Orbitează observatorul geofizic

Orbitează observatorul geofizic Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Viziunea unui artist asupra satelitului OGO 1. Date generale
Organizare NASA / Goddard
Constructor TRW
Camp Geomagnetismul
stare Misiune indeplinita
Lansa 1964-1969
Lansator Atlas - Agena și Thor -Agena
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare 487 până la 632 kg
Propulsie Chimic
Controlul atitudinii Stabilizat pe 3 axe
Orbită
Orbită Orbită joasă și înaltă

Orbiting Geophysical Observatory este o serie de șase sateliți științifici americani de la NASA lansați între 1964 și 1969 care studiază atmosfera Pământului , magnetosfera și mediul interplanetar . Toți acești sateliți cu o masă de aproximativ 500 până la 600  kg utilizează aceeași platformă, dar poartă instrumente științifice diferite.

Context

La sfârșitul anilor 1950 și începutul anilor 1960, programul spațial american s-a extins rapid până la punctul în care sateliții OGO, al căror design a început în 1960, erau a treia generație de sateliți, în timp ce au trecut doar 3 ani de la lansarea primului satelit artificial Sputnik 1 . Multe descoperiri despre mediul spațial, cum ar fi centurile Van Allen , vântul solar și magnetosfera, sunt descoperite de primii sateliți precum Explorer 1 , 3, 4 și 11, Vanguard 1 și Pioneer 3 și 4. La începutul anilor 1960 , aceste fenomene sunt studiate mai în detaliu de o duzină de sateliți de a doua generație caracterizați printr-o dimensiune mai mare și capabili să transporte instrumente mai sofisticate. Dar încă din 1960, a devenit evident că ar trebui efectuate experimente mai concludente de către o a treia generație de sateliți de dimensiuni mai mari capabile să transporte numeroase instrumente care să permită examinarea fenomenelor din diferite aspecte și având o capacitate mare de transfer. date. Această a treia generație a numit Observator pentru a sublinia această abordare. Sateliții orbitați ai Observatorului Geofizic constituie una dintre cele trei familii de observatoare dezvoltate în acel moment cu OSO (observatoare solare) și OAO (observatoare astronomice).

Programul OGO este operat de Goddard Space Flight Center al NASA . Realizarea sateliților este încredințată6 ianuarie 1961către firma TRW și confirmată printr-un contract încheiat la3 august 1962. Lansarea este încredințată Forței Aeriene a Statelor Unite, USAF . Acesta folosește două tipuri de lansatoare: lansatorul Thor -LV3 Agena pentru sateliții OGO amplasați pe orbita polară joasă și lansatorul mai puternic Atlas-Agena pentru cei amplasați pe orbită eliptică înaltă.

Obiective

Obiectivul științific al programului OGO este de a desfășura o serie lungă de experimente în atmosfera Pământului , în magnetosferă și în mediul apropiat interplanetar pentru a înțelege mai bine relațiile dintre Pământ și Soare și pentru a studia Pământul ca planetă . La nivel tehnic, este vorba de dezvoltarea unei platforme stabilizate pe 3 axe care să permită transportarea unui număr mare de instrumente științifice, permițând în același timp o integrare ușoară.

Secvența programului

OGO 1

Ogo 1 (OGO-A) a fost cu succes lansat de la rampa de lansare Cape Canaveral pe5 septembrie 1964și plasat pe o orbită inițială de 281 x 149.385  km cu o înclinație de 31,2 °. Două catarge care poartă experimente nu reușesc să se desfășoare corect și una maschează senzorul orizontului . Ca urmare, satelitul nu reușește să mențină o orientare fixă ​​așa cum era de așteptat. Operatorii decid să stabilizeze OGO 1, menținându-l rotind la 5 rotații pe minut. Cele 20 de instrumente științifice oferă totuși date, dar volumul este mai mic decât se aștepta pentru unele dintre ele. ÎnSeptembrie 1964, oamenii de știință au date acceptabile pentru 70% din regiunea scanată de orbită. În primăvară și toamnă, numărul instrumentelor active trebuie redus, deoarece satelitul are o cantitate limitată de energie datorită mișcării sale de rotație. Misiunea OGO 1 se termină1 st noiembrie 1971. Acest satelit s-a întors în mod voluntar pe pământ, la nivelul Oceanului Pacific, sâmbătă, 29 august 2020. A zburat peste insulele Moorea și Tahiti, din Polinezia Franceză, în jurul orei 10:43, ora locală, la aproximativ 60-70. km altitudine. Fenomenul luminos și dislocarea satelitului erau vizibile din Tahiti cu ochiul liber. Satelitul și-a încheiat cursa la aproximativ 1.500 km sud de Tahiti.

