science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Explorer 1 - het begin van de Amerikaanse ruimtewetenschap

Een vintage JPL-afbeelding ter ere van de Explorer 1-satelliet. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Volgende week zestig jaar geleden, de hoop van de Koude Oorlog Amerika steeg de nachtelijke hemel in toen een raket de lucht in vloog boven Cape Canaveral, een binnenkort beroemd barrière-eiland voor de kust van Florida.

De datum was 31 januari, 1958. NASA moest nog worden gevormd, en de eer van deze eerste vlucht behoorde toe aan het Amerikaanse leger. De enige lading van de raket was een speervormige satelliet gebouwd door het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. verkenner 1, zoals het binnenkort zou gaan heten, was Amerika's eerste satelliet.

"De lancering van Explorer 1 markeerde het begin van de Amerikaanse ruimtevlucht, evenals de wetenschappelijke verkenning van de ruimte, wat leidde tot een reeks gewaagde missies die de ogen van de mensheid hebben geopend voor nieuwe wonderen van het zonnestelsel, " zei Michael Watkins, huidige directeur van JPL. "Het was een keerpunt voor de natie dat ook definieerde wie we zijn bij JPL."

Halverwege de jaren vijftig, zowel de Verenigde Staten als de Sovjet-Unie waren op weg naar het vermogen om een ​​ruimtevaartuig in een baan om de aarde te brengen. Toch hing er grote onzekerheid over de achtervolging. Naarmate de Koude Oorlog tussen de twee landen dieper werd, het was nog niet vastgesteld of de soevereiniteit van de grenzen van een land zich uitstrekte tot in de ruimte. Overeenkomstig, toenmalig president Eisenhower probeerde ervoor te zorgen dat de eerste Amerikaanse satellieten niet werden gezien als militaire of nationale veiligheidsmiddelen.

1954, een internationale raad van wetenschappers riep op om kunstmatige satellieten in een baan om de aarde te brengen als onderdeel van een wereldwijd wetenschappelijk programma genaamd het International Geophysical Year (IGY), zou plaatsvinden van juli 1957 tot december 1958. Zowel de Amerikaanse als de Sovjetregering grepen het idee aan, aankondigen dat ze ruimtevaartuigen zouden lanceren als onderdeel van de inspanning. Spoedig, een wedstrijd begon tussen het leger, Luchtmacht en marine gaan een Amerikaanse satelliet en draagraket ontwikkelen die een baan om de aarde kan bereiken.

In die tijd, JPL, dat deel uitmaakte van het California Institute of Technology in Pasadena, verrichtte voornamelijk verdedigingswerk voor het leger. (De "jet" in de naam van JPL gaat terug naar raketmotoren die tijdens de Tweede Wereldoorlog werden gebruikt om vliegtuigen met "jet-assisted" op te stijgen.) In 1954, de ingenieurs van het laboratorium begonnen te werken met de Army Ballistic Missile Agency in Alabama aan een project genaamd 'Orbiter'. Het legerteam omvatte Wernher von Braun (die later NASA's Saturn V-raket zou ontwerpen) en zijn team van ingenieurs. Hun werk concentreerde zich rond de Redstone Jupiter-C-raket, die was afgeleid van de V-2-raket die Duitsland tijdens de oorlog tegen Groot-Brittannië had gebruikt.

De rol van JPL was om de drie bovenste trappen voor te bereiden op het draagraket, waaronder de satelliet zelf. Deze gebruikten vaste raketmotoren die het laboratorium had ontwikkeld voor de sergeantgeleide raketten van het leger. JPL zou ook verantwoordelijk zijn voor het ontvangen en verzenden van de communicatie van het ruimtevaartuig in een baan om de aarde. Naast de betrokkenheid van JPL bij het Orbiter-programma, de toenmalige directeur van het laboratorium, Willem Pickering, was voorzitter van het wetenschappelijk comité voor het volgen van satellieten voor de Amerikaanse lanceringsinspanningen in het algemeen.

De binnenkomst van de marine, genaamd Vanguard, had een concurrentievoordeel omdat het niet was afgeleid van een programma voor ballistische raketten - de raket was ontworpen, Van de grond af, voor civiele wetenschappelijke doeleinden. De Jupiter-C-raket van het leger had zijn eerste succesvolle suborbitale vlucht gemaakt in 1956, dus legercommandanten waren ervan overtuigd dat ze redelijk snel klaar konden zijn om een ​​satelliet te lanceren. Hoe dan ook, het programma van de marine werd gekozen om een ​​satelliet voor de IGY te lanceren.

