Avantgarde 3 – Wikipedia

Posted on by

Avantgarde 3 (internationale Bezeichnung 1959 Eta 1[3]) ist ein wissenschaftlicher Satellit, der am 18. September 1959 von einer Vanguard-Rakete SLV-7 in die Erdumlaufbahn gebracht wurde. Dies ist der dritte erfolgreiche Start von Vanguard aus elf Versuchen. Avantgarde-Rakete: Vanguard Satellite Launch Vehicle 7 ((SLV-7) war ein unbenutzter Avantgarde TV-4BU Rakete (TV-4BU = Test Vehicle-Four BackUp), aktualisiert auf das endgültige Serien-Satellitenstartfahrzeug (SLV).[4]

Das Projekt Vanguard war ein Programm, das vom United States Naval Research Laboratory (NRL) verwaltet und von der Glenn L. Martin Company (jetzt Lockheed-Martin) entworfen und gebaut wurde, um den ersten künstlichen Satelliten mit einer Vanguard-Rakete in die Erdumlaufbahn zu bringen .[5] als Trägerrakete von Cape Canaveral Missile Annex, Florida. Vanguard 3 war ein wichtiger Teil des Weltraumrennens zwischen den USA und der Sowjetunion.

Vanguard 3 Satellitenskizze
Start von Vanguard 3 auf der Rakete Vanguard SLV-7

Vorherige Satelliten[edit]

Vor dem erfolgreichen Start des Satelliten Vanguard 3 am 18. September 1959 wurden zwei weitere Satelliten mit dem Namen “Vanguard 3” gestartet. Beide Starts endeten jedoch mit Fehlschlägen und die Satelliten erreichten nicht die Umlaufbahn. Die ausgefallenen Satelliten waren:

  • Avantgarde 3A, am 13. April 1959 mit einer Vanguard SLV-5-Rakete gestartet,
  • Avantgarde 3B, startete am 22. Juni 1959 mit einer Vanguard SLV-6-Rakete.

Der erfolgreiche Satellit, der als Vanguard 3 bekannt wurde, war bekannt als Avantgarde 3C vor dem Start.

Missionsziele[edit]

Der Satellit wurde von der Eastern Test Range in eine geozentrische Umlaufbahn gebracht. Ziel des Fluges war es, das Erdmagnetfeld, die Sonnenröntgenstrahlung und ihre Auswirkungen auf die Erdatmosphäre sowie die erdnahe Mikrometeoroidumgebung zu messen. Die Instrumentierung umfasste ein Protonenmagnetometer, Röntgenionisationskammern und verschiedene Mikrometeoroid-Detektoren. Das Raumschiff war eine Magnesiumkugel mit einem Durchmesser von 50,8 cm. Das Magnetometer war in einem konischen Rohr aus Glasfaser / Phenolharz untergebracht, das an der Kugel angebracht war. Die Datenübertragung wurde am 11. Dezember 1959 nach 84 Betriebstagen eingestellt. Die erhaltenen Daten lieferten eine umfassende Übersicht über das Erdmagnetfeld über das abgedeckte Gebiet, definierten die Unterkante des Van-Allen-Strahlungsgürtels und zählten die Einschläge von Mikrometeoroiden. Vanguard 3 hat eine erwartete Lebensdauer der Umlaufbahn von 300 Jahren.[6][7]

Missionsergebnisse[edit]

Protonen-Präzessionsmagnetometer[edit]

Dieses Experiment hatte ein Protonen-Präzessionsmagnetometer zur Messung des Erdmagnetfeldes in Höhen von 514 bis 3714 km und in Breiten zwischen ± 33,4 °. Die Messungen wurden auf Befehl durchgeführt, als das Raumschiff sieben Minitrack-Stationen in Nord- und Südamerika sowie jeweils eine in Australien und Südafrika passierte. Beim Einschalten auf Befehl wurde die Polarisationsspule um die Protonenprobe (normales Hexan) für 2 s eingeschaltet, gefolgt von einem 2-s-Auslesen des Präzessionssignals. Bei jedem Durchgang über eine Station wurden mehrere Messungen durchgeführt. Das Experiment funktionierte während seines 85-tägigen aktiven Lebens gut und es wurden ungefähr 4300 Messwerte aufgezeichnet. Das Experiment ist in JC Cain et al., “Messungen des Erdmagnetfeldes durch den Satelliten Vanguard 3”, NASA TN D-1418, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., 1962, beschrieben. Die Gesamtgenauigkeit der Feldmessungen betrug ungefähr 10 nT (Gammas).[8]

Mikrometeoritendetektor[edit]

