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先鋒測試飛行器三號

先鋒測試飛行器三號（也稱為TV-3）是繼蘇聯成功發射人造衛星1號和人造衛星2號之後，美國首次嘗試將衛星送入環繞地球軌道的任務。 先鋒測試飛行器三號是一顆小型衛星，旨在測試三級先鋒號的發射能力並研究環境對地球軌道上的衛星及其系統的影響。它還可用於通過軌道分析獲得大地測量結果。 先鋒測試飛行器三號上的太陽能電池由貝爾實驗室製造。

先鋒測試飛行器三號
先鋒測試飛行器三號
名稱先鋒測試飛行器三號
任務類型地球科學
運營方美國海軍
任務時長入軌失敗 (2秒)
航天器屬性
航天器先鋒號 1A
航天器類型先鋒號
製造方海軍研究實驗室
發射質量1.5公斤（3.3磅） [1]
尺寸直徑16.3厘米
任務開始
發射日期1957年12月06日；16:44:35GMT
運載火箭先鋒號
發射場卡納維拉爾角太空軍基地，卡納維拉爾角太空軍基地 LC-18A
承包方Glenn L. Martin Company
任務結束
離軌日期入軌失敗
軌道參數
參照系地心軌道 (按計劃)
軌域中地球軌道
近gee點654 km（406 mi）
遠gee點3,969 km（2,466 mi）
傾角34.2°
週期134.2分鐘

1957年12月6日在卡納維拉爾角空軍基地發射但火箭墜毀同時先鋒 1A衛星被拋出，降落在不遠處的地面上，其發射器仍在發出信標信號。然而，衛星已損壞，無法重複使用。其現在陳列於史密森學會的國家航空航天博物館。

事故的確切原因尚未確定，但似乎是燃油系統出現故障。其他同型號發動機也進行了改裝，均未出現故障。

衛星建設項目

 
先鋒火箭在發射時發生爆炸。
 
海軍研究實驗室（NRL）工程師將Vanguard 1放置在運載火箭第三級的頂部。此處所示（從左到右為 Roger L. Easton、Sandy J. Smith、Robert C. Bauman 和 Joseph B. Schwartz。 （鮑曼和施瓦茨隨先鋒項目轉移到美國宇航局）。 1958 年 3 月 17 日，先鋒 1 號開始了其歷史性的太空之旅（美國海軍照片）。

先鋒測試飛行器三號項目的歷史可以追溯到國際地球物理年(IGY)。這是一項充滿熱情的國際事業，它使全球科學家聯合起來進行地球物理研究。 IGY保證通過科學觀察獲得的信息能夠自由交換，這為未來帶來了許多重要的發現。 [2]使衛星繞地運行成為IGY的主要目標之一。早在1955年7月，德懷特·D·艾森豪威爾總統就通過他的新聞秘書宣佈，美國將發射「小型無人繞地球衛星，作為美國參與 IGY 的一部分」 [3] 1955年9月9日，美國國防部（US DoD）寫信給海軍部長，授權繼續執行任務。作為該計劃的一部分，美國海軍被賦予發射先鋒衛星的任務。先鋒計劃正式啟動。 [4]

宇宙飛船

 
2009 年，國家航空航天博物館展出的先鋒 1A 衛星。

TV-3的有效載荷與後來的先鋒 1非常相似。其是一個小鋁球， 16.3 cm（6.4英寸）直徑和質量1.5公斤（3.3磅）。它攜帶兩個發射器：一個由汞電池供電的10 mW、10MHz發射器，以及一個由安裝在航天器主體上的六個太陽能電池供電的5mW、108.03MHz發射器。該衛星使用安裝在其機身上的六個小型天線，主要傳輸工程和遙測數據，但發射機也用於確定衛星和地面站之間的總電子含量。衛星設計中的其他儀器包括兩個熱敏電阻，用於測量衛星的內部溫度，以跟蹤其熱保護的有效性。儘管衛星在墜機事件中受損，無法再使用，但事故發生後仍在繼續傳輸。

運載火箭

先鋒測試飛行器三號採用三級先鋒號設計，旨在將衛星送入地球軌道。為了減少阻力，火箭上去掉了尾翼，同時將發射發動機安裝在萬向節中，使其能夠樞轉並引導推力進行轉向。火箭的第二級和第三級也裝有萬向節。 [5]

發射

1957年12月6日格林尼治標準時間16:44:35火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角的大西洋導彈靶場發射時，助推器點燃並開始上升，但升空後約2秒，上升約一米後，火箭失去推力並開始下墜回到發射台。當它落在發射台上時，燃料箱破裂並爆炸，摧毀了火箭並嚴重損壞了發射台。

