Исследователь 61
 Спутник Explorer 61 (Magsat) | |
| Имена | Explorer 61 Magsat-A AEM-C Приложения Explorer Mission-C |
|---|---|
| Тип миссии | Космическая физика |
| Оператор | НАСА / Геологическая служба США |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР | 1979-094А |
| Номер SATCAT | 11604 |
| Продолжительность миссии | 7,5 месяцев (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Исследователь LXI |
| Тип космического корабля | Магнитное поле Спутник |
| Автобус | Миссия обозревателя приложений |
| Производитель | Центр космических полетов имени Годдарда |
| Стартовая масса | 158 кг (348 фунтов) |
| Власть | Солнечные панели и батареи |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 30 октября 1979 г., 14:16 UTC |
| Ракета | Разведчик G-1 (S-203C) |
| Стартовая площадка | Ванденберг , SLC-5 |
| Подрядчик | Воут |
| Введен в эксплуатацию | 30 октября 1979 г. |
| Конец миссии | |
| Дата распада | 11 июня 1980 г. |
| Параметры орбиты | |
| Система отсчета | Геоцентрическая орбита [1] |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 351,90 км (218,66 миль) |
| Апогей высоты | 578,40 км (359,40 миль) |
| Наклон | 96.80° |
| Период | 93,90 минут |
| Инструменты | |
| Скалярный магнитометр Векторный магнитометр | |
Magsat ( Спутник магнитного поля , Applications Explorer Mission-C или AEM-C или Explorer 61 ) был космическим аппаратом NASA / USGS (Геологическая служба США), запущенным 30 октября 1979 года. Миссия заключалась в картировании магнитного поля Земли , на спутнике было два магнитометра . Скалярный ( пары цезия ) и векторный магнитометры дали Magsat возможности, превосходящие возможности любого предыдущего космического аппарата. Удлиненные телескопической стрелой, магнитометры были удалены от магнитного поля, создаваемого спутником и его электроникой . Спутник нес два магнитометра, трехосный феррозондовый магнитометр для определения силы и направления магнитных полей и ионно-паровой/векторный магнитометр для определения магнитного поля, создаваемого самим векторным магнитометром. [2] Magsat считается одним из наиболее важных запущенных спутников Science/Earth-Orbit; Накопленные данные все еще используются, особенно для связывания новых спутниковых данных с прошлыми наблюдениями.
Миссия
Проект Magsat был совместным проектом NASA/USGS по измерению околоземных магнитных полей на глобальной основе. Цели включали получение точного описания магнитного поля Земли, получение данных для использования в обновлении и уточнении мировых и региональных магнитных карт, составление глобальной карты аномалий корового магнитного поля и интерпретацию этой карты с точки зрения геологических/геофизических моделей земной коры . [3]
Космический корабль
Explorer 61 был запущен на низкую, околополярную орбиту с помощью аппарата Scout. Основной космический аппарат состоял из двух отдельных частей: инструментального модуля, который содержал векторный и скалярный магнитометры и их уникальное вспомогательное оборудование; и базового модуля, который содержал необходимые подсистемы обработки данных, питания, связи, управления и управления ориентацией для поддержки инструментального модуля. Базовый модуль вместе со своими подсистемами состоял из остаточного оборудования малого астрономического спутника (SAS-C). Магнитометры были развернуты после запуска в положение 6 м (20 футов) позади космического аппарата. На этом расстоянии влияние магнитных материалов от инструментального и базового модуля (в основном от звездных камер) было менее 1 мТл . Каждую секунду было получено шестнадцать полных векторных измерений магнитного поля и восемь скалярных измерений. [3]
Запуск
30 октября 1979 года Magsat был запущен с площадки SLC-5 на авиабазе Ванденберг в Калифорнии на Scout G-1 с пеленгом 96,80° на орбите от заката до рассвета. [4] [5] Космический аппарат был выведен на орбиту с перигеем 351,90 км (218,66 миль) и апогеем 578,40 км (359,40 миль). [1] После выхода на орбиту его телескопическая стрела была выдвинута наружу на 6 м (20 футов). Для определения положения космического аппарата относительно Земли использовались двухзвездные камеры. Орбита позволила спутнику картографировать большую часть поверхности Земли, за исключением географических полюсов. [3]
После запуска полезный груз был выведен на орбиту 96,80°, обращенную к Солнцу , в то время как Земля вращалась под ним. Он удерживался на близкой к Земле орбите с векторными магнитометрами, способными определять магнитные поля ближе к поверхности Земли. Данные, собранные этим спутником, позволили составить трехмерную карту магнитного недра Земли, как никогда ранее. В сочетании с более поздним спутником, Ørsted , он стал важным компонентом для объяснения текущего ухудшающегося состояния магнитного поля Земли. [6] [7]
Компьютеры и обработка данных
Согласно отчету Университета Джонса Хопкинса / Лаборатории прикладной физики (JHU/APL) [8] и архивной документации NASA (Johns Hopkins APL Technical Digest, июль–сентябрь 1980 г., том 1, № 3), [9] космический аппарат Magsat использовал два микропроцессора RCA 1802, работающих на тактовой частоте 2 МГц в избыточной установке. Сохраненная память объемом 2,8 килобайта в ПЗУ с 1 килобайтом оперативной памяти (ОЗУ) обеспечивала программу и рабочее пространство для микропроцессора. Также использовались другие интегральные микросхемы семейства схем CDP 1800, включая интерфейсную схему CDP 1852 и ОЗУ CDP 1822 1K x 1, а также ПЗУ Harris CMOS 6611A.
