탐험가 43

탐험가 43

탐색기 43 우주 위성
이름	IMM-I IMM-6 행성간 모니터링 플랫폼-6
미션형	우주물리학
연산자	나사
COSPAR	1971-019a
새캣	05043
임무 기간	3.5년(초)
우주선 속성
우주선	탐험가 XLIIII
우주선형	행성간 모니터링 플랫폼
버스	IMM
제조사	고다드 우주 비행 센터
발사 질량	635kg(1,400lb)
치수	135.64cm(53.40인치) 직경 182.12cm(71.70인치) 높이
미션의 시작
출시일자	1971년 3월 13일 16시 15분 GMT[1]
로켓	토르델타 M6 (562/델타 083)
발사장	케이프 커내버럴, LC-17A을
계약자	더글러스 에어포트 컴퍼니
입력서비스	1971년 3월 13일
미션 종료
붕괴일자	1974년 10월 2일
궤도 매개변수
참조 시스템	지구 궤도[2]
정권	고타원 궤도
페리기 고도	242km(150mi)
아포기 고도	196,574 km (1964,1964 mi)
기울기	28.70°
기간	5626.00분
계기
계기 정전기장 정전파 및 무선소음(프로젝트) 정전기 및 무선 노이즈 - GSFC 정전기 파도와 전파 잡음 - 아이오와 주 정전파 및 전파 노이즈 - 미네소타 주 행성간 장파장 전파천문학 실험 - 시간해상도 행성간 장파장 전파천문학 실험 - 플럭스 해상도 저에너지 양성자와 전자 자기장 측정 태양열 플라즈마 측정 태양열 플라즈마 2의 측정 중에너지 태양양자와 전자 우주 및 태양입자 방사선의 핵구성 전파천문학(프로젝트) 태양 및 은하 우주선 연구 태양 양성자 감시 실험 우주선, 태양 및 자기권 전자에 관한 연구
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IMF-I, IMM-6으로도 불리는 탐색기 43은 탐색기 프로그램의 일부로 발사된 NASA 위성이었다.탐험가 43은 1971년 3월 13일 케이프 커내버럴 공군기지(CCAFS)에서 토르-델타 M6 발사차량으로 발사되었다.탐험가 43은 행성간 모니터링 플랫폼의 여섯 번째 위성이었다.^[3]

우주선과 미션

탐험가 43은 초기 IMF에 의해 시작된 에너지 입자, 플라즈마, 전기장 및 자기장을 측정하여 행성간 및 외부 자기권 영역에 대한 연구를 계속하였다.그것의 궤도는 태양 활동이 감소하는 기간 동안 그것을 시슬루나 우주로 가져갔다.^[4]

무선 천문학 실험도 우주선 탑재량에 포함되었다.16면 우주선은 지름이 135.64cm(53.40인치)나 되는 182.12cm(71.70인치)의 높이였다.우주선 스핀 축은 황색면까지는 정상이었고, 스핀 속도는 5rpm으로 추진 스타-17A가 있었다.초기 아포기 지점은 지구-선 근처에 있었다.태양 전지 및 화학 전지 동력 우주선은 2개의 송신기를 운반했다.PCM 인코더 데이터를 1600bps 정보 비트 전송률로 연속 전송하는 것.^[3]

두 번째 송신기는 VLF(초저주파수) 데이터의 전송과 범위 지정 정보에 사용되었다.전기장 실험에는 직교 쌍의 쌍쌍의 쌍극 안테나들이 사용되었고, 이 쌍들 중 하나는 전파 천문학 실험에도 사용되었다.우주선 스핀 축을 따라 안테나 쌍의 구성원은 2.9m(9ft 6in), 전기장과 전파 천문학 실험에 모두 사용된 쌍의 구성원은 45.5m(149ft), 세 번째 쌍의 구성원은 각각 24.4×27.6m(80×91ft)로 확장되어 약간 불균형했다.스핀 축에 수직인 4개 원소는 모두 45.5m(149ft) 확장되어야 한다.^[3]

