익스플로러 1호

3. 개발 과정

3. 1. 개발 과정에 대한 비판 (진보적 관점)

4. 위성 설계

익스플로러 1호는 캘리포니아 공과대학 소속 제트 추진 연구소의 윌리엄 헤이워드 피커링 박사가 설계 및 제작을 지휘했고, 아이오와 대학교의 제임스 반 앨런 박사가 계측 장비 설계 및 제작을 맡았다.^[9] 인공위성의 총 질량은 13.97kg이었고, 이 중 계측 장비는 8.3kg이었다. 인공위성의 앞부분에 있는 계측 장비와 비어 있는 축소된 4단 로켓 케이싱은 분당 750회전으로 긴 축을 중심으로 회전하면서 하나의 단위로 궤도를 돌았다.

과학 장비에서 수집된 데이터는 두 개의 안테나를 통해 지상으로 전송되었다. 60 밀리와트 송신기는 108.03 MHz에서 작동하는 인공위성 본체의 두 개의 섬유유리 슬롯 안테나로 구성된 다이폴 안테나에 연결되었고, 10 밀리와트 송신기는 108.00 MHz에서 작동하는 턴스타일 안테나를 형성하는 4개의 유연한 채찍에 연결되었다.^[9][7]

사용 가능한 공간이 제한적이고 무게를 줄여야 했기 때문에, 탑재체 계측 장비는 단순성과 높은 신뢰성을 염두에 두고 설계 및 제작되었으며, 전자 장치에 게르마늄 및 실리콘 트랜지스터를 사용했다.^[8] 익스플로러 1호에는 총 20개의 트랜지스터가 사용되었다. 전력은 탑재체 무게의 약 40%를 차지하는 수은 전지로 공급되었다.

계측 장비 부분의 외부 표면은 흰색 줄무늬가 있는 샌드블라스트 처리된 스테인리스강이었다. 다른 여러 가지 색상 배합이 테스트되었으며, 최종 색상 배합은 발사 시간, 궤적, 궤도 및 경사를 기준으로 그림자-햇빛 간격 연구를 통해 결정되었다.

5. 과학 장비 및 탑재체

익스플로러 1호의 과학 장비는 아이오와 대학교의 제임스 밴 앨런 박사의 지휘하에 설계 및 제작되었다.^[9] 주요 탑재체는 다음과 같다.

• Anton 314 무지향성 가이거-뮐러관: 우주 광선을 감지하기 위한 장치로, E>30 MeV의 양성자와 E>3 MeV의 전자를 감지할 수 있었다. 대부분의 시간 동안 이 장치는 포화 상태였다.^[10]
• 5개의 온도 센서: 내부 1개, 외부 3개, 노즈 콘 1개로 구성되었다.
• 음향 감지기: 마이크로 운석(우주 먼지) 충돌을 감지하기 위한 장치로, 결정 변환기 및 고체 상태 증폭기로 구성되었다. 유효 면적은 0.075 m² 였으며 평균 임계 감도는 2.5 g cm/s였다.^[11][12]
• 와이어 그리드 감지기: 마이크로 운석 충돌을 감지하기 위한 또 다른 장치이다. 유리 섬유 지지 링에 장착된 12개의 병렬 연결된 카드로 구성되었으며, 각 카드는 직경 17 μm (에나멜 절연 포함 시 21 μm)의 에나멜 니켈 합금 와이어 두 겹으로 감겨져 있었다.

6. 비행 및 임무 결과

1958년 2월 1일 03:47:56 GMT에,^[13] 익스플로러 1호는 주노 1호 로켓에 의해 성공적으로 발사되었다. 익스플로러 1호는 근지점 358km, 원지점 2,550km, 주기 114.80분, 궤도 경사각 33.24°의 타원 궤도에 진입했다.^[14][15] 골드스톤 심우주 통신 단지는 예상보다 궤도가 커서 계획대로 90분 후에 발사 성공 여부를 보고할 수 없었다. 약 06:30 GMT에 익스플로러 1호가 실제로 궤도에 진입했음을 확인한 후, 워싱턴 D.C.에 있는 미국 국립 과학 아카데미의 대강당에서 기자 회견을 열어 이를 세계에 발표했다.^[16]

6. 1. 임무 결과에 대한 비판적 고찰 (진보적 관점)

7. 유산 및 영향

익스플로러 1호는 장기간에 걸쳐 진행된 익스플로러 프로그램의 첫 번째 위성이었다.^[22] 1958년 주노 I 발사체를 통해 익스플로러 시리즈의 후속 위성 4기가 발사되었으며, 이 중 익스플로러 3호와 4호는 성공했지만, 익스플로러 2와 5호는 궤도 진입에 실패했다.^[22] 주노 I 발사체는 1959년 주노 II 발사체로 대체되었다.^[22]

익스플로러 인공위성이 발견한 밴 앨런대는 세계 지구물리학 해의 걸출한 하나의 발견으로 여겨졌다. 익스플로러 1호의 가이거 계수기로 측정된 우주선의 양은 위성의 고도에 따라 크게 변동했다. 이는 이후 익스플로러 3호 관측 결과와 함께 밴 앨런대 발견으로 이어졌다.