OGO 2

OGO 2 (OGO-C) desfășoară în jur de douăzeci de experimente științifice cu scopul de a face observații ale aurorei polare, luminescenței atmosferice, particulelor energizate, variațiilor care afectează câmpul magnetic și proprietățile ionosferei. Aceste observații ar trebui făcute în special în regiunile cu vedere la poli. Satelitul este plasat pe o orbită polară joasă (414 x 1.510  km cu o înclinație de 87,4 °) pe14 octombrie 1965de un lansator Thor-Agena D de pe platforma de lansare Vandenberg . La scurt timp după lansare, sistemul de control al atitudinii epuizează gazul pe care îl are pentru a controla orientarea satelitului și satelitul începe să se rotească încet. Cinci dintre experimente nu mai pot funcționa în aceste condiții și alte șase oferă rezultate degradate. ÎnAprilie 1966, cele două acumulatoare eșuează și observațiile sunt, prin urmare, limitate la porțiunile iluminate ale orbitei. ÎnDecembrie 1966, rămân doar 8 experimente operaționale, dintre care doar 5 oferă rezultate nedegradate. 1 st noiembrie 1967, satelitul este pus în standby. Din cauza problemelor energetice, datele colectate la această dată acoperă doar o perioadă totală de 306 de zile. Un instrument a fost reactivat pe scurt timp de două săptămâni în februarie 1968, apoi operațiunile au fost definitiv oprite1 st noiembrie 1971.

OGO 3

OGO 3 (OGO-B) este lansat pe 7 iunie 1966și plasat pe o orbită de 295 x 122.219  km și 31 ° de înclinare . Cele 21 de experimente, formând cel mai mare set de instrumente științifice plasate vreodată pe orbită, toate returnează date de calitate. Experimentele sunt în mare parte identice cu cele care au zburat pe OGO 1. Acestea includ 4 experimente pentru studiul radiației cosmice , 4 dedicate plasmei , două radiațiilor prinse, două câmpului magnetic terestru , unul ionosferei , 3 studiului de radiații optice și emisii radio și unul către micrometeoriți . Instrumentul responsabil pentru detectarea pozitronilor și a exploziilor de raze gamma , care nu funcționase la bordul OGO 1, a oferit rezultate satisfăcătoare într-o versiune modificată. Satelitul rămâne stabilizat pe 3 axe timp de 46 de zile. La sfârșitul acestei perioade,23 iulie 1966, o defecțiune a unuia dintre echipamentele responsabile cu controlul atitudinii obligă operatorii să stabilizeze satelitul prin rotire (perioada de rotație între 90 și 125 de secunde). DinIunie 1969, colectarea datelor se poate face numai pe 50% din orbită. Colectarea regulată a datelor se încheie la1 st decembrie 1969 iar misiunea se termină 29 februarie 1972.

OGO 4

Satelitul OGO 4 (OGO-D) este lansat pe 28 iulie 1967de un lansator Thor-Agena D de la baza Vandenberg și plasat pe o orbită polară de 416 x 900  km cu o declinație de 86 °. Obiectivele sunt aceleași cu cele ale OGO 2. Satelitul a întâmpinat probleme cu sistemul de control al atitudinii la scurt timp după lansare, dar a reușit să corecteze problema și timp de 18 luni, satelitul a fost stabilizat pe 3 axe. La mijlocianuarie 1969, sistemul de înregistrare cu bandă magnetică se defectează și operatorii nu mai pot menține orientarea satelitului. Acesta este rotit pentru a-l stabiliza în jurul axei sale verticale cu o ușoară precesiune și o perioadă inițială de 202 secunde. În această nouă configurație, 7 experimente sunt oprite, deoarece nu mai pot oferi rezultate viabile. 27 octombrie 1969, satelitul este pus în standby. Un experiment de recepție a undelor de joasă frecvență a fost reactivat de mai multe ori în 1970 și 1971, apoi operațiunile au fost definitiv oprite27 septembrie 1971.

