SOLRAD 1 - SOLRAD 1
 Modelul SOLRAD / GRAB 1 la
Muzeul Criptologic Național | |
| Numele | GRAB 1 SOLAR RADiation SR 1 GREB 1 |
|---|---|
| Tipul misiunii | Raze X solare |
| Operator | Laboratorul de cercetare navală (NRL) |
| Desemnarea Harvard | 1960 Eta 2 |
| ID COSPAR | 1960-007B |
| SATCAT nr. | 00046 |
| Durata misiunii | 5 luni (realizat) |
| Proprietăți ale navei spațiale | |
| Tipul navei spațiale | SOLRAD |
| Producător | Laboratorul de cercetare navală |
| Lansați masa | 19,05 kg (42,0 lb) |
| Dimensiuni | 51 cm (20 in) diametru |
| Putere | 6 wați |
| Începutul misiunii | |
| Data lansării | 22 iunie 1960, 05:54 GMT |
| Racheta | Thor-Ablestar |
| Lansați site-ul | Cape Canaveral , LC-17B |
| Contractant | Douglas Aircraft Company |
| Sfârșitul misiunii | |
| Dezactivat | Aprilie 1961 |
| Parametrii orbitali | |
| Sistem de referință | Orbita geocentrică |
| Regim | Orbită terestră joasă |
| Altitudine perigee | 614 km (382 mi) |
| Altitudine apogee | 1.061 km (659 mi) |
| Înclinare | 66,69 ° |
| Perioadă | 101,7 minute |
|
| |
SOLRAD ( SOLar RADiation ) 1 este denumirea publică pentru SOLRAD / GRAB 1, un satelit combinat științific și de supraveghere lansat pe orbită la 22 iunie 1960. A fost primul satelit care a observat cu succes razele X solare , primul care a efectuat supravegherea de pe orbită , și primul care va fi lansat cu un alt satelit instrumentat (satelitul de navigație fără legătură, Transit 2A ).
Dezvoltat de către Statele Unite ale Americii Marinei „s Naval Research Laboratory (LNR), satelitul a fost în multe privințe un succesor direct la LNR lui Project Vanguard , primul program prin satelit american. Misiunea științifică a satelitului a fost un succes, trimitând date utile până în noiembrie 1960, care au determinat ieșirea normală a razelor X solare și au confirmat legătura dintre activitatea crescută a razelor X solare și decolorarea radio.
Pachetul științific SOLRAD de la satelit a oferit acoperire pentru pachetul de supraveghere electronică Galactic Radiation and Background (GRAB) , a cărui misiune a fost cartarea rețelei radar de apărare aeriană a Uniunii Sovietice . Misiunea GRAB a avut, de asemenea, succes, funcționând până la 22 septembrie 1960 și dezvăluind că rețeaua radar sovietică de apărare aeriană era mai extinsă decât se așteptase. SOLRAD / GRAB 1 a fost oprit în aprilie 1961, făcându-l primul satelit care a fost dezactivat de la distanță.
fundal
În 1957, Uniunea Sovietică a început să desfășoare racheta sol-aer S-75 Dvina , controlată de radarele de control al focului Fan Song . Această dezvoltare a făcut periculoasă pătrunderea spațiului aerian sovietic de către bombardierele americane. Statele Unite ale Americii Air Force a început un program de catalogare locația aproximativă și frecvențele individuale de funcționare a acestor radare, folosind avioane de recunoaștere electronice care zboară în afara granițelor Uniunii Sovietice. Acest program a furnizat informații despre radarele de la periferia Uniunii Sovietice, dar informațiile de pe site-urile din interiorul țării au lipsit. Unele experimente au fost efectuate folosind radiotelescoape în căutarea unor reflecții radar sovietice sovietice de pe Lună , dar acest lucru s-a dovedit o soluție inadecvată la problemă.
În martie 1958, în timp ce Laboratorul de Cercetări Navale al Statelor Unite (NRL) a fost puternic implicat în Project Vanguard , efortul Marinei Statelor Unite de a lansa un satelit, inginerul NRL Reid D. Mayo a stabilit că un derivat Vanguard ar putea fi folosit pentru a mapa sovieticul site-uri de rachete. Mayo dezvoltase anterior un sistem pentru submarine prin care să poată sustrage avioanele antisubmarine prin preluarea semnalelor radar. Fizic mic și robust din punct de vedere mecanic, acesta ar putea fi adaptat pentru a se potrivi în cadrul mic Vanguard.
