Proje Yankı - Project Echo

yankı 1A
Yankı-1.jpg
Echo 1 , Kuzey Carolina , Weeksville'deki bir Donanma hangarında tamamen şişirilmiş halde oturuyor
Şebeke NASA
Harvard tanımı 1960 Alfa 11
COSPAR kimliği 1960-009A
SATCAT numarası 49
uzay aracı özellikleri
Üretici firma Bell Laboratuvarları
kitle başlatmak 66 kg (146 lb)
Boyutlar Şişirildiğinde 30,48 m (100,0 ft) çapında küre
Görevin başlangıcı
Lansman tarihi 03:39:43, 12 Ağustos 1960 (UTC) ( 1960-08-12T03:39:43Z )
Roket Thor-Delta
Siteyi başlat Cape Canaveral AFS SLC-17A
Görevin sonu
çürüme tarihi 24 Mayıs 1968 ( 1968-05-24 )
yörünge parametreleri
Referans sistemi Yermerkezli
eksantriklik 0.01002
Yerberi yüksekliği 1.524 km (947 mil)
apoje yüksekliği 1.684 km (1.046 mil)
Eğim 47.2°
Dönem 118,3 dk
 
yankı 2
Yankı II.jpg
Echo 2, Kuzey Karolina, Weeksville'de zeplinlenebilir bir hangarda çekme stresi testinden geçiyor
Şebeke NASA
COSPAR kimliği 1964-004A
SATCAT numarası 740
uzay aracı özellikleri
Üretici firma Bell Laboratuvarları
Boyutlar Şişirildiğinde 41 m (135 ft) çapında küre
Görevin başlangıcı
Lansman tarihi 13:59:04, 25 Ocak 1964 (UTC) ( 1964-01-25T13:59:04Z )
Roket Thor-Agena B
Siteyi başlat Vandenberg Hava Üssü
Görevin sonu
çürüme tarihi 7 Haziran 1969 ( 1969-06-07 )
yörünge parametreleri
Referans sistemi Yermerkezli
eksantriklik 0.01899
Yerberi yüksekliği 1.029 km (639 mil)
apoje yüksekliği 1316 km (818 mi)
Eğim 81.5°
Dönem 108,95 dk
 

Project Echo , ilk pasif iletişim uydu deneyiydi. 1960 ve 1964 yılında başlatılan iki Amerikan uzay aracı, her biri, metalize edilmiş balon uyduları pasif olarak hareket reflektör arasında mikrodalga sinyalleri. İletişim sinyalleri Dünya üzerindeki bir yerden iletildi ve uydunun yüzeyinden başka bir Dünya konumuna sekti. Echo kullanan ilk yayınlar, 12 Ağustos 1960'ta Goldstone, California'dan Holmdel, New Jersey'e gönderildi. Son Echo uydusu 7 Haziran 1969'da atmosferde yandı ve yandı.

Arka plan

İletişimi iletmek için yörünge uydularını kullanma kavramı, ilk olarak 1945'te Arthur C. Clarke tarafından geliştirilen uzay yolculuğundan önceydi . Ay'ı mesajlar için pasif bir yansıtıcı yol istasyonu olarak kullanan deneyler 1946 gibi erken bir tarihte başladı. Sputnik'in fırlatılmasıyla , Dünya'nın ilk uydusu yapay uydu, 1957'de yörüngedeki iletişim uydularına ilgi hızla gelişti.

Temmuz 1958'de, iletişim uyduları üzerine Hava Kuvvetleri sponsorluğundaki bir toplantıda, Bell Telefon Laboratuarları mühendisi John R. Pierce , pasif uydu rölesi üzerine bir sunum yaptı ve yansıtıcı yörüngeli bir cismin Dünya'daki bir noktadan iletimleri geri döndürmek için nasıl kullanılabileceğini açıkladı. bir diğeri. William H. Pickering , müdürü Jet Propulsion Laboratory (JPL), de konferansa katılarak ve JPL tesisleri, özellikle kutup-monte 85 fit (26 m) çapı önerdi anten Goldstone yakınına monte Kuru Gölü Mojave Çölü'nde , kullanılabilecek böyle bir uydu ile deneyler için bir yer tesisi olarak.

Ekim 1958'de Pierce, diğer Bell mühendisi Rudolf Kompfner ile birlikte , yansıtıcı balon uyduları kullanarak atmosferik kırılma etkilerini gözlemlemek için bir deney tasarladı. Deneyin uydular aracılığıyla okyanuslar arası iletişime yönelik araştırmaları ilerleteceğine inanan iki mühendis, 6 ve 7 Ekim 1958'de Genişletilmiş Menzil ve Uzay İletişimi Ulusal Sempozyumu'na pasif iletişim yansıtıcıları olarak kullanılacak balon uydularının fırlatılmasını savunan bir bildiri sundu.

