탐험가 2

탐험가 2

익스플로러 2 위성 발사
이름	탐험가 II
미션형	지구과학
연산자	JPL / 육군 탄도 미사일국
임무 기간	궤도에 진입하지 못함 120일(계획)
우주선 속성
우주선	탐험가 II
우주선형	사이언스 익스플로러
버스	탐색기 1
제조사	제트 추진 연구소
발사 질량	14.22 kg(31.3 lb)
치수	길이 203cm(80인치) 지름 15.2cm(6.0인치)
힘	60와트
미션의 시작
출시일자	1958년 3월 5일 18:27:57 GMT[1]
로켓	주노 1세 (RS-26)
발사장	대서양 미사일 사정거리, LC-26A을
계약자	육군 탄도 미사일국
미션 종료
파괴된	궤도에 진입하지 못함
궤도 매개변수
참조 시스템	지구 궤도(계획)
정권	중간 지구 궤도
페리기 고도	358km (1968 mi)
아포기 고도	2,550km(1,580mi)
기울기	32.24°
기간	114.80분
계기
가이거 계수기 마이크로메테오라이트 검출기 위성 드래그 대기 밀도 저항 온도계 온도계
탐색기 프로그램 ← 탐색기 1 익스플로러 3 →

탐험가 2는 탐험가 프로그램 내에서 미국의 무인 우주 임무였다.인공위성을 지구 중궤도에 올려놓은 이전의 익스플로러 1 임무를 반복하려는 의도로, 우주선은 발사 중 발사차량의 고장으로 궤도에 오르지 못했다.

익스플로러 2는 1958년 3월 5일 플로리다주 LC-26A 대서양 미사일사거리의 케이프 캐너벌 미사일 시험장에서 주노 1호 발사 차량에 의해 발사되었다.^[3]주노 1세는 1954년 미국 육군의 프로젝트 오비터에서 유래되었다.프로젝트는 1955년 프로젝트 뱅가드 진행 결정이 내려지면서 취소됐다.

배경

1957년 10월 4일 소련의 스푸트니크 1호 발사에 이어, 이미 목성 IRBM(중간거리 탄도미사일 MISBM)의 노즈콘 재진입 시험에서 비행시험을 거친 목성-C의 주노 1 4단 변종을 이용한 위성 발사를 진행하라는 육군 탄도 미사일국(ABMABMA)의 지시가 내려졌다.l. ABMA와 제트추진연구소(JPL)는 긴밀하게 협력하여 목성-C를 수정하고 탐색기 1을 건설하는 작업을 84일 만에 완료했다.

우주선

탐색기 2는 데이터를 재생할 수 있도록 설계된 테이프 레코더를 추가하는 것을 제외하고는 탐색기 1과 동일했다.이 위성은 길이가 203cm(80인치), 직경이 15.2cm(6.0인치)인 원통형이었으며, 목성-C 4단 발사체를 구성하는 노세콘형이었다.질량이 14.22kg(31.3lb)으로, 탐색기 1보다 약 0.25kg(0.55lb) 무거웠다.우주선 본체는 0.058cm(0.023인치) 두께의 스테인리스 AISI-410 강철로 만들어졌다.케이스는 금색으로 열산화했고 온도 조절에는 흰색 로키드 A(불꽃 분무 산화알루미늄) 8개의 줄무늬가 사용됐다.^[4]

실린더의 밑부분에는 고체연료 로켓 모터가 고정되어 있었다.저전력 송신기용 서브캐리어 발진기와 말로리 수은 배터리는 노즈콘 상부에 있었다.그 아래에는 캐리어용 저전력(10mW, 108.00MHz) 송신기와 스테인리스 위성 피부를 쌍극 안테나로 사용한 서브캐리어 신호가 있었다.^[4]

노즈콘 아래에는 우주선 실험을 위한 가이거-뮬러 카운터 튜브, 리코더 질문을 위한 명령 수신기, 취조 응답용 고출력 재생 송신기(60mW, 108.03MHz), 우주선 실험 전자장치, 고출력 송신기용 말로리 수은 배터리, 0.23k를 들고 있는 검출기 데크가 있었다.g(0.51lb), 직경 5.7cm(2.2인치)의 자기 테이프 레코더.음향 마이크로미터 검출기가 우주선 장치 근처의 우주선 실린더 내부에 장착되었다.검출기 갑판 하단 근처에는 4개의 원형 편극 개찰구 스테인리스 철사 채찍 안테나가 우주선 측면으로부터 방사상으로 돌출되어 축을 중심으로 균일하게 간격을 두고 있다.고출력 안테나를 위한 간격과 열방사선 차폐가 탑재체와 로켓 모터 사이에 있었다.마이크로메테오라이트 탐지기는 우주선 바닥 근처의 실린더 둘레에 고리로 배치되었다.4개의 온도계가 우주선 안에 다양한 위치에 장착되었다.^[4]

익스플로러 2는 우주선을 탐지하기 위한 목적으로 가이거 계수기를 장착했다.익스플로러 3 이후, 원래의 가이거 계수기는 지구의 자기장에 의해 우주에 갇힌 전하를 띤 입자 벨트에서 나오는 강한 방사선에 압도당했다고 결정되었다(Van Allen 방사선 벨트 참조).탐색기 2는 또한 마이크로미터라이트 탐지를 위한 와이어 그리드 어레이와 음향 검출기를 갖추고 있었다.

