El Vehículo Orbital u OV , originariamente denominado SATAR (SAtellite - Atmospheric Research), comprendía cinco series dispares de satélites estadounidenses estandarizados explotados por la Fuerza Aérea de los EE.UU. , lanzados entre 1965 y 1971. Se construyeron cuarenta y siete satélites, de los cuales cuarenta y tres fueron lanzados y treinta. siete alcanzaron la órbita . Con excepción de las series OV3 y OV4-3 , se lanzaron como cargas útiles secundarias, utilizando el exceso de espacio en otras misiones. Esto resultó en costos de lanzamiento extremadamente bajos y tiempos cortos de propuesta a órbita. Normalmente, los satélites OV llevaban a cabo experimentos científicos y/o tecnológicos, y 184 fueron puestos en órbita con éxito durante la vida útil del programa.
La primera serie OV, denominada OV1, fue construida por General Dynamics y realizó pruebas de misiles suborbitales Atlas ; Posteriormente, los satélites se colocaron en órbita mediante un motor de patada Altair-2 . Los satélites OV2 construidos por Northrop se construyeron utilizando piezas sobrantes tras la cancelación del satélite de pruebas ambientales de investigación avanzada; tres naves espaciales OV2 volaron en vuelos de prueba Titan IIIC . Space General construyó los satélites OV3, la única serie que se lanza en cohetes dedicados; seis se lanzaron en cohetes Scout-B entre 1966 y 1967. Los satélites OV4 se lanzaron como parte de un vuelo de prueba para el Laboratorio de Orbitación Tripulada (MOL), y dos satélites realizaron un experimento de comunicaciones, mientras que un tercero, OV4-3, fue el principal. carga útil, una maqueta repetitiva de la estación espacial MOL. Se construyeron dos satélites OV4 más, duplicados de los dos primeros, pero no se lanzaron. Los satélites OV5 se lanzaron como carga útil secundaria en cohetes Titan IIIC como parte del programa de satélites de investigación ambiental .
El programa OV se eliminó gradualmente a fines de la década de 1960, y el último de la serie (un OV1) voló en 1971. Fue sucedido por el Programa de Prueba Espacial , que se centró en satélites personalizados con cargas útiles específicas en lugar de estandarizadas.
El programa de satélites del Vehículo Orbital surgió de una iniciativa de la Fuerza Aérea de los EE. UU., iniciada a principios de la década de 1960, para reducir los gastos de la investigación espacial. A través de esta iniciativa, los satélites se estandarizarían para mejorar la confiabilidad y la rentabilidad y, cuando sea posible, volarían en vehículos de prueba o irían acompañados de otros satélites. En 1961, la Oficina de Investigación Aeroespacial (OAR) de la Fuerza Aérea creó el Programa de Apoyo a la Investigación Aeroespacial (ARSP) para solicitar propuestas de investigación de satélites y elegir experimentos de misión. La Organización de Misiles y Espacio de la USAF creó su propio análogo del ARSP llamado Programa de Apoyo a Experimentos Espaciales (SESP), que patrocinó una mayor proporción de experimentos tecnológicos que el ARSP. [1] : 417 Bajo los auspicios de estas agencias se desarrollaron cinco series OV distintas de satélites estandarizados. [1] : 425
La serie OV1 fue una evolución de los "Scientific Passenger Pods" (SPP) de 2,7 m, que, a partir del 2 de octubre de 1961, viajaron a cuestas en las pruebas de misiles suborbitales Atlas y realizaron experimentos científicos durante su corto tiempo en el espacio. General Dynamics recibió un contrato de 2 millones de dólares el 13 de septiembre de 1963 para construir una nueva versión del SPP (llamada Atlas Retained Structure (ARS)) que transportaría un satélite en órbita automática. Una vez que el misil Atlas y el ARS alcanzaran su apogeo, el satélite en su interior se desplegaría y se pondría en órbita. Además del SPP orbital, General Dynamics crearía seis de estos satélites, cada uno de los cuales tendría 3,66 m (12,0 pies) de largo y un diámetro de 0,762 m (2 pies 6,0 pulgadas), capaces de transportar 136 kg (300 lb) carga útil en una órbita circular de 805 km (500 millas).
