Explorer 1

Explorer 1 war der erste Erdsatellit der USA (1958), und insgesamt der dritte künstliche Erdmond nach den beiden Satelliten Sputnik 1 und 2 der Sowjetunion.

Explorer I launch. Jan. 31, 1958.jpg | rocketholding.jpg, Dr. James A. Van Allen und Dr. Wernher von Braun]]

Geophysik und Raketentechnik

Die Explorer-Sonden waren die erste und zugleich umfangreichste Serie von Satelliten und Raumsonden der Vereinigten Staaten. Die meisten von ihnen (über 70) waren äußerst erfolgreich und dienten zur Erforschung der Ionosphäre, der Erdkunde (Fernerkundung) und der Astronomie.

Der wissenschaftliche Anlass für Explorer 1 war die Polar- bzw. Ionosphärenforschung und das (erste) Internationale Geophysikalische Jahr 1957/58. Der Start war vom US-Präsidenten schon im Juli 1955 angekündigt worden (kurz darauf folgte eine ähnliche Ankündigung der Sowjetunion).

Doch auch militärisch-technische Gründe spielten eine Rolle (Kalter Krieg, Interkontinentalraketen).

Explorer 1 als Ersatz für Vanguard

Der Start des ersten "Explorers" (Entdecker) erfolgte am 31. Januar 1958 um 22:48 EST (1. Februar nach GMT). Jedoch sollte der Weltraumsatellit schon am Mittwoch, den 29. Januar starten, wurde dann aber je zwei mal einen Tag wegen angeblich schlechter Wetterbedingungen und Jetstream nach hinten verschoben. Angetrieben wurde der "Explorer" durch eine vierstufige Trägerrakete des Typs Juno 1, eine leichte Modifizierung der Mittelstreckenrakete Jupiter C. Die Startrampe lag in der Nähe des Cape Canaverals auf der langen Halbinsel an der Atlantikküste von Florida.

Die Sonde kam - damals nicht mit letzter Genauigkeit planbar - in eine kreisähnliche Umlaufbahn über 500 km Höhe. Ihr länglicher Zylinder (etwa 20 x 200 cm und 20 kg) war mit Telemetrie-Antennen und geophysikalischen Messinstrumenten bestückt - u.a. jenen Magnetometern, mit denen der Van Allen-Strahlungsgürtel um die Erde nachgewiesen wurde.

Ursprünglich solle aus politischen Gründen eine von der US-Navy gebaute Sonde - der kleine Vanguard 1 - der erste künstliche Satellit Amerikas werden. Nach dem Fehlstart am 6. Dezember 1957 (die dreistufige Trägerrakete war noch nicht getestet worden) wurde Wernher von Braun auf sein Drängen hin die Erlaubnis erteilt, einen Satelliten in die Erdumlaufbahn zu starten.

Explorer 1 war deutlich kleiner und leichter als der Russische Sputnik, lieferte jedoch zahlreiche Messdaten über die Ionosphäre, die auf einen Strahlungsgürtel (Van-Allen-Gürtel) rings um die Erde schließen ließen. Mit späteren Explorer-Starts wurde der Strahlungsgürtel - und ein außerhalb liegender zweiter - genauer erforscht und erwies sich als gefährlich für die bemannte Raumfahrt, deren Vorplanungen schon länger liefen.

CalTech, von Braun und die V2

Planung und Bau des Satelliten erfolgte durch das Jet Propulsion Laboratory (JPL) des California Institute of Technology (Caltech unter Dr. William H. Pickering). Die Messinstrumente entwickelte Dr. James Van Allen, die Jupiter-Rakete war eine Modifikation der Interkontinentalrakete vom Typ Redstone. Sie kam aus den Werkstätten der ABMA (Army Ballistic Missile Agency) unter Leitung Wernher von Brauns, des früheren deutschen Raketenpioniers in Peenemünde. Jupiter-C ist ein direkter "Nachkomme" der deutschen A4 (V2) und war 1955-56 entwickelt worden.

Erste Umlaufbahn und ihr langsames Absinken

Im Laufe der Zeit sank die Bahn langsam wegen der Bremswirkung der obersten Luftschichten (Exosphäre) - im Durchschnitt um 30 km pro Jahr. Daraus konnte - wie auch aus den ersten russischen Satelliten - schon 1958/59 das Modell der hohen Atmosphäre verbessert werden. Die bis dato angenommene Luftdichte war um ein mehrfaches zu gering angesetzt worden.

Nach 12 Jahren im All verglühte Explorer am 31. März 1970 in etwa 100 km Höhe. Sein kleinerer "Cousin" Vangurad (gestartet im März 1958), den die Russen etwas abschätzig die "Orange im All" genannt hatten, verglühte gar erst 1990.

Spätere Explorer-Highlights

Die lange Serie der Explorer-Satelliten hat zahlreiche "Erstaufführungen" vorzuweisen. Die wichtigsten 10 Prozent davon sind:

Explorer 6 (1959) nahm das erste Foto der Erde vom Weltall auf und funkte es zur Bodenstation.
Explorer 35 (IMP-F) wurde 1967 mit einer "Delta"-Rakete zum Mond gestartet und erreichte 2 Tage später die geplante Mondumlaufbahn. Über volle 6 Jahre lieferte die Sonde Daten über die magnetische Wechselwirkung der Erde auf den Mond.
Explorer 42 (1971) erforschte zahlreiche kosmische Strahlungsquellen und entdeckte ein Schwarzes Loch.
Explorer 49 (RAE-B) startete am 10. Juni 1973 als "Radio Astronomy Explorer". Fünf Tage später im Mondorbit, maß er die kosmischen Radiowellen über der Mondrückseite, weil hier alle Störungen durch die Erde wegfielen. Bis 1977 der Funkkontakt abbrach, suchte er den "Mondhimmel" nach astronomischen Radioquellen ab.
Explorer 59 (ISEE-3) startete 1978 zu einer komplexen Langzeitmission: nach Analysen des Sonnenwindes und einiger Fly-by-Manöver um den Mond wurde der Satellit - nun als ICE - auf eine Bahn zum Kometen Giacobini-Zinner katapultiert (1985. Ein Jahr später, zum bekannten Kometen Halley umgelenkt, beobachtete er diesen periodischen Schweifstern. Wenn ICE 2014 wieder in Erdnähe gelangt, ist ein Wiedereinfangen der Sonde geplant.
Explorer 66 (1989) untersuchte die Kosmische Hintergrundstrahlung, um die Urknall-Theorie näher zu untersuchen.

Mit Explorer 68 begann eine neue Explorer-Serie unter dem Motto: "Klein, schnell und kostengünstig" (schnell heißt in diesem Fall, flexibel auf neue Projektergebnisse reagieren zu können). Er entdeckte einen weiteren Strahlungsgürtel innerhalb des Van-Allen-Gürtels, der aus schwereren Elementarteilchen besteht.

Möglicherweise wird die Explorer-Reihe bis ins Jahr 2007 fortgeführt.

Literatur

Nasa Facts: "Explorers: Searching the Universe Forty Years Later", ca.1998 Monwatch-Newsletter Vol.6, Smithsonian Observatory, Mass./USA 1958

Siehe auch

Aeronomie, Astronomie, Geophysik, Raumfahrt; Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen, Sputnikschock,

Weblinks

Geophysik | Forschungssatellit

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