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Programa de Exploradores

Una misión Explorer observa a Sagitario A* , el agujero negro central de la Vía Láctea , en erupción.

El programa Explorers [1] es un programa de exploración de la NASA que ofrece oportunidades de vuelo para investigaciones de física, geofísica , heliofísica y astrofísica desde el espacio. Lanzado en 1958, el Explorer 1 fue la primera nave espacial de los Estados Unidos en alcanzar la órbita. Desde entonces se han lanzado más de 90 misiones espaciales. A partir del Explorer 6 , ha sido operado por la NASA, con una colaboración regular con una variedad de otras instituciones, incluidos muchos socios internacionales.

Los lanzadores del programa Explorer han incluido Juno I , Juno II , varios vehículos de lanzamiento Thor , Scout , Delta y Pegasus , y Falcon 9 .

El programa consta de tres clases: Exploradores de clase media (MIDEX), Exploradores pequeños (SMEX) y Exploradores de clase universitaria (UNEX), con Misiones de Oportunidad selectas operadas con otras agencias.

Historia

Los primeros satélites Explorer

Lanzamiento del Explorer 1 en el vehículo de lanzamiento Juno I.
Explorer 1, el primer satélite terrestre orbitado por Estados Unidos

El programa Explorer comenzó como una propuesta del Ejército de Estados Unidos ( Proyecto Orbiter ) para colocar un satélite artificial "civil" en órbita durante el Año Geofísico Internacional (AGI). Aunque esa propuesta fue rechazada en favor del Proyecto Vanguard de la Armada de Estados Unidos , que realizó el primer vuelo suborbital Vanguard TV0 en diciembre de 1956, el lanzamiento del Sputnik 1 por parte de la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957 (y la consiguiente " crisis del Sputnik ") y el fracaso del intento de lanzamiento del Vanguard 1 dieron como resultado que el programa del Ejército fuera financiado para igualar los logros espaciales soviéticos. El Explorer 1 fue lanzado en el Juno I el 1 de febrero de 1958, convirtiéndose en el primer satélite estadounidense, además de descubrir el cinturón de radiación de Van Allen .

En 1958, el vehículo de lanzamiento Juno I lanzó cuatro satélites posteriores de la serie Explorer, de los cuales el Explorer 3 y el Explorer 4 tuvieron éxito, mientras que el Explorer 2 y el Explorer 5 no lograron alcanzar la órbita. [2] El vehículo Juno I fue reemplazado por el Juno II en 1959.

Continuación del programa Explorer

Satélite Explorer-18 (IMP-1)

Con la creación de la NASA en 1958, el programa Explorer pasó de manos del ejército de los Estados Unidos a la NASA . La NASA siguió utilizando el nombre para una serie de misiones espaciales relativamente pequeñas, normalmente un satélite artificial con un enfoque científico específico. El Explorer 6, de 1959, fue el primer satélite científico bajo la dirección del proyecto del Centro de Vuelos Espaciales Goddard (GSFC) de la NASA en Greenbelt, Maryland . [3] [4]

Satélite Explorer 50 (IMP-8)

La Plataforma de Monitoreo Interplanetario (IMP) fue lanzada en 1963 e involucró una red de once satélites Explorer diseñados para recopilar datos sobre la radiación espacial en apoyo del programa Apolo . El programa IMP fue un gran paso adelante en el diseño electrónico de naves espaciales , ya que fue el primer programa espacial en utilizar chips de circuitos integrados (IC) y MOSFET (transistores MOS). [5] [6] El IMP-A ( Explorer 18 ) en 1963 fue la primera nave espacial en utilizar chips IC, y el IMP-D ( Explorer 33 ) en 1966 fue el primero en utilizar MOSFET. [5]