실험

정전기장

두 개의 쌍극 안테나들은 우주선의 스핀 평면에 직교적으로 장착되었고, 세 번째 쌍극 안테나는 우주선의 스핀 축을 따라 장착되었다.안테나 요소 길이는 -X, 27.6m(91ft), +X, 24.4m(80ft), -Y 및 +Y, 45.5m(149ft), -Z 및 +Z(spin 축), 2.9m(9ft 6in)이었다.전자 측정기는 5.12초마다 각 안테나 쌍의 요소들 사이의 아날로그 전위차를 동시에 측정했다.잠재적 차이는 0.64초마다 14비트 아날로그/디지털 변환기를 통해 디지털로 샘플링되었다.DC 감도는 미터당 100마이크로볼트였다.^[5]

정전파 및 전파 노이즈 - 프로젝트

NASA 본부가 원래 정의한 이 실험은 NSSDC에서 아이오와(71-019A-03), 미네소타(71-019A-12), GSFC(71-019A-16) 구성요소로 분리됐다.초기 실험 성능은 정상이었다.^[6]

정전기 및 무선 노이즈 - GSFC

12개의 좁은 채널에서 AC 전기장 강도는 0.1에서 100Hz까지 측정되었다.이 실험은 최적의 소음 임계값이 미터당 10마이크로볼트였다.각 채널은 높은 비트 전송률로 5.12초마다 한 번씩 샘플링되었다.dc장 실험에 사용된 안테나(71-019A-02)도 이번 실험에 활용됐다.^[7]

정전기 파도와 전파 잡음 - 아이오와 주

3개의 직교 루프 안테나와 3개의 직교(근접 균형) 다이폴은 20-Hz에서 200-kHz로 등거리 좁은 채널을 16개의 로그로 동시에 E와 B 필드 데이터를 얻었다.이러한 검출기는 dc 전기장(71-019A-02) 실험에도 사용되었다.스펙트럼 주파수 분해능은 약 30%이었다.각 E-B 채널은 5.12초마다 샘플링되었다.짧은 백업 쌍극 안테나(3피트 3인치)도 매우 짧은 파장 플라즈마 현상을 감지하는 데 사용되었다.3개 세그먼트에서 0~30kHz까지의 아날로그 B 또는 E 데이터도 특수 용도 4와트 아날로그 채널에서 텔레메트로 처리되었다.이 실험은 저에너지 양성자 및 전자 차등 에너지 분석기(LEPEDEA)와 함께 사용하도록 설계되었다.^[8]

정전파 및 전파 노이즈 - 미네소타 주

이 실험은 플라즈마파에 대한 파장 정상 표면의 양극화, 전파 방향, 유동 및 방향을 결정하기 위해 고안되었다.6개의 안테나 요소의 어떤 조합에서든 하나의 채널 주파수에서 시간 평균 상관관계는 6개의 온보드 아날로그 컴퓨터에 의해 동시에 계산될 수 있다.23-Hz에서 200-kHz로 중심에 있는 로그 간격 주파수 채널은 64개였으며, 3-dB에서는 15%의 대역폭이 있었다.평균 시간은 높은 비트 전송률에서 2.5초였다.측정될 요소들의 조합과 주파수 순서는 탑재된 컴퓨터나 지상에서 제어되었다.^[9]

행성간 장파장 전파천문학 실험 - 시간해상도

이 실험은 비교적 시간 분해능이 높은 은하, 태양, 목성의 무선 스펙트럼을 연구하기 위해 고안되었다.단일 91m(299ft) 쌍극 안테나(전기장 실험에서도 사용됨)에 부착된 2개의 스텝드 주파수 방사선계는 32단계로 30kHz ~ 2MHz의 주파수 범위를 통과했다.^[10]

