탐색기 1

Explorer 1
탐색기 1
Explorer I Characteristics.jpg
탐색기 1 통계 및 궤도 다이어그램
이름탐색기 I
1958년 알파 1호
미션형지구과학
연산자JPL / 육군 탄도 미사일국
하버드 지정1958년 알파 1호
COSPAR1958-001a
새캣00004
임무 기간120일(계획)
111일(수)
우주선 속성
우주선탐색기 I
우주선형사이언스 익스플로러
버스탐색기 1
제조사제트 추진 연구소
발사 질량13.97kg(30.8lb)
치수길이 203cm(80인치)
지름 15.2cm(6.0인치)
60와트
미션의 시작
출시일자1958년 2월 1일 03:47:56 GMT
로켓주노 1세 (RS-29)
발사장대서양 미사일 사정거리, LC-26A을
계약자육군 탄도 미사일국
입력서비스1958년 2월 1일
미션 종료
마지막 연락처1958년 5월 23일
붕괴일자1970년 3월 31일
궤도 매개변수
참조 시스템지구 궤도[1]
정권중간 지구 궤도
페리기 고도358km (1968 mi)
아포기 고도2,550km(1,580mi)
기울기33.24°
기간114.80분
혁명58402
계기
우주선 검출기
마이크로메테오라이트 검출기
저항 온도계
위성 드래그 대기 밀도
탐색기 프로그램
탐색기 2 →

익스플로러 1호는 1958년 미국이 발사한 첫 인공위성이며, 미국이 국제 지구물리학 해(IGY)에 참가한 일부분이다.이 임무는 전년에 처음 두 개의 인공위성을 따랐는데, 소비에트 연방의 스푸트니크 1호와 스푸트니크 2호가 두 나라 사이의 냉전 우주 경쟁을 시작했다.

익스플로러 1은 1958년 2월 1일 플로리다주 애틀랜틱 미사일 사거리(AMR) 케이프 커내버럴 미사일 시험장에서 LC-26A의 첫 번째 주노 부스터 정상을 향해 03:47:56 GMT (또는 1958년 1월 31일 동부 표준시)에 발사되었다.이 우주선은 거의 4개월 후에 배터리가 소진될 때까지 데이터를 반환하면서 [2] 앨런 방사선 벨트를 탐지한 최초의 우주선이었다.1970년까지 궤도에 머물렀다.

익스플로러 1은 위성 카탈로그 번호 00004와 하버드대 지정 1958 알파 1을 받았으며,[3] 이는 현대 국제 설계자의 선구자였다.

배경

미국의 지구 위성 프로그램은 1954년 국제 지구물리학 해 동안 과학 위성을 궤도에 올려놓자는 미 육군 미 해군공동 제안으로 시작되었다.군사용 레드스톤 미사일을 사용한 이 제안은 1955년 아이젠하워 행정부에 의해 해군의 프로젝트 뱅가드에게 유리하게 거부되었고, 자연적으로 더 민간인이라고 광고된 부스터를 사용했다.[4][5]1957년 10월 4일 소련 위성 스푸트니크 1호 발사에 이어 초기 프로젝트 오비터 프로그램이 소련을 따라잡기 위한 탐색기 프로그램으로 부활했다.[6]

탐색기 1은 제트추진연구소(JPL)에 의해 설계되고 제작되었으며, 목성-C 로켓은 육군 탄도 미사일국(ABMA)에 의해 위성 탑재량을 수용하도록 개조되었다. 그 결과 주노 1호로 알려졌다.발사에 사용된 목성-C 설계는 이미 목성 중거리탄도미사일(IRBM)의 노즈콘 재진입 시험에서 비행시험을 거친 뒤 주노 1세로 수정됐다.ABMA와 JPL은 긴밀하게 협력하여 84일 만에 목성-C를 수정하고 탐색기 1을 건설하는 작업을 완료했다.그러나 작업이 완료되기 전 소련은 1957년 11월 3일 두 번째 위성인 스푸트니크 2호를 발사하였다.미 해군의 첫 인공위성 궤도 진입 시도는 1957년 12월 6일 뱅가드 TV-3가 발사되면서 실패했다.[7]

우주선

위성 익스플로러 1은 LC-26으로 부스터와 연결된다.

익스플로러 1은 캘리포니아 공과대학교 JPL이 윌리엄 H. 피커링 박사의 지시로 설계하고 만들었다.그것은 임무 탑재물을 실은 두 번째 인공위성이었다(스푸트니크 2호가 첫 번째였다).

위성의 총 질량은 13.97 kg(30.8 lb)이었으며, 그 중 8.3 kg(18 lb)이 계기였다.이에 비해 소련 최초의 위성 스푸트니크 1호의 질량은 83.6kg(184lb)이었다.인공위성의 앞쪽 끝에 있는 계기 부분과 텅 빈 스케일다운 4단 로켓 케이싱은 1분당 750바퀴로 긴 축을 돌면서 단일 유닛으로 궤도를 돈다.