소련이 1957년 10월 4일에 스푸트니크 1호를 발사한 것으로 인해, 미국에서는 스푸트니크 쇼크가 일어났다. 이에 따라 대항 조치 및 우주 개발 경쟁의 일환으로 미국에서도 신속하게 인공위성을 발사하게 되었다.

익스플로러 1호의 성공은 미국의 우주 개발 노력을 가속화하고, 우주 탐사 및 과학 연구 분야에서 미국의 위상을 높이는 데 기여했다. 또한, 전 세계적으로 우주 개발 경쟁을 촉발하고, 각국의 우주 개발 정책에 영향을 미쳤다.

익스플로러 1호와 동일하게 제작된 비행 백업은 워싱턴 D.C.의 국립 항공우주 박물관 (National Air and Space Museum)의 비행의 이정표 전시관에 전시되어 있다.^[24] LC-26A는 1963년 사용이 중단되었고, 1964년에는 공군 우주 및 미사일 박물관으로 지정되었다.^[24] 여기에도 실물 크기의 익스플로러 1호가 전시되어 있지만, 이것은 모형이다.^[25]

7. 1. 대한민국에 미친 영향

참조

_[1] 서적 Sputnik: The Launch of the Space Race MacFarlane Walter & Ross
_[2] 웹사이트 Registration data for United States Space Launches http://www.oosa.unvi[...] United Nations Office for Outer Space Affairs 1963-09-06
_[3] 서적 The First Space Race: Launching the World's First Satellites Texas A&M University Press
_[4] 잡지 Project Vanguard – Why It Failed to Live Up to Its Name http://www.time.com/[...] 1957-10-21
_[5] 웹사이트 Sputnik and the Dawn of the Space Age https://history.nasa[...] NASA 2005-02-02
_[6] 웹사이트 Chapter 11: from Sputnik I to TV-3 http://www.hq.nasa.g[...] NASA 2018-10-07
_[7] 학술지 Space Telemetry Systems https://ieeexplore.i[...] 1960-04
_[8] 웹사이트 The First Transistors in Space – Personal Reflections by the Designer of the Cosmic Ray Instrumentation Package for the Explorer I Satellite http://semiconductor[...] The Transistor Museum 2008-02-25
_[9] 웹사이트 Explorer-I and Jupiter-C https://www.nasa.gov[...] NASA 2024-07-30
_[10] 웹사이트 Cosmic-Ray Detector https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2020-05-14
_[11] 웹사이트 Micrometeorite Detector https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2022-10-28
_[12] 학술지 Micrometeorite Measurements from 1958 Alpha and Gamma Satellites https://ui.adsabs.ha[...] 1959-01
_[13] 잡지 The Orbit of Explorer 1 https://archive.org/[...] 1968-10
_[14] 웹사이트 Trajectory: Explorer-1 1958-001A https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2020-05-14
_[15] 웹사이트 Solar System Exploration Explorer 1 http://solarsystem.n[...] NASA 2008-02-06
_[16] 학술지 Discovering Earth's Radiation Belts: Remembering Explorer 1 and 3 NASA
_[17] 학술지 The Orbit of Satellite 456 Alpha (Explorer 1) during the First 10500 Revolutions 1960-10
_[18] 잡지 The Orbit of Explorer-1 http://archive.org/d[...] 1968-10
_[19] 학술지 Relaxation of wobbling asteroids and comets – theoretical problems, perspectives of experimental observation 2001-08
_[20] 학술지 Euler, Jacobi, and missions to comets and asteroids 2002-03
_[21] 학술지 IGY Micrometeorite Measurements https://apps.dtic.mi[...] 1960-01
_[22] 문서 EXPLORER SATELLITES LAUNCHED BY JUNO 1 AND JUNO 2 VEHICLES https://www.nasa.gov[...] NASA
_[23] 뉴스 MSU's twin satellite to launch October 28 on NASA rocket https://ssel.montana[...] 2011-10-23
_[24] 웹사이트 Launch Complex 26 Blockhouse http://www.afspacemu[...]
_[25] 웹사이트 Explorer I http://www.afspacemu[...]
_[26] APOD The First Explorer 2008-01-31
_[27] 웹사이트 NASA / JPL - Ground Antenna http://www.nasa.gov/[...] NASA 2012-03-30
_[28] 문서 "궤도에 진입하는 데 성공한 최초의" 위성