Explorer 1

Explorer 1
Phase: F / Status: verglüht
Explorer 1 bei den Startvorbereitungen
Typ	Forschungssatellit
Land	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
COSPAR-Bezeichnung	1958-001A
NORAD/SCN-ID	4
Missionsdaten
Startdatum	1. Februar 1958, 03:48 UTC
Startplatz	Cape Canaveral, LC-26A
Trägerrakete	Jupiter-C/Juno I RS-29
Missionsdauer	4.441 Tage / 12 Jahre und 2 Monate
Enddatum	31. März 1970
Bahndaten
Koordinatenursprung	Erde
Umlaufzeit	114,8 min[1]
Apogäum	2.550 km
Perigäum	358 km
Exzentrizität	0,140
Bahnneigung	33,24°
Allgemeine Raumfahrzeugdaten
Startmasse	13,9 kg
Abmessungen	205 cm Länge, 16 cm Durchmesser
Hersteller	Jet Propulsion Laboratory
Spezifische Raumfahrzeugdaten
Nutzlast	Masse: 8,3 kg
Nutzlastdaten
Instrumente	Mehrere Magnetometer, ein Geigerzähler
Sonstiges
Vorherige Mission	Vanguard TV3
Nachfolgende Mission	Vanguard TV3BU
01. 02. 1958 Start 31. 03. 1970 Wiedereintritt

Explorer 1 war der erste künstliche Erdsatellit der USA (1958) und weltweit der dritte nach den beiden Satelliten Sputnik 1 und 2 der Sowjetunion. In Medien wird der Start des Satelliten teilweise als „Amerikas Antwort auf den Sputnik-Schock“ bezeichnet.^[2]

Geophysik und Raketentechnik

Explorer 1 war der erste Satellit des Explorer-Programms, welches das erste und zugleich umfangreichste Programm von Satelliten und Raumsonden der Vereinigten Staaten war. Die meisten von ihnen (über 80) 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 (vier Tage darauf folgte eine ähnliche Ankündigung der Sowjetunion, die dann vor den USA den ersten Satelliten starteten).

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

Explorer 1 als Ersatz für Vanguard

Der Start von Explorer 1 erfolgte am 1. Februar 1958 um 3:48 UTC (31. Januar um 22:48 Uhr Ortszeit) von Startrampe 26 der Cape Canaveral Air Force Station. Das Startfenster war vier Stunden, zwischen 3:30 UTC und 7:30 UTC, geöffnet.

Ursprünglich sollte der Satellit bereits zwei Tage zuvor ins All gebracht werden – der Start musste wegen schlechter Wetterbedingungen (Jetstream) aber zweimal verschoben werden. Auch am Starttag war nicht sicher, ob die Windgeschwindigkeiten nachlassen würden.

Gestartet wurde Explorer 1 mit der vierstufigen Trägerrakete des Typs Juno I, einer leichten Modifizierung der Mittelstreckenrakete Jupiter C. Die Startrampe lag in der Nähe des Cape Canaveral auf der langen Halbinsel an der Atlantikküste von Florida.

Explorer 1 bestand aus einem 205 cm langen Zylinder mit einem Durchmesser von 16 cm und erreichte eine elliptische Umlaufbahn zwischen etwa 360 km und 2.530 km Höhe. Bei einer Gesamtmasse von 13,9 kg entfielen 8,3 kg auf die Nutzlast. Explorer 1 war mit Telemetrie-Antennen und geophysikalischen Messinstrumenten bestückt – u. a. jenen Magnetometern, mit denen der Van Allen-Strahlungsgürtel um die Erde nachgewiesen wurde.

Aus politischen Gründen sollte ursprünglich eine von der US-Navy gebaute Sonde – der kleine Vanguard 1 – der erste künstliche Satellit der USA 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 sowjetische Sputnik, lieferte jedoch zahlreiche Messdaten über die Ionosphäre, die auf einen Strahlungsgürtel (später Van-Allen-Gürtel benannt) 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 William H. Pickering). Die Messinstrumente entwickelte James Van Allen, die Jupiter-Rakete war eine Modifikation der Mittelstreckenrakete 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. Die Jupiter-C war ein direkter „Nachkomme“ der deutschen A4 (V2) und wurde 1955–56 entwickelt.

Langsames Absinken der Umlaufbahn

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 bei den ersten sowjetischen Satelliten – schon 1958/59 das Modell der hohen Erdatmosphäre verbessert werden. Die bis dato angenommene Luftdichte war um ein Mehrfaches zu gering angesetzt worden. Nach 12 Jahren im All verglühte Explorer 1 am 31. März 1970 in etwa 100 km Höhe.

Startverlauf

Siehe auch

• Sputnikschock
• Liste der Raumsonden
• Zeitleiste der Erkundung des Weltraums

Literatur

• Moonwatch Newsletter Vol. 6, Smithsonian Observatory, Mass./USA 1958.
• George H. Ludwig: Cosmic-Ray Instrumentation in the First U.S. Earth Satellite. In: The Review of Scientific Instruments. Band 30, Nr. 4, 1959, doi:10.1063/1.1716522. 
• NASA Facts: Explorers: Searching the Universe Forty Years Later. 1998.
• Bernd Leitenberger: US-Trägerraketen. 2016.

Weblinks

Commons: Explorer 1 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• NASA: Explorer Series of Spacecraft (englisch)
• NASA: Explorer-I and Jupiter-C (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ Bahndaten nach Explorer 1 im NSSDCA Master Catalog, abgerufen am 8. Oktober 2012 (englisch).
2. ↑ Horst Rademacher: Amerikas Antwort auf den Sputnik-Schock, in Frankfurter Allgemeine Zeitung, 31. Januar 2018 online abgerufen 7. April 2018