Explorer 33

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Explorer 33

NSSDC ID 1966-058A
Missionsziel Erforschung der Magnetosphäre
Auftraggeber NASA
Aufbau
Trägerrakete Delta
Startmasse 212 kg
Verlauf der Mission
Startdatum 1. Juli 1966
Startrampe Cape Canaveral
Enddatum 21. September 1971
Explorer 33 (1966)

Explorer 33 (auch bekannt als AIMP 1, IMP-D und 02258) war der erste Versuch der USA einen Satelliten in die Mondumlaufbahn zu befördern. Dort sollte dieser zur Erforschung des Magnetfeldes, der plasma- und energetischen Partikeln im Umfeld des Mondes beitragen. Der Explorer 33 wurde am 1. Juli 1966 gestartet, konnte aber aufgrund eines Raketenfehlers nicht vom Gravitationsfeld des Mondes eingefangen werden und erreichte dadurch nur einen Erdorbit. Die Mission lieferte trotz alledem wertvolle Daten über den erdnahen Raum.[1][2]

Aufbau des Satelliten[Bearbeiten]

Neben den Standardsystemen zum Energie-, Thermalmanagement, der Kommunikation usw., wurde der Satellit wurde mit sieben Experimenten[3] ausgestattet. Die Satellitensysteme werden im Nachfolgenden kurz beschrieben.

Die Experimente[Bearbeiten]

  1. Experiment zur Messung von ionisierender Strahlung
  2. Experiment zur Messung thermischer Ionen und Elektronen
    • Sensor: Faraday-Becher
    • Das Experiment diente der Bestimmung der Anzahl, der Intensität und der Temperatur der vorkommenden Ionen und Elektronen.
  3. Experiment zur Messung energiegeladener Partikel
  4. Experiment zur Messung des Plasmaflusses im Weltraum
  5. Experiment zur Messung des magnetischen Feldes
  6. Experiment zur Messung des magnetischen Feldes
  7. Experiment zur Messung der Schäden an Solarzellen
    • Institution: Goddard Space Flight Center (GSFC)
    • Sensoren: 16 Solarzellen (1x2 cm) à 4 Gruppen, Thermistoren (Gewicht: 100 g)
    • Das Experiment untersuchte verschiedene Schutzbeschichtungen für Solarzellen und deren Leistungsverhalten über die Zeit. Hierfür wurden verschiedene Tests am Boden durchgeführt, um diese mit den Messungen im Orbit vergleichen zu können.

Der Satellitenbus[Bearbeiten]

Das Hauptaugenmerk bei der Satellitenentwicklung galt den Umweltbedingungen beim Start (Vibrationen), der Inbetriebnahme (Beschleunigung und Entschleunigung auf Spin-Drehzahl, Ausklappen der Solarzellen und Magnetometer) und beim Betrieb der Experimente. Im nachfolgenden weitere Angaben zum Satellitenbus bzw. dem Satelliten: [3]

  • Struktur: Der AIMP war modular aufgebaut in Bezug zur Integration der Experimente. Es wurden die Materialien Aluminium, Magnesium, Nylon, POM und Fiberglas aufgrund von Gewichtseinsparungen und der nicht-magnetisierbaren Eigenschaft verwendet. Das Strukturgewicht entsprach 15 % des Startgewichtes.
  • Thermalkontrollsystem: Passive Temperaturregulierung mittels entsprechender Oberflächenbeschichtungen, Isolierungen und Auswahl geeigneter Materialien.
  • Bahn- und Lageregelung: Ablauf der Spinstabilisierung – die dritte Oberstufe beschleunigt die Nutzlast, nach erfolgtem ausbrennen der zweiten Oberstufe, auf 150 1/min und führte danach die dritte Beschleunigungsphase (Einschuss in den Transferorbit zum Mond) aus. Nach dem die dritte Oberstufe ausbrannte wurde die Drehzahl auf 100 1/min reduziert und erreichte nach dem Ausklappen der Solarzellen und der Magnetometer ungefähr 27 1/min.
  • Antriebssystem: Feststofftriebwerk mit APCP als Treibstoff das einen spezifischen Impuls (im Vakuum) von 275 s lieferte.
  • Energieversorgung: Vier Solarpanels mit einem entsprechenden Batterie- und Lade-/Entladeregulierungssystem. Der DC/DC-Konverter stellte Spannungen von 12, 20 und 28 V zur Verfügung. Die Solarzellen lieferten maximal 66 W, wobei ein Verbrauch von maximal 52 W auftrat.
  • Telemetrie und Datensystem: Verschiedene Kodierer für die Experimente und Instrumente, Transmitter und Antennensystem.

