Programa explorador

El Explorador de programa es un programa de la estadounidense Agencia Espacial , la NASA , cuyo objetivo es llevar a cabo misiones científicas a un costo moderado y al cierre de la frecuencia. Este es el programa espacial más antiguo de la agencia espacial: el primer satélite de este programa, Explorer 1 , se lanzó en 1958 y también es el primer satélite artificial de Estados Unidos. Este artilugio destaca los cinturones de Van Allen . En 2019, se lanzan cerca de 100 misiones en campos tan diversos como la astronomía , la heliofísica , la exploración del Sistema Solar , el estudio de la magnetosfera de la Tierra , la cosmología ,  etc. Si ninguno ha tenido la notoriedad de misiones insignia mucho más caras como Hubble , en conjunto están en el origen de la mayor contribución científica del programa espacial estadounidense. El programa Explorer es administrado por el Goddard Space Flight Center de la NASA . En 2019, sigue siendo la fuente de nuevos satélites científicos (en promedio, uno por año).

Las diferentes categorías de misiones Explorer.

Las misiones Explorer reúnen misiones científicas con objetivos muy variados (estudio de la atmósfera superior terrestre , la magnetosfera , el medio interplanetario , el Sol , la astronomía , la geodesia ) y que se caracterizan por un coste reducido. Sin embargo, algunos satélites de la NASA con estas características no forman parte de esta serie.

Las misiones Explorer se han clasificado desde 1992 en varias categorías que están determinadas por su costo y la participación de la NASA:

• Exploradores de clase media (MIDEX) incluye misiones cuyo costo, lanzamiento y operación incluidos, no debe exceder los $ 180 millones, como WISE .
• Small Explorers (SMEX) reúne misiones cuyo costo, lanzamiento y operación incluidos, no debe exceder los $ 120 millones. Por ejemplo, el telescopio de rayos X NuSTAR
• Exploradores de clase universitaria (UNEX) / SNOE reúne misiones cuyo costo, incluido el lanzamiento y la operación, no debe exceder los US $ 15 millones, como el microsatélite CHIPSat .
• Misiones de grupos Explorer (EX) cuyo costo sin lanzamiento no debe exceder los US $ 200 millones (2011). Por ejemplo, TESS .
• Missions of Opportunity (MO) reúne la participación científica en misiones que no están bajo la responsabilidad de la NASA. Esto proporciona, por ejemplo, uno de los instrumentos del telescopio espacial japonés ASTRO-H . El monto de la inversión de la NASA en un OM está limitado a 35 millones de dólares.
• Internacionales como INTEGRAL .

Histórico

Inicio del programa

Para el Año Geofísico Internacional (AGI) de 1958, la Unión Soviética y los Estados Unidos deciden desarrollar un lanzador destinado a poner en órbita el primer satélite artificial . Los estadounidenses optan por construir un nuevo lanzador como parte del Proyecto Vanguardia de Aviación Naval Naval estadounidense , pero este acumula fallas y los soviéticos toman la delantera en la carrera espacial al poner en órbita al Sputnik 1 en el4 de octubre de 1957. El equipo de Wernher von Braun , que está trabajando en un misil de medio alcance para el Ejército de Estados Unidos y propone convertirlo en lanzador, recibe luz verde para desarrollarlo. El Laboratorio de Propulsión a Chorro desarrolló rápidamente un pequeño satélite de 13,97 kilogramos , que incluía un contador Geiger en particular . Explorer 1 se inicia en1 st de febrero de 1958y descubre el cinturón de Van Allen . Varios pequeños satélites científicos fueron desarrollados y lanzados bajo el nombre de Explorer por el Ejército antes de que se creara la NASA en1 er de octubre de 1958 y toma la secuela.

Evolución del programa hasta la actualidad

Desde sus inicios se han lanzado cerca de un centenar de máquinas vinculadas a este programa (2019). Esta es la serie de misiones más larga en la historia espacial desde que las misiones asociadas con este programa continúan presupuestadas en 2019. La fabricación de los primeros satélites Explorer a menudo se confía al Centro de Investigación Langley o al Centro de Vuelos Espaciales. Goddard de la NASA. Posteriormente, a menudo pasa a manos de universidades o empresas externas. El programa Explorer está gestionado por el Goddard Space Flight Center. Durante 2017, 13 misiones siguen en funcionamiento.