Universiteit van Iowa natuurkundige James Van Allen, wiens instrumentvoorstel was gekozen voor de Vanguard-satelliet, was bezorgd over ontwikkelingskwesties op het project. Dus, hij zorgde ervoor dat de nuttige lading van zijn wetenschappelijke instrument - een kosmische stralingsdetector - in beide draagraketten zou passen. In de tussentijd, hoewel hun project officieel stil lag, JPL-ingenieurs gebruikten een reeds bestaande raketbehuizing om stilletjes een vliegwaardige satelliet te bouwen, voor het geval het nodig mocht zijn.

Krediet:Jet Propulsion Laboratory

De wereld veranderde op 4 oktober 1957, toen de Sovjet-Unie een 23-inch (58 centimeter) metalen bol lanceerde genaamd Spoetnik. Met dat unieke evenement, het ruimtetijdperk was begonnen. De lancering loste een belangrijke diplomatieke onzekerheid over de toekomst van de ruimtevlucht op, tot oprichting van het recht om boven elk gebied op de wereld te cirkelen. De Russen volgden hun eerste lancering snel op met een tweede Spoetnik, slechts een maand later. Onder druk om een ​​Amerikaanse reactie op te zetten, de regering-Eisenhower besloot tot een geplande testvlucht van de Vanguard-raket, reeds gepland ter ondersteuning van de IGY, zou passen. Maar toen de Vanguard-raket was, beschamend, vernietigd tijdens de lanceringspoging op 6 december, de regering wendde zich tot het programma van het leger om de reputatie van het land als technologisch leider te redden.

Buiten medeweten van JPL, von Braun en zijn team hadden ook hun eigen satelliet ontwikkeld, maar na enig nadenken, het leger besloot dat JPL nog steeds het ruimtevaartuig zou leveren. Het resultaat van die noodlottige beslissing was dat de focus van JPL permanent verschoof - van raketten naar wat er bovenop zit.

Het legerteam had de opdracht om binnen 90 dagen klaar te zijn voor lancering. Dankzij de voorafgaande voorbereiding, 84 dagen later, zijn satelliet stond op het lanceerplatform bij Cape Canaveral Air Force Station in Florida.

Het ruimtevaartuig werd om 22:48 uur gelanceerd. EST op vrijdag, 31 januari 1958. Anderhalf uur later, een JPL-volgstation in Californië pikte het signaal op dat vanuit een baan om de aarde werd uitgezonden. In overeenstemming met de wens om de lancering af te schilderen als de vervulling van de Amerikaanse verbintenis in het kader van het International Geophysical Year, de aankondiging van het succes werd de volgende ochtend vroeg gedaan in de National Academy of Sciences in Washington, met Pickering, Van Allen en von Braun staan ​​klaar om vragen van de media te beantwoorden.

Na de lancering, het ruimtevaartuig kreeg zijn officiële naam, Explorer 1. (In de volgende decennia, bijna honderd ruimtevaartuigen zouden de aanduiding "Explorer" krijgen.) De satelliet bleef ongeveer vier maanden gegevens verzenden, totdat de batterijen leeg waren, en het stopte met werken op 23 mei, 1958.

Later dat jaar, toen de National Aeronautics and Space Administration (NASA) werd opgericht door het Congres, Pickering en Caltech werkten eraan om JPL weg te halen van zijn defensiewerk om deel uit te maken van het nieuwe bureau. JPL blijft een divisie van Caltech, die het laboratorium voor NASA beheert.

Het begin van de Amerikaanse ruimteverkenning was niet zonder tegenslagen - van de eerste vijf Explorer-satellieten, twee slaagden er niet in om de baan te bereiken. Maar de drie die het maakten, gaven de wereld de eerste wetenschappelijke ontdekking in de ruimte:de Van Allen-stralingsgordels. Deze donutvormige gebieden van hoogenergetische deeltjes, op zijn plaats gehouden door het magnetische veld van de aarde, kan belangrijk zijn geweest bij het bewoonbaar maken van de aarde voor het leven. verkenner 1, met Van Allen's kosmische stralingsdetector aan boord, was de eerste die dit fenomeen ontdekte, die tot op de dag van vandaag wordt bestudeerd.

Bij het pleiten voor een civiele ruimtevaartorganisatie voor het Congres na de lancering van Explorer 1, Pickering putte uit de ontdekking van Van Allen, vermelden, "Dr. Van Allen heeft ons volledig nieuwe informatie gegeven over de straling die in de ruimte aanwezig is.... Dit is een nogal dramatisch voorbeeld van een vrij eenvoudig wetenschappelijk experiment dat onze eerste stap in de ruimte was."

Explorer 1 kwam opnieuw in de atmosfeer van de aarde en verbrandde op 31 maart, 1970, na meer dan 58, 000 banen.