Apodado "Satélite para la Investigación Aeroespacial" (SATAR), la serie de satélites originalmente iba a ser lanzada desde el Campo de Pruebas del Este en misiones Atlas que prueban ojivas experimentales del Sistema Avanzado de Reentrada Balística (ABRES). Sin embargo, en 1964, la Fuerza Aérea transfirió los lanzamientos ABRES al campo de pruebas occidental, lo que provocó un retraso de un año en el programa. Además, debido a que los lanzamientos de WTR se realizarían en órbita polar a diferencia de las órbitas de baja inclinación típicas de los lanzamientos de ETR, se podría poner en órbita menos masa usando el mismo empuje, y la masa de los satélites SATAR tuvo que reducirse. [1] : 417
El satélite OV1 estándar, de 1,387 m (4 pies 6,6 pulgadas) de largo y 0,69 m (2 pies 3 pulgadas) de diámetro, consistía en una carcasa experimental cilíndrica cubierta con conos aplanados en ambos extremos [2] que contenía 5000 células solares que producían 22 vatios. de poder. Dos antenas de 0,46 m (1 pie 6 pulgadas) para transmitir telemetría y recibir comandos se extendían desde los lados de la nave espacial. 12 propulsores de peróxido de hidrógeno presurizados con helio proporcionaron control de actitud. A partir de OV1-7 , las células solares eran planas en lugar de redondeadas, y los satélites llevaban el sistema de actitud Vertistat que utilizaba un sensor solar para determinar la orientación de la nave espacial con respecto al Sol. [1] : 418–429 OV1-13 y OV1-14 fueron los primeros de la serie OV1 en utilizar telemetría digital con modulación de código de impulsos , que permitía la devolución de datos cada vez más precisos de los satélites. [3]
En última instancia, sólo el primero de los SATAR ( OV1-1 , llamado Vehículo de Investigación Atmosférica (ARV) en ese momento) [4] : 24 alguna vez voló a cuestas en una misión ABRES. El resto voló en antiguos propulsores ICBM Atlas D y F adquiridos específicamente por la OAR para la serie OV1 (excepto el OV1-6 , que voló en el vuelo de prueba del Laboratorio Orbital Tripulado el 2 de noviembre de 1966). [1] : 418–422 Normalmente, los satélites se montaban en el cono de la nariz del cohete de lanzamiento; OV1-1, OV1-3 y OV1-86 estaban montados lateralmente. Un módulo de propulsión desechable con un motor de propulsor sólido Altair 2 proporcionó el empuje para la inserción orbital final.
La combinación OV1/Atlas era económica para la época, costando sólo 1,25 millones de dólares por lanzamiento (4545 dólares por 1 kg (2,2 lb) de carga útil). El formato estandarizado también permitió un rápido período desde la propuesta del experimento hasta el lanzamiento de solo quince meses. [1] : 418 El programa fue dirigido por el teniente coronel Clyde Northcott, Jr. [5]
Los datos de la cámara de ionización equivalente de tejido del OV1-4 , en comparación con un instrumento similar orbitado en Gemini 4 , determinaron la dosis de radiación que recibirían los astronautas de Gemini que viajaban a la altitud del OV1-4 (~950 km (590 mi)): 4 rads por día. en una órbita de inclinación de 30° o 1,5 rads por día en una órbita de inclinación (polar) de 90°. [6]
A finales de mayo de 1967, durante un período de alta actividad solar y magnética, OV1-9 arrojó la primera evidencia del campo eléctrico de la Tierra, largamente teorizado pero nunca medido. El satélite detectó una corriente de protones que fluía desde la atmósfera hacia el espacio y se movía a más de 60.000 km (37.000 millas) por segundo. OV1-9 también estudió la variación de los flujos de protones en el cinturón exterior de Van Allen durante ese mismo período, determinando que los flujos fueron diez veces mayores cuatro días después de la máxima actividad solar de mayo que antes de la llamarada; Los flujos tardaron diez días en volver a niveles normales. [7] El espectrómetro de rayos X en el OV1-10 lanzado conjuntamente arrojó el conjunto más completo de observaciones de rayos X solares hasta la fecha. Estos datos permitieron a los científicos determinar la densidad relativa del neón al magnesio en la corona solar mediante observación directa en lugar de utilizar modelos matemáticos complicados. Se encontró que la proporción de neón a magnesio era de 1,47 a 1 (+/- 0,38). [8]
