Magsat ( Magnetic field Satellite , Applications Explorer Mission-C o AEM-C o Explorer 61 ) fue una nave espacial de la NASA / USGS (United States Geological Survey), lanzada el 30 de octubre de 1979. La misión era mapear el campo magnético de la Tierra , el satélite tenía dos magnetómetros . Los magnetómetros escalares ( vapor de cesio ) y vectoriales le dieron a Magsat una capacidad más allá de la de cualquier nave espacial anterior. Extendidos por un brazo telescópico, los magnetómetros estaban distanciados del campo magnético creado por el satélite y su electrónica . El satélite llevaba dos magnetómetros, un magnetómetro fluxgate de tres ejes para determinar la fuerza y dirección de los campos magnéticos, y un magnetómetro de iones-vapor/vector para determinar el campo magnético causado por el propio magnetómetro vectorial. [2] Magsat es considerado uno de los satélites científicos/en órbita terrestre más importantes lanzados; los datos que acumuló todavía se están utilizando, particularmente para vincular nuevos datos satelitales con observaciones pasadas.
El proyecto Magsat fue un esfuerzo conjunto de la NASA y el USGS para medir los campos magnéticos cercanos a la Tierra a nivel global. Los objetivos incluían obtener una descripción precisa del campo magnético de la Tierra, obtener datos para su uso en la actualización y el refinamiento de los mapas magnéticos mundiales y regionales, la compilación de un mapa global de anomalías magnéticas de la corteza terrestre y la interpretación de ese mapa en términos de modelos geológicos/geofísicos de la corteza terrestre . [3]
El Explorer 61 fue lanzado a una órbita baja, casi polar, por el vehículo Scout. La nave espacial básica estaba formada por dos partes distintas: el módulo de instrumentos que contenía un magnetómetro vectorial y uno escalar y su equipo de soporte único; y el módulo base que contenía los subsistemas necesarios de manejo de datos, energía, comunicaciones, comando y control de actitud para soportar el módulo de instrumentos. El módulo base completo con sus subsistemas estaba compuesto por hardware residual del Satélite Astronómico Pequeño (SAS-C). Los magnetómetros fueron desplegados después del lanzamiento a una posición de 6 m (20 pies) detrás de la nave espacial. A esta distancia, la influencia de los materiales magnéticos del instrumento y el módulo base (principalmente de las cámaras estelares) era inferior a 1 mT . Se obtuvieron dieciséis mediciones completas del campo magnético vectorial y ocho mediciones escalares cada segundo. [3]
El 30 de octubre de 1979, el Magsat fue lanzado desde la plataforma SLC-5 en la Base Aérea Vandenberg en California en un Scout G-1 rumbo 96,80° en una órbita desde el anochecer hasta el amanecer. [4] [5] La nave espacial fue colocada en una órbita con un perigeo de 351,90 km (218,66 mi) y un apogeo de 578,40 km (359,40 mi). [1] Después de alcanzar la órbita, su brazo telescópico se extendió hacia afuera 6 m (20 pies). Se utilizaron dos cámaras estelares para definir la posición de la nave espacial en relación con la Tierra. La órbita permitió al satélite mapear la mayoría de las superficies de la Tierra, excepto los polos geográficos. [3]
Tras el lanzamiento, la carga útil se situó en una órbita de 96,80° orientada hacia el Sol mientras la Tierra giraba por debajo. Se mantuvo en una órbita cercana a la Tierra, con magnetómetros vectoriales capaces de detectar campos magnéticos más cercanos a la superficie terrestre. Los datos recopilados por este satélite permitieron realizar un mapeo tridimensional del interior magnético de la Tierra como nunca antes se había visto. En combinación con un satélite posterior, Ørsted , ha sido un componente esencial para explicar el estado actual de declive del campo magnético de la Tierra. [6] [7]
Según un informe de la Universidad Johns Hopkins / Laboratorio de Física Aplicada (JHU/APL), [8] y documentación de archivo de la NASA (Johns Hopkins APL Technical Digest, julio-septiembre de 1980, vol. 1, n.º 3), [9] la nave espacial Magsat utilizó dos microprocesadores RCA 1802 que funcionaban a una velocidad de reloj de 2 MHz en una configuración redundante. Una memoria almacenada de 2,8 kilobytes en PROM con 1 kilobyte de memoria de acceso aleatorio (RAM) proporcionó el programa y el espacio de trabajo para el microprocesador. También se utilizaron otros chips de circuitos integrados de la familia de circuitos CDP 1800, incluido el circuito de interfaz CDP 1852 y la RAM CDP 1822 1K x 1, así como PROM Harris CMOS 6611A.