Aynı ay, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) kuruldu ve iki ay sonra JPL, Birleşik Devletler Ordusu'ndan yeni teşkilata transfer edildi . NASA'nın ilk iletişim uydusu projesi olan Project Echo, Eylül 1959 için ilk fırlatmayı belirleyen NASA, JPL ve Bell Telephone Laboratories'den temsilcilerle 22 Ocak 1959'da yapılan bir toplantıda resmen düzenlendi.

Hedefler

Project Echo, yeni teknolojileri test etmek ve gelecekteki görevlere hazırlanmak amacıyla bir yol gösterici misyondu. Uzay uçuşu mühendisleri, aerodinamik, uydu şekli ve boyutu, inşaat malzemeleri, sıcaklık kontrolü ve uydu takibi konularında yeni fikirleri ve test sınırlarını kanıtlamak için Echo'yu kullandı. Echo, küresel bir iletişim sistemi olarak işlev görmemek için uydu iletişiminin potansiyelini göstermek için bir deney olarak tasarlandı.

Echo, aşağıdaki amaçlarla tasarlandı, onaylandı ve inşa edildi.

  • Atmosferik sürtünmenin etkilerini gözlemleyin ve ölçün
  • Pasif olarak yere dayalı iletimleri yansıtın
  • İki yönlü iletişimi gösterin
  • Bir Amerikan uzay programının geliştirilmesine olan bağlılığını göstermek
  • Gözetim uyduları tarafından diğer ulusların aşırı uçuşu için emsal sağlamak

Bu hedeflerin her biri Project Echo ile gerçekleştirilmiştir. Daha sonraki deneyler, uyduyu 15 Ağustos 1960'ta iki yönlü bir telefon görüşmesi yapmak ve Nisan 1962'de canlı bir televizyon yayınını iletmek için kullandı.

Yer istasyonları

Echo Projesi için inşa edilen ve daha sonra kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunu keşfetmek için kullanılan Holmdel Horn Anteni

Project Echo'yu test etmek için iki yer istasyonu kullanıldı. Mojave Desert, California'daki Goldstone Dry Lake'de bulunan Goldstone tesisi ve Holmdel, New Jersey'de bulunan Holmdel tesisi. Her iki site de iletmek ve almak için ayrı antenler kullandı. Batıdan Doğuya yayınlar Goldstone'dan Project Echo için JPL tarafından yapılmış yirmi altı metrelik bir çanak antenle gönderildi. Sinyaller Holmdel'de altıya altı metre açıklıklı boynuz-yansıtıcı anten tarafından alındı. Horn antenlerinin düşük gürültülü özelliklere sahip olduğu biliniyordu. Gelecekteki uydu deneyleri için planlanan frekans bandı olduğundan, 2.390 megahertz'lik bir iletim frekansı seçildi. Doğudan Batıya yayınlar Holmdel'den on sekiz metre çapında bir parabolik anten kullanılarak gönderildi ve mevcut Pioneer program anteni kullanılarak Goldstone'da alındı . Westbound iletişimleri için 960.05 megahertz'lik bir iletim frekansı kullanıldı çünkü JPL alıcısı Pioneer ay programından bu frekansa zaten ayarlanmıştı.

Uydu alımı ve takibi üç yöntemle gerçekleştirilmiştir: optik, dijital bağımlı ve otomatik radar. Optik izleme en kolay yöntemdi, ancak yalnızca geceleri güneş uyduyu aydınlattığında kullanılabilirdi. Her sahada antenin yapısına televizyon kameralı geniş ve dar alan teleskopları monte edildi. Kamera görüntüleri, uyduyu takip etmek için antenin konumunu kontrol edecek olan bir servo operatöre gösterildi. Optik izleme kullanılamadığında, dijital köle adı verilen bir bilgisayar sistemi Echo'yu alıp izleyebiliyordu. Dijital köle, NASA Minitrack istasyon ağından birincil izleme verileri alarak çalıştı. Bilgisayar daha sonra anteni kontrol etmek için anteni işaret eden komutlar verir. Üçüncü izleme yöntemi, sürekli dalga radar alt sistemiydi. Radar uydunun alınması için uygun değildi, ancak Echo optik veya dijital bağımlı tarafından alındığında, izlemeyi otomatik olarak sürdürmek için radar sinyalleri kullanılabilir.

Uzay aracı

Echo uzay aracı (Echo 1, Echo 1A ve Echo 2), atmosferden ayrıldıktan sonra yörüngede şişirilen büyük, ince tenli kürelerdi. Bu balon uydular, BoPET filmden (Mylar) yapılmış ince bir cilde sahip yaklaşık 30 m çapındaydı ve Northfield, Minnesota'da Gilmore Schjeldahl'ın GT Schjeldahl Company tarafından inşa edildi . Uydular, alıcı-verici değil, yansıtıcı işlevi gördü; Alçak Dünya yörüngesine yerleştirildikten sonra , sinyaller bir yer istasyonundan gönderilebilir, yüzeyinden yansıtılabilir ve Dünya'ya geri döndürülebilir.