계기

가이거 계수기

에너지 충전된 입자(프로톤 E>30 MeV 및 전자 E>3 MeV)의 유량을 측정하기 위해 안톤 314 전방향 가이거 튜브 검출기를 사용했다.계측기는 단일 가이거-뮬러 튜브, 펄스 수를 줄이기 위한 스케일링 회로, 데이터를 지상 수신 스테이션으로 전송하기 위한 원격 측정 시스템으로 구성되었다.가이거-뮬러 튜브는 스테인리스강(약 75% 철, 25% 크롬) 벽이 약 0.12cm(0.047인치) 두께인 타입 314 안톤 할로겐 쿼치 카운터였다.이 기구는 0.58mm(0.023인치) 두께의 스테인리스 스틸 벽을 가진 우주선 선체 내부에 장착됐다.카운터는 10.2cm(4.0인치) 길이 2.0cm(0.79인치) 직경이었고 내부 와이어의 길이는 10cm(3.9인치)이었다.이 튜브는 섭씨 -55° ~ +175° 범위에서 계수 효율에 있어 매우 작은 변화를 보였다.우주 광선의 계수 효율은 약 85%였으며 에너지 660 keV 광자의 계수 효율은 약 0.3%에 달했다.카운터의 "데드 타임"(다음 카운트를 기록하기 위해 재설정하는 시간)은 약 100마이크로초였다.카운터는 공급 배터리에 의해 주로 제한되며, 스칼러 스테이지, 광범위한 전압과 -15° ~ +85°Csius의 온도 범위에서 작동할 수 있는 바이스트 가능 트랜지스터 멀티비브레이터를 직접 공급한 전류 증폭기에 연결했다.스칼러 결정 시간은 250마이크로초였다.초당 4000개 이상의 펄스 카운트의 경우 스칼러는 4000개 카운트를 가리켰다.결과는 원격측정시스템을 통해 실시간으로 지상으로 전송됐다.이 실험에는 탑재된 데이터 저장 장치가 없었고, 지구 수신국 상공을 통과할 때만 원격측정을 지상으로 보낼 수 있었기 때문에, 일부 지역은 비행 중 커버리지가 없었다.^[5]

마이크로메테오라이트 검출기

탐색기 1에서는 와이어 그리드 검출기와 결정 변환기의 두 개의 별도 검출기를 사용하여 마이크로미터의 직접 측정을 수행했다.결정된 매개변수는 각 크기 간격의 유입 속도, 충돌 속도, 구성 및 마이크로메토라이트 밀도였다.^[6]

와이어 그리드 검출기는 위성의 원통형 표면에 장착되는 섬유 유리 지지 링에 장착된 12개의 카드(병렬로 연결)로 구성되었다.각각의 카드에는 에나멜로 된 17미크론 직경 니켈 합금 와이어가 감겨 있었다.총 면적 1 × 1 cm(0.39 × 0.39 in)가 완전히 가려지도록 각 카드에 두 겹의 와이어를 감았다.약 10미크론의 마이크로미터는 충격 시 와이어를 파손하고 전기 연결을 파괴하며, 따라서 이벤트를 기록할 것이다.^[6]

음향 검출기(트랜듀서 및 솔리드 스테이트 앰프)는 우주선 피부에 운석 충돌에 대응할 수 있는 중간 섹션 피부와 음향 접촉하여 기록된 각 이벤트가 질량과 속도의 함수가 되도록 배치되었다.이 구간의 유효 면적은 0.075m², 평균 임계값 감도는 0.0025g-cm/s이었다.^[6]

위성 드래그 대기 밀도

그것의 대칭적인 모양 때문에, 탐험가 2는 고도, 위도, 계절, 태양 활동의 함수로써 높은 대기 밀도를 결정하는 데 사용하기 위해 선택되었다.근거리 밀도 값은 광학(Baker-Nunn 카메라 네트워크)과 무선 및/또는 레이더 추적 기술을 사용하여 우주선 위치의 순차 관측에서 추론했다.^[7]

저항 온도계

탐색기 2 위성은 직접 온도 측정을 하는 저항 온도계 4개를 장착했으며, 외부 온도계는 3개, 내부 온도계는 1개였다.실험의 일차적인 목적은 인공위성의 외관과 내부에 대한 패시브 열 제어(이 경우 단열재 및 외부 코팅)의 효능을 연구하고 계측기의 온도를 문서화하여 계측기 작동에 미치는 영향을 연구하는 것이었다.^[8]

