Explorer 14

Explorer 14 – satelita naukowy amerykańskiej agencji kosmicznej NASA. Drugi, po Explorerze 12, statek typu S-3, serii Energetic Particle Explorer. Badał pasy Van Allena, promieniowanie kosmiczne i magnetosferę.

Explorer 14

Makieta satelity Explorer 14
Inne nazwy	S-3A, EPE-B, 1962 Beta Gamma 1, S00432
Indeks COSPAR	1962-051A
Państwo	Stany Zjednoczone
Zaangażowani	NASA
Rakieta nośna	Thor Delta A
Miejsce startu	Cape Canaveral Space Force Station
Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum	2601 km
Apogeum	96 189 km
Okres obiegu	2184,6 min
Nachylenie	42,8°
Mimośród	0,838933
Czas trwania
Początek misji	2 października 1962 22:11:30 UTC
Koniec misji	11 sierpnia 1963
Powrót do atmosfery	1 lipca 1966
Wymiary
Masa całkowita	40 kg

Opis misji

Explorer 14 funkcjonował poprawnie, oprócz okresu od 10 do 24 stycznia 1963, kiedy nastąpiła awaria kodera. 11 sierpnia 1963 podobna awaria ostatecznie przerwała napływ użytecznych danych z satelity. Dane takie spływały przez ok. 85% czasu trwania misji. Po 24 stycznia 1963 był stabilizowany obrotowo, z prędkością 10 obr./min. Malała ona stopniowo i 8 lipca osiągnęła 1 obr./min.

Budowa i działanie

Statek był stabilizowany obrotowo i zasilany z baterii słonecznych. Telemetria wykorzystywała 16 multipleksowanych kanałów z dzielonym czasem i kodowanych PFM/PM. Czas próbkowania 16 kanałów (jedna ramka) wynosił 0,323 sekundy. Połowa kanałów służyła do przekazywania ośmiopoziomowej informacji cyfrowej. Pozostałe przekazywały dane analogowo. Podczas przetwarzania danych na ziemi, były one digitalizowane z dokładnością 1/100 całej skali. Jeden z kanałów, w cyklu 16 ramek, przekazywał dane o temperaturze statku, napięciach i prądach zasilania, itp. Tempo obrotu satelity, fazę i kąt między osią obrotu a kierunkiem Słońca mierzył cyfrowy czujnik położenia Słońca.

Ładunek

• Analizator protonów

Elektrostatyczny analizator protonów służył do badania dodatnich jonów w plazmie słonecznej. Napięcie między okładkami przyrządu, w trakcie każdego cyklu pracy, malało logarytmicznie, pokrywając zakres od 18 keV do 200 eV. Rozładowywanie trwało 170 sekund. Przyrząd miał pole widzenia w kształcie wachlarza (10°×80°) i był umieszczony w dolnej półkuli statku, a kąt widzenia 80° zawierał się w płaszczyźnie zenitu. Jedyne użyteczne dane odebrano 7 października 1962, podczas trwania zaburzeń geomagnetycznych.

• Magnetometry typu fluxgate (masa 1,429 kg; zużycie energii 0,4 W, szybkość przesyłania danych 307 bps)

Trzy prostopadłe do siebie magnetometry mierzyły trzy składowe przestrzenne ziemskiego pola magnetycznego, w odległościach między 3 a 13 promieniami Ziemi. Umieszczone zostały na wysięgniku o długości 0,864 m. Jeden był odchylony o dwa stopnie od osi obrotu statku. Zakres pomiarowy każdego z magnetometrów, to -500 - +500 nT, z niepewnością digitalizacji 1 nT. Pomiar wykonywano przez 50 ms, co 327 ms. Co 115 sekund wykonywana była samokalibracja sensor za pomocą źródeł pola o znanej wartości. Przyrząd działał prawidłowo przez cały czas trwania misji.

• Przyrząd do badania promieniowania cząstek uwięzionych

Miał za zadanie zmierzyć absolutną intensywność elektronów i protonów uwięzionych w ziemskim polu magnetycznym, o energiach większych od 40 keV i 230 keV (dla elektronów), oraz 500 keV (dla protonów). Czujnik składał się z czterech liczników. Trzech kierunkowych liczników Geigera-Müllera typu Anton 213, o cienkich okienkach wejściowych i ustawionych prostopadle do osi obrotu statku. Czwarty, dookólny typu 302, zbierał dane do porównania z pomiarami uzyskanymi przez podobne urządzenia zainstalowane na wcześniejszych satelitach. Każdy z detektorów próbkowano co 10,24 sekundy, a zakumulowana liczba zliczeń była wysyłana co 76,8 s. Przyrząd pracował do 11 sierpnia 1963, gdy uszkodzeniu uległa modulacja sygnału telemetrii.

• Detektor promieniowania kosmicznego

Składał się z:

• podwójnego teleskopu z licznikiem scyntylacyjnym mierzącym protony w siedmiu zakresach energii (sześciu między 55 a 500 MeV i jednym powyżej 600 MeV)
• licznika scyntylacyjnego mierzącego protony o energiach między 1,4 a 22 MeV (w pięciu zakresach) i elektrony o energiach powyżej 150 keV
• teleskopu z licznikiem Geigera-Müllera do mierzenia protonów o energiach powyżej 30 MeV

Zestaw pomiarów był dokonywany co 6,3 minuty. Przyrząd pracował do 11 sierpnia 1963.

• Czujnik położenia Słońca
• Eksperyment elektrolitów
• Eksperyment badania degradacji ogniw słonecznych
• Detektor scyntylacyjny protonów i elektronów (masa 1,4 kg; zużycie energii 0,5 W, szybkość przesyłania danych 61 bps)

Mierzył kierunkowy przepływ i widma niskoenergetycznych protonów i elektronów uwięzionych w ziemskim polu magnetycznym. Elementem detekcyjnym było 5 mg sproszkowanego fosforu pokryte warstwą aluminium o grubości 100 nm. Dodatkowe absorbery zamontowano na 16 pozycyjnym obrotowym kole. Apertura instrumentu była ustawiona pod kątem 45° od osi obrotu statku. Dla każdego ustawienia koła z absorberami wykonywano 16 odczytów, tak więc każdy zestaw danych składał się z 256 ramek (jeden obrót koła trwał 80 sekund). Górny kraniec zakresu energii rejestrowanych protonów wynosił 10 MeV, a poszczególne dolne krańce to: 97, 125, 168, 295, 495, 970, i 1700 keV. Dolne krańce zakresów energii rejestrowanych elektronów: 15, 21, i 25 keV. Górny kraniec wynosił 100 keV. Pomiar elektronów funkcjonował przez cały czas działania satelity, protonów zaś ulegał powolnej degradacji i w połowie grudnia 1962 przestał funkcjonować.

Bibliografia

• Jonathan's Space Home Page (ang.)
• NSSDC Master Catalog (ang.)
• Space 40 (cz.)

Linki zewnętrzne

• Znaczki i stemple z satelitami serii Explorer (ang.)