Explorador 14

Explorer 14 , también llamada EPE-B o Energetic Particles Explorer-B , fue una nave espacial de la NASA instrumentada para medir partículas de rayos cósmicos, partículas atrapadas, protones del viento solar y campos magnéticos magnetosféricos e interplanetarios . Fue la segunda de la serie de naves espaciales S-3, que también incluía a Explorer 12, 14, 15 y 26. ^{[1] [2]} Fue lanzada el 2 de octubre de 1962, a bordo de un vehículo de lanzamiento Thor-Delta . ^[2]

La nave espacial pesaba 40 kg (88 lb). Explorer 14 era una nave espacial estabilizada por rotación, alimentada por células solares y equipada con instrumentos para medir partículas de rayos cósmicos, partículas atrapadas, protones del viento solar y campos magnéticos magnetosféricos e interplanetarios. ^[2]

El Explorer 14 fue diseñado para estudiar la física espacial , por lo que tenía una multitud de instrumentos, incluyendo un detector de rayos cósmicos, un atrapador de partículas y un magnetómetro . Su instrumentación incluía 10 sistemas de detección de partículas para la medición de protones y electrones y su relación con los campos magnéticos , un experimento de daño a células solares , un sensor de aspecto óptico y un transmisor. Se utilizó un telémetro multiplexado por división de tiempo PFM/PM de 16 canales . El tiempo necesario para muestrear los 16 canales (un período de trama) fue de 0,324 segundos. La mitad de los canales se utilizaron para transmitir información digital de ocho niveles, y los otros canales se utilizaron para información analógica. Durante el procesamiento terrestre de los datos telemétricos, la información analógica se digitalizó con una precisión de 1/100 de la escala completa. Un canal analógico fue subconmutado en un patrón de 16 cuadros de longitud y se utilizó para telemetría de temperaturas de la nave espacial, voltajes del sistema de energía, corrientes, etc. Un sensor de aspecto solar digital midió el período y fase de giro, digitalizado a 0,041 segundos, y el ángulo entre el eje de giro y la dirección del Sol a intervalos de aproximadamente 3°. ^[2] Se registraron buenos datos durante el 85% de la misión. ^[2]

Se realizaron ocho experimentos en el Explorer 14 durante su misión: ^[3]

• Rayos cósmicos
• Experimento con temporizador electrolítico
• Magnetómetros de compuerta de flujo
• Analizador de protones
• Detector de centelleo de protones y electrones
• Sensor de orientación solar
• Experimento sobre daño a células solares
• Radiación de partículas atrapadas

La instrumentación para el experimento de rayos cósmicos consistió en (1) un contratelescopio de centelleo doble que medía protones de 55 a 500 MeV en seis intervalos de energía y protones por encima de 600 MeV, (2) un centelleador único que medía protones de 1,4 a 22 MeV en cinco umbrales de energía y electrones por encima de 150 keV, y (3) un contratelescopio Geiger-Müller que medía flujos de protones por encima de 30 MeV. Se realizó un conjunto completo de mediciones cada 6,3 minutos. El experimento funcionó durante toda la vida útil de la nave espacial. ^[4]

Este experimento fue diseñado para medir la magnitud y dirección del campo magnético de la Tierra entre 3 y 13 radios terrestres. Consistía en tres magnetómetros de compuerta de flujo ortogonales montados en el extremo de un brazo de 86,4 cm (34,0 pulgadas). El eje de un magnetómetro estaba a 2° del eje de giro de la nave espacial. Cada uno de los tres sensores tenía un rango de -500 a +500 nT con una sensibilidad de 1 nT. Los tres componentes del campo magnético se midieron en un período de tiempo de 50 ms una vez cada 327 ms. Un sistema de calibración en vuelo aplicó un campo magnético conocido a cada sensor por turno una vez cada 115 segundos. ^[5]