행성간 장파장 전파천문학 실험 - 플럭스 해상도

이 실험의 목적은 은하, 태양, 목성의 스펙트럼을 고플렉스 분해능(약 1%)으로 연구하는 것이었다.스테핑 모드(8개 주파수)나 단일 주파수에서 작동하는 방사선계는 91m(299ft)의 쌍극 안테나에 연결돼 전기장 실험에도 사용되었다.적용된 주파수 범위는 0.05 ~ 3.5MHz이다.^[11]

저에너지 양성자와 전자

이 실험은 1.03~30지구 반지름 거리 범위에 걸쳐 전자와 양성자의 미분 에너지 스펙트럼, 각도 분포, 공간 분포 및 시간적 변동에 대한 종합적인 관찰을 수행하도록 설계되었다.이를 위해 곡선 판형 원통형 정전기 분석기와 연속 채널 승수기의 두 배열을 사용했다.한 분석기, LEPEDEA(저에너지 양성자와 전자 차등 에너지 분석기)는 24 eV ~ 50 keV(양자와 전자의 경우 16 에너지 간격)의 에너지 스펙트럼과 양자와 전자의 각도 분포를 별도로 측정한다.다른 분석기인 LEPEDEA(저에너지 양성자 차등 에너지 분석기)는 에너지 범위 1.7~550eV(8개의 에너지 간격)에서 양성자의 에너지 스펙트럼과 각도 분포를 측정했다.분석기는 우주선 스핀 축에 수직으로 장착되었다.15° 반각의 시준된 시야가 LEPEDEA의 시야와 거의 평행한 EON 타입 213 가이거-뮐러 카운터를 사용해 45 keV 이상의 에너지의 전자 강도 및 500 keV 이상의 에너지의 양성자를 측정하고 LEPDEA에 대한 배경 측정을 제공했다.1974년 8월 10일 1개의 연속 채널 전자 승수가 실패하여 우주선 수명의 마지막 7주 동안 유용한 전자 데이터가 수집되지 않았다.그렇지 않으면, 그 실험은 우주선 수명에 걸쳐 정상적으로 기능했다.^[12]

자기장 측정

이 실험은 행성간 매체와 지구의 자력권, 자력궤도, 자력궤도에서의 벡터 자기장을 정확하게 측정하기 위해 고안되었다.검출기는 각각 ± 16, 48, 144, 432nT의 4개 범위를 가진 붐 탑재형 3축 플럭스게이트 자기계였다.해당 민감도는 각각 ± 0.06, 0.19, 0.56, 1.69nT이었다.자동 범위 선택 기능이 포함되었다.3개 센서 영점 레벨의 기내 보정을 허용하는 플립 메커니즘.벡터 샘플링 속도는 초당 12.5 샘플링이었다.그 실험은 우주선 생활을 통해 정상적으로 작동했다.^[13]

