちらのチャネルも、感度は 450 カウント/秒/キロレイリーです。 UVSは、その光軸が宇宙船の自転軸と垂直になるように搭載されている。その望遠鏡は、分光計の入射スリットを、スリットの長軸が地平線と平行になるように、縁にある分光計の入射スリットを撮像する。縁にあるスリットの像は3.5 km（2.2 mi）の高さにあり、これが分光計の基本的な高度分解能を決定する。積分時間は27ミリ秒である。[ 11 ]

主な科学的成果

SNOEの周縁走査型紫外線分光計は、極域中間圏雲を観測し、極域中間圏雲は南半球よりも北半球の緯度でより頻繁に発生するが、それ以外は雲形成の標準モデルとよく一致することを発見しました。[ 12 ] SNOEはまた、全球X線が大気に与える影響をマッピングするのにも役立ちました。[ 2 ]

SNOEによって太陽軟X線の放射量増加が検出されました。太陽軟X線放射照度は、探査機の太陽X線光度計（SXP）によって2～20nmの範囲で測定され、太陽活動極小期と極大期以外の放射照度レベルをカバーしました。2～7nmの範囲では、放射照度レベルは0.3～2.5  mW / m 2 の範囲で観測されたが、6～19 nmの範囲では0.5～3.5 mW/m 2 。これらの値は、Hintereggerら（1981）の経験モデルによる予測値の4倍に相当した。 [ 2 ]

大気圏突入

SNOEは2003年12月13日午前9時34分（ UTC 、±6分）に大気圏に再突入し、5年290日後に軌道32248上で南緯2.9度、東経273.8度に降下しました。[ 5 ]

参照

参考文献

  1. ^ Solomon, Stanley C.; Bailey, Scott M.; Barth, Charles A.; Davis, Randal L.; Donnelly, John A.; et al. (1998). SNOE宇宙船：統合、試験、打ち上げ、運用、そして軌道上性能(PDF) . 第12回AIAA/USU小型衛星会議 1998年 ローガン、ユタ州.
  2. ^ a b c Bailey, Scott M.; Woods, TN; Barth, CA; et al. (2000年12月). 「学生用一酸化窒素探査機による太陽軟X線放射照度の測定：初解析と飛行中の較正」. Journal of Geophysical Research . 105 (A12): 27179– 27194. Bibcode : 2000JGR...10527179B . doi : 10.1029/2000JA000188 . S2CID 121207264 . 
  3. ^ "SNOE" . Encyclopedia Astronautica . 2016年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年3月26日閲覧。
  4. ^ a b「軌道：SNOE（エクスプローラー72号）1998-012A」 NASA、2021年10月28日。 2021年11月29日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  5. ^ a b c d e「ディスプレイ：SNOE（エクスプローラー72号）1998-012A」 NASA。2021年10月28日。 2021年11月29日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  6. ^ 「宇宙船の構造」コロラド大学ボルダー校大気宇宙物理学研究所。 2017年3月26日閲覧。
  7. ^ Solomon, Stanley C.; Barth, Charles A.; Axelrad, Penina ; Bailey, Scott M.; Brown, Ronald; et al. (1996年10月). "Student Nitric Oxide Explorer" (PDF) . In Casani, E. Kane; Vander Does, Mark A. (eds.). Space Sciencecraft Control and Tracking in the New Millennium . Proceedings of the SPIE. Vol. 2810. pp.  121– 132. Bibcode : 1996SPIE.2810..121S . doi : 10.1117/12.255131 . S2CID 17583117 . 2010年6月11日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。 
  8. ^ 「Instruments」コロラド大学ボルダー校大気宇宙物理学研究所。 2017年3月26日閲覧。
  9. ^ 「実験：オーロラ光度計（AP）」 NASA、2021年10月28日。 2021年11月29日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  10. ^ 「実験：太陽X線光度計（SXP）」 NASA、2021年10月28日。 2021年11月29日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  11. ^ 「実験：紫外線分光計（UVS）」 NASA、2021年10月28日。 2021年11月29日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  12. ^ベイリー, スコット・M.; メルケル, エイミー・W.; トーマス, ゲイリー・E.; 他 (2005年7月). 「学生用一酸化窒素探査機による極域中間圏雲の観測」 . Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 110 (D13). Bibcode : 2005JGRD..11013203B . doi : 10.1029/2004JD005422 . D13203.
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