失敗原因

由於早期階段遙測儀器有限，無法確定事故的確切原因[6] ，但馬丁·瑪麗埃塔推斷結論是，啟動過程中油箱壓力較低，導致燃燒室中的一些燃燒燃料泄漏到在從渦輪泵獲得全推進劑壓力之前，燃油系統通過噴油器頭。另一方面，通用電氣則認為問題在於燃油連接鬆動。事後看來，第一個問題似乎導致了第二個問題發生。最終調查得出的結論是，油箱和燃油系統壓力略低於標稱壓力，導致噴油器頭壓力不足。結果，熱燃燒氣體回流到噴射器頭中並引起大的壓力峰值。噴射器環完全燒穿，隨後燃燒室破裂。在 T+1秒，助推器推力部分的衝擊波使燃油供給管破裂，發動機推力完全終止。 GE技術人員在測試過程中未能發現這一設計缺陷，並通過增加油箱壓力進行了臨時修復。最終，通過使用乙烷氣體進行了進一步的修改，以增加燃料動力並防止突然啟動瞬態。 [7] X-405發動機在隨後的發射和靜態點火測試中沒有再次出現故障。

外界反應

發射失敗後，該項目的主承包商馬丁公司的股票被紐約證券交易所暫停交易。[6]

美國報紙發表了著名的頭條新聞和文章，描述了俄羅斯衛星蘇聯衛星計劃名稱的失敗，例如「Flopnik」、[8] 「Kaputnik」、[9]「Oopsnik」、「Dudnick」和「Stayputnik」。 [10]國際媒體報道稱，這次失敗對美國來說是一種恥辱性的聲譽損失，而美國向世界展示了自己作為科學技術領導者的地位。美國在冷戰時期的對手蘇聯利用了這場災難。 [11] [12]事件發生幾天後，一名蘇聯駐聯合國代表詢問美國是否有興趣接受專門用於「不發達國家」的援助。 [13]

幾周後的1958年2月1日，並行項目探險者1號圓滿成功。[14]

參考

  1. ^ Vanguard TV3. NASA. 14 May 2020 [1 February 2021]. （原始內容存檔於2022-07-04）.    本文含有此來源中屬於公有領域的內容。
  2. ^ Lina Kohonen, "The Space race and Soviet utopian thinking", Sociological Review; Vol. 57, May 2009, p. 114
  3. ^ John P. Hagen, "The Viking and the Vanguard", in Technology and Culture, Vol. 4, No. 4, (Baltimore: The Johns Hopkins University Press), Autumn 1963, p. 437)
  4. ^ John P. Hagen, "The Viking and the Vanguard", in Technology and Culture, Vol. 4, No. 4, (Baltimore: The Johns Hopkins University Press), Autumn 1963, p. 439)
  5. ^ Fred L. Whipple and J. Allen Hynek, "Stand by for Satellite Take-off" in Popular Mechanics, H.H. Windsor Jr, Illinois: the Hearst Corporation, July 1957 issue, p. 66.
  6. ^ 6.0 6.1 McLaughlin Green, Constance; Lomask, Milton. Chapter 11: From Sputnik I to TV-3. Vanguard – A History. NASA. 1970 [2011-02-26]. （原始內容存檔於2018-10-07）. 
  7. ^ The Vanguard Satellite Launching Vehicle an Engineering Summary; Rocket; International Geophysical Year. [2023-06-22]. （原始內容存檔於2023-06-08）. 
  8. ^ Sparrow, Giles. Space Flight. Dorling Kindersley. 2007. ISBN 978-0-7566-2858-1. 
  9. ^ Burrows, William E. This New Ocean: The Story of the First Space Age. Modern Library. 1999: 205. ISBN 978-0-375-75485-2. 
  10. ^ Alan Boyle. Sputnik started space race, anxiety. NBC News. 1997-10-04 [2008-03-17]. （原始內容存檔於2020-09-23）. 
  11. ^ Catchpole, John. Project Mercury: NASA's First Manned Space Program. 2001: 56. ISBN 978-1-85233-406-2. 
  12. ^ Jones, Thomas. Early Frustrations: Project Kaboom (A.K.A Vanguard). 2002. ISBN 978-0-02-864282-6. 
  13. ^ Charles A. Murray and Catherine Bly Cox, in Apollo: The Race to the Moon, (United States: Simon & Schuster Inc.), 1989, pp. 23–24)
  14. ^ McDonald, Naugle. Discovering Earth's Radiation Belts: Remembering Explorer 1 and 3. NASA History. 2008, 89 (39): 361–363. doi:10.1029/2008EO390001  . 

外部連結

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