آیا می‌توانید باور کنید که 62 سال از زمان پرتاب اولین ماهواره ایالات متحده می‌گذرد؟

اکسپلورر 1 باعث پیشی گرفتن ایالات متحده از اتحاد جماهیر شوروی شد. این ماهواره باعث کشف کمربند تشعشعی ون‌آلن شد.

 31 ژانویه 1958: اکسپلورر 1 اولین ماهواره ایالات متحده در این تاریخ به فضا پرتاب شد که چهار ماه پس از اسپوتنیک1 ( اولین ماهواره‌ای  که در مدار زمین قرار گرفت) بود. موفقیت ماموریت اکسپلورر نقطه عطف مهمی در اوایل مسابقه فضایی با اتحاد جماهیر شوروی سابق بود.

 اکسپلورر یک، سومین جسم ساخته شده توسط انسان در فضا بود و همچنین ابزارهای علمی در برداشت. این ابزارها کمربند ون‌آلن را اطراف زمین شناسایی کردند.

 اکسپلورر 1 فقط 30 پوند (14 کیلوگرم) وزن و کمتر از 7 فوت (203 سانتیمتر) طول داشت. این ماهواره هر 114.8 دقیقه یک بار دور زمین می‌گردید (یعنی در طول روز 12.54 بار). کم‌ترین ارتفاع مدار آن به220 مایل (354 کیلومتر) و بیشترین آن 1563 مایل( 2515 کیلومتر) می‌رسد.  بر روی آن یک ابزار علمی قرار گرفته بود که یک آشکارساز پرتوی کیهانی برای اندازه‌گیری پرتوها بود. داده‌های ارائه شده باعث شدند تا جیمز ون‌آلن دانشمند ارشد ماموریت و تیم او نتیجه بگیرند که اجسام بارداری که در میدان مغناطیسی زمین به دام افتاده‌اند را کشف کرده‌اند. داده‌هایی که توسط ماهواره‌های دیگر تایید شدند. به این مناطق دارای ذرات باردار به دام افتاده ون‌آلن می‌گویند.

 روسیه در 4 اکتبر 1957 اولین ماهواره مصنوعی جهان را پرتاب کرد. اکسپلورر1 یک پاسخ سریع  به شوروی بود. این ماهواره در کمتر از سه ماه در Jet Propulsion Laboratory) JPL) توسط تیمی که هدایتگر آن William Hayward Pickering بود؛ طراحی و ساخته شد. او تا زمان بازنشستگی یعنی تا سال 1976 یعنی به مدت 22 سال مدیر JPL بود.

 

اکسپلورر 1 با موشک ژوپیترC پرتاب شد که توسط آژانس موشکی بالستیک ارتش ایالات متحده با هدایت دانشمند مشهور موشک Wernhervo Braun ساخته شده بود.

او در جنگ جهانی دوم برای نازی‌ها کار کرده بود؛ اما پس از جنگ شروع به کار برای ایالات‌متحده کرد. در طول برنامه آپولو او معمار اصلی ساترن ۵ بود. موشک غول‌پیکری که در نهایت انسان را به ماه فرستاد.

در اکسپلورر 1 چندین ابزار علمی وجود داشت: ابزار سنجش دما، آشکارسازها برای شناسایی اثرات شهاب‌سنگ‌های کوچک و ردیاب اشعه کیهانی برای این که یک تاریخ علمی توسط آشکارسازی کمربند پرتوی که دور زمین را احاطه کرده است تهیه شود. ناحیه‌ای که شامل ذرات باردار به خصوص الکترون و پروتون که از بادهای خورشیدی توسط میدان مغناطیسی زمین گرفته شده‌اند. آشکارساز اشعه کیهانی اکسپلورر1 توسط تیمی که هدایتگر آن ون‌آلن بود در دانشگاه آیووا ساخته شد  پس از پرتاب موشک اکسپلورر1 اعداد مورد انتظار از پرتوهای کیهانی را آشکار کرد، اما در مدار بین دوره‌های مورد انتظار برای شمارش پرتوها،  دانشمندان از دیدن دوره‌های با تعداد زیاد و شمارش 0 متعجب شدند. علاوه بر این سردرگمی، انتقال ماهواره و ردیابی مسیر مداری آن نیز مشکل بود. Carl Mcllwain دانشجوی فارغ‌التحصیل ون‌آلن اظهار داشت که شمارش 0  می‌تواند ناشی از غلظت بسیار زیاد ذرات باردار باشد که باعث اشباع آشکارساز و ثبت عدد 0 می‌شود. او این فرضیه را در آزمایشگاه با قرار دادن یک آشکارساز مشابه در منبع شدید اشعه ایکس آزمایش کرد. این امر باعث شد دانشمندان به این نتیجه برسند که آنها کمربندی از ذرات باردار را که توسط میدان مغناطیسی زمین به دام افتاده است را کشف کرده‌اند. فرضیه‌ای که چندی قبل از آن توسط Krisrian Birkeland و Carl Stoermer  مطرح شده بود.

 ماهواره دیگر اکسپلورر 3 دو ماه بعد پرتاب شد (پس از آنکه اکسپلورر 2 شکست خورد). تقریباً با اکسپلورر1 یکسان بود، اما دارای یک نوار ضبط کننده بود که قادر بود دوباره داده‌های آشکارساز پرتوهای کیهانی را به زمین پخش کند و خوانشهای پرتویی را در هر مدار ارائه می‌داد. دانشمندان با استفاده از این داده‌های با کیفیت بالاتر توانستند این کمربند را تایید کنند. ماموریت‌های فضایی بعدی داده‌هایی را ارائه دادند که ویژگی‌های ون‌آلن را بهتر نشان می‌دادند.

 دو کمربند اصلی وجود دارد:

 کمربند ون‌آلن داخلی که به طور معمول از 620 مایل (1000 کیلومتر) تا 7500 مایل(12000 کیلومتر) بالاتر از این امتداد می‌یابد؛ اما ممکن است بر اساس فعالیت خورشیدی متفاوت باشد.

کمربند بیرونی حتی از نظر شکل و اندازه می‌تواند متغیر باشد، معمولاً در ارتفاعات 8100 تا 37300 مایل(13000 تا 60000 کیلومتر) امتداد می‌یابد. در فوریه 2013 کمربند تابشی سوم اعلام شد. این یک پدیده گذرا بود که به فعالیت خورشیدی وابسته بود. کمربند موقت جدید توسط کاوشگرهای ون‌آلن ماهواره‌های ناسا کشف شدند؛ که برای انجام یک مطالعه تحقیق درباره کمربندهای تابشی پرتاب شده بودند.

اکنون می‌دانیم که کمربندهای تابشی بسیار متداول هستند و سایر سیارات در منظومه شمسی خودمان مانند مشتری زحل اورانوس هم مانند زمین تابشی دارند. به طور کلی تابش‌های فضا هم برای فضانوردان و هم فضاپیماها خطر دارد. اکسپلورر 1 داده‌ها را برای حدود چهار ماه ارسال کرد تا اینکه باتری آن در 21 مه 1958 تمام شد، اما 12 سال در مدار ماند و 58376 بار دور زمین گردش کرد و در 31 مارس 1970 وارد جو زمین شد و سوخت.

 

ترجمه:

زهرا خیتال

دانشجوی کارشناسی میکروبیولوژی

علاقه مند به نجوم و عضو مرکز آموزش نجوم ادیب اصفهان

شروع جدی نجوم از سال 94تاریخ علم کمبریج

 

منبع:

https://earthsky.org/space/launch-of-explorer-1-jan-31-1958

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *