Исследователь 47
 Спутник Explorer 47 | |
| Имена | IMP-H IMP-7 Межпланетная мониторинговая платформа-7 |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР | 1972-073А |
| Номер SATCAT | 06197 |
| Продолжительность миссии | 6 лет (достигнуто) 52 года, 4 месяца, 8 дней (на орбите) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Исследователь XLVII |
| Тип космического корабля | Межпланетная платформа мониторинга |
| Автобус | ИМП |
| Производитель | Центр космических полетов имени Годдарда |
| Стартовая масса | 390 кг (860 фунтов) |
| Размеры | 157 см (62 дюйма) в высоту и 135 см (53 дюйма) в диаметре |
| Власть | Солнечные элементы и батареи |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 23 сентября 1972 г., 01:20:00 UTC [1] |
| Ракета | Тор-Дельта 1604 (Тор 579 / Дельта 090) |
| Стартовая площадка | Мыс Канаверал , LC-17B |
| Подрядчик | Дуглас Эйркрафт Компани |
| Введен в эксплуатацию | 23 сентября 1972 г. |
| Конец миссии | |
| Деактивировано | 31 октября 1978 г. |
| Параметры орбиты | |
| Система отсчета | Геоцентрическая орбита [2] |
| Режим | Высокая околоземная орбита |
| Высота перигея | 201 599 км (125 268 миль) |
| Апогей высоты | 235 699 км (146 457 миль) |
| Наклон | 17.20° |
| Период | 17702.00 минут |
| Инструменты | |
| Эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME) Электроны и изотопы водорода и гелия Энергичные электроны и протоны Ионы и электроны в диапазоне энергий от 0,1 до 2 МэВ Эксперимент по магнитным полям Измерение низкоэнергетических протонов и электронов Плазменная волна Солнечные и космические частицы Солнечные вспышки Изотопы с высоким z/низким e и низким e Электростатический анализатор солнечной плазмы Солнечная плазма Чаша Фарадея Солнечный ветер Исследование ионного состава космических лучей, солнечных и магнитосферных электронов | |
Explorer 47 ( IMP-H или IMP-7 ) — спутник НАСА, запущенный в рамках программы Explorers . Explorer 47 был запущен 23 сентября 1972 года с мыса Канаверал , Флорида , с помощью ракеты-носителя Thor-Delta 1604. Explorer 47 был девятым в целом запуском серии Interplanetary Monitoring Platform , но получил обозначение запуска «IMP-7», поскольку два предыдущих полета «Anchored IMP» использовали вместо этого «AIMP». [3] [4]
Космический корабль
Explorer 47 продолжил изучение, начатое более ранним космическим аппаратом IMP, межпланетного пространства и областей магнитного хвоста с почти круговой орбиты , около 37 радиусов Земли . Этот 16-сторонний барабанный космический аппарат имел высоту 157 см (62 дюйма) и диаметр 135 см (53 дюйма), с двигателем Star-17A . [3]
Миссия
Explorer 47 был разработан для измерения энергичных частиц, плазмы , электрических полей и магнитных полей . Ось вращения была перпендикулярна плоскости эклиптики , а период вращения составлял 1,3 секунды. Космический аппарат питался от солнечных батарей и химической батареи . Научные данные передавались телеметрически со скоростью 1600 бит/с (с доступной вторичной скоростью 400 бит/с). [3]
Запуск
Explorer 47 был запущен 23 сентября 1972 года в 01:20:00 UTC с мыса Канаверал , Флорида , с помощью ракеты-носителя Thor-Delta 1604. [2]
Эксперименты
Эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME)
Три твердотельных детектора в антисовпадительном пластиковом сцинтилляторе наблюдали электроны от 0,2 до 2,5 МэВ , протоны от 0,3 до 500 МэВ, альфа-частицы от 2,0 до 200 МэВ, тяжелые частицы с атомными номерами от 2 до 5 с энергией более 8 МэВ, тяжелые частицы со значениями Z в диапазоне от 6 до 8 с энергией более 32 МэВ, а также интегральные протоны и альфа с энергией более 50 МэВ/ нуклон , все с динамическими диапазонами от 1 до 1E+6 частиц на (см2 с ср). Пять тонкооконных трубок Гейгера-Мюллера наблюдали электроны с энергией более 15 кэВ, протоны с энергией более 250 кэВ и рентгеновские лучи с длиной волны от 2 до 10 А, все с динамическим диапазоном от 10 до 1E+8 частиц на (см 2 с ср). Изучались частицы и рентгеновские лучи (в основном солнечного происхождения), но динамический диапазон и разрешение прибора позволяли наблюдать космические лучи и частицы магнитного хвоста . [5]