태양열 플라즈마 측정

반구형 정전기 분석기를 사용하여 태양풍, 자석열, 자석열에서 입자(전자와 양이온) 모집단의 설명을 확장했다.에너지 스펙트럼 분석은 판을 알려진 전압 레벨로 충전하고 알려진 RC 시간 상수로 방전을 허용함으로써 달성되었다.분석기는 네 가지 명령 가능한 모드를 가지고 있었다.첫 번째 모드는 태양풍 양자와 알파 입자의 측정을 위해 설계되었다.우주선 회전 8회 동안 태양을 중심으로 한 8개 각도에서 32단계의 에너지 스펙트럼을 얻었다.에너지 수준은 100 eV에서 8 keV까지 확장되었다.두 번째 모드는 태양풍 중이온 측정을 위해 설계되었다.이 사이클은 충전당 에너지가 900 eV에서 8 keV로 제한되고 양자와 알파 입자에 비해 중이온 계수 효율이 높아진 것을 제외하면 처음과 동일했다.세 번째 모드는 태양풍과 자석열 전자 및 자석열 양극 이온의 측정을 위해 설계되었다.이것은 전자와 양의 이온 스펙트럼 스윕이 교대로 이루어지는 조합 사이클이었다.9개의 우주선 회전 사이클 동안 8개의 전자 스펙트럼과 8개의 양의 이온 스펙트럼을 얻었다.이 모드에서 전자에 대한 결합 데이터는 32개의 고르게 간격을 두고 측정한 16-레벨 에너지 스펙트럼으로 구성되었다.스펙트럼은 4 eV에서 1000 eV까지 확장됐다.양의 이온에 대한 데이터는 동일한 32개 각도 범위에서 측정한 32-수준 스펙트럼으로 구성되었다.전하당 에너지 스펙트럼은 100 eV에서 8 keV까지 확장됐다.네 번째 모드는 자석 전자와 양의 이온을 위해 설계되었다.전자와 양의 이온 모두 32개의 균일한 간격의 각도 범위에서 16-레벨 스펙트럼으로 전자와 양의 이온을 연구했다.전하 범위당 에너지는 전자의 경우 6 eV에서 24 keV, 양이온의 경우 45 eV에서 34 keV였다.^[14]

태양열 플라즈마 2의 측정

이 실험은 반대 방향의 두 개의 플라즈마 검출기로 구성되었는데, 두 가지 검출기는 모두 우주선 스핀 축에 정상이었다.정전기 분석기는 170~6400V 사이의 편향 전압으로 양성자와 알파 입자를 측정했다.정전기 분석기와 속도 선택기는 640~7200V 사이의 편향 전압을 가진 알파 입자만 측정했다.연속적인 우주선 회전 동안, 두 개의 정전기 분석기 편향 전압은 각각 위에 명시된 간격으로 20개의 로그로 동일한 단계 중 하나를 통해 전진되었다.따라서 240초 만에 완전한 스펙트럼을 얻었다.실험 성과는 첫 달 동안 정상이었다.고전압 부분의 단락으로 인해 실험이 실패하였다.^[15]

중에너지 태양양자와 전자

태양에서 전자의 가속도와 행성간 공간에 대한 전자 유출을 연구하기 위해 사용된 이 실험은 네 개의 검출기로 구성되었다.그 중 2개는 우주선 스핀 축에 대해 시야가 170°인 가이거-뮐러 관(GM)이었다.하나의 관은 금박에서 역스크레이팅된 20keV 이상의 에너지로 전자에 반응했다.20keV 전자 데이터는 축적되어 매 10.24초마다 판독되었다.다른 GM 튜브는 각각 18keV와 250keV 이상의 에너지를 가진 전자와 양성자를 직접 관측했다.이러한 유형의 데이터는 축적되어 5.12초마다 읽힌다.반도체 3개로 구성된 망원경인 세 번째 검출기는 우주선 스핀 축과 관련해 시야가 170°에 달했다.이 검출기는 각각 18~450keV, 0.04-2MeV의 에너지 간격으로 전자와 양자에 응답했다.이 검출기의 전자 데이터는 5.12초 동안 연속적으로 등거리 에너지 채널 4개로 누적되었고 각 시간 간격의 끝에 판독되었다.또한 검출기 카운트에 대해 64 채널의 펄스 높이 분석이 수행되었으며, 이 정보는 163.84초마다 텔레메터링되었다.이 검출기의 양성자 데이터가 축적되어 20.48초마다 판독되었다.네 번째 검출기는 우주선 스핀 축에 수직인 시야 방향을 가진 반도체 2개로 구성됐다.이 검출기는 금박에서 역점화된 47~350keV의 에너지로 전자에 반응했다.연속 20.48초 간격으로 각각 16개 및 4개의 등각형 섹터에 47~350keV 전자와 80~350keV 전자 계수가 축적되었고 각 간격의 끝에 판독되었다.그 실험은 정상적으로 작동했다.^[16]