OGO 5

Al cincilea observator OGO 5 (OGO-E) a fost lansat pe 4 martie 1969. Satelitul este dedicat în primul rând observării Pământului. Acesta circulă pe o orbită inițială de 272 x 148 228  km cu o înclinație de 31,1 ° pe care o parcurge în 3.796 minute. Sistemul de control al atitudinii a suferit un eșec6 august 1971 iar satelitul este pus în standby 8 octombrie 1971. Trei experimente sunt reactivate între 1 st iunie13 iulie 1972 apoi operațiunile prin satelit sunt definitiv oprite 14 iulie 1972.

OGO 6

Satelitul OGO 6 (OGO-F) este lansat pe 5 iunie 1969de un lansator Thor-Agena D de la baza Vandenberg și plasat pe o orbită polară de 413 x 1.077  km cu o înclinație de 82 °. Satelitul desfășoară 26 de experimente științifice al căror obiectiv este de a observa relațiile dintre diferitele caracteristici ale atmosferei superioare într-o perioadă de mare activitate solară. 22 iunie 1969, o defecțiune a unui panou solar are ca rezultat crearea unui potențial negativ de 20 de volți atunci când panourile solare sunt expuse Soarelui. Rezultatele a șapte experimente sunt afectate. ÎnOctombrie 1969, un rând de celule fotovoltaice eșuează fără consecințe vizibile. Unul dintre cele două magnetofoane magnetice a suferit o defecțiuneAugust 1970. ÎnSeptembrie 1970, în urma degradării producției și echipamentelor de energie, doar 14 experimente științifice funcționează în continuare în mod normal, în timp ce 3 funcționează parțial și 9 sunt oprite. SfârșitIunie 1971, problemele de producere a energiei se înrăutățesc și satelitul este pus în așteptare. Un experiment radio dezvoltat de un laborator japonez este activat între10 octombrie 1971 și Martie 1972. Operațiunile cu satelitul s-au oprit complet14 iulie 1972.

Istoria misiunii

Lansarea istoricului
Satelit Masa Orbită Data lansării Lansator Sfârșitul misiunii ID Cospar Rezultat
OGO 1 (A) 487  kg 282  km × 149 385  km 37,10 ° 5 septembrie 1964 Atlas -LV3 Agena B 1 st noiembrie 1971 1964-054A
OGO 2 (C) 520  kg 415  km × 1.517  km , 87,43 ° 14 octombrie 1965 Thor -LV3 Agena D 1 st noiembrie 1971 1965-081A
OGO 3 (B) 515  kg 319  km × 122.173  km , 31.39 ° 7 iunie 1966 Atlas-Agena B 29 februarie 1972 1966-049A
OGO 4 (D) 562  kg 411  km × 903  km , 86,03 ° 28 iulie 1967 Thor-Agena D 27 septembrie 1971 1967-073A
OGO 5 (E) 611  kg 232  km ×  148.228 km , 31,13 ° 4 martie 1968 Atlas-Agena D 14 iulie 1972 1968-014A
OGO 6 (F) 632  kg 397  km × 1.089  km , 82,00 ° 5 iunie 1969 Thorad-Agena D 14 iulie 1972 1969-051A

