Кіріспе

Explorer бағдарламасының жетінші спутнигі

Спутниктің сипаттамасы

Спинді тұрақтандырылған спутниктің сыртқы құрылымы цилиндрлі алюминий орталық бөлігімен қосылған екі қысқартылған конустық шыны талшық қабықтан тұрады. Ғарыш кемесінің экваторындағы ені шамамен 2 метр, ал биіктігі шамамен 6 метр, ал пайдалы жүгінің массасы шамамен 60 кг. Ғарыш кемесіне қуат жоғары және төменгі қабықтарға орнатылған шамамен 3000 күн батареясы арқылы берілді. Қосымша қуатты 15 қайта зарядталатын никель-кадмий батареясы қамтамасыз етті, олар дұрыс айналу жылдамдығын сақтауға көмектесу үшін экваторға, сыртқы қаптамаға жақын орналастырылды. Екі қиылысқан дипольдік (1 Вт, 20 МГц) телеметриялық антенналар орталық бөлімнен сыртқа қарай бағытталған, ал 108 МГц антенна, бақылау үшін пайдаланылатын, төменгі қабықтың түбіне орнатылды. Орталық бөлімнің шетіне жылу сәулесін өлшеу үшін бес болметр және үш кадмий сульфид микрометеорит детекторы орналастырылған. Үстіңгі конустың қарама-қарсы жақтарында цилиндрлі иондық камера (литий фторид терезесі) және бериллий терезесі бар рентген камерасы орналасқан, ал ең жоғарғы бөлігінде ғарыштық сәулелерді тіркеуге арналған Гейгер санауышы орналасқан. Жоғары конустың орталық бөлігінде негізгі ғарыштық сәулелерді иондау камерасы орналасқан. Байланыс пен бақылауды 15 мВт қуатты 108 МГц таратушы, 2 ай бойы жұмыс істеуге арналған, және күн батареяларымен қуатталатын 600 мВт қуатты 20 МГц таратушы, шамамен бір жылдан кейін өшірілуге арналған, қамтамасыз етті.

Ауыр бастапқы ғарыштық сәулелер

Бұл эксперимент 1–15,5 ГВ қаттылық диапазонындағы ауыр бастапқы ғарыштық сәулелердің барлық бағыттағы ағынын өлшеу үшін жоспарланған. Z > 5, Z > 8 және Z > 15 атомдық нөмірлері бар бөлшектер иондау камерасымен жеке-жеке саналды, мұнда әрбір түскен бөлшек импульс тудырды. Импульс амплитудасы түскен бөлшектің энергиясына тәуелсіз болды, бірақ оның Z мәнінің квадратына пропорционалды болды. Үш санау жылдамдығының әрқайсысы 15 секунд сайын анықталды. Эксперимент 1959 жылдың 25 қазанына дейін жоспарланғандай орындалды. 1959 жылдың 25 қазанынан 1960 жылдың 31 мамырына дейінгі кезеңде алынған деректердің шамамен 80% пайдалы, көптеген мәселелер ең төменгі Z режимінде туындады. 1960 жылдың 31 мамырынан кейін пайдалы деректер өте аз алынды.

Микрометеорит

Микрометеориттердің енуін және молекулалық шашырауды өлшеу үшін үш фотоөткізгіш кадмий сульфидті жасуша қолданылды. Үш жасушаның конструкциясы және тиімді ауданы (18 шаршы мм) бірдей болды және олар спутниктің айналу осіне перпендикуляр, сыртқа қарап тұрған экваторындағы магний тақтасына орнатылды. Тәжірибе 38 күн бойы белсенді жұмыс істеу кезеңінде микрометеориттер, тұтқыр сәулелену және шашырау кеңістігіне ұшырады. Үш жасуша және тәжірибенің бір бөлігі ретінде қосылған терморезистор қалыпты жұмыс істеді. 16-шы күні бір жасушаға диаметрі шамамен 10 микрон болатын бөлшектің енгені анықталды.

Күн рентген сәулелері мен Лайман-Альфа сәулелері

Күннің рентген сәулесі мен Лайман-альфа сәулесі Explorer 7 спутнигінің қос конус конфигурациясының жоғарғы бөлігінің қарама-қарсы жақтарына орнатылған газды иондау камералары арқылы өлшенді. Күннің рентген сәулесі мен Лайман-альфа ағынының ұзақ мерзімді тарихын алу және оларды жер атмосферасының реакцияларымен сәйкестендіру үшін интенсивтілік бақылауға алынды. Екі рентгендік детектор (терең) аргон газымен толтырылған және бериллий терезелері (0,021 г/см²) бар, нәтижесінде 2-8 А диапазонындағы рентген сәулелеріне сезімталдық туды. Лайман-альфа детекторлары (қарсы жағында), азот оксиді газымен толтырылған және литий фторидті терезелері бар дөңгелек иондау камералары болды. Олардың сезімталдығы 1050-1350 А аралығында болды. Алайда, деректерді күн сәулесіне байланысты түсіндіру мүмкін болмады, себебі детектор тізбектері Ван Аллен сәулесімен (150 кэВ электрон) толып кетті, сондай-ақ кері байланыс күшейткішінде электрондық қиындықтар туындады.

