Кіріспе

Vanguard 3 (Гарвард атауы: 1959 Eta 1) – 1959 жылдың 18 қыркүйегінде Vanguard SLV 7 ғарыш кемесі арқылы Жер орбитасына ұшырылған ғылыми спутник. Бұл Vanguard жобасының он бір әрекеттің арасындағы үшінші сәттілігі болды. Vanguard зымыраны: Vanguard спутниктік ұшыру құралы 7 (SLV 7) – бұрын пайдаланылмаған Vanguard TV 4BU (TV 4BU=Test Vehicle Four BackUp) зымыраны, соңғы өндірістік спутниктік ұшыру құралына (SLV) жаңартылған. Project Vanguard – Америка Құрама Штаттарының Әскери-теңіз зерттеу зертханасы (NRL) басқарған, Гленн Л. Мартин компаниясы (қазіргі Lockheed Martin) жобалаған және құрған бағдарлама. Бағдарламаның мақсаты – Vanguard зымырасын пайдаланып Жер орбитасына алғашқы жасанды спутникті ұшыру еді. Ұшыру Флорида штатындағы Канаверал құрылысынан жүзеге асырылды. Vanguard 3 – АҚШ пен КСРО арасындағы ғарыш кеңістігіндегі бәсекелестіктің маңызды бөлігі болды.

Ғарыш кемесі

"Авангард-3" спутнигі диаметрі шар тәрізді, үстінде конус тәрізді иық бар. Сфераның төменгі үштен бірі кремний монооксидімен қапталған магнийден жасалған, ал жоғарғы төрттен бірі және конустық ұзарту шыны талшықтан (шыны талшықты фенолді шайырдан) құралған. Спутниктің массасы шамамен , ал үшінші саты корпусы қосылған орбиталық ғарыш аппаратының жалпы массасы болды.

Протондық прецессиондық магнитометр

Бұл тәжірибеде Жердің магнит өрісін биіктігі [мәнді қосу керек] және [мәнді қосу керек] аралығында, ал ендігі ±33,4° аралығында өлшеу үшін протон прецессиондық магнитөлшегі қолданылды. Өлшемдер команда бойынша жүргізілді, ғарыш кемесі Солтүстік және Оңтүстік Америкадағы жеті Minitrack стансасынан, сондай-ақ Австралияда және Оңтүстік Африкадағы бір-бір стансадан өте келе жасалды. Команда бойынша қосылғанда, протондық сынаманың (қалыпты гексан) айналасындағы поляризациялық катушка 2 секундқа қосылып, содан кейін прецессия сигналы 2 секунд бойы оқылды. Әр стансадан өтетін кезінде бірнеше мәліметтер алынды. Тәжірибе 84 күн бойы белсенді жұмыс істеді және шамамен 4300 мәлімет тіркелді. Эксперимент туралы J. C. Cain және авторлар тобы "Авангард 3 спутнигі арқылы геомагниттік өрісті өлшеу" деген мақаласында сипаттаған, NASA TN D 1418, Годдард ғарыш ұшу орталығы, Гринбелт, Мэриленд, 1962 ж. Өріс өлшеулердің жалпы дәлдігі шамамен 10 нТ (гамма) құрады.

Рентгендік эксперимент

Бұл эксперименттің мақсаты Күннен шығатын рентген сәулелерін және олардың Жер атмосферасына тигізетін әсерін өлшеу болды. Детекторлар күн жарқылында пайда болатын рентген сәулелерінің толқын ұзындығына (2-8 Å немесе 200-800 pm) сезімтал екі бірдей иондау камерасынан тұрды. Иондау камералары спутниктің экваторлық жазықтығында 120° бұрышпен орналастырылған, ал ион камерасының түтігі Күнге қарағанда ең жоғары сигналды тіркеді. Аталған құралдар 2-8 Å (200-800 pm) рентген сәулелерінің ағынын өлшеуге және әрбір орбитаның жарық бөлігінде күн жарқылының ең жоғары қарқынын жад құрылғысы арқылы тіркеуге бағытталған. Дегенмен, Ван Аллен белдеулерінен келетін күшті фондық сәулелену салдарынан сенсорлар қанықты, сондықтан күн рентген сәулелері туралы ешқандай пайдалы мәлімет жиналмады.

