탐험가 31

탐험가 31

익스플로러 31 위성
이름	DME-A 직접 측정 탐색기-A
미션형	지구과학
연산자	나사
COSPAR	1965-098B
새캣	01806
우주선 속성
우주선	탐색기 XXXi
우주선형	직접 측정 탐색기
버스	DME
발사 질량	98.9kg(218lb)
미션의 시작
출시일자	1965년 11월 29일 04:48:47 GMT[1]
로켓	Thor SLV-2 Agena B (Thor 453 / Agena 6102 (TA5))
발사장	반덴버그, SLC-2E
계약자	더글러스항공사 / 록히드코퍼레이션
입력서비스	1965년 11월 29일
궤도 매개변수
참조 시스템	지구 궤도[2]
정권	지구 저궤도
페리기 고도	505km(314mi)
아포기 고도	2,978km(1,108mi)
기울기	79.80°
기간	121.40분
계기
원통형 정전기 프로브 전자 온도 에너지 전자 전류 모니터 이온 질량 분광계 자기 이온-질량 분광계 열전자 프로브 열 이온 프로브
탐색기 프로그램 ← 탐험가 30 탐색기 32 →

DME-A라고도 불리는 탐색기 31은 탐색기 프로그램의 일부로 발사된 NASA 위성이었다. 탐험가 31호는 1965년 11월 29일 캘리포니아주 반덴버그 공군기지에서 토르-아제나 발사체로 발사되었다. 익스플로러 31은 캐나다 위성 알루엣 2호와 함께 공개됐다.^[3]

탐색기 31은 우주선에서 선택된 전리권 매개변수를 직접 측정하기 위해 계측된 작은 전리권 관측소였다. 이 우주선에는 테이프 레코더가 없었기 때문에, 우주선이 원격측정소를 볼 때와 명령을 받을 때만 우주선에서 데이터를 관측할 수 있었다. 실험은 원하는 대로 동시에 또는 순차적으로 실행되었다. 위성은 회전축이 궤도면에 수직으로 하여 스핀 안정화되었다. 스핀 속도와 스핀 축은 탑재 자기 토킹 시스템에 의해 제어되었다. 태도와 회전 속도 정보는 태양 센서와 3축 자력계에 의해 관찰되었다.^[3]

위성 성능은 1966년 5월 부분적인 전력 장애를 제외하면 만족스러웠으며, 이로 인해 데이터 수집 시간이 명목상의 약 절반으로 단축되었다. 실험 관찰의 축소에 필요한 태도 정보를 얻는 데 있어서 몇 가지 어려움에 직면했다. 1969년 7월 1일, 위성 데이터 관측은 7개의 실험 중 5개가 작동하면서 종료되었다. 위성의 대기 감시에 대한 책임은 1969년 7월 8일 콜로라도 볼더에 있는 ESSA 원격측정소에 주어졌다. 이 대기 작동 동안에, 실험 데이터는 1969년 10월 1일에 적호 사건 연구에 사용하기 위해 정전기 탐침으로부터 9분 동안 단 한 번만 수집되었다. 1971년 1월 15일, 다양한 위성 명령으로부터 아무런 응답도 받지 못하였고, 위성은 폐기되었다.^[3]

계기

• 원통형 정전기 프로브
• 전자 온도
• 에너지 전자 전류 모니터
• 이온 질량 분광계
• 자기 이온-질량 분광계
• 열전자 프로브
• 열 이온 프로브

실험

원통형 정전기 프로브

원통형 정전기 탐침은 전리층의 전자 온도와 밀도를 측정하는 데 사용되었다. 각 센서는 기본적으로 원통형 가드 링의 중심축에서 확장되는 수집기 전극으로 구성된 Langmuir 프로브였다. 가드 링은 우주선에서 23cm(9.1인치) 확장되었고 수집기 전극은 46cm(18인치) 확장되었다. 두 개의 센서는 우주선의 반대편에 탑재되었고, 회전축과 궤도면에 수직이었다.^[4]

전자 온도

전자 온도 탐침의 목적은 전리권 전자의 에너지 분포를 측정하는 것이었다. 이러한 측정으로부터 전자 온도와 밀도를 도출할 수 있었다. 이 센서는 직경 2cm(0.79인치)의 디스크로 위성 표면과 같은 높이에 장착됐다. 프로브 전류 전압 특성은 구형 이온-질량 분광기에 사용된 것과 동일한 변조 기법을 사용해 조사하였다.^[5]