El historial del programa Explorer se puede dividir en cuatro fases:

• Durante el primer período ( misiones Explorer 1 a Explorer 5 ), las misiones se desarrollan prioritariamente para responder al avance de la Unión Soviética con el lanzamiento del primer satélite artificial Sputnik 1 . En ese momento, estaba dirigido por los militares.
• Desde Explorer 6 hasta Explorer 55  : el programa espacial ahora está confiado a la NASA, que reemplaza a los militares. La agencia espacial está desarrollando muchas misiones científicas de bajo costo lanzadas a un ritmo elevado.
• Durante el tercer período, el número de misiones se vuelve escaso en un contexto presupuestario muy desfavorable vinculado al costo de desarrollo del transbordador espacial estadounidense , el énfasis puesto en las misiones científicas de alto costo y la drástica reducción del presupuesto espacial. Decidido por el presidente Nixon . Las pocas misiones desarrolladas son, sin embargo, significativamente mayores que durante el período anterior. No se lanzó ninguna misión Explorer durante este período durante los años 1980, 1982, 1983, 1985 a 1988, 1990, 1991, 1993, 1994.
• La implementación de la política más rápida, mejor y más barata en la primera mitad de la década de 1990 devolvió la vida al programa sin, sin embargo, reactivar la frecuencia de los lanzamientos en la primera década. Ahora los satélites ya no se desarrollan dentro de la agencia sino que dan lugar a un llamado a licitación para encomendar su realización a universidades o empresas. Los presupuestos asignados a la misión se encuentran dentro de limitaciones específicas: SMEX, MIDEX, etc. La primera misión que inaugura esta nueva fase es Solar Anomalous and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX) lanzado en 1992.

Misiones programadas para 2023

En agosto 2017, La NASA anuncia que ha preseleccionado tres propuestas para misiones tipo MIDEX y tres Misiones de Oportunidad (MO). Los equipos de estos proyectos se beneficiarán cada uno de un presupuesto (2 millones de dólares para cada misión SMEX y 500.000 dólares para las OM) para realizar un estudio de diseño durante 9 meses. La NASA selecciona en 2019 sobre la base de este trabajo una misión de cada tipo para un lanzamiento en 2023. El presupuesto de una misión SMEX está limitado a 250 millones de dólares estadounidenses, mientras que un MO tiene un presupuesto de 70 millones de dólares estadounidenses.

Las misiones MIDEX son observatorios espaciales:

• Arcus ( Explorando la formación y evolución de cúmulos, galaxias y estrellas ) tiene como objetivo estudiar estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias en espectroscopia de rayos X de alta resolución con el fin de observar las interacciones entre estos objetos así como el gas que los rodea cuya temperatura es elevado a millones de grados.
• FINESSE ( Fast INfrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer) tiene como objetivo estudiar los procesos que conducen a la formación de planetas y su clima, así como los mecanismos que determinan la composición química y la forma de su atmósfera. Con este fin, utiliza espectroscopía de luz visible e infrarroja cercana para observar la atmósfera de 500 exoplanetas que van desde el tipo súper-terrestre hasta gigantes gaseosos .
• SPHEREx ( Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Exploración de Ices ) observa todo el cielo en el infrarrojo cercano para estudiar el origen del Universo y observa el origen y evolución de las galaxias y determina que ciertos planetas albergan vida.

La misión SPHEREx fue seleccionada en febrero de 2019 en la categoría MIDEX. Este telescopio espacial se lanzará enDiciembre 2023.

Las tres misiones de oportunidad son:

• COSI-X ( Espectrómetro Compton e Imager Explorer ).
• TAO-ISS ( Observador de Astrofísica Transitoria en la Estación Espacial Internacional ).
• CASO ( Contribución a la espectroscopia ARIEL de exoplanetas ).

En junio de 2019 La NASA está seleccionando dos misiones SMEX programadas para su lanzamiento en 2022:

• El Polarímetro para Unificar la Corona y la Heliosfera (PUNCH) es una constelación de cuatro satélites que deben estudiar las capas externas de la atmósfera del Sol, la corona solar y determinar cómo genera el viento solar . La misión se está desarrollando bajo la supervisión del Southwest Research Institute ( Boulder , Colorado ) y tiene un presupuesto de 165 millones de dólares.
• Los satélites de reconocimiento de electrodinámica de reconexión en tándem y cúspide (TRACERS) comprenden dos satélites que deben estudiar los campos magnéticos y las partículas sobre el Polo Norte para estudiar cómo reaccionan a los eventos solares. La misión se está desarrollando bajo la supervisión de la Universidad de Iowa en Iowa City y tiene un presupuesto de 115 millones de dólares.

Nomenclatura

El nombre Explorer no es el resultado de una elección hecha por los diseñadores de los primeros satélites de la serie, sino el nombre que el presidente de los Estados Unidos le dio a la primera máquina de la serie una vez que está en órbita. Este nombre se formaliza cuando la NASA se hace cargo del programa inicialmente gestionado por los militares, es decir del Explorer 6. El centro de vuelos espaciales Goddard, el establecimiento de la NASA a cargo del programa, designó al primer Explorer que diseña asignándoles un número precedido por S (como científico). A veces, una letra minúscula o mayúscula seguía a este número (por ejemplo, S56a para Explorer 9). Poco después, los nombres particulares se asocian con las misiones de acuerdo con sus objetivos (por ejemplo, AE para Atmospheric Explorer) seguido de una letra correspondiente a un número de serie dentro de esta sub-serie (por ejemplo, IMP-A, IMP-B, IMP-C ...). Este sistema de designación y el que tiene el prefijo S conviven desde hace algunos años. Para complicar aún más las cosas, las misiones iniciadas por otros establecimientos se integran en el programa Explorer durante este período, conservando su designación original ( Injun , Solrad). El número de serie que también se usa en asociación con el nombre del programa (Explorer 12) deja de usarse oficialmente a partir de Explorer 55 en 1975. Sin embargo, el nombre del programa se recuerda en la designación de la misión que generalmente termina con E o EX ( FUSE , GALEX ), pero hay muchas excepciones.

Lista de misiones exploradoras pasadas y planeadas

Notas y referencias

1. (in) "  Explorer's Program: Missions  " , NASA (consultado el 10 de enero de 2014 )
2. Descubriendo el cosmos con pequeñas naves espaciales , p.  265-266 / 281
3. (en) "  de la NASA elige a Propuestas a Estudio galaxias, estrellas, planetas  " , en la NASA ,9 de agosto de 2017
4. (en) Stephen Clark, "La  NASA selecciona una tarea para investigar la historia de las galaxias  " , en spaceflightnow.com ,14 de febrero de 2019
5. (in) "  NASA selecciona misión para estudiar nuestro sol, sus efectos en el clima espacial  " , NASA ,20 de junio de 2019
6. Descubriendo el cosmos con pequeñas naves espaciales , p.  preámbulo
7. (in) "  Astrophysics and heliofísica exploran asignaciones  " en Goddard de la NASA (consultado el 9 de enero de 2014 )
8. (in) "  Explorer mission  " , en Goddard de la NASA (consultado el 9 de enero de 2014 )
9. (en) Jonathan McDowell , "  El programa Explorador de satélites científicos de la NASA  " en el Informe espacial de Jonathan (consultado el 20 de abril de 2018 )
10. (in) "  IMP-8 Project Information  " en la Declaración de privacidad y seguridad de NASA / GSFC (consultado el 6 de diciembre de 2014 )

Bibliografía

• (en) Brian Harvey, Descubriendo el cosmos con pequeñas naves espaciales: el programa American Explorer , Cham / Chichester, Springer Praxis, 2018, ( ISBN  978-3-319-68138-2 )Historia del programa Explorer.

Ver también

Artículos relacionados

• NASA
• Centro de vuelo espacial Goddard
• Discovery Program , otro programa de la NASA dedicado a misiones científicas de bajo costo

enlaces externos

• (fr) Sitio web oficial de la NASA dedicado al programa Explorer
• (es) Las misiones Explorer activadas por los cohetes Juno Juno I y II
• (es) Folleto de la NASA publicado para los 40 años del programa Explorer