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El Explorer 10 (también conocido como Explorer X o P14 ) fue un satélite de la NASA que investigó el campo magnético de la Tierra y el plasma cercano . Lanzado el 25 de marzo de 1961, fue una de las primeras misiones del programa Explorer y fue el primer satélite en medir la "onda de choque" generada por una llamarada solar . [3]
El objetivo era investigar el campo magnético y el plasma a medida que la nave espacial pasaba por la magnetosfera de la Tierra y entraba en el espacio cislunar . El satélite fue lanzado a una órbita altamente elíptica y se estabilizó su giro con un período de giro de 0,548 segundos. La dirección de su vector de giro era de 71° de ascensión recta y −15° de declinación . [3]
Explorer 10 era una nave espacial cilíndrica alimentada por baterías, equipada con dos magnetómetros de compuerta de flujo y un magnetómetro de vapor de rubidio que se extendían desde el cuerpo principal de la nave espacial, y una sonda de plasma de copa de Faraday . Los magnetómetros fueron producidos por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard , y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) proporcionó la sonda de plasma. [3]
Este experimento consistió en una copa Faraday con cuatro rejillas y un colector diseñado para proporcionar datos sobre la densidad del plasma solar y la magnitud y dirección de su movimiento en masa. Los protones se midieron en los siguientes rangos de energía: 0 a 5, 0 a 20, 0 a 80, 0 a 250, 0 a 800 y 0 a 2300 eV . El experimento se montó en la nave espacial de modo que el eje de simetría de la sonda de plasma fuera perpendicular al eje de giro de la nave espacial. La copa Faraday tuvo su respuesta máxima a las partículas incidentes a 0° con respecto a su eje de simetría . La respuesta cayó rápidamente hasta que el instrumento tuvo una respuesta cero a las partículas que ingresaban a 63° y más con respecto a su normal. El área efectiva de recolección para la incidencia normal fue de 28 cm2 . El instrumento tenía dos salidas: un componente de CC relacionado con los efectos fotoeléctricos y el flujo de plasma, y un componente de CA relacionado solo con el flujo de plasma. El cambio en la frecuencia del componente de salida de CA se codificó para que fuera proporcional al flujo de plasma. El límite superior de energía de las partículas de plasma que generan el componente de CA se determinó mediante el valor de un voltaje retardador positivo aplicado a una de las rejillas. Este "voltaje de modulación" tenía seis valores posibles, de 5 a 2300 eV, y también podía establecerse en 0. Durante cada secuencia de telemetría de 148 segundos, la sonda de plasma utilizó 5 segundos. Estos intervalos de 5 segundos, subconmutados por un programa de intervalos, se utilizaron para transmitir secuencialmente una señal de marcador, la salida de CC del instrumento y la salida de CA del experimento en uno de los seis voltajes de modulación. De este modo, una secuencia completa de la sonda de plasma, que consta de ocho ciclos de telemetría, duró 19 minutos y 44 segundos. No se proporcionó ninguna calibración en vuelo ni se realizó ningún procesamiento a bordo. Debido a la vida útil limitada de la batería de la nave espacial, solo se adquirieron 52 horas de datos. [4]
Se diseñó un instrumento de gas dual de vapor alcalino de rubidio y dos magnetómetros fluxgate monaxiales para obtener mediciones del campo magnético vectorial de los tres componentes del campo a lo largo de una trayectoria de radios terrestres de 1,8 a 42,6 que atravesaba el campo geomagnético y se extendía hacia el medio interplanetario. Los magnetómetros fluxgate se orientaron en un ángulo de 57° 45' con respecto al eje de giro del satélite y se colocaron en los extremos de brazos de 79 cm (31 pulgadas) para reducir a menos de 1 nT la posibilidad de contaminación del campo magnético de la nave espacial. Los datos se transmitieron a las estaciones terrestres en períodos de 126 segundos desde el magnetómetro de rubidio y 3 segundos para cada uno de los magnetómetros fluxgate, en secuencia con las otras transmisiones del experimento. El rendimiento fue excelente y se obtuvieron datos durante 52 horas. Sin embargo, durante el lanzamiento, la desgasificación provocó la deposición de una película sobre la esfera que contenía el magnetómetro de vapor de rubidio. Esto aumentó la capacidad de absorción de la superficie y elevó la temperatura del magnetómetro de vapor de rubidio a 60 °C después de 2 horas de exposición a la luz solar, lo que interrumpió el funcionamiento continuo del magnetómetro a 18 radios terrestres. El funcionamiento intermitente se produjo durante las siguientes 6 horas y esto permitió la calibración vectorial en vuelo de los magnetómetros de compuerta de flujo en campos débiles. [5]
El sensor de aspecto óptico constaba de un sensor Sol - Luna - Tierra y la electrónica asociada. La parte Tierra-Luna del sensor constaba de un campo de visión en abanico, de 3° de ancho y 120° de largo, que recorría el cielo a medida que la sonda rotaba en el espacio. La aparición de la Luna o la Tierra en el campo de visión del sensor provocaba un cambio brusco en la frecuencia de la subportadora. La parte del Sol del sensor constaba de una rendija codificada digitalmente de 2° de ancho y 100° de largo. La aparición del Sol en el campo de visión de la rendija provocaba una frecuencia discreta en la subportadora que correspondía a la posición del Sol en el campo de visión. [6]
Debido a la vida limitada de las baterías de la nave espacial, los únicos datos útiles se transmitieron en tiempo real durante 52 horas en la parte ascendente de la primera órbita. La distancia desde la Tierra cuando se transmitió el último bit de información útil era de 42,3 radios terrestres, y la hora local en ese momento era las 22:00 horas. Todas las transmisiones cesaron varias horas después. [3]
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