Este experimento fue diseñado para detectar y estudiar el componente de iones positivos del plasma solar. El instrumento consistía en un analizador electrostático cuadrisférico. Durante cada escaneo de energía, el voltaje aplicado a través de las placas del analizador disminuía logarítmicamente de modo que el instrumento cubriera continuamente el rango de energía desde 18.000 hasta 200 eV por unidad de carga. Esto tomó 170 segundos. El instrumento tenía una aceptación angular en forma de abanico para iones positivos de 10° por 80° (ancho completo a la mitad del máximo). El instrumento estaba ubicado en el hemisferio inferior de la nave espacial con el ángulo de visión de 80° contenido en un plano meridiano de la nave espacial. Los únicos datos útiles se obtuvieron durante la perturbación geomagnética del 7 de octubre de 1962. ^[6]

Este experimento fue diseñado para medir los flujos direccionales y los espectros de protones y electrones atrapados y aurorales de baja energía. Empleó un centelleador de fósforo en polvo de 5 mg de espesor cubierto con un revestimiento de aluminio de 1000 A. Se insertaron absorbentes adicionales en la abertura del detector mediante una rueda escalonada de 16 posiciones. La abertura estaba orientada a 45° con respecto al eje de giro. Debido a la delgadez y al tipo de fósforo, el detector en modo de pulso respondería solo a iones de baja energía y, por lo tanto, esencialmente medía el flujo de protones que penetraban en los absorbentes y se detenían en el fósforo. Tanto la tasa de conteo de pulsos como la corriente del fototubo se telemetían una vez por período de fotograma. Se telemetían dieciséis lecturas en cada posición de la rueda y, por lo tanto, se obtenía un conjunto completo de datos cada 256 fotogramas (una revolución de la rueda = 80 segundos). Se midieron protones en siete rangos de energía. El límite de alta energía era de unos 10 MeV para todos los rangos, y los límites de baja energía eran 97, 125, 168, 295, 495, 970 y 1700 keV. Los flujos de energía de los electrones en tres rangos se midieron por separado utilizando geometría de dispersión, absorbedores y la corriente del fototubo. Los límites de baja energía eran 13, 21 y 25 keV, y el límite de alta energía era de unos 100 keV para los tres rangos. Las mediciones de electrones funcionaron durante toda la vida del satélite. El canal de protones lentamente se volvió intermitente y a mediados de diciembre de 1962 estaba inoperativo. Debido a la conificación de la nave espacial, era difícil obtener las intensidades direccionales. ^[7]

El experimento fue diseñado para obtener valores definitivos por separado de las intensidades absolutas de electrones atrapados geomagnéticamente (E>40 keV y E>230 keV) y protones (E>500 keV) particularmente en la zona exterior. El experimento utilizó una matriz de tres contadores Geiger-Müller direccionales de ventana delgada tipo Anton 213. Los detectores estaban orientados perpendicularmente al eje de giro de la nave espacial. (La nave espacial tuvo un período de giro inicial de aproximadamente 6 segundos el 24 de enero de 1963). El experimento también fue diseñado para estudiar los fenómenos físicos cerca del límite de la magnetosfera . Se utilizó un detector Geiger-Müller omnidireccional 302 para recopilar datos para compararlos con las mediciones obtenidas con los detectores Geiger-Müller tipo 302 en satélites anteriores. Cada detector fue muestreado durante 10,24 segundos y los conteos acumulados se transmitieron de forma redundante cada 76,8 segundos. El experimento de partículas atrapadas funcionó satisfactoriamente hasta el 11 de agosto de 1963, cuando cesó la modulación de la señal de telemetría. ^[8]

La nave espacial funcionó bien, excepto durante el período del 10 al 24 de enero de 1963 y después del 11 de agosto de 1963, cuando el codificador falló y terminó la transmisión de datos utilizables. Se registraron buenos datos durante aproximadamente el 85% de la vida útil activa de la nave espacial. La nave espacial estuvo en cono (ángulo medio máximo de 37°) hasta el 10 de enero de 1963. Después del 24 de enero de 1963, se estabilizó su giro a una velocidad de 10 rpm . Esta velocidad disminuyó lentamente a 1 rpm el 8 de julio de 1963. Inicialmente, la hora local del apogeo era las 07:00 horas.

• Explorador 12
• Explorador 15
• Explorador 26
• Programa explorador

• Recopilación de datos del NSSDC Explorer-14