Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Explorer 8 - 1960 жылы 3 қарашада ұшырылған NASA зерттеу спутнигі. Ол электрон тығыздығының, электрон температурасының, иондық концентрацияның, иондық массаның, микрометеориттердің таралуының және микрометеориттердің массасының ионосферадағы уақыт пен кеңістіктегі таралуын және олардың толық күн сәулесінен толық көлеңкеге немесе түнгі жағдайларға дейінгі өзгеруін зерттеуге арналған.
NASA satellite of the Explorer program
Explorer 8 was a NASA research satellite launched on 3 November 1960. It was intended to study the temporal and spatial distribution of the electron density, the electron temperature, the ion concentration, the ion mass, the micrometeorite distribution, and the micrometeorite mass in the ionosphere at altitudes between and and their variation from full sunlit conditions to full shadow, or nighttime, conditions.
Иондық тұзақтар
Төрт қабатты, электрлік оқшауланған жазық ион тұзақтары мен жазық параллель торлар мен коллекторлар жиынтық ток өлшеуішін өлшеу үшін пайдаланылды. Бір жерге қосылған тор және оң жаққа бейімделген коллектор қосылуы спутниктік ағымның функциясы ретінде электронды ток өлшеуге мүмкіндік берді. Сондай-ақ, экспериментте ғарыш кемесі тепе-теңдік потенциалын және сыртқы электрон температурасын өлшеу үшін торды 1,2 -ден +8 В-ға дейін алып тастауға мүмкіндік берді. Жерге қосылған сыртқы тор мен коллектордың арасында екінші тордың қосылуы екі үш элементті зондқа оң иондық және электрондық тоқтарды өлшеуге мүмкіндік берді. Ішкі тордың 15 В-тағы бір зонд сырттан келетін электронды кері қайтарып, ішкі фотоэлектронды басып тастаған кезде кіріс оң иондарды жинады. Екінші зонд +25 В ішкі тордың ауытқуымен түскен электрон ағысын және сол кездегі басылмаған фотоэмиссия ағынын өлшеді. Бұл эксперименттің нәтижелері шектеулі болды, өйткені спутниктің декоммутациялау схемасы өте нашар болғандықтан, машиналық өңдеу мүмкін емес болды. Мағыналы сигналдар тізбектерін қолмен тану жүйелендірілді және осы ақпараттың шектеулі бөлігі эксперименттен алынған жалпы бақылау деректерін құрады.
A series of four flush mounted and electrically insulated planar ion traps with plane parallel grids and collectors was used to measure the total current of incident protons, electrons, other charged particles, and photoelectrons emitted from the collectors. The addition of a single grounded grid and a positively biased collector permitted the measurement of electron current as a function of satellite attitude. The experiment also allowed the grid to be swept from 1.2 to +8 V in order to measure the spacecraft equilibrium potential and the external electron temperature. The addition of a second grid between the grounded outer grid and the collector enabled two three element probes to measure positive ion and electron currents. One probe, with the inner grid at 15 V, collected incoming positive ions while repelling external electrons and suppressing internal photoelectrons. The second probe, with an inner grid bias at +25 V, measured the incident electron flux and the then unsuppressed photoemission current. Results from this experiment were limited because the decommutation scheme for the satellite was so poor that machine processing was impossible. Some manual recognition of meaningful signal sequences was systematized, and a limited amount of this information formed the total observational data obtained from the experiment.
Лангмуир зонд
Спутникке электрондар температурасын тікелей өлшеу үшін Langmuir зондінің қарапайым модификациялары болып табылатын екі электронды температуралық зондтар енгізілген. Бір типтегі зонд екі режимде жұмыс істейді. Бірінші режимде электронды диффузия ағынының бағытты сезімталдығын бақылау үшін ғарыш кемесі потенциалында диафрагма торлары сақталды. Екінші режимде диафрагма желісіне қолданылатын өзгермелі потенциал спутник потенциалын және қоршаған ортаның электрондық тығыздығы мен температурасын өлшеуге мүмкіндік берді. Бұл зонд спутниктің жоғарғы жағына айналу осьінен шамамен 40°-ға жақын орналастырылды (яғни спутниктің жоғарғы конустық бетімен бірқалыпты). Екінші, ұқсас зонд спутниктің екінші жағына симметриялы орнатылған. Бұл екінші зонд төрт сенсордан тұрады, олар жер серігінің экваторына орналастырылған. Бұл сенсорлар иондық, электрондық және фотоэмиссиялық токтардың әртүрлі комбинацияларын өлшеді. Содан кейін алынған иондық және электрондық тығыздықтар басқа спутниктік сенсорлардың бақылауларымен салыстыру үшін пайдаланылды. Бұл экспериментте телеметриялық ажыратылуы бірінші типтегі зондқа қарағанда нашар болды, сондықтан деректер сол зондтың деректерімен жақсы келіскенімен, олар пайдалы емес еді. Бірнеше өте ауыр күн сәулесінің жарылуынан пайда болған деректердің барлығы 14 тыныш күннің ішінде алынған деректерге ғана қатысты. Пайдалы деректерді жинаудың тағы бір ауыр шектеуі - коммутациялық жүйенің машинаға түсінікті түрде ақпарат беруден бас тартуы болды. Пайдалы алынған деректерді қолмен тану, телеметриядан алу және өңдеу қажет болды.
