«Авангард-1» (гарвардское обозначение: 1958-Beta 2 , [3] идентификатор COSPAR : 1958-002B [1] ) — американский спутник , который стал четвертым искусственным спутником на околоземной орбите , который был успешно запущен после «Спутника-1» , «Спутника-2» и «Спутника-2» . Исследователь 1 . Он был запущен 17 марта 1958 года. «Авангард-1» был первым спутником, работающим на солнечной энергии . [4] Хотя связь со спутником была потеряна в 1964 году, он остается старейшим искусственным объектом, все еще находящимся на орбите, вместе с верхней ступенью его ракеты-носителя. [1]
«Авангард-1» был разработан для проверки стартовых возможностей трехступенчатой ракеты-носителя в рамках проекта «Авангард» , а также воздействия космической среды на спутник и его системы на околоземной орбите. Он также использовался для получения геодезических измерений посредством анализа орбиты. [5] «Авангард-1», будучи небольшим и достаточно легким, чтобы его можно было носить одной рукой, советский премьер-министр Никита Хрущев назвал « спутником грейпфрута ». [6]
Космический корабль представляет собой алюминиевую сферу массой 1,46 кг (3,2 фунта) диаметром 6 дюймов (152 мм) с антеннами длиной 3 фута. Он содержит передатчик мощностью 10 мВт , 108 МГц , питаемый от ртутной батареи , и передатчик мощностью 5 мВт, 108,03 МГц, который питается от шести солнечных элементов , установленных на корпусе спутника. [7] Из сферы выступают шесть антенн длиной 30 см (12 дюймов) и подпружиненных антенн из алюминиевого сплава диаметром 0,8 см (0,31 дюйма). Передатчики использовались в основном для инженерных данных и данных слежения, но также использовались для определения общего содержания электронов между спутником и наземными станциями. [1]
Резервная версия Vanguard 1 выставлена в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики , Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в Шантильи, Вирджиния . [8]
17 марта 1958 года трехступенчатая ракета-носитель вывела «Авангард» на эллиптическую орбиту размером 654 км × 3969 км (406 миль × 2466 миль) и длительностью 134,27 минуты с наклоном 34,25 °. По первоначальным оценкам, продолжительность орбиты составляла 2000 лет, но было обнаружено, что давление солнечной радиации и сопротивление атмосферы во время высоких уровней солнечной активности вызвали значительные возмущения в высоте перигея спутника, что привело к значительному уменьшению его ожидаемого срока службы примерно до 240 лет. годы. [1] «Авангард-1» передавал свои сигналы более шести лет, находясь на орбите Земли. [9]
Телеметрический передатчик мощностью 10 мВт , работающий на ртутной батарее, в диапазоне 108 МГц, используемый для научных спутников Международного геофизического года (МГГ), и передатчик Minitrack мощностью 5 мВт, 108,03 МГц, питаемый шестью солнечными элементами, использовались в рамках радиофазового сравнения. система слежения за углом. Система передавала сигналы через шесть подпружиненных антенн спутника из алюминиевого сплава. Спутниковое слежение осуществлялось с помощью этих передатчиков и наземных станций Minitrack, расположенных по всему миру. [10]
Эти радиосигналы использовались для определения общего содержания электронов между спутником и выбранными наземными приемными станциями. Передатчик с батарейным питанием обеспечивал температуру внутри упаковки в течение примерно 16 дней и отправлял сигналы отслеживания в течение 20 дней. Передатчик на солнечных батареях проработал более шести лет. Сигналы постепенно ослабевали и последний раз были получены на станции Минитрек в Кито , Эквадор , в мае 1964 года. С тех пор космический корабль отслеживался оптически с Земли, через телескоп . [10]
Из-за своей симметричной формы «Авангард-1» использовался экспериментаторами для определения плотности верхних слоев атмосферы в зависимости от высоты , широты , сезона и солнечной активности . Поскольку спутник постоянно вращался по орбите, он слегка отклонялся от прогнозируемого положения, накапливая все большее и большее смещение из-за сопротивления остаточной атмосферы. Измерив скорость и время орбитальных сдвигов, а также свойства сопротивления тела, можно будет рассчитать соответствующие параметры атмосферы. Было установлено, что атмосферное давление и, следовательно, сопротивление и затухание орбиты оказались выше, чем ожидалось, поскольку верхняя атмосфера Земли действительно постепенно сужается в космос. [11]
Этот эксперимент тщательно планировался еще до запуска. Первоначальные предложения Лаборатории военно-морских исследований (NRL) по этому проекту включали конические корпуса спутников; это устранило необходимость в отдельном обтекателе и механизмах катапультирования, а также в связанном с ними весе и режимах отказа . Радиослежение позволит собрать данные и установить позицию. В начале программы было добавлено оптическое слежение (с помощью сети камер Бейкера-Нанна и наблюдателей-людей ). Группа ученых предложила изменить дизайн на сферы диаметром не менее 50,8 см (20,0 дюйма) и, как мы надеемся, 76,2 см (30,0 дюйма).
Сфера будет иметь постоянное оптическое отражение и постоянный коэффициент сопротивления , основанный только на размере, в то время как конус будет иметь свойства, которые будут меняться в зависимости от его ориентации. Джеймс Ван Аллен из Университета Айовы предложил цилиндрический спутник, основанный на его работе с рокунами , который стал «Эксплорером-1» , первым американским спутником. Военно-морская исследовательская лаборатория наконец приняла сферу диаметром 16,5 см (6,5 дюйма) в качестве «испытательной машины» с диаметром 50,8 см (20,0 дюйма), установленной для последующих спутников. Экономия веса за счет уменьшения размера, а также уменьшения количества приборов на первых спутниках считалась приемлемой.
Поскольку «Авангард-1», «Авангард-2» и «Авангард-3» все еще находятся на орбите, а их свойства сопротивления практически не изменились, они формируют базовый набор данных об атмосфере Земли , которому уже более 60 лет и который продолжается.
После завершения своей научной миссии в 1964 году «Авангард-1» стал заброшенным объектом , как и верхняя ступень ракеты-носителя после завершения маневра « Дельта-V» по выводу «Авангарда-1» на орбиту в 1958 году. Оба объекта остаются на орбите. Предполагалось, что «Авангард-1» будет оставаться в воздухе до 2000 лет, но давление солнечной радиации и возмущения атмосферного сопротивления в периоды высокой солнечной активности повлияли на его перигей, сократив его срок службы и ожидаемое сгорание в атмосфере примерно до 240 лет, где-то в конце 22 век. Поскольку космические путешествия становятся обычным делом, и особенно когда приближается дата его возвращения в атмосферу, некоторые предполагают, что спутник может быть извлечен как ценный артефакт ранних исследований космоса. [12]
Спутник «Авангард-1» и верхняя стартовая ступень являются рекордсменами по нахождению в космосе дольше, чем любой другой объект, созданный человеком, [13] [14] и, как таковые, прошли дальше по поверхности Земли, чем любой другой объект, созданный человеком. [15]
Небольшая группа бывших сотрудников НРЛ и НАСА поддерживала связь друг с другом, и ряду правительственных учреждений было предложено отметить это событие. Лаборатория военно-морских исследований отметила это событие однодневным совещанием в NRL 17 марта 2008 года. [16] Встреча завершилась моделированием пути спутника, когда он вошел в орбитальную зону, видимую из Вашингтона, округ Колумбия (где он видимый с поверхности Земли). Национальная академия наук запланировала семинары по случаю 50-летия Международного геофизического года . [17]
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .