Vanguard 1 (designación Harvard: 1958-Beta 2 , [3] ID COSPAR : 1958-002B [1] ) es un satélite estadounidense que fue el cuarto satélite artificial en órbita terrestre lanzado con éxito, después del Sputnik 1 , el Sputnik 2 y el Sputnik 2 . Explorador 1 . Fue lanzado el 17 de marzo de 1958. Vanguard 1 fue el primer satélite en tener energía eléctrica solar . [4] Aunque las comunicaciones con el satélite se perdieron en 1964, sigue siendo el objeto más antiguo creado por el hombre que aún se encuentra en órbita, junto con la etapa superior de su vehículo de lanzamiento. [1]
Vanguard 1 fue diseñado para probar las capacidades de lanzamiento de un vehículo de lanzamiento de tres etapas como parte del Proyecto Vanguard y los efectos del entorno espacial en un satélite y sus sistemas en órbita terrestre . También se utilizó para obtener mediciones geodésicas mediante análisis de órbita. [5] El Vanguard 1, al ser lo suficientemente pequeño y liviano como para transportarlo con una mano, fue descrito por el primer ministro soviético , Nikita Khrushchev , como "el satélite del pomelo ". [6]
La nave espacial es una esfera de aluminio de 1,46 kg (3,2 lb) y 6 pulgadas (152 mm) de diámetro, con antenas que abarcan 3 pies. Contiene un transmisor de 10 mW y 108 MHz alimentado por una batería de mercurio y un transmisor de 5 mW y 108,03 MHz alimentado por seis células solares montadas en el cuerpo del satélite. [7] Seis antenas de 30 cm (12 pulgadas) de largo y antenas de aleación de aluminio accionadas por resorte de 0,8 cm (0,31 pulgadas) de diámetro sobresalen de la esfera. Los transmisores se utilizaron principalmente para datos de ingeniería y seguimiento, pero también para determinar el contenido total de electrones entre el satélite y las estaciones terrestres. [1]
Una versión de respaldo de Vanguard 1 está en exhibición en el Museo Nacional Smithsonian del Aire y el Espacio , Centro Steven F. Udvar-Hazy en Chantilly, Virginia . [8]
El 17 de marzo de 1958, el vehículo de lanzamiento de tres etapas colocó a Vanguard en una órbita elíptica de 654 km × 3969 km (406 mi × 2466 mi) de 134,27 minutos inclinada a 34,25 °. Las estimaciones originales indicaban que la órbita duraría 2.000 años, pero se descubrió que la presión de la radiación solar y la resistencia atmosférica durante los altos niveles de actividad solar produjeron perturbaciones significativas en la altura del perigeo del satélite, lo que provocó una disminución significativa de su vida útil prevista a unos 240 años. años. [1] Vanguard 1 transmitió sus señales durante más de seis años mientras orbitaba la Tierra. [9]
Como parte de una comparación de fases de radio, se utilizaron un transmisor de telemetría alimentado por una batería de mercurio de 10 mW en la banda de 108 MHz utilizada para los satélites científicos del Año Geofísico Internacional (IGY), y un transmisor Minitrack de 5 mW y 108,03 MHz alimentado por seis células solares. Sistema de seguimiento de ángulos. El sistema transmitía señales a través de las seis antenas de aleación de aluminio con resorte del satélite. El seguimiento por satélite se logró utilizando estos transmisores y estaciones terrestres Minitrack situadas en todo el mundo. [10]
Estas señales de radio se utilizaron para determinar el contenido total de electrones entre el satélite y estaciones receptoras terrestres seleccionadas. El transmisor alimentado por batería proporcionó la temperatura interna del paquete durante aproximadamente 16 días y envió señales de seguimiento durante 20 días. El transmisor alimentado por células solares funcionó durante más de seis años. Las señales se debilitaron gradualmente y fueron recibidas por última vez en la estación Minitrack en Quito , Ecuador , en mayo de 1964. Desde entonces, la nave espacial ha sido rastreada ópticamente desde la Tierra, a través de un telescopio . [10]
