Explorador 22

El Explorer 22 (conocido como S-66B pre-launch; también llamado BE-B o Beacon Explorer-B ) fue un pequeño satélite de investigación ionosférica de la NASA lanzado el 9 de octubre de 1964, parte del Programa Explorer de la NASA. Estaba equipado con una sonda electrostática, cuatro radiobalizas para investigación ionosférica, un reflector de seguimiento láser pasivo y dos radiobalizas para experimentos de navegación Doppler. Su objetivo era proporcionar mediciones geodésicas mejoradas de la Tierra , así como datos sobre el contenido total de electrones en la atmósfera terrestre y en las inmediaciones del satélite.

Construido en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins , ^[4] bajo la dirección del Centro de Vuelos Espaciales Goddard . ^[3] El Explorer 22 comenzó como "S-66B", el último de los cinco satélites en la primera etapa de exploración ionosférica de la NASA, y el primero de los cinco satélites geodésicos de la NASA. ^{[5] : 346} Su misión principal era "realizar mediciones ionosféricas a nivel mundial. El programa determinará el contenido total de electrones de una sección transversal vertical de la ionosfera ubicada entre el satélite y la Tierra. Lograr este objetivo ayudará a establecer el patrón de comportamiento de la ionosfera en función de la latitud, la hora del día, la estación y el ciclo solar". ^[3]

Con un peso de 52,6 kg (116 lb), el satélite era una nave espacial octogonal con un casco de nailon y fibra de vidrio en forma de panal , de 46 cm (18 pulgadas) de diámetro, 30 cm (12 pulgadas) de alto, con cuatro paneles solares de 25 cm (9,8 pulgadas) de ancho y 170 cm (67 pulgadas) de largo. ^[3]

Un magnetómetro de tres ejes y sensores solares proporcionaban información sobre la altitud y la velocidad de giro del satélite. ^[6] No había ninguna grabadora a bordo, por lo que los datos sólo se podían recibir cuando el satélite se encontraba dentro del alcance de una estación de telemetría terrestre . Los transmisores Doppler continuos funcionaban a 162 y 324 MHz para permitir un seguimiento preciso por parte de las estaciones de seguimiento de Transit para la navegación y los estudios geodésicos. ^[7] Otros cuatro transmisores funcionaban a 20, 40, 41 y 360 MHz para medir la densidad ionosférica. El último experimento del Explorer 22 fue un experimento de densidad electrónica diseñado para medir partículas cargadas en las inmediaciones del satélite. ^[3]

El Explorer 22 montó 360 reflectores de "esquina de cubo" de una pulgada hechos de sílice fundida , ^[3] de modo que el satélite pudiera ser rastreado a través de rayos láser emitidos desde estaciones móviles en Wallops Flight Facility (WFF). ^{[5] : 346  [8]}

El Explorer S-66 ya se había construido en marzo de 1963, cuando se inició una serie exhaustiva de pruebas ambientales para garantizar que el satélite pudiera soportar las duras condiciones del espacio. Se realizaron dos rondas de pruebas, en marzo-abril y julio-agosto de 1963. ^[3]

El primer satélite S-66A ( Explorer S-66 ) estaba previsto para su lanzamiento a finales de 1963. Sin embargo, debido a problemas con el Scout X-4 , ^[3] el vuelo se reprogramó para el año siguiente en un vehículo de lanzamiento Delta , desde el Complejo de Lanzamiento 17A de Cabo Cañaveral . ^[1] El 19 de marzo de 1964, el primer intento de este Explorer S-66 terminó en fracaso cuando la tercera etapa de su vehículo de lanzamiento Delta se quemó solo 22 segundos en lugar de los 40 segundos programados. Esta fue solo la segunda vez que el vehículo de lanzamiento Delta había fallado, y el incidente siguió a 22 éxitos anteriores. ^{[5] : 109}

Un segundo satélite S-66 (Explorer 22) fue lanzado, esta vez con éxito, a través de un cohete Scout X-4 a las 03:01 GMT , el 9 de octubre de 1964, desde la instalación de lanzamiento PALC-D en la Base Aérea Vandenberg . Una vez en el espacio, se lo conoció como Explorer 22. ^[1] Explorer 22 tenía una órbita casi polar, inclinada 79,70° respecto al ecuador , con un apogeo inicial de 1.081 km (672 mi) y un perigeo de 889 km (552 mi), y un período de 104,80 minutos. ^[3] El satélite fue inicialmente estabilizado por rotación, pero fue desestabilizado después de la erección de los paneles solares. Aproximadamente 48 horas después, el eje de simetría del satélite se orientó con el campo magnético local por medio de un imán de barra potente y varillas amortiguadoras. ^[9]

Durante las primeras 48 horas de vuelo, las temperaturas internas se encontraban en el límite de tolerancia del satélite. Por ello, los dos transmisores Doppler (162 MHz y 324 MHz) se mantuvieron apagados durante los periodos en los que la nave espacial estuvo 100% iluminada por el Sol . ^[3]

Se utilizaron dos sondas electrostáticas cilíndricas (tipos de sondas Langmuir ) para medir la densidad electrónica y la temperatura. Cada una consistía en un electrodo colector que se extendía desde el eje central de un anillo de protección cilíndrico. El anillo de protección se extendía 12,7 cm (5,0 pulgadas) desde la nave espacial, y la sonda se extendía 22,86 cm (9,00 pulgadas). Se barrió alternativamente un voltaje de diente de sierra de 2 Hz de -3 a +5 voltios a cada una de las sondas, y se midió por telemetría el perfil de corriente resultante hacia la sonda. A partir de este perfil, se pudo determinar la densidad electrónica, la temperatura y la masa iónica media. El experimento se realizó durante 22 segundos cada 3 minutos mientras se encontraba dentro del alcance de cualquiera de las 10 estaciones de telemetría. Este experimento se realizó nominalmente desde el lanzamiento hasta agosto de 1968, cuando se apagó. ^[10]

El experimento de láser óptico pasivo, que constaba de nueve paneles en la nave espacial, se utilizó para determinar el alcance y el ángulo de la nave espacial. Cada panel estaba cubierto con 40 prismas de cuarzo de esquinas cúbicas que proporcionaban capacidades de seguimiento láser para estudios de seguimiento óptico. El transmisor óptico terrestre era un láser rubí pulsado de 1 microsegundo . Un fotodetector determinaba si el rayo láser interrumpía la nave espacial. El experimento funcionó según lo planeado. ^[11]

Dos transmisores de onda continua coherentes y no modulados, que operan en frecuencias de 162 y 324 MHz, permitieron a la red Doppler de Tranet obtener datos para estudios de geodesia dinámica . Las frecuencias se generaron a partir de osciladores de cristal redundantes, duales y ultraestables que operan en una frecuencia de 3 MHz menos 80 ppm. El sistema funcionó según lo planeado. ^[12]

Una radiobaliza emitía una señal polarizada en un plano a 20,005 MHz, 40,010 MHz, 41,010 MHz y 360,090 MHz, todas ellas con armónicos de 1,00025 MHz. Las tres frecuencias más bajas sufrieron un número apreciable de rotaciones sobre el plano de polarización debido a la concentración de electrones. La frecuencia más alta no lo hizo. Se utilizaron varios métodos para analizar estas rotaciones y determinar el contenido total de electrones entre el satélite y un receptor terrestre. El instrumento falló en enero de 1970. ^[13]

El Explorer 22 supuso la mayor participación internacional hasta la fecha en una misión de la NASA: unos 50 grupos científicos en 32 países operaron más de 80 estaciones de seguimiento terrestre. ^{[5] : 346} La medición de distancias por láser (SLR) por satélite comenzó poco después de la estabilización magnética del satélite, durante los sobrevuelos diarios del satélite. Esto permitió realizar mediciones muy precisas de la órbita del Explorer 22, lo que hizo posible que las irregularidades de la forma y la densidad de la Tierra se mapearan con mayor precisión. ^[9]

En agosto de 1968, se interrumpió la adquisición de datos de los canales de telemetría del Explorer 22. En julio de 1969, el Centro de Vuelos Espaciales Goddard interrumpió el seguimiento y la producción de mapas mundiales , y la producción de mapas mundiales basada en elementos de órbita de NORAD fue asumida posteriormente por la Organización Europea de Investigación Espacial (ESRO). El satélite falló en febrero de 1970 y el sucesor del Explorer 22, el Explorer 27 , se encendió para continuar el experimento de baliza del satélite. ^[14]

• Explorador 27
• Programa Explorer

• Seguimiento y predicciones satelitales en tiempo real: Explorer 22 N2YO.com