Two types of electron temperature probes, both simple modifications of the Langmuir probe, were included in the satellite to obtain direct measurement of electron temperature. One type probe operated in two modes. For the first mode, an aperture grid was maintained at spacecraft potential to monitor the orientation sensitivity of electron diffusion current. In the second mode, a varying potential applied to the aperture grid permitted a measurement of satellite potential and of the ambient electron density and temperature. This probe was mounted near the top of the satellite at about 40° to the spin axis (i. e., flush with the upper conical surface of the satellite). A second, identical probe was symmetrically mounted on the other side of the satellite. This second probe consisted of four sensors located on the satellite's equator. These sensors measured various combinations of ion, electron, and photoemission currents. Derived ion and electron densities were then used for comparison with observations from the other satellite sensors. This experiment had a poorer telemetry resolution than the first type of probe, and, hence, the data were not as useful although they were in good agreement with the data from that probe. Because of a number of rather severe solar flares, the only useful data were limited to those taken during 14 quiet days. Another severe limitation to the collection of useful data was the failure of the commutation system to provide information in a machine sensible form. The useful data obtained had to be manually recognized, extracted from the telemetry, and processed.
Микрометеориттік микрофон
Микрометеориттің әсер ету жиілігі мен импульсін өлшеу үшін екі пиезоэлектрлік кристалл, әрқайсысы екі дыбыс тақтасына жалғастырылған, олар сателлит терісінен дыбыс жағынан оқшауланған. Бұл сенсорлардан алынған ақпарат төмен, орташа және жоғары сезімталдық деңгейлерінде алынған және үш тәуелсіз цифрлық есептегіштерде сақталған . Тәжірибе қалыпты түрде өтті.
Two piezoelectric crystals, each attached to two sounding boards acoustically isolated from the satellite skin, were used to measure the frequency and momentum of micrometeorite impact. Information from these sensors was obtained in low , medium , and high sensitivity levels and stored in three independent digital counters. The experiment performed normally.
Микрометеориттік фотокөбейтуші
Алдыңғы бетіндегі алюминий қабатының булануымен мөлдірсіз болған фотокөбейтуші түтік, бетке соққан микрометеорит ретінде шығарылатын жарық энергиясын өлшеу және осы өлшенген энергияны бөлшектің қоршаған кинетикалық энергиясына байланыстыру үшін жасалған. Сенсордың жарық импульстеріне ең жоғары сезімталдығы 1 реттік болды. E 14 erg, яғни ол 1 бөлшектің соқтығысуын байқайды. E 14 g жылдамдығы 20 км/с. Сондай-ақ, эксперимент микрометеориттің әсерінен болатын эрозия әсерін анықтау үшін жасалды. Өлшеуге болатын микрометеориттер әсер еткенде алюминий қабатының бір бөлігі алынып тасталды. Содан кейін фотокөбейтуші қабат арқылы белгілі сыртқы жарық көздерінен берілетін жарық энергиясының мөлшерін тіркеді. Бұл деректерді микрометеорит әсерінің энергиясы туралы мәліметтермен біріктіргенде, бір микрометеориттің эрозиялық әсерін өлшеу мүмкін болды. Фотокөбейтушіден аккумулятордың жұмыс істеу мерзіміне арналған деректер алынды. Алайда жарық жарқырауының детекторын да протондар қоздырды (E> 40 MeV), сондықтан деректерді жою керек болды.
A photomultiplier tube, which was made opaque by the evaporation of a coating of aluminum on the front surface, was designed to measure the light energy emitted as a micrometeorite impinged upon the surface and to relate this measured energy to the ambient kinetic energy of the particle. The maximum sensitivity of the sensor to light pulses was of the order of 1. E 14 erg, which means it could detect impacts of particles of 1. E 14 g having a velocity of 20 km/s. The experiment was also intended to determine the erosive effects of micrometeorite impact. As measurable micrometeorites impacted, a portion of the aluminum coating was removed. The photomultiplier then registered the amount of light energy transmitted through the layer from known extraneous light sources. When these data were combined with data on the energy of micrometeorite impacts, the measurement of the erosive effects of a single micrometeorite was obtained. Data from the photomultiplier were received for the life of the battery pack. The light flash detector, however, was also triggered by protons (E>40 MeV), and the data had to be discarded.