Электроны и изотопы водорода и гелия
Этот эксперимент был разработан для измерения солнечных и галактических электронов, позитронов и ядер, а также для разделения изотопов от водорода до кислорода . Охваченные диапазоны энергий составляли от 0,16 до 5 МэВ (электроны), от 0,16 до 2 МэВ ( позитроны ) и около 1 до 40 МэВ/ нуклон для ядер. Прибор представлял собой телескоп, состоящий из 11 коллинеарных, полностью обедненных, кремниевых поверхностно-барьерных детекторов внутри пластикового сцинтилляционного антисовпадающего экрана. Четыре из пяти верхних датчиков были кольцевыми, а остальные представляли собой сплошные диски. Такое расположение давало узкую геометрию (антисовпадения в кольцевых датчиках) и широкие геометрические режимы с конусами приема половинного угла около 24° и 36°. Ось телескопа была перпендикулярна оси вращения космического корабля. Возвращенные данные состояли из 8-секторных и спин-интегрированных скоростей счета для 8 различных режимов совпадений/антисовпадений и 2-параметрических анализов высоты импульса для 32 частиц каждые 20,48 секунд. Режим совпадения, выбранный для анализа высоты импульса в любом интервале 0,64 секунды, фиксировался пятиуровневой системой приоритетов. Основными источниками каждой моды совпадений были: (1) электроны от 0,16 до 5 МэВ и ядра от 1 до 43 МэВ/нуклон, (2) электроны от 1 до 5 МэВ и ядра от 13 до 43 МэВ/нуклон, (3) нейтралы и гамма-лучи, (4) электроны от 0,2 до 1 МэВ, (5) электроны от 1 до 3 МэВ, (6) ядра от 1,2 до 2,4 МэВ/нуклон, (7) ядра от 4 до 13 МэВ/нуклон и (8) электроны выше 3 МэВ и ядра выше 30 МэВ/нуклон. [6]
Энергичные электроны и протоны
Целями данного исследования были: (1) изучение характеристик распространения солнечных космических лучей через межпланетную среду в указанных ниже диапазонах энергий, (2) изучение потоков электронов и протонов по всему геомагнитному хвосту и вблизи флангов магнитосферы и (3) изучение входа солнечных космических лучей в магнитосферу. Инструментарий состоял из трехэлементного телескопа, использующего полностью обедненные поверхностно-барьерные твердотельные детекторы и магнит для отклонения электронов. Два боковых детектора использовались для измерения отклоненных электронов. Эксперимент был разработан для измерения: (1) потоков протонов от 30 кэВ до >8,6 МэВ в шести диапазонах; (2) потоков электронов от 30 кэВ до >450 кэВ в трех диапазонах; (3) заряженных частиц с E>15 кэВ; (4) альфа-частицы >0,5 МэВ, >1,6 МэВ, от 2,2 до 8,8 МэВ и от 8,8 до 35 МэВ; и (5) заряженные частицы с Z>2 и E>5 МэВ. [7]
Ионы и электроны в диапазоне энергий от 0,1 до 2 МэВ
Этот эксперимент был разработан для определения состава и энергетических спектров частиц низкой энергии, связанных с солнечной активностью и межпланетными процессами. В качестве детекторов использовались: (1) электростатический анализатор (для отбора частиц с заданной энергией на заряд), объединенный с массивом безоконных твердотельных детекторов (для измерения потери энергии) и окруженный антисовпадательной защитой, и (2) телескоп частиц, состоящий из кремниевого поверхностно-барьерного детектора и плоского двухкамерного пропорционального счетчика, заключенного в антисовпадательную сцинтилляционную чашку. Эксперимент измерял энергию частиц от 0,1 до 2 МэВ на заряд в 12 полосах и однозначно идентифицировал позитроны и электроны, а также ядра с зарядами Z от 1 до 8 (и разрешением группы зарядов для Z от 9 до 28). В полезную нагрузку эксперимента были включены два 1000-канальных анализатора амплитуды импульсов, по одному для каждого элемента телескопа. Телескоп вышел из строя 25 ноября 1972 года, когда окно пропорционального счетчика ослабло и лопнуло из-за воздействия УФ- излучения. [8]
Эксперимент с магнитными полями
Этот эксперимент состоял из трехосного феррозондового магнитометра, установленного на стреле и предназначенного для изучения межпланетных и геомагнитных хвостовых магнитных полей. Каждый датчик имел три динамических диапазона: ± 12, ± 36 и ± 108 нТл . С помощью схемы уплотнения битов (дельта-модуляции) было сделано 25 векторных измерений в секунду и телеметрировано. Полные слова векторов были телеметрированы с разрешением 320 мс. Прибор функционировал нормально с момента включения (23 сентября 1972 г. по 28 декабря 1972 г.), когда механизм флиппера вышел из строя. Это несколько затруднило определение дрейфа нулевого уровня в датчике оси вращения. Прибор продолжал работать в таком состоянии до 4 апреля 1973 г., когда неисправность прибора вызвала серию отключений космического корабля из-за пониженного напряжения. После этого времени данные получены не были. [9]
Измерение низкоэнергетических протонов и электронов
В этом эксперименте измерялись энергетические спектры низкоэнергетических электронов и протонов в геоцентрическом диапазоне от 30 до 40 радиусов Земли для дальнейшего изучения геомагнитных бурь, полярного сияния, хвоста и нейтрального слоя, а также других магнитосферных явлений. Детектор представлял собой двухканальный изогнутый электростатический анализатор (LEPEDEA - низкоэнергетический протонный и электронный дифференциальный анализатор энергии) с 16 энергетическими интервалами от 5 эВ до 50 кэВ. Он имел угловое поле зрения 9° на 25° в четырех направлениях, перпендикулярных оси вращения космического корабля. Детектор работал в одном из двух режимов: (1) один, обеспечивающий хорошее угловое разрешение (16 направлений для каждой энергетической полосы частиц) один раз в 272 секунды, и (2) один, обеспечивающий хорошее временное разрешение, в котором весь энергетический диапазон в четырех направлениях измерялся каждые 68 секунд. [10]
Плазменная волна
Компоненты электрического поля, перпендикулярные оси вращения космического корабля, и компонент магнитного поля, параллельные этой оси, измерялись электрической дипольной антенной и поисковой катушкой магнитометра. Оба датчика были установлены на 305 см (120 дюймов) стреле. Данные были получены в восьми частотных каналах от 10 Гц до 100 кГц либо в нормальном режиме, либо в режиме моментального снимка. Два канала, центрированные на 67 и 600 Гц, имели точки спада 10 дБ 17 и 150 Гц, и 270 и 810 Гц соответственно. Остальные шесть каналов были узкополосными каналами с центрами 1,3, 2,3, 5,4, 10,5, 30 и 70 кГц. В нормальном режиме антенна сначала опрашивалась в заданном частотном канале много раз в течение заданного периода измерения (сравнимого с периодом вращения космического корабля). В течение следующего периода поисковая катушка опрашивалась много раз в том же частотном канале. Затем антенна была оцифрована в следующем частотном канале, а затем поисковая катушка в этом канале. Частотные каналы увеличивались, и оцифрованные датчики чередовались до тех пор, пока не был получен полный набор данных за 16 периодов измерения (приблизительно 20 секунд). В режиме моментального снимка передавались только данные электрического поля следующим образом. Сначала антенна была оцифрована в заданном частотном канале много раз в течение заданного периода измерения. В следующем периоде антенна была оцифрована в двух последовательностях из восьми частотных каналов. Это двухпериодное измерение было выполнено восемь раз, каждый раз увеличивая частотный канал, изучаемый в каждом другом периоде, на единицу. Таким образом, полный набор данных снова потребовал 16 периодов измерения. Кроме того, аналоговый режим, оцифровка антенны и поисковой катушки от 10 до 100 Гц, использовался в сочетании с специальным аналоговым телеметрическим тестом, который должен был быть проведен. К сожалению, эта телеметрическая система не работала должным образом, и в этом режиме работы не было получено никаких полезных данных. Для цифровых режимов некоторые помехи возникали из-за асимметричной плазменной оболочки, связанной с массивами солнечных элементов. Эти помехи ограничивали чувствительность измерений магнитного поля и вносили сложность в анализ измерений электрического поля. [11]
Солнечные и космические частицы
Эксперимент по космическим лучам Центра космических полетов имени Годдарда измерял энергетические спектры, состав и угловое распределение солнечных и галактических электронов, протонов и более тяжелых ядер до Z=30. Использовались три различные системы детекторов. Первая система состояла из пары твердотельных телескопов, которые измеряли интегральные потоки частиц выше 150, 350 и 700 кэВ и протонов выше 0,05, 0,15, 0,70, 1,0, 1,2, 2,0, 2,5, 5,0, 15 и 25 МэВ. За исключением режима протонов 0,05 МэВ, все режимы счета имели уникальную видовую идентификацию. Вторая система детекторов представляла собой твердотельный телескоп dE/dx против E, который смотрел перпендикулярно оси вращения. Этот телескоп измерял ядра от 1 до 16 а.е.м. с энергиями от 4 до 20 МэВ/нуклон. Подсчеты частиц в диапазоне от 0,5 до 4 МэВ/нуклон без разрешения по заряду были получены как подсчеты в dE/dx, но не в датчике E. Третья система детекторов представляла собой трехэлементный сцинтилляционный телескоп CsI, ось которого составляла угол 39° относительно оси спина. Прибор реагировал на электроны от 2 до 12 МэВ и ядра от 1 до 30 а.е.м. в диапазоне энергий от 20 до 500 МэВ/нуклон. Для частиц ниже 80 МэВ этот прибор действовал как детектор dE/dx. Выше 80 МэВ он действовал как двунаправленный тройной детектор dE/dx. Информация о направленности потока была получена путем деления определенных частей данных из каждой системы детекторов на восемь угловых секторов. [12]
Солнечная вспышка с высоким z / низким e и изотопом с низким e
В этом эксперименте использовались два телескопа для измерения состава и энергетических спектров солнечных (и галактических) частиц выше примерно 0,5 МэВ/нуклон. Основной телескоп состоял из пяти коллинеарных элементов (три твердотельных, один CsI и один черенковский сапфир ), окруженных пластиковым антисовпадительным экраном. Телескоп имел 60° полноугольный приемный конус с осью, приблизительно перпендикулярной оси вращения космического корабля, что позволяло получать 8-секторную информацию о направлении прибытия частиц. Четыре элемента основного телескопа анализировались по амплитуде импульса, а режимы с низким и высоким усилением можно было выбирать по команде, чтобы разрешить разрешение элементов водорода через никель или электронов и изотопов водорода и гелия и легких ядер. Была включена схема приоритета отбора, чтобы разрешить отбор менее распространенных видов частиц в нормальных условиях и условиях солнечной вспышки. Телескоп низкой энергии был по сути двухэлементным, экранированным, твердотельным детектором с полноугольным приемным конусом 70°. Первый элемент анализировал высоту импульса, и данные записывались по секторам. [13]
Анализатор электростатического поля солнечной плазмы
Полусферический электростатический анализатор использовался для изучения направленной интенсивности положительных ионов и электронов в солнечном ветре, магнитослой и магнитохвосте. Ионы, такие тяжелые, как кислород, были разрешены, когда температура солнечного ветра была низкой. Энергетический анализ был выполнен путем зарядки пластин до известных уровней напряжения и предоставления им возможности разрядиться с известными постоянными времени RC. В солнечном ветре изучались положительные ионы от 200 эВ до 5 кэВ (15% интервал, 3% разрешение) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (30% интервал, 15% разрешение). В магнитослое изучались положительные ионы от 200 эВ до 5 кэВ (15% интервал, 3% разрешение) и от 200 эВ до 2 кэВ (30% интервал, 15% разрешение) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (30% интервал, 15% разрешение). В хвосте магнитосферы были изучены положительные ионы от 200 эВ до 20 кэВ (30% интервал, 15% разрешение) и электроны от 5 эВ до 1 кэВ (30% интервал, 15% разрешение) и от 100 эВ до 20 кэВ (15% разрешение). [14]
Солнечная плазма Чаша Фарадея
Модулированный раздельно-коллекторный цилиндр Фарадея , который был перпендикулярен оси вращения космического корабля, использовался для изучения направленной интенсивности положительных ионов и электронов в солнечном ветре, переходной области и хвосте магнитосферы. Электроны измерялись в восьми логарифмически равноотстоящих каналах между 17 эВ и 7 кэВ. Положительные ионы измерялись в восьми каналах между 50 эВ и 7 кэВ. Спектр получался каждые восемь оборотов космического корабля. Угловая информация получалась либо в 15 равноотстоящих интервалах во время 360° оборота спутника, либо в 15 угловых сегментах, центрированных более близко к линии космический корабль-Солнце. [15]
