Почему первые несколько спутников Европы были такими стильными? Почему ярко выраженное чередование белых и черных полос?

В книге The Century of Space Science под редакцией JA Bleeker, Johannes Geiss, M. Huber, просмотренной в книгах Google , я наткнулся на следующий текст и изображения.

Оба сателлита выглядят довольно стильно и имеют ярко выраженные чередующиеся белые и черные полосы.

Предположительно, спутники не будут видны до тех пор, пока они не окажутся в космосе, когда обтекатель или носовой обтекатель могут открыться, поэтому они будут слишком далеко, чтобы ясно видеть в телескоп, чтобы было видно вращение или кувыркание.

Вопрос: Почему первые несколько спутников Европы были такими стильными? Почему у них были ярко выраженные чередующиеся белые и черные полосы, и антенны типа «Авангард», но не его блестящее отражающее металлическое покрытие 1,2 .

Со страниц 52 и 53:

Французский «Астерикс» был испытательным спутником весом 42 кг.

Вскоре можно было увидеть плоды этих вложений. 26 ноября 1965 года ракета «Диамант» поднялась со стартовой площадки в Хаммагире и вывела на орбиту первый французский спутник, многозначительно названный « Астерикс» . Таким образом, Франция стала третьей космической державой и подтвердила свои претензии на независимую роль в этой важной стратегической области.

Asterix был испытательным спутником весом 42 кг, роль которого заключалась в подтверждении способности ракеты вывести его на орбиту. Десять дней спустя, 6 декабря 1965 года, американская ракета-скаут запустила первый французский научный спутник FR-1. Этот спутник массой 60 кг был разработан КНЕС и оснащен приборами для изучения ионизационных неоднородностей в ионосфере и магнитосфере. Он был запущен из Ванденберга и выведен на околокруглую орбиту.

Итальянский спутник Сан-Марко-1

Броглио быстро отреагировал на предложение НАСА о сотрудничестве в области космических исследований. В 1962 году Италия и США подписали соглашение по так называемому проекту «Сан-Марко», а два года спустя, 15 декабря 1964 года, ракетой «Скаут» с острова Уоллопс был запущен первый итальянский спутник «Сан-Марко-1» . . Это была сфера диаметром 66 см и весом не менее 115 кг. Построенный Centro di Ricerche Aerospaziali Римского университета под руководством Броглио, это был первый общеевропейский спутник, облетевший Землю. Второй спутник Сан-Марко был запущен группой Броглио в 1967 году с платформы, стоящей на якоре в Индийском океане у побережья Кении, и программа продолжалась в следующем десятилетии.

1 Головоломка: Это спутник?

2 На этом фото ВВС нет реплики Авангард-1, что это может быть?

Возможно связано: space.stackexchange.com/q/37554/6944
Связанный с этим факт: Отслеживание космических объектов часто осуществляется с помощью оптических телескопов, например , это было сделано частично, чтобы неопознанные космические объекты не вызывали предупреждения о ракетах . Когда SACI-1 отказал в первом контакте, можно было определить, что панели открылись, а пуповина правильно перерезана.
@Mefitico эти ссылки убедительны, но как именно они связаны с этим постом с вопросом? Мне не хватает контекста. Это также может представлять интерес: каким будет понимание «общей картины» того, как отслеживаются орбиты спутников Земли? а также Есть ли спутник, который отслеживает другие спутники?
@uhoh У меня было внутреннее предчувствие по поводу ответа, и я планировал добавить еще одну ссылку, утверждая, что этот спутник предназначен для проверки запуска только здесь, но нашел его только на французском языке . У него есть бортовые регистраторы телеметрии, но передающие антенны вышли из строя (что, вероятно, предвидели инженеры). В конце концов, у меня остался только первый предполагаемый комментарий, и мне не хватило хороших ссылок и доказательств, чтобы прийти к какому-либо выводу.
@Mefitico Сегодня утром мне удалось выпить только две чашки кофе, поэтому срабатывает только один из двух оставшихся нейронов . Возможно, вы все еще можете опубликовать частичный ответ, который даст вам больше возможностей для объяснения. Сейчас я не понимаю, как регистраторы телеметрии, передающие антенны и оптические телескопы относятся к этим плотно расположенным полосам. Если бы они были светлыми/темными в квадрантах и ​​вращались, как спины , я мог бы видеть, как телескопические наблюдения могли бы помочь, но эти полосы слишком узкие, чтобы иметь большое значение в телескопе, не так ли?
@uhoh: Я предполагаю, что полосы сделаны для облегчения идентификации и оценки положения космического корабля с помощью оптических телескопов. Радары работают только на орбите, но они могут сбить с толку спутники с похожими орбитами и поперечным сечением. Кроме того, поскольку это ранний эксперимент, и орбита инжекции могла быть нецелевой, и антенны могли сломаться, что делает оценку телескопа резервным методом. Линии проходят вокруг оси вращения и достаточно велики, чтобы различать их в перигее, но мне не хватает большого количества исследований, подтверждающих эти утверждения.

Ответы (3)

Обращаясь только к Astérix: Space Archaeology имеет другую картину и рецензию :

введите описание изображения здесь

Спутник весом 42 килограмма представлял собой характерную полосатую форму волчка из стекловолокна диаметром полметра, черные полосы обеспечивали пассивный термоконтроль.

Подозреваю, что на фото реплика, и это не первоисточник, но, может, сойдет, пока не появится что-нибудь получше.

«Тепловая регуляция» — всегда верный ответ! Я тоже хотел бы увидеть более подробную информацию.
Хорошая находка, спасибо за публикацию! Теперь, когда мы видим, что поверхность (по крайней мере, этой вероятной копии) больше похожа на матовый металл, чем на белую краску, поверхность больше похожа на другие ранние спутники, но я не вижу никаких отражений на плохой репродукции. в вопросе, так что мы пока не можем быть уверены, я думаю. Темные области будут быстрее поглощать тепло от Солнца, но также быстрее излучать его обратно в космос, поэтому я не уверен, каково будет чистое влияние на температуру космического корабля, когда он входит и выходит из тени Земли. Классная задачка (каламбур).
Я только что добавил награду на случай, если появится «что-то лучше» :-)

Некоторые из первых спутников, в том числе первый американский спутник Explorer, использовали черные и белые полосы для управления температурой спутника путем регулировки отношения a/e (абсорбционная способность к излучательной способности). (Ссылка 1 и изображение ниже) Белые полоски имеют низкую поглощающую способность и низкий коэффициент излучения, а черные полосы имеют высокую поглощающую способность и высокую излучательную способность. Первым американским спутником, на котором использовалось тонкопленочное терморегулирующее покрытие (вместо черных и белых полос), был спутник Vanguard, запущенный в 1958 году (ссылка 2). Покрытие Vanguard было разработано Томасом Коксом и Аланом Брэдфордом под руководством Георга Хасса (ссылка 3), работавшего в Ft. Лаборатория инженерных исследований и разработок Belvoir, которая позже стала армейской лабораторией ночного видения. Георг Хасс также помог начать работу над оптическими тонкими пленками в недавно созданном НАСА, будучи наставником Джеймса Хини (Ref 4) в Центре космических полетов имени Годдарда. Хини стал лидером в области применения тонких оптических пленок НАСА во многих программах, включая космический телескоп Джеймса Уэбба и покрытие для контроля температуры для микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (ссылка 5).

Рисунок 1: Спутник Explorer

Многое изменилось за последние полвека или около того. Покрытия внешних поверхностей космических аппаратов, за немногими исключениями, теперь должны быть электропроводными, чтобы свести к минимуму возможность электростатического разряда. Многие космические корабли не имеют терморегулирующего покрытия, вместо этого используется MLI (многослойная изоляция). Вы можете увидеть этот MLI на рисунке ниже, показывающем космический корабль New Horizons. Золотой цвет может быть обусловлен майларом с золотым покрытием или каптоном с алюминиевым покрытием (ссылка 6). Слева - РИТЭГ (радиоизотопный теплогенератор), внешняя поверхность которого окрашена в черный цвет для максимального выброса тепла в космос. Справа вверху — холодное пятно пассивного кулера для Ralph**. Пятно выглядит белым в видимом диапазоне, чтобы не перегревать чувствительные детекторы во внутренней части Солнечной системы, но в инфракрасном диапазоне оно очень черное (высокая излучательная способность). поэтому охлаждает детекторы до температуры менее 135 К, когда они находятся за пределами Солнечной системы (ссылка 7). Это примеры трех различных типов терморегулирующих поверхностей: одна черная (излучающая) на всех длинах волн, одна с высокой отражающей способностью в более длинных видимых и инфракрасных длинах волн и одна с высокой отражающей способностью в видимом и сильно излучающая в инфракрасном диапазоне.