Для проектирования компьютерной системы рассматривались три семейства схем: два семейства NMOS (микропроцессоры Motorola 6800 и Intel 8080 ) и микропроцессор RCA CDP1802 CMOS. RCA 1802 был выбран на основе различных критериев, включая технологию CMOS 1802, которая на два порядка эффективнее микропроцессоров NMOS , совместимость с существующим источником питания спутника и требования к низкому энергопотреблению CMOS, радиационную стойкость 1802 и ее отсутствие в 6800 и 8080, а также другие функции и особенности на основе 1802. Программное обеспечение для проекта было разработано с помощью внутреннего кросс-ассемблера 1802, созданного APL и работающего на мэйнфреймах IBM 360 / 370 .
Эксперименты
Скалярный магнитометр
Скалярный магнитометр имел две двухэлементные головки датчиков на парах цезия, выходная частота которых была пропорциональна общему магнитному полю. При такой конфигурации датчика существовало только две небольшие ромбовидные мертвые зоны. Они лежали вдоль нормали орбиты (направление Восток-Запад) для орбиты и ориентации, выбранных для этой миссии, и направления, в котором магнитное поле никогда не было ориентировано. Базовая точность скалярного магнитометра составляла порядка 0,5 нТл. Система подсчета периодов преобразовывала выходную частоту магнитометра в цифровое слово, приемлемое для телеметрической системы космического корабля. Эти цифровые данные имели разрешение и точность от 0,5 до 1,0 нТл в диапазоне от 1,5E4 до 6,4E4 нТл. Большую часть времени шум на космическом корабле приводил к работе только одного датчика одновременно. Каждую секунду получалось восемь измерений общей напряженности магнитного поля. [10]
Векторный магнитометр
Векторный магнитометр состоял из трех феррозондовых чувствительных элементов, выровненных вдоль ортогональных осей. Выход каждого векторного датчика был преобразован в цифровое слово с помощью аналого-цифрового преобразователя. Выходы всех этих осей были отобраны по существу в одно и то же время. Шестнадцать векторов измерялись в секунду. Каждое векторное измерение имело разрешение лучше, чем 1 нТл и абсолютную точность лучше, чем 6 нТл среднеквадратичного значения при привязке к геоцентрической системе координат. Диапазон измерений составлял ± 6,4E4 нТл. [11]
Критика
Magsat не был лишен проблем. Одна из самых больших заключается в том, что движение металлического объекта имеет тенденцию создавать магнитное поле. Одно исследование после миссии обнаружило нелинейный отклик феррозонда при воздействии полей более 5000 мТл. Приложенное поле должно было быть поперечным к оси магнитометра. [12] Конструкция была улучшена путем создания реле обратной связи по сферической конструкции. [13] Эта конструкция использовалась на более поздних космических аппаратах, таких как спутник Ørsted. Магнитометр этой конфигурации также позже использовался на магнитометре орбитального аппарата Юпитера Juno , который прибыл на планету Юпитер в 2010-х годах. [14]
Вход в атмосферу
Спутник сошел с орбиты 11 июня 1980 года. [15] [3]
Смотрите также
Ссылки
- ^ ab «Траектория: Эксплорер 61 (Магсат) 1979-094А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 22 ноября 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии . - ^ "История векторных магнитометров в космосе". Архивировано из оригинала 20 мая 2012 года . Получено 8 июля 2008 года .
- ^ abcd «Дисплей: Explorer 61 (Magsat) 1979-094A». НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 22 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ Mobley F, Eckard L, Fountain G, and Ousley G. – MAGSAT — новый спутник для исследования магнитного поля Земли 1980 IEEE Transactions on Magnetics 16 (5): 758–760
- ^ История запусков с авиабазы Ванденберг. Архив космоса
- ^ Hulot G.; Eymin C.; Langlais B.; Mandea M.; Olsen N. (апрель 2002 г.). «Мелкомасштабная структура геодинамо, выведенная из спутниковых данных Ørsted и Magsat». Nature . 416 (6881): 620– 623. Bibcode :2002Natur.416..620H. doi :10.1038/416620a. PMID 11948347. S2CID 4426588.
- ^ МАГНИТНАЯ БАЗА ДАННЫХ НАСА И USGS «КАЧАЕТ» МИР Архивировано 15 сентября 2011 г. на Wayback Machine В этой статье использован текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
- ^ Лью, Арк Л. (февраль 1980 г.). «Космические программы – система управления MAGSAT на базе микропроцессора» (PDF) . Получено 16 мая 2016 г.
- ^ "Johns Hopkins APL Technical Digest July–September 1980, Vol. 1, No. 3" (PDF) . Johns Hopkins . Архивы NASA . Получено 5 июня 2016 г. . В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ «Эксперимент: Скалярный магнитометр». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 22 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ "Эксперимент: Векторный магнитометр". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 22 ноября 2021 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
- ^ Acuna, MH; MAGSAT – Определение абсолютного выравнивания датчика векторного магнитометра. Сентябрь 1981 г. Технический меморандум НАСА 79648 Центр космических полетов имени Годдарда, НАСА В этой статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Примдаль, Ф.; Х. Лур и Э. К. Лауридсен, Влияние больших нескомпенсированных поперечных полей на выходной сигнал магнитного датчика феррозонда, Отчет Датского института космических исследований 1-92, 1992
- ^ [1] В данной статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Лангел Р.; Оусли Г.; Берберт Дж.; Мерфи Дж. и Сеттл М. Миссия MAGSAT Архивировано 6 июня 2011 г. в Wayback Machine ПИСЬМА О ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ, ТОМ 9, № 4, СТРАНИЦЫ 243–245, 1982
Внешние ссылки