Жылу сәулелері

Explorer 7 термиялық сәулелену эксперименті Жер атмосферасы жүйесінің қозғаушы күштерін жақсырақ түсіну үшін күн сәулесінен түскен және шағылған ультракүлгін (УФ) сәулелену мен Жердің инфрақызыл (ИҚ) сәулеленуін өлшеу мақсатымен жобаланды. Негізгі құралдар арнайы алюминийленген айналардан жылу оқшауланған, бірақ жақын орналасқан қуыс күміс жарты шарлар пішіндес бес болметрден тұрды. Осылайша, жарты шарлар кеңістіктегі оқшауланған шарлар сияқты жұмыс істеді. Екі жарты шардың қара жабыны бар, олар күн және Жер сәулеленуіне шамамен бірдей сезімтал болды. Үшінші, ақ жабынмен жабылған жарты шар, күн сәулесіне қарағанда Жер сәулеленуіне сезімталдау болды. Төртінші жарты шар, алтын металл бетімен, Жер сәулеленуіне қарағанда күн сәулесіне сезімталдау болды. Бесінші жарты шар тікелей күн сәулесінен қорғалған, шағылған күн сәулесін өлшеу үшін қолданылды. Әр жарты шардың үстіне температураны өлшеуге арналған шыны жабынмен қапталған терморезистор орнатылды. Төрт температура өлшеуінің толық жиынтығы мен бір эталондық сынаманы алуға 30 секунд уақыт кетті. Осылайша, әрбір айналымда шамамен 180 температура өлшемі алынды. Эксперимент сәтті аяқталды, ал 1961 жылдың 28 ақпанына дейін іске қосылғаннан бастап пайдалы деректер алынды. Сонымен қатар, ол Роберт Парент көмегімен жетілдірілген доктор Вернер Э. Суомидің жалпақ пластиналы радиометрін де алып жүрді, ол ғарыштан Жердің сәулелену бюджетін алғаш рет өлшеді және климатты спутниктік зерттеулер дәуірін бастады. Суоми Жердің жылу балансын және атмосфераның салқындау қарқынын спутниктік бақылаулар және таза ағынды радиозондтармен өлшенгендер арқылы зерттеп, сәулеленуді сіңіруде бұлттардың маңызды рөлін анықтады. Бұл бақылаулар Жердің энергия бюджеті бұлттардың әсерінен, жер бетінің альбедосынан және басқа да сіңіретін компоненттерден айтарлықтай өзгеретінін көрсетті. Осы құралдарды пайдаланып, Суоми және оның командасы Жердің бастапқыда есептелгеннен гөрі Күн энергиясын көп сіңіретінін анықтады және жаһандық жылу бюджетіндегі маусымдық өзгерістерді өлшеуге және сандық бағалауға болатынын көрсетті. Explorer 7 Ван Аллен сәулелену белдеуіндегі фондық сәулеленумен сенсорлары қаныққандықтан, Күннің рентген сәулелерін анықтай алмады.

Тұтқынға түскен сәуле және Күн протондары

Екі барлық бағыттағы Гейгер санағышы (Антон 302 және 112) жалпы ғарыш сәулелерінің қарқындылығын, геомагниттік тұтқынға түскен бөлшектік сәулелерді және күн протондарын кеңістік пен уақыт бойынша толыққанды бақылау үшін қолданылды. Детектор протондарға (E > 20 МэВ) және электрондарға (E > 30 кэВ) сезімтал болды. Эксперимент 1961 жылдың 28 ақпанына дейін, 1960 жылдың қыркүйек және қазан айларындағы қысқа мерзімді үзілістерден басқа, қанағаттанарлық түрде жұмыс істеді.

Іске қосу

Бастапқыда 1959 жылдың қыркүйек айының соңына жоспарланған, бірақ миссия бір аптаға кейінге шегерілді, себебі жақын маңдағы ұшыру алаңындағы Юпитер ИРБМ сынағы ұшырылғаннан кейін көп ұзамай сәтсіз аяқталды, нәтижесінде ұшып келе жатқан сынықтар Explorer 7-нің ұшыру құралына тиді. Дегенмен, күшейткіштің зақымдануы шағын болды және оны оңай жөндеуге болады. Explorer 7 1959 жылдың 13 қазанында сағат 15:31 GMT-де Атлантика ракеталық полигонынан Juno II ракетасымен орбитаға шығарылды. 1960 жылдың 16 маусымында НАСА екінші таратушыдағы төрт жиіліктік модуляцияланған субтасымалдағыштардың бірінің тұрақсыз болғанын және 7 эксперименттің 3-і бойынша беріліп жатқан ақпараттың енді түсінікті болмайтынын хабарлады. Байқау маяғы 1959 жылдың 5 желтоқсанында сигнал беруін тоқтатты. 1960 жылдың қыркүйегіне қарай орбита 50,3° бұрышпен және 101,2 минуттық айналым периодымен еді. Пайдалы деректер 1961 жылдың ақпан айына дейін, ал кейде 1961 жылдың 24 тамызына дейін берілді. Ғарыш аппараты радиация және магниттік дауылдар туралы маңызды геофизикалық ақпаратты ұсынды, ішкі температураны басқару әдістерін көрсетті, ұшу кезінде сенсорға түскен алғашқы микрометеоритті тіркеді және кең ауқымды ауа райы үлгілерін анықтады.