Erkenntnisse[Bearbeiten]

Durch die GSFC Magnetometer konnten die Erkenntnisse, aus der Explorer 18 (IMP-1, IMP-A) Mission, durch Explorer 33 bestätigt werden. Explorer 18 vermaß die Vektoren des Erdmagnetfeldes zwischen 7-30 Erdradien. Aus den Messungen konnte die Verformung der Magnetosphäre aufgrund des Sonnenwindes bestimmt werden. Die Messungen zeigten bei 30 Erdradien (sonnenabgewandter Seite) eine parallele Ausrichtung des Magnetfeldes zur Sonne-Erde-Linie (eine Art „Magnetfeldschweif“). Dies wurde auch schon durch Explorer 10 und 14 identifiziert. Auf der sonnenzugewandten Seite wurden eine Schockfront bei der Magnetosphäre und das interplanetare Magnetfeld identifiziert. Explorer 33 konnte diese Daten bestätigen, u.a. das der Magnetfeldschweif auch noch bei 80 Erdradien (~510.000 km, große Halbachse des Mondes: 384.400 km) vorhanden ist.[4][5]

Die Sonde konnte neben der Vermessung der Magnetosphäre auch Daten bzgl. den vorkommenden Protonen, des solaren Plasmas, etc. aufzeichnen und dadurch die Erkenntnisse zu den erdnahen Umweltbedingungen erweitern.[6]

Anmerkung[Bearbeiten]

Unterschiede in der Orbitparameterangabe von Seiten der NASA[7] zu anderen Quellen[8] können in der Variation dieser aufgrund von Bahnstörungen von Seiten des Mondes gesehen werden. Diese Störungen führten dazu, dass das Perigäum zwischen 32.000-200.000 km, das Apogäum zwischen 400.000-600.000 km und die Inklination zwischen 5-50° schwankten.[3] Die Unterschiede der Massenangabe von 212 kg[2] und 57,1 kg[8] konnten noch nicht identifiziert werden, wobei die Vermutung nahe liegt, dass die eine Angabe die Treibstoffmassen berücksichtigt. Auch existieren Unterschiede bei der Angabe des aufgetretenen Fehlers der Raketenstufe (2. oder 3. Stufe), so dass ein Einfangen durch das Mondgravitationsfeld nicht erfolgen konnte. Da keine exakte Angabe vorhanden ist, mit welcher Delta-Rakete Explorer 33 gestartet wurde (Explorer 29 mit einer Delta-E) ist eine Aussage diesbezüglich nicht möglich.

Der AMIP-D (Anchored Interplanetary Monitoring Platform) sollte ursprünglich einen Mondorbit mit den Parametern: Lunar-Apogäum von 6.440 km, Lunar-Perigäum von 1.288 km und eine Lunar-Inklination von 175° erreichen.[9]

Weblinks[Bearbeiten]

  • Encyclopedia Astronautica: IMP (englisch)

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Explorer 33. NASA, abgerufen am 30. Juli 2011 (HTML, englisch).
  2. a b Explorer 33. NASA, abgerufen am 30. Juli 2011 (PDF, englisch).
  3. a b c Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatAIMP (IM_P-D) – Technical Summary Description. NASA, März 1967, abgerufen am 30. Juli 2011 (PDF; 4,5 MB, englisch).
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatNess, Norman F.: The Earth´s Magnetic Tail. NASA, Dezember 1964, abgerufen am 6. August 2011 (PDF; 2,0 MB, englisch).
  5. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatNess, Norman F.; et al.: Observation oft he Earth´s Magnetic Tail and Neutral Sheet at 510,000 km by Explorer 33. NASA, November 1966, abgerufen am 6. August 2011 (PDF; 694 kB, englisch).
  6. NASA: Siehe NASA Publikationen zu „Explorer 33“. Abgerufen am 6. August 2011 (HTML, englisch).
  7. Explorer 33 - Trajectory Details. NASA, abgerufen am 30. Juli 2011 (HTML, englisch).
  8. a b Ness, N. F.; et. all: Observations of the Earth´s Magnetic Tail and Neutral Sheet at 510,000 Kilometers by Explorer 33. Journal of Geophysical Research, 1. Februar 1967, abgerufen am 30. Juli 2011 (PDF; 3,2 MB, englisch).
  9. Science and Technology Division, Library Congress: Astronautics and Aeronautics 1966 – Chronology on Science, Technology and Policy. NASA, 1967, abgerufen am 6. August 2011 (PDF; 13,9 MB, englisch).