Mayo i-a prezentat ideea lui Howard Lorenzen, șeful filialei de contramăsuri a NRL. Lorenzen a promovat ideea în cadrul Departamentului Apărării, iar șase luni mai târziu conceptul a fost aprobat sub denumirea „Tattletale”. Președintele Eisenhower a aprobat dezvoltarea completă a programului la 24 august 1959.
După o scurgere de știri a The New York Times , Eisenhower a anulat proiectul. Proiectul a fost reluat sub denumirea „Nuc” (componenta satelit care a primit numele „DYNO”) după ce securitatea sporită a fost implementată, incluzând o supraveghere mai mare și restricționarea accesului la personalul „nevoia de a cunoaște”. Lansările spațiale americane nu au fost clasificate în acel moment și o misiune de acoperire co-zbor care să împartă spațiu cu DYNO a fost dorită pentru a ascunde misiunea de supraveghere electronică a DYNO de obiectivele propuse.
Studiul spectrului electromagnetic al Soarelui a oferit o oportunitate ideală de acoperire. Marina a vrut să determine rolul eruptiile solare în întreruperi de comunicații radio și nivelul de pericol pentru sateliți și astronauți reprezentate de ultraviolete și raze X radiații . Un astfel de studiu nu fusese posibil anterior, întrucât atmosfera Pământului blochează ieșirea cu raze X și ultraviolete a Soarelui din observarea solului. Mai mult decât atât, producția solară este imprevizibilă și fluctuează rapid, făcând rachete cu sunet sub-orbital inadecvate pentru sarcina de observare. Un satelit era necesar pentru studiul continuu pe termen lung al spectrului solar complet.
NRL avea deja un observator solar construit special sub forma Vanguard 3 , care fusese lansat în 1959. Vanguard 3 purtase detectoare cu raze X și ultraviolete, deși fuseseră complet saturate de radiația de fundal a radiației Van Allen. centură . Dezvoltarea satelitului DYNO din designul Vanguard a fost gestionată de inginerul NRL Martin Votaw, conducând o echipă de ingineri și oameni de știință din Project Vanguard care nu migraseră la NASA . Satelitul cu dublu scop a fost redenumit GRAB („Galactic Radiation And Background”), uneori numit GREB („Galactic Radiation Experiment Background”) și denumit în capacitatea sa științifică SOLRAD („SOLar RADiation”).
Un simulator de masă simulat SOLRAD a fost lansat cu succes la 13 aprilie 1960, atașat la Transit 1B , dovedind tehnica de lansare prin satelit dual. La 5 mai 1960, la doar patru zile după căderea zborului U-2 al lui Gary Powers peste Uniunea Sovietică a evidențiat vulnerabilitatea supravegherii bazate pe aeronave, președintele Eisenhower a aprobat lansarea unui satelit operațional SOLRAD.
Navă spațială
La fel ca Vanguard 3, SOLRAD / GRAB 1 a fost aproximativ sferic, cu 51 cm (20 in) în diametru și alimentat de șase pete circulare de celule solare . SOLRAD / GRAB 1 a fost ușor mai ușor, cu o greutate de 19,05 kg (42,0 lb) (spre deosebire de cele de 23,7 kg ale Vanguard (52 lb)). Celulele solare alimentau nouă baterii cu celule D în serie (12 volți în total) furnizând 6 wați de putere.
Pachetul științific SOLRAD al satelitului a inclus două fotometre Lyman-alfa ( camere de ioni de oxid nitric ) pentru studiul luminii ultraviolete în domeniul lungimii de undă 1050-1350 Å și un fotometru cu raze X (o cameră de ioni argon) în lungimea de undă 2-8 Å , montat în jurul ecuatorului satelitului.