우주 및 태양입자 방사선의 핵구성

이 실험은 태양 및 은하 우주선 및 자석선 입자의 스펙트럼과 구성을 측정하고 심우주 탐사선 파이오니어 10과 11에 비행할 계측기의 프로토타입 역할을 하며, 구배 연구에서 파이오니어 데이터와 비교하기 위한 기준 1AU 데이터를 제공하기 위해 설계되었다.이 실험은 합성 망원경(발사 후 약 10일 후에 실패), 두 번째 망원경(이 실험의 사실상 모든 유용한 데이터를 얻은 것), 전자 전류 검출기(1.8-MeV 이상의 전자와 21-MeV 이상의 양성자), 그리고 핵분열 세포(120-MeV 이상의 양성자)로 구성되었다.후자의 두 계측기는 특히 조비안 갇힘 입자의 매우 높은 플럭스를 측정하도록 설계된 파이오니어 계측기의 프로토타입으로 포함되었다.따라서 그것들은 지구의 방사선 벨트에서 상대적으로 낮은 유량의 측정에 최적화되지 않았다.성공한 망원경은 콜린어 센서 6개(리튬 드리프트 실리콘 센서 5개, CsI(Tl) 섬광기 1개)와 반침착 섬광기로 구성됐다.이 망원경은 우주선 스핀 축에 정상인 보기 방향을 가지고 있었고 48°에서 64° 사이의 각 구경을 가지고 있었다(우연 모드 고려에 따라 달라짐).우연 모드 속도(5.12초 누적, 0.5~10.6, 10.6~19.6, 29.3~66.7, 66.7-MeV 이상)는 각각 10.24초씩 얻었다.펄스 높이 분석(20.48초마다 1개 사건)은 전하 구성(최대 Z 8), 동위원소 구성(Z 1과 2의 경우) 및 전자 플럭스를 연구하기 위해 이 비율과 함께 사용되었다.컴퓨터에 탑재된 우주선은 구성 망원경에 할당된 목표들 중 일부가 더 작은 성공적인 망원경을 통해 달성되도록 하기 위해 사용되었다.조성 망원경의 고장을 제외하면 우주선 생활 전반에 걸쳐 계획대로 실험이 진행되었다.^[17]

전파천문학(프로젝트)

NASA 본부가 원래 정의한 이 실험은 NSSDC에서 미시간(71-019A-13)과 GSFC(71-019A-15) 구성요소로 분리되었다.초기 실험 성능은 정상이었다.^[18]

태양 및 은하 우주선 연구

GSFC 우주선 실험은 최대 Z=26까지 태양 및 은하 전자, 양성자 및 무거운 핵의 에너지 스펙트럼, 구성 및 각도 분포를 측정하기 위해 설계되었다.세 개의 구별되는 검출기 시스템이 사용되었다.첫 번째 시스템은 본질적으로 동일한 4개의 고체 상태의 망원경으로 구성되었다.두 개는 수직이었고 두 개는 우주선 회전축과 평행했다.망원경은 흡수 두께가 다르기 때문에 전자와 양성자 사이의 약간의 차별이 가능했다.각 검출기는 약 50keV에서 2-MeV 사이의 입자에 반응했다. 스펙트럼 정보를 위해 7-레벨 적분 분석기가 포함되었다.두 번째 검출기 시스템은 스핀 축에 수직으로 보이는 고체 상태의 dE/dx 대 E 망원경이었다.이 망원경은 4~20MeV/뉴클레온 사이의 에너지로 Z=1~16핵을 측정했다.충전 분해능이 없는 0.5~4MeV/뉴클레온 범위의 입자 계수는 dE/dx에서 계수로 구했지만 E 센서에서는 구하지 않았다.세 번째 검출기 시스템은 축이 스핀 축에 대해 39도의 각도를 이루는 3요소 망원경이었다.기기는 20~500MeV/핵의 에너지 범위에서 2~12MeV와 Z=1~30개의 핵에 반응했다.80-MeV 미만의 입자의 경우 이 기기는 dE/dx 대 E 검출기 역할을 했다.80MeV 이상에서는 양방향 삼중 dE/dx 대 E 검출기 역할을 했다.펄스 높이 분석과 게인 스위칭의 조합을 사용해 두 번째 및 세 번째 검출기 시스템의 각 센서 출력은 각각 1000개 및 1200개 에너지 채널 중 하나로 정렬했다.플럭스 방향성 정보는 각 검출기의 데이터의 특정 부분을 8개의 각 섹터로 나누어 얻었다.두 번째 검출기 시스템은 발사 후 1971년 10월 14일(아포지 그림자)까지 정상적으로 작동했고, 그 후 문제가 발생했다.본질적으로 1971년 11월 이후 이 망원경으로부터 어떠한 데이터도 얻어지지 않았다.그렇지 않으면, 그 실험은 우주선 수명을 통해 정상적으로 기능했다.^[19]