Микрометеорит детекторы

Бұл эксперимент спутниктің ішкі қабырғалары бойымен созылған екі герметикалық жабық қысым аймағын қамтыды, олар спутник қабығын тесуге жеткілікті үлкен микрометеориттердің соққысын тіркеу үшін құрастырылған. Бұл қысым аймақтары жартылай вакуум болды, әрқайсысы әртүрлі қысымда, және 0,66 мм қалыңдықтағы магний қабырғаларымен қорғалған, олардың ашық беттік ауданы 0,162 м² құрады, бұл қабықтың жалпы ауданының 20% болды. Екі аймақтың қабырғаларындағы тесіктер олардың арасына орнатылған дифференциалдық қысым датчиктерімен анықталды және телеметрия арналарының бірінің ұзындығының өзгеруі ретінде телеметрленді. Ғарыштық шаң, микрометеориттер және басқа да бөлшектердің соққысынан спутник қабығының эрозиясы спутник бетіне орнатылған үш хромды жолақты эрозия датчиктерімен және фотосезгіш детектормен тіркелді. Датчиктердің электрлік кедергісі олардың беттері эрозияға ұшырағанда өзгерді. Фотосезгіш детектор – алюминийленген ПЭТ пленкасымен жабылған кадмий сульфидті жасуша – қабық эрозияланғанда немесе тесілгенде кедергінің өзгеруін көрсетті. Эрозия өлшемдері де арна ұзындығы ретінде телеметрленді, бұл эрозия жылдамдығын бағалауға мүмкіндік берді. Төрт барий титанаты типті микрофондар спутник бетіндегі микрометеориттердің соққысын тіркеді. Микрофоннан алынған сигнал күшейтіліп, формаланды және магниттік санаушыға жіберілді, ол үш ондық таңбамен соққылардың жиынтық санын үздіксіз көрсетті. Санаушы 1000-ға дейін санап, содан кейін нөлге қайтарылды. Спутник 66 күн бойы жұмыс істеген кезде 6600 микрометеорит соққысын тіркеді, оның 2800-і 1959 жылдың 16-18 қарашасы аралығындағы 70 сағат ішінде болды, бұл Жердің Темпель-Таттл кометасының қалдықтарынан өтуіне байланысты, нәтижесінде 1959 жылдың 17 қарашасында шарықтасатын Леонидтар метеорлық жауыны пайда болды. Беттік тесілу экспериментінің сенсорларында ешқандай тесілулер немесе жарықтар тіркелмеді. Эрозия сенсорлары бұзылмағандықтан, бұл эксперименттен нақты нәтижелер алу мүмкін болмады.

Спутниктің атмосфералық тығыздығы

Симметриялық пішініне байланысты, эксперимент жүргізушілер Vanguard 3 спутнигін атмосфераның жоғарғы қабаттарының тығыздығын биіктік, ендік, маусым және күн белсенділігіне қарай анықтау үшін таңдады. Ғарыш аппараты үздіксіз орбитада айналып тұрғанда, ол болжамдаған орналасқан жерінен сәл қалып қоятын болып, атмосфераның қалдықтарының кедергісінен уақыт өте келе үлкен кешігуге ұшырады. Орбиталық өзгерістердің жылдамдығы мен уақытын өлшеу арқылы, дененің кедергіге төзімділік қасиеттерін біле отырып, тиісті атмосфераның параметрлерін кері есептеуге болады. Жердің жоғарғы атмосферасы біртіндеп ғарышқа қарай тартылатындықтан, атмосфералық қысым, демек кедергі мен орбиталық ыдырау күтілгеннен жоғары болды. Бұл эксперимент ұшырылуға дейін мұқият жоспарланған. Vanguard жобасы бойынша Naval Research Laboratory-нің алғашқы ұсыныстары конустық спутниктік денелерді қамтыды; бұл жеке файлдар мен шығару механизмдерінің қажеттілігін, сондай-ақ олардың салмағы мен істен шығу мүмкіндіктерін жойды. Радиобайланыс деректерді жинап, орналасқан жерін анықтады. Бағдарламаның басында оптикалық бақылау (Baker-Nunn камералар желісі және адам бақылаушылары) қосылды. Ғалымдар тобы дизайнды кеміндегі диаметрі бойынша шарларға өзгертуді ұсынды, шар тұрақты оптикалық шағылысқа және тек өлшемге негізделген тұрақты кедергі коэффициентіне ие болады, ал конус бағытына қарай өзгереді. Джеймс Ван Аллен цилиндрді ұсынды, ол кейіннен ұшты (Explorer 1). Ақырында Vanguard жобасы қабылданды және 50,8 см спутниктер пайда болды.

Миссияны орындау

Ғылыми миссия аяқталғаннан кейін, деректерді беру 1959 жылдың 11 желтоқсанында тоқтады, 84 күн жұмыс істеген соң, "Авангард-3" және спутникті ұшыруға қолданылған ракетаның жоғарғы сатысының екі бөлігі пайдасыз объектілерге айналды. "Авангард-3" орбитада қалып отыр. "Авангард-1", "Авангард-2" және "Авангард-3" әлі де орбитада, олардың кедергілік қасиеттері негізінен өзгермеген, сондықтан олар 60 жылдан астам уақыттан бері жалғасып келе жатқан Жер атмосферасы туралы базалық деректер жиынтығын құрайды. "Авангард-3" шамамен 300 жыл бойы орбитада болады деп күтілуде.