Caracteristici tehnice

Toți sateliții OGO sunt construiți în jurul unei platforme comune în formă de paralelipiped (0,9 x 0,9 x 1,8  m ). Orientarea satelitului este menținută fixă ​​în spațiu ( stabilizată pe 3 axe ) astfel încât una dintre fețele lungi (0,9 x 1,8  m ) să fie îndreptată constant către Pământ (vezi diagrama). Pe această față, precum și pe fața opusă, este disponibilă o suprafață de 0,6  m 2 pentru experimentele științifice. Sistemul de control al atitudinii este, de asemenea, responsabil pentru menținerea permanentă a panourilor solare orientate perpendicular pe razele solare. Recipientele cubice SOEP ( Solar Oriented Experiment Package ) atașate la capetele panourilor solare de pe ambele părți pot găzdui experimente pe o suprafață de 0,1  m 2 . La un capăt al corpului satelitului, două seturi de experimente OPEP-1 ( Orbital Plane Experiment Package ) și OPEP-2 sunt fixate pe un suport orientabil care le permite să fie menținute cu fața în direcția axei de progresie a satelitului . Doi poli de 5,7 metri lungime (EP-5 și EP-6) și patru lungimi de 1,8 metri (EP-1 până la EP-4) la capetele lor găzduiesc experimente științifice care trebuie ținute departe de corpul satelitului pentru a satisface vizibilitatea sau constrângeri de sensibilitate. În plus, satelitul are mai multe antene pentru telecomunicații, cea mai vizibilă fiind o antenă Yagi orientabilă. Experimentele științifice pot avea propria antenă, precum cea prezentată în diagramă, pornind de la experimentul SOEP-1 de pe panoul solar, care se întinde pe 9 metri. Satelitul are douăsprezece anexe desfășurate pe orbită în două secvențe ca standard pentru a evita orice interferență.

Sistemul de control al atitudinii se bazează pe senzori de orizont, propulsoare de gaz rece și roți de reacție . Menține satelitul stabilizat pe 3 axe cu o precizie de 2 ° față de verticala locală, 5 ° față de direcția Soarelui și 5 ° față de axa de progresie. Sistemul de control termic utilizează jaluzele care se deschid și se închid pentru a menține o temperatură de 10 până la 24  ° C în corpul satelitului și rezistențe termice pentru experimentele științifice montate în exterior. Energia electrică este furnizată de panouri solare care produc 550 de wați, dintre care 50 de wați sunt disponibili pentru experimente științifice. Energia este stocată în două baterii de 28 volți nichel-cadmiu. Sistemul de telecomunicații asigură transferul de date la o rată care poate fi cuprinsă între 1 și 64 kilobiți pe secundă. Datele științifice pot fi transmise în timp real sau întârziate. În acest din urmă caz, acestea sunt stocate temporar pe unul dintre cele două magnetofoane magnetice, a căror viteză de înregistrare este de 1 până la 4 kilobiți pe secundă, iar viteza de citire inclusă este de 64 până la 128 kilobiți / s.

Instrumentare științifică

OGO 1

OGO 2

OGO 3

OGO 4

OGO 5

OGO 6

Rezultate științifice

În 1969, în timp ce 5 observatoare erau operaționale, au fost deja publicate peste 300 de lucrări științifice care foloseau date colectate de sateliții OGO. Printre rezultatele citate în acest moment se numără:

La acea vreme, au fost avute în vedere următoarele repercusiuni. Observațiile făcute conduc la rezolvarea unor întrebări importante în domeniul fizicii propagării particulelor și undelor energetice, în fizica plasmelor ionizate și în fotochimie. Datele despre ionosferă și procesele de propagare ar putea ajuta la îmbunătățirea telecomunicațiilor la distanță. Studiul fenomenelor de fizică a plasmei la scară largă ar putea accelera dezvoltarea tehnicilor de confinare cu plasmă fierbinte. Înțelegerea chimiei la locul de muncă în atmosfera Pământului ar putea oferi baza pentru o înțelegere a mediului atmosferelor planetare și ar putea fi un element important în stabilirea unor modele teoretice care să explice formarea și evoluția mediilor.

Referințe

  1. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  III-I
  2. (în) „  OGO Series  ” de pe NASA Goddard (accesat la 12 martie 2015 )
  3. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  IV-9
  4. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  IV-24
  5. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  IV-42
  6. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  III-2 până la 5
  7. Rezumatul programului OGO 1976 , p.  III-5 până la 6
  8. Trusa de presă OGO F 1969 , p.  4-5
  9. Trusa de presă OGO F 1969 , p.  6

Bibliografie

Prezentarea misiunilor în presăRezultate științifice / Prezentarea programului

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe