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Vanguard 1

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Description de cette image, également commentée ci-après
Une maquette du satellite Vanguard 1.
Données générales
OrganisationDrapeau des États-UnisUnited States Navy
ConstructeurDrapeau des États-UnisNaval Research Laboratory (NRL)
ProgrammeVanguard
DomaineObservation de la Terre
StatutMission terminée
Autres noms1958-Beta 2
Base de lancementCape Canaveral
(Atlantic Missile Range)
Lancement17 mars 1958 à
12 h 15 min 41 s TU
LanceurVanguard TV4
Fin de missionMai 1964
Durée+ 2 230 jours
Identifiant COSPAR1958-002B
Caractéristiques techniques
Masse au lancement1,47 kg
Contrôle d'attitudeStabilisé par rotation
Orbite
OrbiteTerrestre elliptique
Périgée654 km
Apogée3 969 km
Période de révolution134,27 minutes
Inclinaison34,25°
Orbites~231 200 au 17 mars 2017
Principaux instruments
Balise radio MinitrackUtilisée pour déterminer la forme de la Terre
ThermistorsTempérature interne

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Vanguard 1 est le deuxièmesatellite artificiel lancé par lesÉtats-Unis et le premier lancement réussi dans le cadre duprogramme Vanguard. Vanguard 1 est un petit satellite (1,47 kg) placé en orbite terrestre le. Conçu pour tester les capacités du lanceurVanguard, il devait également étudier les effets de l'environnement spatial sur un satellite et ses systèmes. Il était également construit pour étudier lahaute atmosphère et obtenir desdonnées géodésiques sur leglobe terrestre. C'est le premier satellite à utiliser l'énergie decellules photovoltaïques.

Description du satellite

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Le lanceur Vanguard TV4, prêt pour le lancement du satellite Vanguard 1.

Le satellite était une sphère d’aluminium de 1,47kg et de 16,5cm de diamètre. Un cylindre garni deboucliers thermiques montés à l'intérieur de la sphère contenait la charge utile de l'instrument. Il contenait un ensemble depiles au mercure, un émetteur detélémesure de 10 mW et de 108 MHz alimenté par les piles au mercure et un émetteur debaliseMinitrack de 5 mW et de 108 MHz, fourni en électricité par sixcellules photovoltaïques montées sur le corps du satellite. Les cellules étaient ensilicium monocristallin et produisaient au total environ 1 watt avec une efficacité de 10% à 28 °C.

Six antennes en alliage d'aluminium, actionnées par ressort, de 30 cm de long et de 0,8 cm de diamètre dépassaient de la sphère. Les émetteurs étaient principalement utilisés pour l'acquisition de données techniques et de suivi (poursuite). Le satellite Vanguard avait également deuxthermistances qui mesurent la température intérieure pendant 16 jours afin de suivre l'efficacité de laprotection thermique. Le premier émetteur cesse d'émettre en, le second émet jusqu'en mai1964 (dernier signal reçu :Quito,Équateur).

Un dispositif de séparation cylindrique maintient la sphère attachée au troisième étage avant son déploiement. Lors du déploiement, une sangle retenant le satellite en place est relâchée et trois ressorts séparent le satellite du cylindre et du troisième étage à une vitesse relative d'environ 0,3 m/s.

Description du lanceur

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Vanguard est la désignation utilisée à la fois pour le lanceur et le satellite. Le premier étage du lanceur à trois étages Vanguard est propulsé par unmoteur-fusée àpropulsion liquide GE X-405, deGeneral Electric, de 125 000 N, propulsé par 7 200 kg dekérosène (RP-1) et d'oxygène liquide, par pression d'hélium. Il contient également 152 kg deperoxyde d'hydrogène. Il mesure 13,4 m de hauteur, et 1,14 m de diamètre avec une masse au lancement d'environ 8 090 kg.

Le deuxième étage consiste en un moteur liquide Aerojet-GeneralAJ-10 de 5,8 m de hauteur et de 0,8 m de diamètre, brûlant 1 520 kg de diméthylhydrazine non symétrique (UDMH) et d'acide nitrique fumant blanc (WIFNA) avec un réservoir d'hélium. Il produit une poussée de 32 600 N et une masse au lancement d'environ 1 990 kg. Cet étage contient le système de guidage et de contrôle.

Unmoteur-fusée à propergol solide avec une poussée de 10 400 N (pendant 30 secondes) mit au point par Grand Central Rocket Co. pour satisfaire aux exigences du troisième étage. L'étage a une hauteur de 1,5 m, un diamètre de 0,8 m et une masse au lancement de 194 kg. Un boîtier enacier comporte un dôme pour supporter le satellite

La hauteur totale du véhicule avec le satellite est d'environ 21,9 mètres. La capacité de la charge utile est de 11,3 kg sur uneorbite terrestre basse de 555 km. Un lancement nominal met à feu le premier étage durant 144 secondes, et amène le lanceur à une altitude de 58 km, suivie du deuxième étage durant 120 secondes à 480 km d'altitude, après quoi le troisième étage largue le satellite en orbite à 555 km d'altitude. Il s'agit de la même configuration du lanceur, avec des modifications mineures, que celle utilisée pour tous les vols Vanguard suivants, y compris le lanceur Vanguard SLV-6.

Déroulement de la mission

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Le, le lanceur à trois étages Vanguard TV4, injecte le satellite sur une orbite terrestre elliptique de 654 km depérigée et de 3 969 km d'apogée. Lapériode de révolution est de 134,27 minutes et l'inclinaison de 34,25°. Il est calculé que le satellite devait rester en orbite durant 2 000 ans, mais l'augmentation constatée de la traînée[1] due à l'atmosphère durant les périodes de forteactivité solaire ont ramené la durée de son séjour en orbite à environ 240 ans. Vanguard 1 est le plus anciensatellite artificiel encore enorbite terrestre[2]. Depuis, le satellite est suivi par les radars duNORAD (North American Aerospace Defense Command) ou, à l'occasion, grâce à des moyens optiques depuis la Terre[3].

Résultats

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Géodésie

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Les deux émetteurs, utilisés dans le cadre du projet « satellites scientifiques » de l'Année géophysique internationale (AGI), servent comme éléments d’un système de comparaison de phase par angle d'incidence[4]. Les résultats de mesure conduisent à déterminer que laTerre a une forme de poire dont la « tige » correspond aupôle Nord.

Ionosphère

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Les émetteurs permettent également de mesurer le nombre total d'électrons dans l'ionosphère entre le satellite et les stations au sol.

Densité atmosphérique

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La forme symétrique de Vanguard 1 conduit les expérimentateurs à l'utiliser pour mesurer et étudier la densité de la haute atmosphère en fonction de l'altitude, de lalatitude, de lasaison et de l'activité solaire. Les densités à proximité du périgée sont déduites des observations séquentielles de la position du satellite, en utilisant des moyens optiques (réseau de caméras Baker-Nunn) ou des moyens radios et/ou radars.

Références

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  1. Lors des tempêtes solaires, la densité des hautes couches atmosphériques augmente (elle peut doubler), entraînant un accroissement du ralentissement du satellite par effet de traînée. Plus le satellite ralentit, plus l'altitude moyenne de son orbite diminue, à moins de le ré-accélérer, ce qui était impossible pour ce satellite.
  2. C'est l'entrée numéro 5 du catalogue duNORAD, lesTLEs permettent de le localiser dans le ciel pour l'observer ((en) « Vanguard 1- Information », Heavens-Above.com(consulté le))
  3. (en) « Vanguard 1 », surNSSDCA Master Catalog,NASA(consulté le)
  4. Un système de comparaison de phase par angle d’incidence a pour effet la détermination de l’angle d’arrivée d’un signal radio par mesure de la différence de longueur entre deux chemins radio depuis la source du signal depuis le satellite jusqu’à chacune des deux antennes réceptrices au sol, la distance entre ces deux stations étant connue. Le système donne trois coordonnées pour la position du satellite et trois vecteurs pour la vitesse du satellite, plus le temps moyen de transit entre chaque station au sol une fois durant chaque passage du satellite.

Bibliographie

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Voir aussi

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Articles connexes

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v ·m
Satellites
Lancements
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