Echipamentul de supraveghere GRAB al satelitului a fost conceput pentru a detecta radarele sovietice de apărare aeriană care difuzează pe banda S (1550-3900 MHz ). sub o zonă circulară cu un diametru de 6.500 km (4.000 mi) sub ea. Un receptor din satelit a fost reglat la frecvența aproximativă a radarelor, iar ieșirea sa a fost utilizată pentru a declanșa un transmițător de frecvență foarte înaltă (VHF) separat în nava spațială. În timp ce călătorea peste Uniunea Sovietică , satelitul detecta impulsurile din radarele de rachete și le retransmedia imediat către stațiile terestre americane aflate în raza de acțiune, care ar înregistra semnalele și le vor trimite la NRL pentru analiză. Deși receptorul GRAB era omnidirecțional, căutând aceleași semnale pe mai multe treceri și comparându-l cu locația cunoscută a satelitului, ar putea fi determinată locația aproximativă a radarelor, împreună cu frecvența lor exactă de repetare a pulsului .
Telemetrie a fost trimis prin patru stil bici 63,5 cm (25,0 inch) antene lungi montate pe ecuatorul SOLRAD lui. Telemetria științifică a fost trimisă pe 108 MHz, frecvența standard a Anului Internațional Geofizic folosit de Vanguard . Comenzile de la sol și supravegherea electronică au fost colectate prin antene mai mici pe 139 MHz. Datele primite la sol au fost înregistrate pe bandă magnetică și trimise înapoi către NRL, unde au fost evaluate, duplicate și transmise către Agenția Națională de Securitate (NSA) din Fort Meade , Maryland , și Comandamentul Strategic Aerian de la baza Forței Aeriene Offut Omaha , Nebraska , pentru analize și prelucrări ulterioare.
La fel ca majoritatea navelor spațiale automate timpurii, SOLRAD / GRAB 1, deși rotirea stabilizată, nu avea sisteme de control al atitudinii și astfel a scanat întregul cer fără a se concentra pe o anumită sursă. Pentru ca oamenii de știință să poată interpreta în mod corespunzător sursa razelor X detectate de SOLRAD / GRAB 1, nava spațială a purtat o fotocelulară de vid pentru a determina când Soarele își lovea fotometrele și unghiul la care lumina soarelui le-a lovit.
Lansare și orbitare
SOLRAD / GRAB 1 a fost lansat la ora 05:54 GMT pe 22 iunie 1960, prin sistemul de lansare Thor-Ablestar de la Cape Canaveral LC-17B . Lansarea a marcat prima dată când doi sateliți instrumentați au fost transportați pe orbită pe același amplificator. SOLRAD / GRAB 1 a încercuit inițial Pământul o dată la 101,7 minute, variind de la 614 km (382 mi) la 1.046 km (650 mi) în altitudine; aceasta a fost o abatere de la orbita circulară planificată de 930 km (580 mi), cauzată de erori în a doua etapă a rapelului, dar nu a afectat obiectivele satelitului.
Rezultate științifice
SOLRAD / GRAB 1, primul observator solar orbital din lume, a transmis mai mult de 500 de loturi de date științifice între iunie și noiembrie 1960, după care a devenit imposibil să se determine unghiul la care Soarele a lovit experimentele SOLRAD. Cu toate acestea, SOLRAD / GRAB 1 a continuat să trimită date până în aprilie 1961, când nava a fost oprită de la sol. Aceasta a marcat prima dată când un satelit a fost dezactivat de la distanță.
Satelitul a comunicat rezultatele în timp real, ceea ce însemna că datele puteau fi primite numai atunci când exista o stație de urmărire în raza de acțiune - fie una dintre stațiile Minitrack Vanguard, fie alte câteva receptoare izolate. Astfel, doar una până la zece minute pe orbită, aproximativ 1,2% din timpul activ al satelitului, au returnat observații solare. Deflectoarele magnetice s-au dovedit eficiente, permițând SOLRAD / GRAB 1 să devină primul satelit care a observat cu succes razele X solare . Cu toate acestea, ei au interacționat și cu câmpul magnetic al Pământului , determinând satelitul să preceseze (oscilând în jurul axei sale ca un vârf rotativ), astfel încât senzorii săi să fie în umbră jumătate din timpul în care satelitul se afla în lumina soarelui.
Raze X.
Aproximativ 20% din transmisiile de date SOLRAD conțineau măsurători de raze X, suficiente pentru a stabili nivelurile normale de radiații cu raze X ale Soarelui (în intervalul de detecție 2-8 Å) în perioadele de inactivitate: mai puțin de 6x10 −11 Jouli / cm 2 / sec. Când ieșirea cu raze X a fost observată puternic peste această linie de bază, a fost de obicei corelată cu activitatea solară vizibilă de la sol. Datele au arătat, de asemenea, că ieșirea cu raze X se poate schimba semnificativ în doar un minut, subliniind necesitatea unei observări constante.