과학 기구의 데이터는 두 의 안테나에 의해 지상으로 전송되었다.60밀리와트 송신기는 108.03MHz로 작동하는 위성 본체의 섬유유리 슬롯 안테나 2개로 구성된 쌍극 안테나에 전원을 공급했고, 개찰 안테나를 형성하는 4개의 유연한 채찍은 108.00MHz로 작동하는 10밀리와트 송신기에 의해 공급되었다.[8][9]

사용 가능한 공간이 한정되어 있고 저중량에 대한 요구사항이 있기 때문에, 페이로드 계측기는 게르마늄실리콘 트랜지스터를 사용하여 단순성과 높은 신뢰성을 염두에 두고 설계 및 제작되었다.[10]총 20개의 트랜지스터가 탐색기 1에서 사용되었고, 그 외에 육군 마이크로미터라이트 증폭기에 추가 트랜지스터가 사용되었다.전력은 페이로드 중량의 약 40%를 차지하는 수은 화학 배터리에 의해 제공되었다.

악기 부분의 외부 피부는 흰 줄무늬가 있는 샌드블라스팅 스테인리스 스틸이었다.다른 여러 가지 색 구성표를 테스트하여 백색과 녹색 줄무늬, 구리와 교대하는 파란색 줄무늬를 포함하여 다른 구성을 보여주는 백업 기사, 모델 및 사진들이 나왔다.최종 색상은 발사 시간, 궤적, 궤도기울기를 바탕으로 한 그림자-햇볕 간격 연구에 의해 결정되었다.

탐색기 1 개략도

과학 페이로드

탐험가 1의 탑재체는 테이프 데이터 레코더가 없는 아이오와 우주선 기기로 구성되었는데, 이 기기는 우주선에 탑재되기 위해 제때 수정되지 않았다.따라서 지상에서 수신된 실시간 데이터는 정상적인 계수율을 보여주고 계수가 전혀 없는 매우 희박하고 곤혹스러웠다.페이로드에 테이프 데이터 레코더를 포함시킨 후기 탐색기 3 미션은 이전 탐색기 1 데이터의 확인을 위한 추가 데이터를 제공했다.

탐험가 1의 과학적 계측기는 아이오와 대학의 제임스 앨런 박사의 지시에 따라 다음과 같은 내용을 담고 설계 및 제작되었다.[8]

  • 마이크로메토라이트(우주 분진) 충격을 감지하는 음향 검출기(결정 변환기 및 솔리드 스테이트 앰프)그것은 각각의 충격이 질량속도의 함수가 될 수 있도록 우주선 피부에 대한 마이크로미터라이트 충격에 대응했다.유효 면적은 0.075m2, 평균 임계값 감도는 2.5×10−3 g cm/s이었다.[12][13]
  • 또한 마이크로미터라이트 충격을 감지하기 위한 와이어 그리드 검출기.그것은 섬유 유리 지지 링에 장착된 12개의 병렬 연결 카드로 구성되었다.각 카드는 총 면적 1×1cm(0.39×0.39인치)가 완전히 가려지도록 직경 17µm(에나멜 단열재가 포함된 21µm)의 에나멜형 니켈 합금 와이어 두 겹으로 감겼다.약 10µm의 마이크로미터가 충격을 받으면 와이어가 파손되고, 전기 연결이 파괴되며, 따라서 이벤트를 기록하게 된다.[12][13]

비행

1958년 1월 28일 제트기류 관련 지연이 있은 후, 1958년 2월 1일 03:47:56 GMT에서 주노 1 로켓이 발사되어, 탐색기 1은 피리 358km(222mi), 유인기는 2,550km(1,580mi), 경사는 33.24°[1][15]의 궤도에 올랐다.골드스톤 트래킹 스테이션은 예상보다 궤도가 크기 때문에 발사 성공 여부를 계획대로 90분이 지나도 보고하지 못했다.[14]GMT 06시 30분쯤, 탐색기 1호가 실제로 궤도에 있다는 것을 확인한 후, 워싱턴 D.C.에 있는 국립과학원 대공연장에서 기자 회견을 열어 세계에 알렸다.[16]

궤도 붕괴 이전에 위성의 원래 예상 수명은 3년이었다.[14]머큐리 배터리는 31일 동안, 저전력 송신기는 105일 동안 동력을 공급했다.탐험가 1호는 배터리가 [17]방전된 1958년 5월 23일 데이터 전송을 중단했지만 12년 이상 궤도에 머물렀다.1970년 3월 31일 58,400회 이상의 궤도를 돌다가 태평양 상공의 대기권에 재진입했다.