** Ральф в образе Ральфа Крамдена из старого шоу «Молодожены»! (Он рядом с УФ-спектрометром под названием Алиса).

MLI на новых горизонтах

Ref 1 Контроль температуры космического корабля https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20010014168.pdf

Ссылка 2 Первое применение оптического тонкопленочного покрытия для контроля температуры спутника space_technical-paper.pdf

Ссылка 3 Георг Хасс https://www.osa.org/en-us/history/biographies/bios/georg_hass/

Ссылка 4 Джеймс Хини https://www.spiedigitallibrary.org/profile/James.Heaney-5357

Ссылка 5 Терморегулирующее покрытие для микроволнового зонда анизотропии Wilkinson Джеймс Б. Хини, Чарльз С. Хе, Ванда С. Питерс, Роберт Р. Горман, Сэмюэл Даммер, Клифтон Э. Джексон, Дж. Т. ВанСант, «Тепловые радиационные свойства микроволновой анизотропии зондовый телескоп», Тр. SPIE 4444, Оптомеханический дизайн и инженерия, 2001 г. (5 ноября 2001 г.); https://doi.org/10.1117/12.447293

Ссылка 6 Золотые покрытия и MLI https://curiosity.com/topics/nasa-uses-gold-on-its-spacecraft-curiosity/

Ссылка 7 Ральф о новых горизонтах https://www.boulder.swri.edu/~tcase/SPIE_Ralph_final%20Reuter

1) почему бы просто не использовать один промежуточный цвет вместо чередования белого и черного? (аналогично этому комментарию ) 2) меня смущает выбор слов "контроль" и "регулировка"; они просто что-то выбрали и надеялись, что это сработает? Не похоже ли, что кто-то на земле крутил ручку, которая каким-то образом меняла полосы на орбите? Или это относится к предварительной оптимизации в лаборатории?
Может быть, проще покрасить пятьдесят разных тестовых приспособлений с разными рабочими циклами из двух банок с краской, чем смешивать пятьдесят оттенков серого?
Помните, это было время первых искусственных спутников. Мало того, что технология оптических тонких пленок находилась в зачаточном состоянии, точная среда оптического излучения на низкой околоземной орбите (НОО) в то время была лишь предположением. Сейчас оптическая радиационная среда хорошо известна практически для любой точки Солнечной системы. У нас также есть компьютеры и программное обеспечение, которое может моделировать стопку тонких пленок с любыми оптическими свойствами, которые вы хотите. Детали терморегулирующего покрытия также могут различаться в зависимости от области применения. Например, на синхронной с Солнцем полярной орбите вы всегда знаете, где находится Солнце.
«На других спутниках, таких как Explorer 3, отражающие оксидные полосы поддерживают среднюю внутреннюю температуру в разумных пределах: от 30 до 100 градусов по Фаренгейту». youtu.be/PZiTKXTKa9Q?t=469

«Ответ всегда термоконтроль»

Сан-Марко-1

Спутник имел черно-белые продольные срезы, нарисованные на его поверхности для теплового контроля.

Координированный архив данных космической науки НАСА / Сан-Марко 1

Астерикс-1

Это был первый французский спутник, запущенный в 1965 году. На нем нанесены полоски для контроля температуры — черный цвет поглощает тепло, белый — отражает.

Австралийская радиовещательная компания

«Для терморегуляции» меня не совсем устраивает, мне интересно, почему они просто не взяли банку с серой краской вместо «ярко выраженных чередующихся белых и черных полос». Я до сих пор думаю, что «первые несколько спутников в Европе были такими стильными» не просто так. Однако в ссылках может быть более подробная информация. Спасибо!
Я бы тоже хотел больше. Здесь есть информативная книга о проекте Сан-Марко по NTRS: ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740004978.pdf , но, к сожалению, в ней даже не упоминается система пассивного терморегулирования. Об Астериксе было очень трудно найти подробности.
Почему первые несколько спутников Европы были такими стильными? Почему ярко выраженное чередование белых и черных полос?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v