Қылмыстық радиоимпеданс
Ионосферадағы электрондық концентрацияны өлшеу үшін спутниктің экваторындағы диполды антеннаның сыйымдылығының өзгеруі антенна сыйымдылығын осциллятордың жиілігін басқару үшін пайдалану арқылы өлшенді. Сьюип генераторы зондтың тербелісін 80 мс жоғары және төменгі жиілікпен іске қосты. Зондтың тербелісшісі 6,5 МГц-тен өткен сайын, сигнал кристалл сүзгіден өтеді. Әр 80 мс-дық sweep кезінде екі импульс пайда болды, бірақ импульстердің пайда болу уақыты sweep басталуына байланысты, осцилляторды баптау схемасының құрамдас бөлігі болған антеннаның сыйымдылығына байланысты өзгертілді. Компьютер уақыт аралықтарын есептеп, бұл ақпаратты телеметриялық жүйеге жеткізді. Осылайша электрон тығыздығы әр 40 мс- сайын өлшенеді. Спутниктің жылдамдығын ескере отырып, бұл тәжірибе ионосфералық біртектіліксізділікті анықтауға мүмкіндік берді.
To measure electron concentration in the ionosphere, the change in capacitance of a dipole antenna on the satellite's equator was measured by using the antenna capacitance to control the frequency of an oscillator. A sweep generator started the probe oscillator on an 80 ms up and down sweep in frequency. Every time the probe oscillator swept past 6.5 MHz, a signal passed a crystal filter. Two pulses occurred during each 80 ms sweep, but the times the pulses occurred, in relation to the start of the sweep, were modified by the capacitance of the antenna, which was an integral part of the oscillator tuned circuit. A computer calculated the time intervals and relayed this information to the telemetry system. By this means, the electron density was measured every 40 ms. Considering the satellite's velocity, this experiment was capable of detecting ionospheric inhomogeneities as small as .
Спутниктің атмосфералық тығыздығы
Оның симметриялық пішініне байланысты Explorer 8 атмосфераның жоғарғы тығыздықтарын биіктік, ендік, маусым және күн белсенділігінің функциясы ретінде анықтау үшін таңдалды. Бұл эксперимент ұшыру алдында жоспарланған жоқ. Перигейдің маңында тығыздықтың мәндері ғарыш кемесі позициясының ретті бақылауларынан оптикалық (Бейкер Нанн камера желісі) және радио және / немесе радарлық бақылау әдістерін қолдана отырып анықталды. Бұл эксперимент ақылға қонымды тығыздық мәндерін табысты анықтауға әкелді және ұзақ мерзімді атмосфералық тығыздық мәндерін бере алады, өйткені Explorer 8 орбиталық өмір сүру мерзімі 80 жыл болды.
Because of its symmetrical shape, Explorer 8 was selected for use in determining upper atmospheric densities as a function of altitude, latitude, season, and solar activity. This experiment was not planned prior to launch. Density values near perigee were deduced from sequential observations of the spacecraft position, using optical (Baker Nunn camera network) and radio and/or radar tracking techniques. This experiment resulted in the successful determination of reasonable density values and is capable of yielding long term atmospheric density values as Explorer 8 had an expected orbital lifetime of 80 years.
Миссия
1960 жылы 27 желтоқсанда батареяның қуаты тоқтады. Телеметрлік деректерді машиналық өңдеуге мүмкіндік беру үшін оларды қайта өңдеуде елеулі қиындықтар туындады. Осы қиындықтардың салдарынан деректер негізінен қолмен өңделген. Осы қиындықтарға қарамастан, спутниктің жұмыс істеуінен ионосфера туралы едәуір жаңа білім алынды. Explorer 8 2012 жылдың 28 наурызында орбитадан құлдырады.
Battery power failed on 27 December 1960. Considerable difficulty was encountered with decommutating the telemetered data to make machine processing possible. As a result of these difficulties, the data were mostly processed by hand. In spite of these difficulties, considerable new knowledge about the ionosphere was gained from operation of the satellite. Explorer 8 decayed from orbit on 28 March 2012.
Көрсетілім
Оның көшірмесі Вирджиния штатының Шантилли қаласында Смитсоновтың Ұлттық әуе және ғарыш музейінің Стивен Ф. Удвар Хази орталығында орналасқан.
A replica is on display at the Smithsonian National Air and Space Museum's Steven F. Udvar Hazy Center in Chantilly, Virginia.