결과.

윌리엄 헤이워드 피커링, 제임스앨런, 베른브라운이 인공위성이 궤도에 있다는 것을 확인한 후 워싱턴 D.C.에서 열린 혼잡한 기자회견에서 탐험가 1의 실물 모형을 전시하고 있다.

탐색기 1은 발사 후 회전 축을 변경했다.우주선의 길쭉한 몸체는 긴(최소-초음파) 축을 중심으로 회전하도록 설계됐지만 이를 거부했고, 대신 유연한 구조 요소에서 에너지가 소산돼 사전 처리를 시작했다.나중에 일반적 근거에서 신체는 고정된 각운동량(이것은 최대 인스테리아 축)에 대한 운동 회전 에너지를 최소화하는 스핀 상태로 끝난다는 것이 이해되었다.이것은 거의 200년 후에 단단한 신체 역학이라는 오일러식 이론의 첫 번째 추가적 발전에 동기를 부여했다 – 이러한 종류의 운동량을 보존하는 에너지 낭비를 다루기 위해서.[18][19]

때로는 계측기가 예상 우주선 카운트(초당 약 30 카운트)를 보고했지만, 다른 경우에는 초당 특이하게 0 카운트를 나타내기도 했다.아이오와 대학(제임스앨런 이하)은 초당 0개의 보고가 모두 남아메리카 상공의 2,000km(1,200mi) 이상의 고도에서 나온 것이며 500km(310mi)에서 통과하는 것은 우주선의 예상 수준을 보여줄 것이라고 관측했다.나중에, 익스플로러 3 이후, 원래의 가이거 계수기는 지구의 자기장에 의해 우주에 갇힌 전하를 띤 입자 벨트에서 나오는 강한 방사선에 의해 압도되었다는 결론이 내려졌다.이 충전된 입자 벨트는 현재 Van Allen 방사선 벨트로 알려져 있다.이 발견은 국제 지구 물리학의 해의 뛰어난 발견 중 하나로 여겨졌다.

음향 마이크로메토라이트 검출기는 78,750초 만에 145개의 우주 분진 충격을 감지했다.이는 12일 동안 ㎡당 평균 8.0의 충격−3 또는 ㎡당 29회의 충격으로 계산된다.[20]

레거시

탐색기 1은 오랫동안 실행된 탐색기 프로그램의 첫 번째였다.1958년 주노 1호 발사체에 의해 탐색기 시리즈의 후속 위성 4개가 발사되었는데, 이 중 탐색기 3, 4호는 성공적이었고, 탐색기 2와 5호는 궤도에 오르지 못했다.주노 1호 부스터인 위성 비콘-1호의 마지막 비행도 실패했다.[21]주노 1호는 1959년 주노 2호 발사체로 교체되었다.

첫 번째 미션인 익스플로러-1[PRIME]의 후속작인 'PRIME'이 2011년 10월 말 델타 II 발사 차량에 실려 성공적으로 발사되었다.PRIME은 현대적인 위성 건설 기술을 사용하여 건설되었다.2011년 3월 4일 발사된 초기 탐색기-1 PRIME이 발사 차량 고장으로 궤도에 오르지 못했기 때문에 궤도를 선회하는 위성이 백업된 것이다.[22]

탐색기 1의 비행 백업은 스미스소니언 협회국립 항공 우주 박물관에 전시되어 있으며, 1963년 워싱턴 D.C. 비행 갤러리 마일스톤스 26이 비활성화되었으며, 1964년 공군 우주 미사일 박물관으로 지정되었다.[23]여기에도 본격적인 탐색기 1이 전시되어 있지만, 이번 것은 실물 크기의 탐색기 1이 모조품이다.[24]

갤러리

참고 항목

참조

  1. ^ a b "Trajectory: Explorer-1 1958-001A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 12 February 2021. Public Domain 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  2. ^ 폴 딕슨, 스푸트니크: 토론토의 우주 경주 시작:맥팔레인 월터 & 로스, 2001, 페이지 190
  3. ^ Yost, Charles W. (1963). Registration data for United States Space Launches (PDF). United Nations Office for Outer Space Affairs. Retrieved 19 February 2009.
  4. ^ 맷 빌과 에리카 리쇼크, 최초의 우주 경주: 세계 최초의 인공위성 발사, 텍사스 A&M 대학 출판부, 2004, 5장
  5. ^ "Project Vanguard – Why It Failed to Live Up to Its Name". Time. 21 October 1957. Archived from the original on 15 May 2008. Retrieved 12 February 2008.
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참고 문헌 목록

West, Doug (2017). Dr Wernher von Braun: A Short Biography. U.S. ISBN 978-1-9779279-1-0.

외부 링크