En las dos décadas siguientes, la NASA ha lanzado más de 50 misiones Explorer, [8] algunas en conjunción con programas militares, generalmente de naturaleza exploratoria o de estudio o que tenían objetivos específicos que no requerían las capacidades de un gran observatorio espacial. Los satélites Explorer han hecho muchos descubrimientos importantes sobre: ​​la magnetosfera de la Tierra y la forma de su campo gravitatorio ; el viento solar ; las propiedades de los micrometeoroides que caen sobre la Tierra ; rayos ultravioleta, cósmicos y X del Sistema Solar y más allá; física ionosférica ; plasma solar ; partículas energéticas solares ; y física atmosférica . Estas misiones también han investigado la densidad del aire, la radioastronomía, la geodesia y la astronomía de rayos gamma . [ cita requerida ]

Con la disminución del presupuesto de la NASA, las misiones Explorer se volvieron poco frecuentes a principios de la década de 1980. [ cita requerida ]

Programas SMEX, MIDEX y Student Explorer

En 1988, se creó la clase Small Explorer (SMEX) con el objetivo de ofrecer oportunidades de vuelo frecuentes para misiones científicas espaciales muy específicas y relativamente económicas en las disciplinas de la astrofísica y la física espacial. [9] [10] Las primeras tres misiones SMEX se eligieron en abril de 1989 entre 51 candidatos y se lanzaron en 1992, 1996 y 1998. [11] El segundo conjunto de dos misiones se anunció en septiembre de 1994 y se lanzó en 1998 y 1999. [9]

Esta vista coloreada artificialmente de M101 representa la luz ultravioleta como azul, mientras que la luz visible es roja, ya que la luz ultravioleta no tiene un "color" (el ojo se detiene en el violeta). Esta vista fue tomada por el MIDEX-3 Swift , que también puede detectar rayos X, y ha contribuido al estudio de los estallidos de rayos gamma y otros temas.

A mediados de los años 1990, la NASA inició el proyecto Medium-class Explorer (MIDEX) para permitir vuelos más frecuentes. Se trata de misiones más grandes que las SMEX y se lanzarían a bordo de un nuevo tipo de vehículo de lanzamiento de clase media-ligera. [9] Este nuevo vehículo de lanzamiento no se desarrolló y, en su lugar, estas misiones se realizaron en un cohete Delta II modificado. [12] [13] La primera oportunidad de anuncio para MIDEX se emitió en marzo de 1995, y el primer lanzamiento bajo esta nueva clase fue FUSE en 1999. [9]

En mayo de 1994, la NASA inició el programa piloto Student Explorer Demonstration Initiative (STEDI), para demostrar que se puede llevar a cabo ciencia espacial de alta calidad con misiones pequeñas y de bajo costo. De las tres misiones seleccionadas, SNOE se lanzó en 1998 y TERRIERS en 1999, pero esta última fracasó después del lanzamiento. El programa STEDI finalizó en 2001. [9] Más tarde, la NASA estableció el programa University-Class Explorer (UNEX) para misiones mucho más económicas, que se considera un sucesor de STEDI. [14]

Las misiones Explorer fueron administradas inicialmente por la Small Explorer Project Office en el Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA. A principios de 1999, esa oficina se cerró y con el anuncio de la oportunidad para el tercer conjunto de misiones SMEX, la NASA convirtió la clase SMEX para que cada misión fuera administrada por su investigador principal , con la supervisión del Proyecto Explorer del GSFC. [15] La Oficina del programa Explorer en el Goddard Space Flight Center, proporciona la gestión de las muchas misiones de exploración científica operativas que se caracterizan por costos relativamente moderados y misiones de tamaño pequeño a mediano que pueden construirse, probarse y lanzarse en un intervalo de tiempo corto en comparación con observatorios más grandes como los Grandes Observatorios de la NASA . [16]

