Alouette 1
Alouette 1 (fr. skowronek) to pierwszy kanadyjski sztuczny satelita, zaprojektowany do badań nad jonosferą. Dzięki temu osiągnięciu, Kanada stała się trzecim krajem, który z sukcesem umieścił swój satelita na orbicie, pięć lat po radzieckim Sputnik 1 oraz cztery lata po amerykańskim Explorer 1.
Satelita pozostaje na orbicie, której przewidywana żywotność wynosi około 2000 lat. Niektórzy eksperci sugerują, że mógłby on nadal funkcjonować, gdyby wysłano do niego odpowiednią komendę aktywacyjną.
Opis misji
Faza projektowania oraz budowy statku, jak również jego dwóch bliźniaków, które miały być wykorzystane w razie awarii pierwszego egzemplarza, zajęła trzy i pół roku. Szkielet satelity został skonstruowany w Downsview w zakładach de Havilland Canada. Ostateczny montaż satelitów, oznaczonych jako S27-2 (prototyp), S27-3 (wystrzelony satelita) oraz S27-4 (zapasowy), przeprowadziły zakłady Defense Telecommunications Establishment Electronics Lab w Ottawie.
Alouette 1 został wyniesiony w przestrzeń za pomocą amerykańskiej rakiety nośnej Thor Agena B z bazy lotniczej Vandenberg. Satelita był stabilizowany obrotowo z prędkością około 1,4 obr./min. Po rozłożeniu anten, które składały się z dwóch dipoli o długościach 45,7 m i 22,8 m, stały się najdłuższymi antenami wówczas wyniesionymi w kosmos. Po około 500 dniach prędkość obrotowa statku spadła poniżej zakładanej wartości, osiągając około 0,6 obr./min. Uważa się, że satelita stopniowo przeszedł na stabilizację gradientem grawitacji, z dłuższą anteną skierowaną w stronę Ziemi. Informacje o położeniu były określane na podstawie jednego magnetometru oraz pomiarów temperatury powłok ochronnych, przy czym błąd wyznaczenia położenia mógł wynosić aż 10 stopni. Statek nie był wyposażony w rejestratory, więc dane mogły być zbierane tylko w fragmentach orbity, które znajdowały się w zasięgu naziemnych stacji telemetrii. Stacje te były rozmieszczone w okolicach południowej części południka 80 W, a także na Hawajach, w Singapurze, Australii, Europie oraz środkowej Afryce. Dane były zbierane przez około 6 godzin dziennie, a działanie statku zakończyło się we wrześniu 1972 roku.
Instrumenty
Sonda z przemiataną częstotliwością
Przyrząd, będący nadajnikiem i odbiornikiem radiowym, prowadził synoptyczne pomiary rozkładu gęstości elektronów w jonosferze na wysokościach między 300 a 1000 km. Rejestrował opóźnienie między wysłaniem a odbiorem nadanego impulsu radiowego. Częstotliwości pomiarowe w zakresie od 0,5 do 12 MHz były próbkowane co 18 s. Z powodu różnych zakłóceń (odbić od powierzchni Ziemi, rezonansów plazmowych) pomiary dla różnych częstotliwości musiały być wielokrotnie powtarzane. Opóźnienie to zależało od dystansu pokonanego przez sygnał, gęstości elektronów wzdłuż ścieżki propagacji oraz współczynnika propagacji. Standardowe dane wyjściowe tworzyły tzw. jonogram, który przedstawiał długość opóźnienia w funkcji częstotliwości. Eksperyment działał przez całe 10 lat, a wyniki jego działalności przekroczyły wszelkie oczekiwania.
Detektory cząstek energetycznych
Eksperyment dotyczący cząstek energetycznych składał się z sześciu detektorów, które miały na celu określenie struktury niższych warstw zewnętrznych pasów Van Allena oraz pomiar zmian ich intensywności związanych z zjawiskami słonecznymi i geofizycznymi, głównie z zorzami. Pierwszy detektor, licznik Geigera Anton 302, stanowił osłoniętą część pakietu i był używany tylko do wielokierunkowych pomiarów protonów oraz elektronów o energiach przekraczających odpowiednio 33 i 2,8 MeV. Licznik Geigera Anton 223, skierowany 10 stopni od osi obrotu statku, mierzył elektrony i protony o energiach większych, odpowiednio, od 40 i 500 keV (kierunkowo). Drugi licznik Anton 223, skierowany równolegle do osi obrotu, zbierał dane o elektronach i protonach o energiach większych, odpowiednio, od 250 i 500 keV (kierunkowo). Oba liczniki wielokierunkowe prowadziły takie same pomiary co licznik Anton 302. Czwarty detektor, złącze krzemowe, był skolimowany 10 stopni od osi obrotu i kierunkowo reagował na protony oraz cząstki alfa w zakresie energetycznym, odpowiednio 1,3 – 7 oraz 4,3 – 28 MeV. Wielokierunkowo, odpowiadał na protony z zakresu 55 – 60 MeV. Ostatnie dwa detektory tworzyły teleskop Geigera, składający się z dwóch liczników Geigera 18509 (firmy Philips) oraz plastycznego scyntylatora umieszczonego między licznikami. Teleskop był skierowany prostopadle do osi obrotu statku, a jego detektor dawał jedynie odpowiedź kierunkową dla protonów oraz cząstek alfa o energiach większych, odpowiednio, od 100 i 400 MeV. Eksperyment działał poprawnie od początku, a został wyłączony 29 stycznia 1968, mimo że funkcjonował bez zarzutu.
Odbiornik VLF (bardzo niskich częstotliwości)
Celem eksperymentu VLF było zbadanie propagacji sygnałów typowych dla naturalnych i sztucznych sygnałów VLF. Składał się on z szerokopasmowego, czułego odbiornika fal 0,4 – 10 kHz, który wykorzystywał najdłuższą antenę (45,7 m). Wyjście odbiornika rejestrowało składową elektryczną sygnału i było ujęte w pętlę ARW (Automatycznej Regulacji Wzmocnienia). Standardowym wynikiem eksperymentu VLF był sonogram, który przedstawiał sygnały w funkcji czasu i częstotliwości. W badanym zakresie częstotliwości radiowych zaobserwowano różne źródła szumów oraz „gwizdów”. Eksperyment działał poprawnie od samego początku, z wyjątkiem interferencji z sondą o przemiatanej częstotliwości, które jednak nie wpłynęły negatywnie na uzyskane dane.
Eksperyment kosmicznego szumu radiowego
Eksperyment dotyczący kosmicznego szumu wykorzystywał odbiornik z ARW (Automatyczną Regulacją Wzmocnienia) napięcia. Mierzył poziom radiowego szumu pochodzącego z słońca i galaktyki. Odbiornik przeszukujący częstotliwości badał pasmo od 0,5 do 12 MHz w ciągu 18 s (poniżej 5 MHz odpowiedź układu gwałtownie malała). Odbiornik miał szerokość pasma 33 kHz (szum na poziomie 15 dB) oraz zasięg dynamiczny 50 dB. Antenami były dwa dipole (o długości 45,7 i 22,8 m), ulokowane ortogonalnie do osi obrotu statku.
Bibliografia
- NSSDC Master Catalog (ang.)
- strona CSA na temat Allouette (ang.)