Parlak yüzeyi de görünür ışık aralığında yansıtıcı olduğundan, Echo, Dünya'nın çoğu üzerinde yardımsız gözle kolayca görülebiliyordu. Uzay aracı, projeye dahil olanlar tarafından "uydu" olarak adlandırıldı ( uydu ve balonu birleştiren bir portmanto ). Kıtalararası ve kıtalararası telefon , radyo ve televizyon sinyallerini yönlendirmek için kullanıldı . Ömrünün son bölümünde uydu üçgenlemenin teknik fizibilitesini değerlendirmek için kullanıldı .

T. Keith Glennan, Echo I Yapmak İçin Kullanılan LBJ Alüminize Mylar Filmini Gösteriyor

yankı 1

Echo 1 30 m çapındaydı, 0,5 mil kalınlığında (12.7  μm ) Mylar'dan yapılmış sert olmayan bir cilde sahipti ve toplam kütlesi 397 pound (180 kg) ve 156.995 pound (71.212 kg) ağırlığındaydı. öğle yemeğinde. Yer şişirme testleri sırasında , balonu doldurmak için 40.000 pound (18.000  kg ) havaya ihtiyaç vardı, ancak yörüngedeyken küreyi doldurmak için birkaç pound gaz gerekliydi. Göktaşı delikleri sorununu çözmek ve küreyi şişirmek için Echo 1, iki tür süblimleştirici toz kullanan 33.34 lb (15.12 kg) bir makyaj gazı sistemi içeriyordu . Ayrıca, balona monte edilmiş 70 güneş pili tarafından şarj edilen beş nikel-kadmiyum pille çalışan 107.9 MHz telemetri işaretçilerine sahipti. Uzay aracı, geniş alan-kütle oranı nedeniyle atmosferik yoğunluğun ve güneş basıncının hesaplanmasında kullanışlıydı .

yankı 2

Echo 2, en son Project Echo tarafından fırlatılan 41,1 metre çapında (135 ft) bir balon uyduydu. Balonun düzgünlüğünü ve küreselliğini geliştirmek için revize edilmiş bir şişirme sistemi kullanıldı . Echo 2'nin derisi, Echo 1'inkinden farklı olarak sertleşebilirdi. Bu nedenle, balon, sabit bir iç basınç olmadan şeklini koruyabiliyordu; uzun vadeli bir şişirme gazı kaynağına ihtiyaç yoktu ve mikrometeoroidlerden gelen grevlerden kolayca kurtulabilirdi . Balon, 0,18 mil (4,5 um) kalınlığında alüminyum folyodan oluşan iki katman arasına sıkıştırılmış ve bu katmanla birleştirilmiş 0,35 mil (9 um) kalınlığında bir mylar filmden yapılmıştır. Polimer hala elastik aralıktayken laminatın metal katmanlarının plastik olarak hafifçe deforme olmasına neden olan bir basınca şişirildi. Bu, sert ve çok pürüzsüz bir küresel kabuk ile sonuçlandı.

Bir işaret telemetri sistemi, bir izleme sinyali sağladı, uzay aracı cilt sıcaklığını −120 ve +16 °C (−184 ve 61 °F) arasında izledi ve uzay aracının iç basıncını 0,000005 mm cıva ile 0,5 mm cıva, özellikle de 0,5 mm cıva arasında ölçtü. İlk enflasyon aşamalarında. Sistem, güneş pili panelleri tarafından desteklenen iki işaret grubundan oluşuyordu ve 136.02 MHz ve 136.17 MHz'de minimum 45 mW güç çıkışına sahipti.

uçuşlar

Fırlatma, yerleştirme ve genişletme mekanizmalarının çalışıp çalışmayacağını belirlemek için beş yörünge altı balistik testi, Shotput test aracı kullanılarak uçtu. İlk Shotput 27 Ekim 1959'da saat 17:40'ta uçtu. Shotput 1, Echo prototipini istenen irtifaya başarıyla ulaştırdı, ancak balonun kıvrımlarındaki az miktarda artık gaz şiddetle genişleyerek test nesnesini patlattı. Atlantik kıyılarında yukarı ve aşağı insanlar, yaklaşık 10 dakika süren bir gösteride binlerce parçalanmış Mylar parçasının güneş ışığını yansıttığı için uzaktaki havai fişeklere benzer şeylere tanık oldular. Dört tane daha Shotput testi 16 Ocak, 27 Şubat, 1 Nisan ve 31 Mayıs 1960'ta uçtu.