Dieses Experiment enthielt zwei versiegelte Druckzonen entlang der Innenwände des Satelliten, die den Aufprall von Mikrometeoriten aufzeichnen sollten, die groß genug waren, um die Satellitenhülle zu durchdringen. Diese Druckzonen waren Teilvakuums mit jeweils unterschiedlichem Druck und wurden durch 0,66 mm Magnesiumwände geschützt, die eine freiliegende Oberfläche von 0,162 m aufwiesen2Das waren 20% der Fläche der Schale. Ein Durchschlag in den Wänden einer der beiden Zonen wurde durch ein zwischen ihnen angebrachtes Differenzdruckmanometer festgestellt und als Änderung der Länge eines der Telemetriekanäle telemetriert. Die Erosion der Satellitenhülle durch Beschuss mit Weltraumstaub, Mikrometeoriten und anderen Partikeln wurde mit drei auf der Satellitenoberfläche montierten Chromstreifen-Erosionsmessgeräten und einem lichtempfindlichen Detektor aufgezeichnet. Die elektrischen Widerstände der Messgeräte änderten sich, als sich ihre Oberflächen durch Erosion veränderten. Der lichtempfindliche Detektor, eine Cadmiumsulfidzelle, die durch eine undurchsichtige Abdeckung aus aluminisiertem PET-Film geschützt ist, zeigte ebenfalls eine Widerstandsänderung, wenn die Abdeckung erodiert oder durchdrungen wurde. Erosionsmessungen wurden auch als Kanallängen telemetriert, was Schätzungen der Erosionsraten ermöglichte. Vier Mikrofone vom Typ Bariumtitanat zeichneten Mikrometeoriteneinschläge auf die Oberfläche des Satelliten auf. Der Mikrofonausgang wurde verstärkt, geformt und in eine magnetische Zählereinheit eingespeist, die kontinuierlich in drei Dezimalstellen die kumulative Anzahl der Stöße lieferte. Das Gerät zählte bis zu 1000 und wurde dann auf Null zurückgesetzt. Der Satellit verzeichnete während 66 Betriebstagen 6600 Mikrometeoriteneinschläge, von denen 2800 in einem 70-Stunden-Intervall vom 16. bis 18. November 1959 auftraten, was höchstwahrscheinlich auf den jährlichen Durchgang der Erde durch Trümmer des Kometen Tempel-Tuttle zurückzuführen ist, der zum Leonid führt Meteorschauer, der am 17. seinen Höhepunkt erreicht. In den Sensoren des Oberflächenpenetrationsexperiments wurden keine Penetrationen oder Brüche aufgezeichnet. Da die Erosionssensoren nicht gestört wurden, konnten aus diesem Experiment keine eindeutigen Ergebnisse gezogen werden.[9]

Atmosphärische Dichte des Satellitenwiderstands[edit]

Aufgrund seiner symmetrischen Form wurde Vanguard 3 von den Experimentatoren zur Bestimmung der oberen atmosphärischen Dichte in Abhängigkeit von Höhe, Breite, Jahreszeit und Sonnenaktivität ausgewählt. Wenn das Raumschiff kontinuierlich umkreist, bleibt es leicht hinter seinen vorhergesagten Positionen zurück und sammelt aufgrund des Widerstands der Restatmosphäre eine immer größere Verzögerung. Durch Messen der Geschwindigkeit und des Zeitpunkts von Orbitalverschiebungen könnten die Parameter der relevanten Atmosphäre unter Berücksichtigung der Widerstandseigenschaften des Körpers zurückgerechnet werden. Es wurde festgestellt, dass der atmosphärische Druck und damit der Luftwiderstand und der Zerfall der Umlaufbahn höher waren als erwartet, da sich die obere Erdatmosphäre allmählich in den Weltraum verjüngte.

Dieses Experiment war vor dem Start sehr geplant. Erste Vorschläge des Marineforschungslabors für das Projekt Vanguard umfassten konische Satellitenkörper; Dies beseitigte die Notwendigkeit eines separaten Verkleidungs- und Auswurfmechanismus und der damit verbundenen Gewichts- und Versagensmodi. Radio Tracking würde Daten sammeln und eine Position festlegen. Zu Beginn des Programms wurde die optische Verfolgung (mit einem Baker-Nunn-Kameranetzwerk und menschlichen Spottern) hinzugefügt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern schlug vor, das Design in Kugeln mit einem Durchmesser von mindestens 20 Zoll und hoffentlich 30 Zoll zu ändern. Eine Kugel hätte eine konstante optische Reflexion und einen konstanten Widerstandsbeiwert, allein basierend auf der Größe, während ein Kegel mit der Ausrichtung variieren würde. James Van Allen schlug einen Zylinder vor, der schließlich flog. Das Projekt akzeptierte schließlich 6,4- und 20-Zoll-Satelliten.[10]