Când ieșirea cu raze X detectabilă a depășit de trei ori rata normală, s-au produs decolorări radio, confirmând legătura dintre variabilitatea razelor X solare și puterea straturilor termosferice ionizate ale Pământului. S-a constatat că aceste decolorări nu sunt cauzate doar de rachete solare, ci și de regiunile de proeminență solară active, valuri puternice și subplante de la marginea (sau membrului) Soarelui.
Ultraviolet
SOLRAD / GRAB 1 nu a găsit o corelație între ieșirea ultravioletă solară și perturbarea termosferică, iar detectoarele Lyman-alfa au fost excluse din misiunea ulterioară SOLRAD 3 / GRAB 2 .
Monitorizarea testelor nucleare
S-a sperat în timpul proiectării și dezvoltării că SOLRAD / GRAB 1 va fi capabil să identifice testele atomice supraterane, care au produs emisii puternice de raze X în benzile pe care satelitul le-ar putea detecta. Dacă ar intra în vigoare un tratat de interzicere a testelor nucleare între Statele Unite și Uniunea Sovietică, SOLRAD / GRAB 1 sau succesorii săi ar putea apoi să detecteze testele neautorizate ale sovieticilor. Cu toate acestea, în datele SOLRAD / GRAB 1 nu au fost găsite în mod concludent vârfuri corespunzătoare testelor atomice sovietice cunoscute. La Vela-Hotel sateliții au fost ulterior scop- a construit pentru sarcina după ratificarea parțială a experiențelor nucleare Tratatului de interzicere totală în 1963.
Rezultate GRAB
SOLRAD / GRAB 1 a fost primul satelit operațional de supraveghere din lume. De teamă că sovieticii vor descoperi misiunea de spionaj a satelitului și ținând cont de problemele cauzate de incidentul U-2, președintele Eisenhower a insistat ca fiecare transmisie GRAB să fie personal aprobată de el și că transmisiile să nu se facă pe treceri succesive. Astfel, deși echipamentul de supraveghere al satelitului a funcționat pentru cele 92 de zile de la lansare până la eșecul lor din 22 septembrie 1960, GRAB 1 a returnat doar 22 de loturi de date, prima dată fiind livrată la 5 iulie 1960 la stația de la Wahiawa , Hawaii , bine în afara gama de detectare sovietică. Chiar și acest prim efort limitat de supraveghere a saturat capacitatea echipelor terestre de a analiza și prelucra datele și a oferit informații valoroase, inclusiv revelația că activitatea sovietică de apărare antiaeriană a fost mai extinsă decât se aștepta.
Moștenire și statut
Seria SOLRAD / GRAB a mai zburat de patru ori, terminând cu misiunea SOLRAD 4B lansată la 26 aprilie 1962. Dintre cele cinci misiuni SOLRAD / GRAB, doar SOLRAD / GRAB 1 și SOLRAD 3 / GRAB 2 au fost succese, celelalte nereușind să atingă orbita. În 1962, toate proiectele de recunoaștere aeriană ale SUA au fost consolidate în cadrul Oficiului Național de Recunoaștere (NRO), care a ales să continue și să extindă misiunea GRAB începând din iulie 1962 cu un set de sateliți de generația următoare, numit cod POPPY . Odată cu inițierea POPPY, experimentele SOLRAD nu ar mai fi efectuate pe sateliții electronici spion; mai degrabă, acum vor primi proprii sateliți, lansați alături de misiunile POPPY pentru a oferi o anumită măsură de acoperire a misiunii. Începând cu SOLRAD 8 , lansat în noiembrie 1965, ultimii cinci sateliți SOLRAD erau sateliți științifici lansați singuri, dintre care trei au primit, de asemenea , numerele programului NASA Explorer . Ultimul din această serie finală de sateliți SOLRAD a zburat în 1976. În total, erau treisprezece sateliți operaționali în seria SOLRAD. Programul GRAB a fost declasificat în 1998.
Începând cu 2020, SOLRAD / GRAB 1 (COSPAR ID 1960-007B) este încă pe orbită. Copia de rezervă pentru misiunea SOLRAD / GRAB 1 este expusă la Smithsonian National Air and Space Museum .