Ионный состав солнечного ветра
Электростатический анализатор и селектор скорости типа Вина использовались для получения разведывательных данных о составе тяжелых ионов в солнечном ветре. Объемные скорости ионов 4 He++, 4 He+, 3 He++ и O (изотопы неразличимы) во всех состояниях ионизации изучались отдельно. В течение 30 последовательных периодов вращения космического корабля ионы заданного вида изучались в 30 логарифмически равноотстоящих каналах объемной скорости от 200 до 600 км/с (от 120 до 370 миль/с). Полный набор измерений требовал около 10 минут и состоял из 30 одношаговых последовательностей для ионов 4 He++ и пяти 30-шаговых последовательностей для каждого из трех других видов. Это был экспериментальный детектор, и данные считались бесполезными. [16]
Изучение космических лучей, солнечных и магнитосферных электронов
В этом эксперименте изучались галактические и солнечные электроны и позитроны в диапазоне кинетической энергии от 50 кэВ до 2 МэВ. Также была получена информация о протонах от 0,5 до 4,0 МэВ. Коллимированный сцинтиллятор из кристалла стильбена, смотрящий перпендикулярно оси вращения космического корабля, служил в качестве основного детектора. Похожий полностью экранированный кристалл служил для определения вклада в скорость счета основного детектора электронов и протонов, генерируемых в основном детекторе гамма-лучами и нейтронами соответственно. Полностью экранированный кристалл CsI служил в качестве гамма-спектрометра и использовался совместно с основным детектором для различения электронов и позитронов. Скорости счета от каждого детектора, полученные в восьми угловых секторах за оборот, телеметрировались. Кроме того, изучались амплитуда и форма импульса, генерируемого в основном детекторе первой останавливающейся частицей в каждом соответствующем кадре телеметрии. Амплитуда и форма импульса давали информацию об энергии (разрешение 10%) и виде частиц. [17]
Последний контакт
Космический корабль был выключен 31 октября 1978 года. [3]
Смотрите также
Ссылки
- ^ "Jonathan's Space Report". 21 июля 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г.
- ^ ab "Траектория: Explorer 47 (IMP-H) 1972-073A". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии . - ^ abcd "Display: Explorer 47 (IMP-H) 1972-073A". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "IMP H, I, J (Explorer 43, 47, 50)". Gunter's Space Page. 8 апреля 2020 г. Получено 15 ноября 2021 г.
- ^ "Эксперимент: Эксперимент по измерению заряженных частиц (CPME)". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: электроны и изотопы водорода и гелия». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: Энергичные электроны и протоны». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 15 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: Ионы и электроны в диапазоне энергий от 0,1 до 2 МэВ». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "Эксперимент: Эксперимент с магнитными полями". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: измерение низкоэнергетических протонов и электронов». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "Эксперимент: Плазменная волна". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: солнечные и космические частицы». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "Эксперимент: Солнечная вспышка High-z / Low-e и Low-e Isotope". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: Электростатический анализатор солнечной плазмы». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "Эксперимент: солнечная плазма Фарадея Cup". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: состав ионов солнечного ветра». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: изучение космических лучей, солнечных и магнитосферных электронов». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 16 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