에너지 전자 전류 모니터

이 실험의 목적은 0.2~2000 eV의 초피 에너지 범위에서 전자 에너지 스펙트럼을 측정하는 것이었다. 두 개의 3-그리드 지연 전위 분석기가 사용되었는데, 하나는 0.2~200 eV 범위의 아날로그 데이터를 제공하고 다른 하나는 0.2~2000 eV 범위의 디지털 데이터를 제공했다. 두 분석기는 별도의 전원 공급장치와 관련 전자장치를 갖추고 있었다. 디지털 측정을 위한 계측기는 전자 곱셈기와 디지털 펄스 계수 시스템을 포함했다. 발사 전 발사탑 내 검출기의 수분 오염 때문에 전자승수기의 이득이 지구물리학적 측정치를 얻을 수 없을 정도로 저하됐다. 아날로그 측정을 위한 계측기는 범위를 바꾸는 전기계를 포함했다. 아날로그 데이터는 측정된 전류 전압 함수의 그림이었다. 아날로그 실험은 4개월 동안 우수한 데이터를 산출했고, 이후 회로의 방사선 손상으로 실험이 악화되었다.^[6]

이온 질량 분광계

구형 이온 질량 분광계 탐침은 500km(310mi)에서 3,000km(1,900mi) 사이의 고도에서 양의 이온 구성을 조사하는 데 사용되었다. 이 기기는 직경 9cm(3.5인치)의 이온 집열기로 구성됐으며, 약 40%의 투명도를 가진 10cm(3.9인치) 직경의 니켈 그리드로 제한됐다. 그리드는 전자가 집열기에 도달하지 못하도록 6볼트의 편향성을 가지고 있었다. 탐사선은 위성 스핀 축을 따라 장착된 32cm(13인치) 길이의 막대 위에 올려놓았다. 주요 바이어스-잠재성 스위프 외에 2개의 작은 AC 전위를 수집기에 적용했다. 그런 다음 프로브 전위의 함수로써 결과 반송파 전류의 변조의 진폭과 깊이를 측정했다. 이 "후퇴 전위" 이온 분광계는 분해능이 낮았다. 수소, 질량 대 충전 비율(M/Q)이 1인 수소는 원자 산소 이온(M/Q = 16)과 쉽게 구별되었다. 그러나 원자 질소 이온(M/Q = 14)은 원자 산소 이온과 구별할 수 없었다. 프로브에 대한 신호 전류는 이온 질량에 반비례하여 변화하였고, 결과적으로 계측기는 무거운 질량에 덜 민감하였다. 원자 산소 이온의 농도가 cc당 300이온보다 유의하게 높았을 때, 원자 산소 이온에 대해 정확한 온도 측정을 할 수 있었다.^[7]

자기 이온-질량 분광계

자기장 질량 분광계를 사용하여 질량 범위 1~20 원자 질량 단위에서 전리권 양성 이온 종의 함량을 측정했다. 질량 범위는 3초마다 -4000볼트에서 -150볼트로 변화한 가속전압을 기하급수적으로 감소시켰다. 이온은 분광기의 자기분석기 부분에서 질량 대 충전비에 따라 분리되었다. 그 후 가속전압에 따라 특정 이온종이 분석기를 거쳐 전자승수기로 전달되었다. 승수의 출력 이온 전류를 로그 전자계 증폭기로 측정하여 전압으로 변환하였다. 그 실험은 정상적으로 작동했고 1965년 11월 29일 발사로부터 1967년 4월까지 유용한 데이터를 산출했다. 그 후 배터리 전압이 낮으면 전압 조절기 문제가 발생했다. 그 실험은 그 후 간헐적으로만 유용한 자료를 제공했고, 1968년 3월에 실패했다.^[8]

열전자 프로브

열전자 탐사 실험의 목적은 위성의 전자 밀도와 온도를 측정하는 것이었다. 계측기는 적절한 바이어스를 가진 그리드의 사용을 통해 원하지 않는 이온과 광전류 구성품을 제거하는 수정된 Langmuir 프로브였다. 그리드는 위성 표면과 같은 높이에 장착되었고 -5 ~ +4V의 스위프 전압을 받았다. 수집가는 +25V로 편향되었다. 측정된 전류 전압 데이터에서 전자 밀도는 약 20%의 정확도로 얻을 수 있었다. 전자 온도는 보통 약 150°K의 정확도로 얻을 수 있었지만, 컴퓨터 곡선 맞춤 분석은 정확도를 약 10°K로 향상시켰다.^[9]

열 이온 프로브

열 이온 탐사 실험의 목적은 위성의 이온 밀도, 온도, 성분 등을 측정하는 것이었다. 센서는 3개의 원형 메시 그리드와 수집기가 있는 평면 이온 트랩으로 구성되었다. 가장 안쪽의 억제기 그리드가 -15V로 유지되어 전자를 배제하고 중간지체 그리드가 0에서 6.3V로 쓸려나간 상태에서, 이온 전류에 의한 결과 전류 전압 곡선은 이온 온도, 이온 성분, 밀도를 얻는 것으로 해석되었다. 이러한 매개변수의 결정은 곡선 적합을 통해 이루어졌으며, 다양한 이온 매개변수 모델을 가정하고, 최소 rms 잔류 모델을 가진 모델이 정확하다고 가정했다.^[10]

참고 항목

• 탐색기 프로그램

참조