اليوم في العلم: إطلاق Explorer 1

مركبة فضائية على شكل صاروخ بأربعة هوائيات تشبه الأسلاك في مدار مع الأرض في الخلفية.

مفهوم الفنان عن Explorer 1 في المدار. صورة عبرناسا.

31 يناير 1958.أول قمر صناعي أمريكي ،إكسبلورر 1، في الفضاء في هذا التاريخ ، بعد حوالي أربعة أشهرسبوتنيك 1أصبح أول قمر صناعي يدور حول الأرض. كان نجاح مهمة Explorer 1 علامة فارقة في الأيام الأولى لسباق الفضاء مع الاتحاد السوفيتي السابق. إكسبلورر 1 ، وهو ثالث جسم من صنع الإنسان في الفضاء ، يحمل أيضًا أدوات علمية اكتشفت أحزمة Van Allen التي تغلف الأرض.

كان إكسبلورر 1 يزن 30 رطلاً فقط (14 كيلوجرامًا) وكان طوله أقل من 7 أقدام (203 سم). استغرق الأمر 114.8 دقيقة لإكمال مدار واحد عن الأرض - أي 12.54 مدارًا يوميًا. انخفض مداره حتى 220 ميلاً (354 كم) ووصل أقصى ارتفاع له إلى 1،563 ميلاً (2،515 كم). تم تصميم أداة علمية واحدة على متن الطائرة ، وهي كاشف الأشعة الكونية ، لأخذ قياسات الإشعاع أثناء دوران المركبة الفضائية حول الأرض. البيانات التي قدمتها قادت جيمس فان ألين ، العالم الرئيسي في البعثة ، وفريقه إلى استنتاج أنهم اكتشفوا جسيمات مشحونة محاصرة بواسطة المجال المغناطيسي للأرض ، وهو اكتشاف تم تأكيده في بيانات من أقمار صناعية أخرى. هذه المناطق من جسيمات الشحن المحتبسة تحمل الآن اسم فان ألين.

كان تأثير Explorer 1 هائلاً ؛ لقد ساعد في تحفيز ما كان سيصبح شاملًاسباق الفضاء.

الصفحة الأولى من الجريدة التي تحتوي على عنوان

تصدرت Explorer 1 العناوين الرئيسية فيهنتسفيل تايمزفي 1 فبراير 1958. الصورة عبرناسا.

أطلقت روسيا سبوتنيك 1 ، أول قمر صناعي في العالم ، في 4 أكتوبر 1957. تم إطلاق إكسبلورر 1 في استجابة سريعة من قبل الولايات المتحدة. وقد تم تصميمه وبنائه في أقل من ثلاثة أشهر في مختبر الدفع النفاث (JPL) من قبل فريق بقيادة فريق يقودهوليام هايوارد بيكرينغ. شغل منصب مدير مختبر الدفع النفاث لمدة 22 عامًا ، حتى تقاعده في عام 1976.

تم إطلاق Explorer 1 مع ملفصاروخ جوبيتر سيالمقدمة منوكالة الصواريخ الباليستية التابعة للجيش الأمريكيبتوجيه من عالم الصواريخ المشهورويرنر فون براون. كان قد عمل مع النازيين خلال الحرب العالمية الثانية ، ولكن بعد ذلك بدأ العمل مع الولايات المتحدة. أثناء البرنامج أبولو، كان فون براون المهندس الرئيسي لشركةساتورن الخامس، الصاروخ العملاق الذي أرسل الناس في النهاية إلى القمر.



كان هناك العديد من الأدوات العلمية على متن Explorer 1: مقاييس درجة الحرارة ، وأجهزة الكشف للكشف عن تأثيرات النيازك الدقيقة ، وكاشف الأشعة الكونية. كان الهدف الأخير هو صنع التاريخ العلمي من خلال اكتشاف أحزمة الإشعاع التي تحيط بالأرض ، ومناطق الجسيمات المشحونة - معظمها من الإلكترونات والبروتونات - التي تم التقاطها من الرياح الشمسية بواسطة المجال المغناطيسي للأرض.

صورة مقطوعة لمستكشف يعرض أدوات علمية موسومة بداخله.

أدوات علوم Explorer 1: مقاييس درجة الحرارة ، وأجهزة استشعار نيزك صغير ، وكاشف الأشعة الكونية. صورة عبرناسا.

تم بناء كاشف الأشعة الكونية من Explorer 1 بواسطة فريق بقيادةجيمس فان ألينفي جامعة أيوا. مع صعود الصاروخ ، اكتشف إكسبلورر 1 معدلات العد المتوقعة من الأشعة الكونية. ولكن في المدار ، بين فترات معدلات تعداد الأشعة الكونية المتوقعة ، فإنكان العلماء في حيرة من أمرهملمعرفة فترات التهم العالية جدًا والصفر. ومما زاد من الارتباك صعوبة التقاط البث عبر الأقمار الصناعية وتتبع المسار المداري للقمر الصناعي.

طالب الدراسات العليا فان ألين ،كارل ماكلوين، اقترح أن الأعداد الصفرية يمكن أن تكون بسبب التركيز العالي جدًا للجسيمات المشحونة التي تسببت في تشبع الكاشف وبالتالي تسجيل عدد صفر. اختبر ماكلوين هذه الفكرة وأكدها في المختبر من خلال تعريض كاشف مماثل لمصدر مكثف للأشعة السينية. قاد ذلك العلماء إلى إدراك أنهم اكتشفوا حزامًا من الجسيمات المشحونة محاصرًا بواسطة المجال المغناطيسي للأرض ، وهي فرضية تم اقتراحها منذ فترة من قبل علماء آخرين مثلكريستيان بيركلاندوكارل ستويرمر.

قمر صناعي آخر ،إكسبلورر 3، تم إطلاقه بعد شهرين فقط (بعد فشل Explorer 2). لقد كان مطابقًا تقريبًا لـ Explorer 1 ، ولكن كان لديه جهاز تسجيل يمكنه إعادة تشغيل بيانات كاشف الأشعة الكونية مرة أخرى إلى الأرض ، مما يوفر قراءات إشعاعية في كل مدار. باستخدام هذه البيانات عالية الجودة ، تمكن العلماء من تأكيد وجود حزام إشعاعي.

أعادت بعثات الفضاء اللاحقة البيانات التي تميز بشكل أفضلأحزمة فان ألين. يوجد حزامان رئيسيان: يمتد حزام فان ألين الداخلي عادةً من 620 ميلاً (1000 كيلومتر) إلى 7500 ميل (12000 كيلومتر) فوق الأرض ، ولكن قد يختلف بناءً على النشاط الشمسي. يمكن أن يكون الحزام الخارجي أكثر تنوعًا من حيث الشكل والحجم ، وعادة ما يمتد في الارتفاع من 8100 إلى 37300 ميل (13000 إلى 60000 كيلومتر). في فبراير 2013 ، أالحزام الإشعاعي الثالثتم الإعلان عنه. كانت هذه ظاهرة عابرة مرتبطة بالنشاط الشمسي. تم اكتشاف الحزام المؤقت الجديد بواسطةتحقيقات فان ألين، أقمار ناسا الصناعية التي تم نشرها للقيام بدراسة مفصلة للأحزمة الإشعاعية.

حلقات عريضة سميكة متحدة المركز على شكل كعكة دائرية حول الأرض.

يُظهر هذا الرسم المقطوع منظرًا ثلاثي الأبعاد للحزامين الإشعاعيين الرئيسيين من Van Allen: الحزام الداخلي (الأحمر) الذي تهيمن عليه البروتونات والحزام الخارجي (الأزرق) بالإلكترونات. الصورة عبر وكالة ناسا /ويكيميديا ​​كومنز.

تحقق من هذا الفيلم الوثائقي لعام 1958 حول القمر الصناعي Explorer 1 (28 دقيقة).

نحن نعلم الآن أن الأحزمة الإشعاعية شائعة جدًا ؛ الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي ، مثل كوكب المشتري وزحل وأورانوس ، لديها أيضًا أحزمة إشعاعية مشابهة للأرض. بشكل عام ، يشكل الإشعاع الفضائي خطرًا على كل من رواد الفضاء والمركبات الفضائية.

أرسلت إكسبلورر 1 البيانات لمدة أربعة أشهر تقريبًا حتى نفدت بطارياتها في 21 مايو 1958. لكنها ظلت في المدار لمدة 12 عامًا ، ودارت حول الأرض 58376 مرة ، قبل أن تحترق عند عودتها إلى الغلاف الجوي في 31 مارس 1970.

ثلاثة رجال يرتدون بذلات ويحملون صاروخًا فوق رؤوسهم.

يحمل ويليام بيكتينج ، وجيمس فان ألين ، والعالم الألماني فيرنر فون براون (من اليسار إلى اليمين) نموذجًا لأول قمر صناعي أمريكي إكسبلورر 1. تم التقاط هذا بعد الإطلاق الناجح للقمر الصناعي في 31 يناير 1958 ، بواسطة كوكب المشتري صاروخ سي في كيب كانافيرال ، فلوريدا. الصورة عبر وكالة ناسا /مختبر الدفع النفاث.

خلاصة القول: كان Explorer 1 هو أول قمر صناعي أطلقته الولايات المتحدة. تم إرساله إلى مدار حول الأرض بواسطة صاروخ جوبيتر سي في 31 يناير 1958. أعطت الولايات المتحدة دفعة كبيرة في الأيام الأولى لسباق الفضاء بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي. حمل هذا القمر الصناعي الرائد أيضًا أداة علمية اكتشفت ما نعرفه الآن باسم أحزمة Van Allen.