Debido a su forma simétrica, los experimentadores utilizaron Vanguard 1 para determinar las densidades de la atmósfera superior en función de la altitud , latitud , estación y actividad solar . A medida que el satélite orbitara continuamente, se desviaría ligeramente de sus posiciones previstas, acumulando cambios cada vez mayores debido al arrastre de la atmósfera residual. Midiendo la velocidad y el momento de los cambios orbitales, junto con las propiedades de resistencia del cuerpo, se podrían calcular los parámetros relevantes de la atmósfera. Se determinó que las presiones atmosféricas, y por tanto la resistencia y la desintegración orbital, eran mayores de lo previsto, ya que la atmósfera superior de la Tierra disminuye gradualmente hacia el espacio. [11]
Este experimento se planificó ampliamente antes del lanzamiento. Las propuestas iniciales del Laboratorio de Investigación Naval (NRL) para el proyecto incluían cuerpos satelitales cónicos; Esto eliminó la necesidad de mecanismos de expulsión y carenado separados, y sus modos de falla y peso asociados . El seguimiento por radio recopilaría datos y establecería una posición. Al principio del programa, se añadió el seguimiento óptico (con una red de cámaras Baker-Nunn y observadores humanos ). Un panel de científicos propuso cambiar el diseño a esferas, de al menos 50,8 cm (20,0 pulgadas) de diámetro y, con suerte, 76,2 cm (30,0 pulgadas).
Una esfera tendría una reflexión óptica constante y un coeficiente de resistencia constante , basándose únicamente en el tamaño, mientras que un cono tendría propiedades que variarían según su orientación. James Van Allen , de la Universidad de Iowa, propuso un satélite cilíndrico basado en su trabajo con cohetes , que se convirtió en el Explorer 1 , el primer satélite estadounidense. El Laboratorio de Investigación Naval finalmente aceptó una esfera con un diámetro de 16,5 cm (6,5 pulgadas) como "Vehículo de prueba", con un diámetro de 50,8 cm (20,0 pulgadas) previsto para los satélites de seguimiento. Se consideró aceptable el ahorro de peso, derivado del tamaño reducido y de la instrumentación reducida en los primeros satélites.
Como Vanguard 1, Vanguard 2 y Vanguard 3 todavía están en órbita con sus propiedades de arrastre esencialmente sin cambios, forman un conjunto de datos de referencia sobre la atmósfera de la Tierra que tiene más de 60 años y continúa.
Después de que terminó su misión científica en 1964, Vanguard 1 se convirtió en un objeto abandonado , al igual que la etapa superior del cohete de lanzamiento, después de que terminó la maniobra delta-v para colocar Vanguard 1 en órbita en 1958. Ambos objetos permanecen en órbita. Se proyectó que Vanguard 1 permanecería en el aire hasta por 2.000 años, pero la presión de la radiación solar y las perturbaciones de la resistencia atmosférica durante períodos de alta actividad solar afectaron su perigeo, reduciendo su vida útil y su combustión esperada en la atmósfera a unos 240 años, en algún momento a finales del año. Siglo XXII. A medida que los viajes espaciales se vuelven rutinarios, y especialmente cuando se acerca la fecha de su reingreso, algunos han sugerido que el satélite podría recuperarse como un artefacto valioso de las primeras exploraciones espaciales. [12]
El satélite Vanguard 1 y la etapa de lanzamiento superior tienen el récord de permanecer en el espacio más tiempo que cualquier otro objeto creado por el hombre, [13] [14] y, como tal, han viajado más lejos sobre la superficie de la Tierra que cualquier otro objeto creado por el hombre. [15]
Un pequeño grupo de ex trabajadores de la NRL y la NASA habían estado en comunicación entre sí y se pidió a varias agencias gubernamentales que conmemoraran el evento. El Laboratorio de Investigación Naval conmemoró el evento con una reunión de un día de duración en el NRL el 17 de marzo de 2008. [16] La reunión concluyó con una simulación de la trayectoria del satélite a medida que pasaba hacia el área orbital visible desde Washington, DC (donde está visible desde la superficie de la Tierra). La Academia Nacional de Ciencias programó seminarios para conmemorar el 50º aniversario del Año Geofísico Internacional . [17]
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