Röntgenexperiment[edit]

Das Ziel dieses Experiments war es, die Röntgenemission der Sonne und ihre Auswirkungen auf die Erdatmosphäre zu messen. Die Detektoren waren zwei identische Ionisationskammern, die für Röntgenwellenlängen empfindlich waren, die in Sonneneruptionen erzeugt wurden (2 bis 8 Å oder 200 bis 800 pm). Die Ionisationskammern befanden sich in einem Abstand von 120 ° in der Äquatorialebene des Satelliten und erhielten ein maximales Signal, wenn eine Ionenkammerröhre in Richtung Sonne “blickte”. Die Instrumente wurden entwickelt, um den Röntgenfluss von 2 bis 8 Å (200 bis 800 pm) zu messen und die maximale Intensität der Sonneneruption mittels eines Speichers mit Spitzenablesung während des Tageslichtabschnitts jeder Umlaufbahn aufzuzeichnen.[11] Aufgrund der überwältigenden Hintergrundstrahlung der Van Allen Belts waren die Sensoren jedoch gesättigt, und es wurden keine nützlichen Informationen zu Sonnenröntgenstrahlen gesammelt.[12]

Nach der Mission[edit]

Nach dem Ende der wissenschaftlichen Mission wurden Vanguard 3 und zwei Teile der oberen Stufe der Rakete, mit der der Satellit gestartet wurde, zu verfallenen Objekten. Stand Januar 2020[update], Vanguard 3 bleibt im Orbit.[13] Die Stücke der oberen Stufe traten am 3. April 2014 und am 4. Februar 2015 wieder in die Atmosphäre ein.[14][15]

Da die drei Vanguard-Satelliten immer noch umkreisen und ihre Widerstandseigenschaften im Wesentlichen unverändert bleiben, bilden sie einen sechzig Jahre alten atmosphärischen Basisdatensatz, der zählt. Vanguard 3 hat eine erwartete Lebensdauer von 300 Jahren.[16]

Verweise[edit]

  1. ^ McDowell, Jonathan. “Protokoll starten”. Jonathans Raumseite. Abgerufen 7. Dezember 2013.
  2. ^ ein b c d e f G “VANGUARD 3 Satellitendetails 1959-007A NORAD 20”. N2YO. 24. Januar 2015. Abgerufen 25. Januar 2015.
  3. ^
    Yost, Charles W. (1963-09-06), Registrierungsdaten für United States Space Launches (PDF), Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheitenabgerufen 2009-02-19
  4. ^ Project Vanguard: Die Geschichte der NASA, Von Constance McLaughlin Green, Milton Lomask, 9. Januar 2009, Seite 228.
  5. ^ “Das Vanguard Satellite Launching Vehicle – Eine technische Zusammenfassung”. B. Klawans. April 1960, 212 Seiten. Martin Company Engineering Report Nr. 11022, PDF einer optischen Kopie.
  6. ^ NASA, Vanguard 3, NSSDC / COSPAR ID: 1959-007A
  7. ^ NASA, Geschichte, Kapitel 12
  8. ^ NASA, Nationales Weltraumforschungszentrum, Protonen-Präzessionsmagnetometer, Vanguard 3
  9. ^ NASA, Nationales Weltraumforschungszentrum, Mikrometeorit, Avantgarde 3
  10. ^ C. McLaughlin Green, M. Lomask, “Vorhut, eine Geschichte”, Kapitel 5, Kampf um Fahrzeugspezifikationen. NASA SP-4202.
  11. ^ NASA, -Ray Experiment, Vanguard 3
  12. ^ Bedeutende Erfolge in der Sonnenphysik 1958-1964. Washington DC: NASA. 1966. p. 63.
  13. ^ “Vanguard 3 – Satelliteninformationen”. Satellitendatenbank. Himmel oben. Abgerufen 2020-01-11.
  14. ^ “Vanguard 3 DEB (29005) – Satelliteninformationen”. Satellitendatenbank. Himmel oben. Abgerufen 2018-01-13.
  15. ^ “Vanguard 3 DEB (31405) – Satelliteninformationen”. Satellitendatenbank. Himmel oben. Abgerufen 2018-01-13.
  16. ^ NASA, National Space Science Data Center HeaderSatellite Drag Atmospheric Density, Vanguard 3