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Explorer I

Organization:	Army Ballistic Missile Agency
Major contractors:	Jet Propulsion Laboratory
Mission type:	Earth Science
Satellite of:	Earth
Launch:	February 1, 1958 at 03:48 UTC
Launch vehicle:	Juno I
Decay:	March 31, 1970
Mission duration:	111 days
Mass:	13.9703 kg
NSSDC ID:	1958-001A
Webpage:	NASA
Orbital elements
Semimajor axis:	7,832.2 km
Eccentricity:	.139849
Inclination:	33.24°
Orbital period:	114.8 minutes
Apogee:	2,550 km
Périgée :	358 km
~ 56,000
Instruments
Détecteur Geiger-Mueller:	Détection du cosmique rayons
Réseau de grille de fils:	Détection de micrométéorite
Détecteur acoustique:	Détection de micrométéorite

Explorer-I, officiellement Satellite 1958 Alpha (et parfois appelé Explorer 1), est le premier satellite terrestre des États-Unis , ayant été lancé à 10:48pm EST le 31 janvier (03: 48 le 1er février en GMT), 1958, dans le cadre du programme des États-Unis pour l’Année Géophysique internationale. Le satellite a été lancé depuis LC-26 à la station aérienne de Cap Canaveral en Floride à bord d’une fusée Juno I.

Mission

Après le lancement du satellite soviétique Spoutnik I le 4 octobre 1957, les États-Unis s’efforcent frénétiquement de lancer leur propre satellite, lançant ainsi la course à l’espace. Explorer-I a été conçu et construit par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), tandis que la fusée Jupiter-C a été modifiée par l’Agence des missiles balistiques de l’Armée (ABMA) pour accueillir une charge utile satellite, la fusée résultante devenant connue sous le nom de Juno I. Travaillant en étroite collaboration, ABMA et JPL ont terminé le travail de modification du Jupiter-C et de construction de l’Explorer-I en 84 jours. Cependant, avant la fin des travaux, l’Union soviétique a lancé un deuxième satellite, Spoutnik 2, le 3 novembre 1957.

Lanceur

Le lanceur d’Explorer-I, le Juno I, a ses origines dans le projet Orbiter de l’Armée américaine en 1954. Le projet a cependant été annulé en 1955 lorsque la décision a été prise de poursuivre le projet Vanguard. Le Jupiter-C utilisé pour le lancement avait déjà été testé en vol lors d’essais de rentrée du cône de nez pour le Jupiter IRBM).

Conception du vaisseau spatial

Explorer-I a été conçu et construit par le Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technology sous la direction du Dr William H. Pickering. L’instrumentation satellite d’Explorer-I a été conçue et construite par le Dr James Van Allen de l’Université de l’Iowa.

Explorer-I était le deuxième satellite à transporter une charge utile de mission (Spoutnik II était le premier). Il était notamment équipé d’un compteur geiger pour détecter les rayons cosmiques. Parfois, l’instrumentation rapportait le nombre de rayons cosmiques attendu (~ 30 comptes par seconde), mais parfois elle montrait un nombre particulier de 0 compte par seconde. Le groupe de l’Iowa (sous la direction de Van Allen) a noté que tous les rapports de 0 compte par seconde provenaient d’une altitude de plus de 2000 km au-dessus de l’Amérique du Sud, tandis que les passages à 500 km montreraient le niveau attendu de rayons cosmiques. Après Explorer III, il a été décidé que le compteur geiger d’origine avait été submergé par un fort rayonnement provenant d’une ceinture de particules chargées piégées dans l’espace par le champ magnétique terrestre, maintenant connue sous le nom de ceinture de rayonnement de Van Allen.

Résultats de la mission

La découverte des Ceintures de Van Allen par les satellites Explorer a été considérée comme l’une des découvertes exceptionnelles de l’Année géophysique internationale.

Explorer-I a été placé sur une orbite avec un périgée de 360 kilomètres (224 miles) et un apogée de 2520 kilomètres (1575 miles) ayant une période de 114,9 minutes. Le poids total était de 13,97 kilogrammes (30,8 lb), dont 8,3 kilogrammes (18,3 lb) d’instrumentation. La section d’instrument à l’extrémité avant du satellite et le boîtier de fusée vide du quatrième étage réduit orbitaient en une seule unité, tournant autour de son grand axe à 750 tours par minute.

L’instrumentation se composait d’un ensemble de détection de rayons cosmiques, d’un capteur de température interne, de trois capteurs de température externes, d’un capteur de température à cône nasal, d’un microphone d’impact à micrométéorite et d’un anneau de jauges d’érosion à micrométéorite. Les données de ces instruments ont été transmises au sol par un émetteur de 60 milliwatts fonctionnant sur le 108.03 mégahertz et un émetteur de 10 milliwatts fonctionnant sur 108,00 MHz.

Les antennes d’émission se composaient de deux antennes à fente en fibre de verre dans le corps du satellite lui-même et de quatre fouets flexibles formant une antenne de tourniquet. La rotation du satellite autour de son grand axe maintenait les fouets flexibles étendus.

La peau externe de la section de l’instrument a été peinte en bandes alternées de blanc et de vert foncé pour assurer un contrôle passif de la température du satellite. Les proportions des bandes claires et sombres ont été déterminées par des études d’intervalles ombre-lumière du soleil basées sur le temps de tir, la trajectoire, l’orbite et l’inclinaison.

L’énergie électrique était fournie par des batteries chimiques au nickel-cadmium qui représentaient environ 40 % du poids de la charge utile. Ceux-ci fournissaient une alimentation qui faisait fonctionner l’émetteur de haute puissance pendant 31 jours et l’émetteur de faible puissance pendant 105 jours.

En raison de l’espace limité disponible et des exigences de faible poids, l’instrumentation Explorer-I a été conçue et construite dans un souci de simplicité et de grande fiabilité. C’était complètement réussi.

Explorer I a arrêté la transmission des données le 23 mai 1958, lorsque ses batteries sont mortes, mais est resté en orbite pendant plus de 12 ans. Il a effectué une rentrée de feu au-dessus de l’océan Pacifique le 31 mars 1970. Explorer I était le premier du programme Explorer de longue date, qui, en novembre 2004, avait lancé 83 sondes Explorer.

La sauvegarde de vol de l’Explorateur I, construite à l’identique, se trouve actuellement au Musée national de l’Air et de l’Espace de la Smithsonian Institution, Milestones of Flight Gallery.