태양 양성자 감시 실험

태양 양성자 모니터링 실험은 각각 1개 이상의 고체 상태의 검출기 요소를 사용하는 5개의 개별 검출기로 구성되었다.각각 2-PI-sr 시야와 5.12초 축적 시간을 가진 3개의 검출기가 10-, 30-, 60-MeV 이상의 에너지를 가진 양성자를 측정했다. 그 결과 시간당 평균 유속이 "Solar-Geophysical Data"에 급속도로 기초하여 발표되었다.네 번째 검출기(Detector)인 2-Element 망원경은 0.2~0.5, 0.5~2.0, 2.0~7.5MeV의 에너지 간격에서 양성자의 방향 플럭스와 8~20MeV의 에너지 간격에서 알파 입자의 방향 플럭스를 측정했다.다섯 번째 검출기는 10keV 이상의 전자의 방향 유속을 측정했다.마지막 두 개의 검출기의 경우 우주선이 회전하면서 45° 구간에서 계수를 구했다.처음 네 대의 검출기에 대한 온보드 보정 기능이 포함되었다.^[20]

우주선, 태양 및 자기권 전자에 관한 연구

이 실험은 운동 에너지 범위인 100-keV에서 1.5-MeV의 은하 및 태양 전자와 양전자를 연구하기 위해 고안되었다.0.5~4.0MeV 사이의 양성자에 대한 정보도 얻었다.우주선 스핀 축에 수직으로 보이는 시준된 스틸베인 결정 섬광기가 주요 검출기였다.감마선과 중성자에 의해 각각 주 검출기 내에서 생성된 전자와 양성자의 주 검출기 카운트 속도에 대한 기여도를 결정하는 데 사용되는 유사한 완전 차폐 결정.완전히 차폐된 CsI 결정체는 감마선 분광계 역할을 했으며 전자와 양전자를 구별하기 위해 주 검출기와 일치하여 사용되었다.회전당 8개 각도 섹터에서 얻은 각 검출기의 계수 속도는 텔레메트로 측정되었다.또한 각 해당 원격측정 프레임에서 첫 번째 정지 입자에 의해 주 검출기에서 생성되는 펄스의 진폭과 형상을 연구했다.펄스 진폭 및 형상은 에너지(10% 분해능) 및 입자 종 정보를 산출했다.초기 실험 성능은 정상이었다.실험 오작동으로 발사 후 7~12주 사이에 유용한 데이터를 획득하지 못했다.그 기구의 일부의 한계 작동은 양전자 대 전자 비율을 결정하는 것을 어렵게 만들었다.그렇지 않으면 1972년 9월 26일까지 4시간 동안 우주선 턴오프 후 실험을 켤 수 없을 때까지 계기 성능은 정상이었다.^[21]

대기권 진입

이 우주선은 매우 성공적인 임무를 마치고 1974년 10월 2일 지구 대기권에 재진입했다.^[2][22]

참고 항목

• 탐색기 프로그램

참조