Se consideraron tres familias de circuitos para el diseño del sistema informático: dos familias NMOS (los microprocesadores Motorola 6800 e Intel 8080 ) y el microprocesador RCA CDP1802 CMOS. El RCA 1802 se eligió en función de varios criterios, entre ellos, la tecnología CMOS 1802, que es dos órdenes de magnitud más eficiente en términos de consumo de energía en comparación con los microprocesadores NMOS , la compatibilidad con la fuente de alimentación existente del satélite y los requisitos de bajo consumo de energía de los CMOS, el endurecimiento de la radiación del 1802 y la falta de éste en el 6800 y el 8080, y otras funciones y características basadas en el 1802. El software para el proyecto se desarrolló con un ensamblador cruzado 1802 generado internamente por APL que se ejecuta en computadoras centrales IBM 360/370 .
El magnetómetro escalar tenía dos cabezales sensores de vapor de cesio de doble celda cuya frecuencia de salida era proporcional al campo magnético total. Con esta configuración de sensor, solo existían dos pequeñas zonas muertas en forma de diamante. Estas se encontraban a lo largo de la normal de la órbita (la dirección Este-Oeste) para la órbita y la actitud elegidas para esta misión y una dirección en la que el campo magnético nunca estaba orientado. La precisión básica del magnetómetro escalar era del orden de 0,5 nT. Un sistema de conteo de períodos convertía la frecuencia de salida del magnetómetro en una palabra digital aceptable para el sistema de telemetría de la nave espacial. Estos datos digitales tenían una resolución y precisión de entre 0,5 y 1,0 nT en el rango de 1,5E4 a 6,4E4 nT. La mayor parte del tiempo, el ruido en la nave espacial hacía que solo funcionara un sensor a la vez. Se obtuvieron ocho mediciones totales de la intensidad del campo magnético cada segundo. [10]
El magnetómetro vectorial constaba de tres elementos de detección de compuertas de flujo alineados a lo largo de ejes ortogonales. La salida de cada sensor vectorial se convertía en una palabra digital mediante un convertidor analógico a digital. Las salidas de todos estos ejes se muestreaban esencialmente al mismo tiempo. Se midieron dieciséis vectores por segundo. Cada medición vectorial tenía una resolución mejor que 1 nT y una precisión absoluta mejor que 6 nT rms cuando se hacía referencia a un sistema de coordenadas geocéntricas. El rango de medición era de ± 6,4E4 nT. [11]
El Magsat no estuvo exento de problemas. Uno de los mayores es que el movimiento de un objeto metálico tiende a crear un campo magnético. Un estudio posterior a la misión encontró una respuesta no lineal del magnetómetro cuando se exponía a campos superiores a 5000 mT. El campo aplicado tenía que ser transversal al eje del magnetómetro. [12] El diseño se mejoró creando un relé de retroalimentación sobre un diseño esférico. [13] Este fue el diseño utilizado en naves espaciales posteriores, como el satélite Ørsted. Esta configuración del magnetómetro también se utilizó más tarde en el magnetómetro del orbitador de Júpiter Juno , que llegó al planeta Júpiter en la década de 2010. [14]
El satélite se desintegró de su órbita el 11 de junio de 1980. [15] [3]
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