Satellite scientifique
| Organisation | Centre de vol spatial Goddard (NASA) |
|---|---|
| Programme | Explorer |
| Domaine | Étude de la thermosphère terrestre |
| Statut | Mission achevée |
| Autres noms |
AE-D Atmosphere Explorer-D |
| Base de lancement | Vandenberg |
| Lancement | |
| Lanceur | Delta 2910 |
| Fin de mission | |
| Désorbitage | |
| Identifiant COSPAR | 1975-096A |
| SATCAT | 08353 |
| Masse au lancement | 681 kg |
|---|
| Périapside | 250 km (initial) |
|---|---|
| Apoapside | 3 976 km |
| Période de révolution | 126,9 minutes |
| Inclinaison | 90,1° |
Explorer 54 ou AE-D (Atmosphere Explorer-D) est un satellite scientifique placé en orbite en 1973. AE-D est développé par le Centre de vol spatial Goddard (établissement de la NASA) dans le cadre de son programme scientifique Explorer, réunissant des missions scientifiques de faible coût. La mission avait pour objectif de poursuivre les investigations menées par Explorer 51 (AE-C) en recueillant des données sur la structure et les mécanismes de transfert d'énergie par le rayonnement ultraviolet du Soleil se produisant dans la thermosphère terrestre. Cette mission devait collecter des données aux latitudes hautes tandis que la mission Explorer 55 (AE-E) lancée en même temps devait recueillir des données aux latitudes équatoriales.
La charge utile , presque similaire à celle d'Explorer 51 et 55, est constituée 14 instruments scientifiques permettant de mesurer le rayonnement solaire ultraviolet, la température, la composition et la densité des ions positifs, des particules neutres et des électrons la lumière du ciel nocturne, le spectre énergétique des photoélectrons, des protons et des électrons dont l'énergie est inférieure à 25 keV ainsi que l'intensité du champ magnétique terrestre.
Placé sur une orbite polaire (inclinaison polaire de 90°) fortement elliptique (3 976 km x 250 km) le satellite devait comme son prédécesseur abaisser périodiquement abaisser son périgée jusqu'à 157 km au niveau du pôle pour étudier les couches supérieures de l'atmosphère polaire. Le satellite fonctionne de manière satisfaisant durant trois mois mais fin janvier 1976 une défaillance des panneaux solaires interrompt la mission. Pour remplir tous les objectifs, la NASA réactive un mois plus tard le satellite Explorer 51 (AE-C) qui collectera des données jusqu'à rentrée dans l'atmosphère en décembre 1978.
Caractéristiques techniques
AE-D a la forme d'un prisme droit à 16 facettes dont le diamètre mesure 135 cm, la hauteur 115 cm et la masse 681 kg. L'énergie est fournie par 10 000 cellules solaires réparties sur la surface du prisme qui produisent 160 Watts et alimentent trois batteries Nickel-Cadmium d'une capacité unitaire de 6 A-h. 100 Watts sont disponibles pour les instruments durant 30% du temps. Le satellite est stabilisé par rotation à une vitesse qui peut être comprise entre 0,5 à 8 tours par minute avec 32 pas de vitesse utilisables. La vitesse inférieure permet d'augmenter la résolution des mesures effectuées par certains instruments. L'axe du prisme est maintenu perpendiculaire au plan orbital ce qui signifie que les faces verticales du prisme font tour à tour face à la Terre et à l'espace. Des capteurs d'horizon de Terre et de Soleil sont utilisés pour déterminer l'orientation du satellite. Le contrôle de la vitesse de rotation et de la direction de l'axe de rotation sont obtenus à l'aide d'un volant d'inertie à vitesse variable et des magnéto-coupleurs. La précision de pointage (axe de rotation) est de l'ordre de 2° et la vitesse de rotation est maintenue dans une fourchette de 5%. Durant les plongées dans l'atmosphère dense la stabilité du satellite est obtenue passivement par une répartition des masses qui permet de faire coïncider le centre de masse avec le centre de poussée de la trainée. La vitesse de rotation peut être également annulée notamment pour effectuer des manœuvres de changement d'orbite. Celles-ci sont réalisées à l'aide du système de propulsion qui comprend deux moteurs-fusées à ergols liquides d'une poussée unitaire de 1,8 kilogrammes brulant de l'hydrazine (ergol hypergolique). Les 168 kilogrammes d'ergols, stockés dans six réservoirs et mis sous pression par de l'azote, permettent un changement de vitesse sur l'ensemble de la mission de 610 m/s. Un troisième moteur-fusée est utilisé pour effectuer des corrections du mouvement de lacet. La température à l'intérieur du satellite est maintenue entre 10 et 35°C à l'aide de persiennes mobiles situées à la base du prime, de puits de chaleur, de résistances chauffantes (pour le système de propulsion) et de couches d'isolant thermique. Les données recueillies sont transmises en bande S via une antenne omnidirectionnelle, soit directement avec un débit de 16 kilobits par seconde, soit en différé (à partir d'un enregistreur à bande) avec un débit de 131 kilobits par seconde. Pour contrôler les opérations, les opérateurs au sol disposent de 496 commandes permettant de mettre en marche chaque instrument avec un délai programmé allant jusqu'à 76 heures, de contrôler l'enregistrement sur bande et de modifier les paramètres d'attitude (orientation, vitesse de rotation). Le satellite est conçu pour une durée de vie de 12 mois[1],[2],[3],[4].
Références et notes
- ↑ (en) « AE-D », sur nssdc.gsfc.nasa.gov (consulté le )
- ↑ (en) Brian Harvey, Discovering the cosmos with small spacecraft : the American Explorer program, Cham/Chichester, Springer Praxis, (ISBN 978-3-319-68138-2), p. 130-131
- ↑ Atmosphere Explorer (AE) spacecraft system description, p. 40
- ↑ Into the thermosphere : the atmosphere explorers, p. 87-94
Bibliographie
- (en) Eric Burgess et al., Into the thermosphere : the atmosphere explorers, NASA, , 171 p. (lire en ligne) — Histoire des satellites de la NASA de type AE (étude de l'atmosphère : Explorer 17 (AE-A), Explorer 32 (AE-B), Explorer 51 (AE-C), Explorer 54 (AE-D), Explorer 55 (AE-E).
- (en) Brian Harvey, Discovering the cosmos with small spacecraft : the American Explorer program, Cham/Chichester, Springer Praxis, (ISBN 978-3-319-68138-2) Histoire du programme Explorer