온도계

외부온도계 1호는 위성의 상부(계측기) 구간의 하단에 있는 외측 선체에 탑재되었다.이를 통해 -50°C~+110°C 범위에서 실린더 피부 온도를 측정하고, -10°C~+80°C 범위에서 4°C의 정확도를 측정했다.외부 온도 게이지 2번은 노즈콘의 하단을 따라 장착하여 노즈콘 피부 온도를 측정하였다.그것은 -50°C에서 +220°C의 범위를 커버할 수 있다.정확도는 50°C에서 16°C, 0°C에서 18°C였다.외부 온도 게이지 3번은 노즈콘 상단에 장착하여 정체점 온도를 측정하였다.약 20°C의 정확도로 -50°C에서 +450°C까지 적용되었다.^[8]

내부 온도 게이지는 계측 섹션의 베이스에 있는 고출력 송신기에 탑재되었다.그것은 -60°C에서 +110°C의 범위를 커버할 수 있다.정확도는 0°C~+30°C의 온도에서 2°C였고, 90°C의 온도에서 20°C의 정확도로 떨어졌다.외부 온도 게이지 2번과 3번은 저출력(10mW, 108.00-MHz) 송신기로 전송되며, 나머지 2개는 고출력(60mW, 108.03-MHz) 송신기로 전송된다.또한 노즈콘 내부 온도는 우주선 채널의 주파수를 측정하여 간접적으로 추정할 수 있었다.오실레이터 보정은 내부 노즈콘 온도를 0~+25°C에서 12°C 이내, 25~50°C에서 6°C 이내로 알 수 있음을 나타낸다.^[8]

텔레메트리

텔레메트리가 연속적으로 방송되었다.탑재된 기록장치나 데이터 저장장치는 없었기 때문에, 온도 데이터는 익스플로러 1이 수신 스테이션 위에 있는 기간 동안에만 실시간으로 수신할 수 있었다.수령지는 패트릭 공군기지(케이프 카나베랄), 지진밸리(샌디에이고 인근), 산가브리엘, 캘리포니아주 산가브리엘, 싱가포르(말라야), 이바단(니게리아) 등 5곳이었다.5명 모두 저전력 송신기로부터 데이터를 받을 수 있었고, 패트릭 AFB와 샌 가브리엘만이 고출력 송신기로부터 데이터를 받을 수 있었다.패트릭 AFB, 지진밸리, 산가브리엘을 넘어서는 패스가 하루 4회, 나이지리아와 싱가포르를 넘나드는 패스가 하루 7회 있었다.^[8]

열제어

외부 온도 조절은 스테인리스강 위성 케이싱의 일부에 산화알루미늄 세라믹(로키드 A)을 코팅해 이뤄졌다.노즈콘(위성 위 30cm)의 약 30%, 원통형 차체의 상부 51.4cm(20.2인치)의 25%가 세로 줄무늬로 코팅됐다.노즈콘과 계기실, 그리고 계기실과 로켓 모터 부분 사이에는 절연이 있었다.^[8]

위성 내 장비의 적절한 작동을 위해서는 -5°C에서 +45°C의 내부 온도 범위가 필요했다.배터리는 -5°C 이하에서는 작동하지 않지만, 낮은 온도로 배터리나 장비가 손상되지는 않는다.온도가 +80°C 이상으로 상승하지 않는 한 장비의 영구적인 손상은 발생하지 않을 것이다.^[8]

통신

데이터는 60mW의 진폭 변조 송신기와 10mW의 위상 변조 송신기를 사용하여 연속적으로 전송되었으며, 둘 다 108MHz의 주파수로 송신되었다.데이터는 우주선이 17개 수신국 중 한 곳을 넘었을 때만 기록되었다.고출력 송신기와 저출력 송신기는 모두 배터리에 전원이 공급되고 작동되었다.^[9]

발사차량

발사체는 주노 1호로, 4차 추진단계가 추가된 목성-C 3단 변종인 주노 1호였다. 이 경우 탐색기 2호였다.첫 단계는 업그레이드된 레드스톤 액체 연료 발사 차량이었다.2단계는 11개 중사 고체연료 로켓 모터로 구성됐으며 3단계는 3개 중사가 참가했다.부스터는 4단계를 증분 회전할 수 있는 장비를 갖추고 있어 긴 축에 대한 최종 속도는 750rpm이었다.^[4]

미션

탐색기 2는 1958년 3월 5일, 패드 26A, 18:27:57 GMT의 대서양 미사일 사정거리(AMR)의 케이프 커내버럴 미사일 시험장에서 발사되었다.^[1] 3단계 발화를 통한 비행은 명목상이었다.4단계가 점화되지 않아 궤도 속도 달성이 불가능해졌다.우주선은 대기권에 재진입해 발사장에서 3000km(1,900mi) 떨어진 트리니다드 인근 대서양에 떨어졌다.고장의 원인은 4단 노즐에서 점화기를 제자리에 고정시킨 가벼운 플라스틱 원뿔이 발사 응력 아래 고장으로 추정됐다.이로 인해 점화기가 위치 이탈할 수 있었다.이후 비행에 대한 점화장치 지원이 강화되었다.^[4][10]

참고 항목

• 탐색기 1
• 탐색기 프로그램

참조

외부 링크

• 큰 그림: 육군 위성 - YouTube의 탐색기 1, 탐색기 2, 탐색기 3