Excluyendo los lanzamientos, la clase MIDEX tiene un costo límite actual de misión de US$250 millones en 2018, [17] con futuras misiones MIDEX con un límite de US$350 millones. [18] El límite de costo para las misiones SMEX en 2017 fue de US$165 millones. [19] Las misiones UNEX tienen un límite de US$15 millones. [20] Un subproyecto llamado Misiones de Oportunidad (MO) ha financiado instrumentos científicos o componentes de hardware de misiones espaciales a bordo no pertenecientes a la NASA, y tiene un límite de costo total de la NASA de US$70 millones. [17] [20]

Clases

Exploradores de clase media (MIDEX)

Pequeños Exploradores (SMEX)

La clase Small Explorers se implementó en 1989 específicamente para financiar misiones de exploración espacial que no costaran más de US$120 millones . [20] [11] Las misiones son administradas por el Proyecto Explorers en el Centro de Vuelo Espacial Goddard (GSFC). [15]

El primer conjunto de tres misiones SMEX se lanzó entre 1992 y 1998. El segundo conjunto de dos misiones se lanzó en 1998 y 1999. Estas primeras misiones fueron administradas por la Oficina del Proyecto Small Explorer en el Centro de Vuelo Espacial Goddard. A principios de 1999, esa oficina se cerró y con el anuncio de la oportunidad para el tercer conjunto de misiones SMEX, la NASA modificó el programa para que cada misión fuera administrada por su investigador principal , con la supervisión del Proyecto Explorers del GSFC. [15]

La NASA financió un estudio competitivo de cinco candidatas a misiones de exploración de heliofísica Small Explorers para su vuelo en 2022. Las propuestas fueron Mechanisms of Energetic Mass Ejection – eXplorer (MEME-X), Focusing Optics X-ray Solar Imager (FOXSI), Multi-Slit Solar Explorer (MUSE), Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites (TRACERS) y Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere (PUNCH). [26] [27] [28] En junio de 2019, la NASA seleccionó a TRACERS y PUNCH para su vuelo. [29]

Exploradores de la clase universitaria (UNEX)

Misiones de Oportunidad (MO)

Las Misiones de Oportunidad (MO) son investigaciones que se caracterizan por ser parte de una misión espacial no perteneciente a la NASA de cualquier tamaño y tener un costo total para la NASA de menos de 55 millones de dólares. Estas misiones se llevan a cabo sin intercambio de fondos con la organización que patrocina la misión. La NASA solicita propuestas para Misiones de Oportunidad en investigaciones SMEX, MIDEX y UNEX. [39]

Exploradores de faros

Se planearon tres satélites en esta serie: Beacon Explorer-A , Beacon Explorer-B y Beacon Explorer-C .

Serie GEOS

Se pusieron en órbita una serie de tres satélites geodésicos en órbita terrestre (GEOS): GEOS 1 , GEOS 2 y GEOS 3 .

Nave espacial lanzada

Los números de los nombres de las naves Explorer se pueden encontrar en el catálogo maestro del NSSDC , que normalmente se asigna a cada nave espacial en una misión. Estos números no se asignaron oficialmente hasta después de 1975. [55]

Misiones canceladas

WISE se reinició después de apagarse
Explorer 6 en el lanzamiento del Thor-Able III en agosto de 1959
ISEE-C en una cámara de pruebas dinámica, 1978

Se proponen muchas misiones, pero no se seleccionan. Por ejemplo, en 2011, el Programa Explorers recibió 22 solicitudes de misiones completas, 20 Misiones de Oportunidad y 8 USPI. [182] A veces, las misiones solo se desarrollan parcialmente, pero deben detenerse por razones financieras, tecnológicas o burocráticas. Algunas misiones fracasaron al llegar a la órbita, incluidas WIRE y TERRIERS. [ cita requerida ]

Ejemplos de misiones que no se desarrollaron o fueron canceladas fueron: [58]

Ejemplos recientes de conclusiones de misiones lanzadas, canceladas debido a limitaciones presupuestarias:

Estadísticas de lanzamiento

Número de lanzamientos por década: [186]

Véase también

Referencias

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