Explorer 31
Satellite scientifique

Photo du satellite.

Données générales

Organisation	NASA
Constructeur	Centre de vol spatial Goddard
Domaine	Ionosphère
Statut	Mission achevée
Autres noms	DME-A Explorer A Explorer XXXI
Base de lancement	Vandenberg
Lancement	29 novembre 1965
Fin de mission	15 janvier 1971
Désorbitage	Thor/Agena B
Identifiant COSPAR	1965-098B
SATCAT	01806

Caractéristiques techniques

Masse au lancement	98,9 kg
Contrôle d'attitude	Spinné

Orbite basse

Périgée	534 km
Apogée	2993 km
Période de révolution	121 minutes
Inclinaison	79,8°

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Explorer 31 ou DME-A ou Explorer A ou Explorer XXXI est un petit satellite scientifique (99 kg) de l'agence spatiale américaine, la NASA, mis en orbite en 1965 pour étudier l'ionosphère.

Le satellite Explorer 31, construit par le Centre de vol spatial Goddard étabblissement de la NASA, est placé sur une orbite basse elliptique (534 km x 2993 km, inclinaison orbitale, 79,8°) par une fusée Thor/Agena B décollant de la base de lancement de Vandenberg. Lancé avec le satellite canadien Alouette 2, Explorer 31 est placé sur la même orbite (à un kilomètre de distance) que celui-ci, permettant pour la première fois une étude conjointe de l'ionosphère par les instruments de deux engins spatiaux distincts. Explorer 31 emportait 7 instruments scientifiques permettant d'effectuer des mesures de la température, de la densité et de la composition des ions et électrons thermiques. Il a observé dans l'ionosphère des électrons dont la température atteignait 5000 kelvin peut-être réchauffé par le vent solaire. Les instruments du satellite ont permis de poursuivre les mesures continues de l'ionosphère réalisées par l'University College of London à l'aide des satellites Ariel 1 à Explorer 20. En mai 1966 une défaillance du système fournissant l'énergie réduit le volume de données de 50% et deux des expériences tombent en panne. A compter du 1er janvier 1969 les données ne sont plus collectées de manière continue. Il est réactivé brièvement pour observer des arcs rouges, un phénomène rare généré par les orages magnétiques. Le satellite est définitivement arrêté le 15 janvier 1971^[1].

Le satellite est un petit engin spatial (99 kilogrammes) stabilisé par mise en rotation avec son axe de rotation perpendiculaire au plan orbital. Ne disposant pas de dispositif de stockage des données, les observations ne pouvaient réalisées que lorsque la station terrienne recueillant les données du satellite était en vue. Les instruments pouvaient fonctionner en séquence ou simultanément. L'orientation de l'axe de rotation et la vitesse de rotation étaient contrôlés à l'aide de magnétocoupleurs. L'orientation était déterminée à l'aide d'un capteur solaire et d'un magnétomètre trois axes. Les données étaient collectées par la station terrienne de Boulder (Colorado)^[2].

Le satellite emporte 7 expériences scientifiques effectuant des mesures in situ^[3] :

• Une sonde électrostatique cylindrique permettant de mesurer la température et la densité des électrons de l'ionosphère. L'instrument est une sonde de Langmuir comportant deux capteurs montées sur des faces opposées du satellite, perpendiculaires à l'axe de rotation.
• Un instrument mesurant la température des électrons pour déterminer la distribution de l'énergie dans l'ionosphère. La densité pouvait être déterminée à partir de la température. Le capteur est constitué d'un disque de 2 centimètres de diamètre.
• Un instrument mesurant le spectre énergétique des électrons suprathermiques (0,2 à 2000 eV). L'instrument est constituée de deux sous-ensembles réalisant les mesures respectivement dans la bande spectrale 0,2 à 200 eV et de 0,2 à 2000 eV. Chaque sous-ensemble est constitué de trois grilles chargées électriquement.
• Un spectromètre de masse destiné à mesurer la composition des ions positifs présents à une altitude comprise entre 500 et 3000 kilomètres.
• Un spectromètre de masse à secteur magnétique utilisé pour mesurer l'abondance des différents ions chargées positivement et ayant une masse atomique comprise entre 1 et 20.
• Un instrument mesurant la densité et la température des électrons thermiques à la surface du satellite. L'instrument est une sonde de Langmuir modifiée.
• Un instrument mesurant la densité, la température et la composition des ions thermiques.

• (en) Brian Harvey, Discovering the cosmos with small spacecraft : the American Explorer program, Cham/Chichester, Springer Praxis, 2018 (ISBN 978-3-319-68138-2)
  Histoire du programme Explorer

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