Explorer 1 fue el primer satélite lanzado por Estados Unidos en 1958 y formó parte de la participación estadounidense en el Año Geofísico Internacional (IGY). La misión siguió a los dos primeros satélites, ambos lanzados por la Unión Soviética durante el año anterior, el Sputnik 1 y el Sputnik 2 . Esto inició una carrera espacial durante la Guerra Fría entre las dos naciones.
El Explorer 1 se lanzó el 1 de febrero de 1958 a las 03:47:56 GMT (o el 31 de enero de 1958 a las 22:47:56 hora del este ) sobre el primer propulsor Juno del LC-26A en el Centro de pruebas de misiles de Cabo Cañaveral del Campo de Misiles del Atlántico. (AMR), en Florida . Fue la primera nave espacial en detectar el cinturón de radiación de Van Allen , [2] devolviendo datos hasta que sus baterías se agotaron después de casi cuatro meses. Permaneció en órbita hasta 1970.
El Explorer 1 recibió el número de catálogo de satélites 00004 y la designación de Harvard 1958 Alpha 1, [3] el precursor del moderno Designador Internacional .
El programa de satélites terrestres de EE. UU. comenzó en 1954 como una propuesta conjunta del Ejército y la Armada de EE. UU. , llamada Proyecto Orbiter , para poner en órbita un satélite científico durante el Año Geofísico Internacional . La propuesta, que utilizaba un misil militar Redstone , fue rechazada en 1955 por la administración Eisenhower a favor del Proyecto Vanguard de la Marina , utilizando un propulsor anunciado como de naturaleza más civil. [4] [5] Tras el lanzamiento del satélite soviético Sputnik 1 el 4 de octubre de 1957, el programa inicial del Proyecto Orbiter revivió como el programa Explorer para alcanzar a la Unión Soviética. [6]
El Explorer 1 fue diseñado y construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), mientras que la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército (ABMA) modificó un cohete Júpiter-C para acomodar una carga útil de satélite ; El cohete resultante se conoce como Juno I. El diseño Júpiter-C utilizado para el lanzamiento ya había sido probado en vuelo en pruebas de reentrada en el cono de la nariz del misil balístico de alcance intermedio (IRBM) Júpiter , y fue modificado para convertirse en Juno I. Trabajando en estrecha colaboración, ABMA y JPL completaron el trabajo de modificando el Júpiter-C y construyendo el Explorer 1 en 84 días. Sin embargo, antes de que se completaran los trabajos, la Unión Soviética lanzó un segundo satélite, el Sputnik 2 , el 3 de noviembre de 1957. La Marina estadounidense intentó poner en órbita el primer satélite estadounidense, pero fracasó con el lanzamiento del Vanguard TV-3 el 6 de diciembre. 1957. [7]
El Explorer 1 fue diseñado y construido por el JPL del Instituto Tecnológico de California bajo la dirección del Dr. William H. Pickering . Fue el segundo satélite en llevar una carga útil de misión (el Sputnik 2 fue el primero).
La masa total del satélite era de 13,97 kg (30,8 lb), de los cuales 8,3 kg (18 lb) eran instrumentación . En comparación, la masa del primer satélite soviético Sputnik 1 fue de 83,6 kg (184 lb). La sección de instrumentos en el extremo frontal del satélite y la carcasa vacía y reducida del cohete de la cuarta etapa orbitaban como una sola unidad, girando alrededor de su eje largo a 750 revoluciones por minuto.
Los datos de los instrumentos científicos se transmitían a tierra mediante dos antenas . Un transmisor de 60 milivatios alimentaba una antena dipolo que constaba de dos antenas de ranura de fibra de vidrio en el cuerpo del satélite que operaban en 108,03 MHz , y cuatro látigos flexibles que formaban una antena de torniquete eran alimentados por un transmisor de 10 milivatios que operaba en 108,00 MHz. [8] [9]
Debido al espacio limitado disponible y a los requisitos de bajo peso, la instrumentación de carga útil se diseñó y construyó teniendo en mente la simplicidad y la alta confiabilidad, utilizando transistores de germanio y silicio en su electrónica . [10] Se utilizaron un total de 20 transistores en el Explorer 1, además de otros adicionales en el amplificador de micrometeoritos del Ejército. La energía eléctrica era proporcionada por baterías de mercurio químico que constituían aproximadamente el 40% del peso de la carga útil.
La piel exterior de la sección de instrumentos era de acero inoxidable arenado con franjas blancas. Se probaron varios otros esquemas de color, lo que dio como resultado artículos de respaldo, modelos y fotografías que muestran diferentes configuraciones, incluidas franjas blancas y verdes alternas y franjas azules alternadas con cobre. El esquema de color final se determinó mediante estudios de los intervalos de sombra y luz solar basados en el tiempo de disparo, la trayectoria , la órbita y la inclinación .
La carga útil del Explorer 1 consistía en el instrumento de rayos cósmicos de Iowa sin una grabadora de datos que no se modificó a tiempo para llegar a la nave espacial. Por lo tanto, los datos en tiempo real recibidos sobre el terreno eran muy escasos y desconcertantes y mostraban tasas de conteo normales y ningún conteo. La misión posterior del Explorer 3, que incluía una grabadora de datos en cinta en la carga útil, proporcionó datos adicionales para confirmar los datos anteriores del Explorer 1.