OV1-13, lanzado el 6 de abril de 1968, midió aumentos en la energía y la intensidad de los electrones durante una tormenta geomagnética que tuvo lugar el 10 de junio de 1968. [9] Los datos del OV1-13 también aclararon cómo el flujo de partículas causado por las tormentas solares creó estos aumentos de gran altitud. . [10]
Los datos devueltos por los OV1 15 y 16 arrojaron el primer conjunto sustancial de datos sobre la densidad de la atmósfera terrestre entre altitudes de 100 km (62 millas) y 200 km (120 millas) y demostraron que el aumento de la actividad solar aumentaba la densidad del aire en altitudes elevadas. , contradiciendo el modelo imperante en la época. [11] Además, los satélites determinaron que la densidad de la atmósfera superior era un 10% menor que la predicha por los modelos teóricos. [12] Los datos de OV1-15/16 condujeron a modelos atmosféricos mejorados que permitieron a la Fuerza Aérea predecir mejor dónde y cuándo los satélites se desintegrarían y volverían a entrar. [11]
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La serie de satélites OV2 se diseñó originalmente como parte del programa ARENTS (Advanced Research Environmental Test Satellite), destinado a obtener datos de respaldo para los satélites Vela , que monitoreaban la Tierra en busca de violaciones del Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares de 1963 . Tras la cancelación de ARENTS debido a retrasos en la etapa del cohete Centaur , el hardware del programa (desarrollado por General Dynamics ) fue reutilizado para volar en el Titan III [1] : 417 : 422 (inicialmente el A, [18] finalmente el C). lanzamientos de prueba de refuerzo. [1] La USAF contrató a Northrop para producir estos satélites, con William C. Armstrong de Northrop Space Laboratories como director del programa. [18]
Todos los satélites OV2 se diseñaron según el mismo plano, estructuras aproximadamente cúbicas de panal de aluminio, de 0,61 m (2,0 pies) de altura y 0,58 m (1,9 pies) de ancho, con cuatro paneles solares en forma de paletas de 2,3 m (7,5 pies). Paneles montados en las cuatro esquinas superiores, cada uno con 20.160 células solares. El sistema de energía, que incluía baterías de NiCd para operaciones nocturnas, proporcionaba 63 W de potencia. Los experimentos generalmente se montaban fuera del cubo, mientras que en el interior se instalaban sistemas satelitales, incluida una grabadora, un receptor de comandos y un sistema de telemetría PAM/FM/FM. Cuatro pequeños motores de cohetes sólidos girados, uno en cada paleta, fueron diseñados para hacer girar los satélites OV2 al alcanzar la órbita, proporcionando estabilidad giroscópica. Los chorros de gas frío mantuvieron esta estabilidad, recibiendo información sobre la alineación del satélite con respecto al Sol a través de un sensor de aspecto solar a bordo, y con respecto al campo magnético local a través de dos magnetómetros de compuerta de flujo a bordo. Un amortiguador impidió que los satélites precedieran (se tambalearan alrededor de su eje de giro). El control térmico pasivo evitó que los satélites se sobrecalentaran. [1] : 422
Cuando comenzó el programa OV2, se planearon originalmente tres satélites OV2 con diferentes objetivos de misión. [18] La serie OV2 finalmente se amplió a cinco satélites, todos con diferentes objetivos. Sólo el satélite astronómico y de radiación OV2-5 logró cierto éxito. [19]
Los datos de energía de protones OV2-5 recopilados del 2 al 13 de octubre de 1968 en el rango de energía de 0,060 a 3,3 Mev mostraron una reducción de ocho veces en el flujo de partículas entre tormentas solares y períodos de calma. Medir el ángulo en el que los protones encontraron el satélite también ayudó a refinar los modelos teóricos de cómo interactúa la magnetosfera con el flujo de partículas cargadas. [20]
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A diferencia de los satélites de las series OV1 y OV2, que fueron diseñados para utilizar espacio de carga útil vacío en lanzamientos de prueba de cohetes, los seis satélites OV3 tenían propulsores Scout dedicados . En este sentido, la serie OV3 se parecía más a sus homólogos del programa de ciencia civil (por ejemplo, Explorer ). OV3 se diferenciaba de los programas de la NASA por el uso intensivo de equipos disponibles en el mercado, lo que resultaba en un menor costo unitario.
Los primeros cuatro satélites de la serie se convirtieron en la subsidiaria de Aerojet, Space General Corporation, en virtud de un contrato de 1,35 millones de dólares adjudicado el 2 de diciembre de 1964, el primer satélite debía entregarse en octubre de 1965. Los dos últimos satélites fueron construidos por el Laboratorio de Investigación de Cambridge de la Fuerza Aérea (AFCRL), que también administró toda la serie y proporcionó cuatro de las cargas útiles de OV3. [1] : 422–423
Charles H. Reynolds, que trabajó en AFCRL desde 1955, fue el director técnico del programa OV3. [22]
Los satélites OV3 eran prismas octogonales, de 0,74 m (2 pies 5 pulgadas) de largo y ancho (para OV3-5 y OV3-6, la longitud se redujo a 0,53 m (1 pie 9 pulgadas)), con experimentos montados en brazos. . 2560 células solares proporcionaron 30 vatios de potencia. El satélite estaba estabilizado por giro, pero debido a que era asimétrico una vez que se extendieron sus brazos, [23] OV3-2 mantuvo su actitud en órbita con un amortiguador de precesión . [1] : 422–423 La nave espacial se estabilizó a 8 revoluciones por minuto (rpm) [21] Un sensor solar, así como un magnetnómetro triaxial a bordo , proporcionaron información sobre el aspecto (orientación) del satélite y su velocidad de giro. y tasa de precesión . [24] [1] : 423 La vida útil del diseño fue de un año. [1] : 423
El programa OV3 comprendió finalmente 6 misiones, cinco de ellas exitosas. El último (OV3-6) voló el 4 de diciembre de 1967. [14] El programa OV3 finalizó después del OV3-6 en favor del programa OV1, más económico. [1] : 423
[dieciséis]
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La serie OV4 fue diseñada para utilizar el espacio a bordo de los vuelos de prueba del Laboratorio Orbital Tripulado (MOL). En septiembre de 1964, Raytheon recibió un contrato de 220.000 dólares para construir un par de satélites únicos, diseñados por el Laboratorio de Aviónica de la USAF . Estos dos satélites investigarían la propagación de radio de largo alcance en la atmósfera cargada de la ionosfera, análoga a la transmisión de sonidos en galería susurrante bajo una cúpula física. [1] : 423 De esta manera, el par OV4-1 evaluaría la capa F de la ionosfera como método para facilitar las transmisiones HF y VHF entre satélites que no están en la línea de visión entre sí. [dieciséis]
El par de satélites OV4-1 estaba formado por una nave espacial transmisora y una nave espacial receptora. El transmisor del OV4-1T transmite en tres frecuencias en el rango de 20 a 50 MHz . OV4-1R incluía equipo receptor y equipo de transmisión de telemetría . Lanzados a órbitas de 300 km (190 millas) ligeramente diferentes, los satélites probarían comunicaciones susurrantes en galería en un rango de distancias; El OV4-1T incluía un pequeño motor de cohete para maximizar la separación orbital (180°) del OV4-1R. [1] : 423
Ambos satélites eran cilíndricos, de 0,43 m (1 pie 5 pulgadas) de diámetro, con extremos superiores abovedados. La longitud total fue de 0,9 m (2 pies 11 pulgadas). Baterías de óxido de plata/zinc con una vida útil de 50 días. [1] : 423
Se construyeron dos conjuntos de satélites OV4 de "galería de susurros". Los OV4-2T y OV4-2R nunca volaron. [1] : 423
Estaba previsto el lanzamiento de OV4-1T y OV4-1R en el vuelo MOL Heat Shield Qualification , con un cohete Titan IIIC . El modelo MOL (un tanque oxidante de primera etapa Titan) estaba equipado con una variedad de experimentos y se denominó OV4-3. [1] : 423–424 OV1-6 también se montó en el Titan III. El cohete despegó del Complejo de Lanzamiento 40 de Cabo Cañaveral el 3 de noviembre de 1966 a las 13:50:42 UTC. [14]
[dieciséis]
El programa OV5 fue una continuación de la serie de Satélites de Investigación Ambiental (ERS) desarrollada por Space Technology Laboratories , una subdivisión de TRW Inc. Estos eran satélites muy pequeños lanzados con cargas útiles primarias desde 1962, un ajuste natural en el marco de la órbita. Paraguas de vehículo. La principal innovación con respecto a la serie ERS anterior fue un receptor de comando, que permitía enviar instrucciones desde tierra, y un sistema de telemetría digital con modulación de código de pulso , [1] : 425 en comparación con los transmisores analógicos utilizados en misiones ERS anteriores. [30] Al igual que los ERS anteriores, los OV5 estaban estabilizados por rotación y el calor se controlaba pasivamente. Toda la serie OV5 fue construida por TRW con la excepción de OV5-6, construida por AFCRL, y OV5-9, construida por Northrop Corporation . [1] : 425
[16] [1] : 425
El programa OV se eliminó gradualmente a fines de la década de 1960, y el último de la serie (un OV1) voló en 1971. El programa puso en órbita 184 experimentos con costos de lanzamiento extremadamente bajos y con tiempos de propuesta a órbita muy cortos.
El OV fue sucedido por el Programa de Pruebas Espaciales , gestionado por el Programa de Apoyo a Experimentos Espaciales de la Organización de Misiles Espaciales , que había absorbido al ARSP en 1968. El Programa de Pruebas Espaciales siguió la nueva tendencia en satélites, que preferían satélites únicos hechos a medida con cargas útiles específicas para vehículos construidos según planos estandarizados. [1] : 425–426