13 Mayıs 1960'ta, bir Echo uydusunu yörüngeye sokmak için ilk girişim yapıldı. Aynı zamanda Thor-Delta fırlatma aracının ilk seferi olan görev, faydalı yükün konuşlandırılmasından önce başarısız oldu. Yankı 1 kaldırıldığında Cape Canaveral sitesindeki LC-17A ve Thor aşaması uygun olarak gerçekleştirilir, ancak coasting aşamasında, kanıtlanmamış ilgili durum kontrol jetleri Delta aşamasında Atlantik Okyanusu içine yerine yörüngesine yük gönderme yakamazsanız.

12 Ağustos 1960'ta Echo 1A (genellikle Echo 1 olarak anılır ), başka bir Thor-Delta tarafından 944 ila 1.048 mil (1.519 ila 1.687 km) yörüngeye başarılı bir şekilde yerleştirildi. Kaliforniya'daki JPL Goldstone tesisinden bir mikrodalga iletimi, uydu tarafından aynı gün Holmdel, New Jersey'deki Bell Laboratories'e iletildi . Echo 1A'nın Temmuz 1963'te atmosfere dördüncü düşüşünden sonra uzun süre hayatta kalmayacağı tahmin ediliyordu, ancak tahminler 1964'e veya ötesine kadar yörüngeye devam etme olasılığına izin verdi. Beklenenden çok daha uzun süre hayatta kaldı ve nihayet Dünya atmosferine yeniden girdi ve 24 Mayıs 1968'de yandı.

25 Ocak 1964'te Echo 2, Thor Agena roketiyle fırlatıldı. Pasif iletişim deneylerine ek olarak, büyük uzay araçlarının dinamiklerini araştırmak ve küresel geometrik jeodezi için kullanıldı . Yankı 1A'dan daha büyük olduğu ve kutuplara yakın bir yörüngede yörüngede döndüğü için, Yankı 2, tüm Dünya üzerinde çıplak gözle bariz bir şekilde görülebiliyordu. Dünya atmosferine yeniden girdi ve 7 Haziran 1969'da yandı.

Hem Echo 1A hem de Echo 2 , büyük boyutları ve düşük kütleleri nedeniyle bir güneş yelkeni etkisi yaşadı . Daha sonraki pasif iletişim uyduları, örneğin OV1-08 PasComSat , bununla ilgili sorunları, kapalı bir yüzey yerine bir ızgara küre tasarımı kullanarak çözdü. Daha sonra NASA, aktif uydular lehine pasif iletişim sistemlerini tamamen terk etti.

Miras

Project Echo, Holmdel, NJ'deki JPL Goldstone tesisi ile Bell Telephone Laboratories tesisi arasında ilk başarılı uydu iletimini ve ilk iki yönlü iletişimi kolaylaştırdı . Collins Radio Company ve Naval Research laboratuvarı da dahil olmak üzere diğer gruplar deneylere katıldı . Echo yalnızca pasif bir sistem olduğu için, öncelikle uydu iletişiminin gelecekteki koruyuculuğunu göstermekte kullanışlıydı ve 1968'de yörüngesinden ayrılmadan önce modası geçmişti. Echo, kamuoyu tarafından en çok, geceleri çıplak gözle görülebildiği için görünürlüğü ile biliniyordu. .

Echo uydu programı ayrıca Moskova'yı doğru bir şekilde bulmak için gereken astronomik referans noktalarını da sağladı . Bu geliştirilmiş doğruluk, ABD ordusu tarafından kıtalararası balistik füzeleri hedeflemek amacıyla arandı.

Holmdel de büyük boynuz anten Yankı projesi için Bell Labs tarafından inşa sonradan tarafından kullanılmıştır Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson onların için Nobel ait ödüllü keşif kozmik mikrodalga arkaplan radyasyonu .

15 Aralık 1960'ta ABD Postanesi, Yankı 1'i gösteren bir posta pulu yayınladı .

Echo 1 damgası – 1960 sayısı

Galeri

  • 1 Mayıs 1960'ta cilt stres testinden geçen Echo uydularının ölçekli prototipi.

  • AT&T Bell Labs, uydu üzerinden ilk ses iletimi ve bu çalışmayı yürüten mühendisler hakkında video.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • Yaşlı, Donald C. (1995). Sekiz Topun Arkasından Dışarı: Yankı Projesinin Tarihi . AAS Tarih Serisi. 16 . Amerikan Astronomi Derneği için Univelt . ISBN'si 0-87703-388-9.
  • Nick D'Alto "Şişirilebilir Uydu", Buluş ve Teknoloji Yaz 2007, Cilt 23, Sayı 1 sayfa 38-43.

Dış bağlantılar