La instrumentación científica del Explorer 1 fue diseñada y construida bajo la dirección del Dr. James Van Allen de la Universidad de Iowa y contiene: [8]
Después de un retraso relacionado con la corriente en chorro el 28 de enero de 1958, a las 03:47:56 GMT del 1 de febrero de 1958 [14] se lanzó el cohete Juno I , poniendo en órbita el Explorer 1 con un perigeo de 358 km (222 millas) y una apogeo de 2.550 km (1.580 millas) con un período de 114,80 minutos y una inclinación de 33,24 °. [1] [15] La estación de seguimiento Goldstone no pudo informar después de 90 minutos como estaba previsto si el lanzamiento había tenido éxito porque la órbita era más grande de lo esperado. [14] Aproximadamente a las 06:30 GMT, después de confirmar que el Explorer 1 estaba efectivamente en órbita, se celebró una conferencia de prensa en el Gran Salón de la Academia Nacional de Ciencias en Washington, DC para anunciarlo al mundo. [dieciséis]
La vida útil original prevista del satélite antes de su desintegración orbital era de tres años. [14] Las baterías de mercurio alimentaron el transmisor de alta potencia durante 31 días y el transmisor de baja potencia durante 105 días. El Explorer 1 detuvo la transmisión de datos el 23 de mayo de 1958, [17] cuando sus baterías se agotaron, pero permaneció en órbita durante más de 12 años. [18] Reingresó a la atmósfera sobre el Océano Pacífico el 31 de marzo de 1970 después de más de 58.400 órbitas.
Explorer 1 cambió el eje de rotación después del lanzamiento. El cuerpo alargado de la nave espacial había sido diseñado para girar alrededor de su eje largo (de menor inercia ), pero se negó a hacerlo y, en cambio, comenzó a precesar debido a la disipación de energía de los elementos estructurales flexibles. Posteriormente se entendió que, en términos generales, el cuerpo termina en el estado de giro que minimiza la energía cinética de rotación para un momento angular fijo (siendo este el eje de máxima inercia). Esto motivó el primer desarrollo de la teoría euleriana de la dinámica de los cuerpos rígidos después de casi 200 años, para abordar este tipo de disipación de energía que preserva el impulso. [19] [20]
A veces, la instrumentación informaba el recuento esperado de rayos cósmicos (aproximadamente 30 recuentos por segundo), pero otras veces mostraba un peculiar recuento de cero por segundo. La Universidad de Iowa (bajo la dirección de James Van Allen ) observó que todos los informes de conteos cero por segundo se realizaron desde una altitud de más de 2000 km (1200 millas) sobre América del Sur , mientras que los pases a 500 km (310 millas) mostrarían la velocidad esperada. nivel de rayos cósmicos. Posteriormente, tras el Explorer 3 , se concluyó que el contador Geiger original había sido abrumado ("saturado") por una fuerte radiación procedente de un cinturón de partículas cargadas atrapadas en el espacio por el campo magnético terrestre . Este cinturón de partículas cargadas se conoce ahora como cinturón de radiación de Van Allen . El descubrimiento fue considerado uno de los descubrimientos más destacados del Año Geofísico Internacional .
El detector acústico de micrometeoritos detectó 145 impactos de polvo cósmico en 78.750 segundos. Esto equivale a una tasa de impacto promedio de 8,0 −3 impactos por segundo por metro cuadrado, o 29 impactos por hora por metro cuadrado, durante el período de doce días. [21]
Explorer 1 fue el primero del programa Explorers de larga duración . En 1958, el vehículo de lanzamiento Juno I lanzó cuatro satélites de seguimiento de la serie Explorer , de los cuales, Explorer 3 y 4 tuvieron éxito, mientras que Explorer 2 y 5 no lograron alcanzar la órbita. El vuelo final del propulsor Juno I, el satélite Beacon-1 , también fracasó. [22] El vehículo Juno I fue reemplazado por el vehículo de lanzamiento Juno II en 1959.
A finales de octubre de 2011 se lanzó con éxito una continuación de la primera misión, Explorer-1 [PRIME] , a bordo de un vehículo de lanzamiento Delta II. El PRIME se construyó utilizando técnicas modernas de construcción de satélites. El satélite en órbita era una copia de seguridad, porque el Explorer-1 PRIME inicial, lanzado el 4 de marzo de 2011, no alcanzó la órbita debido a una falla del vehículo de lanzamiento. [23]
Una copia de seguridad de vuelo del Explorer 1 construida de manera idéntica se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian , en la Galería Milestones of Flight en Washington, DC. El LC-26 fue desactivado en 1963 y fue designado para su uso como museo en 1964. el Museo Espacial y de Misiles de la Fuerza Aérea . [24] Aquí también se exhibe un Explorer 1 a gran escala, pero éste es una maqueta. [25]
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![Lanzamiento del Explorer 1 el 1 de febrero de 1958 [26]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/Launch_of_Jupiter_C_with_Explorer_1.jpg/1280px-Launch_of_Jupiter_C_with_Explorer_1.jpg)
![Pruebas preliminares de seguimiento por satélite en un campo cercano al JPL[27]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/207457main_antenna-331-2426a-516.jpg/1280px-207457main_antenna-331-2426a-516.jpg)
