Sven Grahn
|
Projektets ändamål var mätningar av elektrontäthet och jonkoncentration på olika höjd inom D-skiktet för att förstå processerna i skiktet 50-100 km under ett norrsken.
Den ursprungliga planen var att två sonder skulle byggas och sändas upp från Esrange våren 1976. Rymdbolaget var totalansvarigt för projektet och byggde också sonderna i laboratoriet vid Tritonvägen 27 i Solna - till skillnad mot andra sondraketprojekt vid denna tid i vilka sonderna byggdes av Saab-Scania i Linköping. Bengt Holmqvist var Rymdbolagets projektledare. Lennart Björn vid Uppsala Jonosfärobservatorium var vetenskaplig ledare för projektet.
S18-sonderna var utrustade med följande instrument:
Projektet startade den 1 januari 1974 med definition av sonden och start av konstruktionsarbete och tillverkning av delsystem. Under andra halvåret 1974 var det meningen att sonden skulle färdigställas. Prototypproving skulle äga rum första halvåret 1975 och provning av flygexemplaret av sonden skule provas och levereras till Esrange under andra halvåret 1975. Uppskjutningarna planerades till vårvintern 1976. Totalbudgeten för projektet var 860 000 kronor (1) .
Denna sond var den näst sista sonden uppsänd med en Nike-Apache som Rymdbolaget utvecklade. Efter sonden S21-3 (Lill-Trigger) gick bolaget över till att bygga sonder för raketer baserade på en civil version av Hawk-robotens raketmotor - Orion och Nike-Orion. Apacheraketens ringa diamter var en begränsing för instrumentbyggare.
Skjutvillkoren för S18 var att det skulle råda stor jonosfärabsorption, klar himmel och föga månsken. Månskensvillkoret innebar att under vårvintern 1977 kunde sonden sändas upp under perioderna 10 januari -1 februari, 7 februari - 4 mars och 8 mars - 31 mars. Nominell uppskjutningstid för S18-1 var 01-07 lokal tid och under inga omständigheter före midnatt lokal tid (2) .
Den vetenskapliga markutrustning som forskarna hade beställt från Esrange var (2) :
Experiment | Beskrivning |
MPI | Max-Planck Institut für Kernphysik i Heidelberg (Ansvarig forskare Dieter Krankowsky) levererade en masspektrometer. |
FFI |
Forsvarets Forskningsinstitutt (Eivind Thrane) "solid-state"-detektor för att mäta elektroner och två GM-rör för att mäta röntgenstrålning. Dessa sensorer var riktade 45° från spinnaxeln. |
UJO |
Uppsala Jonosfärobservatorium (nuförtiden Institutet för
Rymdfysik i Uppsala) (Ansvarig forskare Lennart Björn) levererade |
![]() Erik Söderdahl (Rymdbolag) och S18 på Esrange. Varför det ligger antenner för radartransponderna på bordet framför sonden är oklart. |
|
|
|
|
Data för några av S18-sondernas delsystem | |
Batteripaket |
Batteri 1: +28 V 24 celler VARTA 1000 DKZ (1 Ah)
för experimenten
|
Telemetri |
256,2 MHz, 2 Watt,
Aydin Vector T1202
|
Baninmätning |
"Slant range"-mottagare: 33,85 MHz, 30 kHz
modulation |
Magnetometer | Schonstedt RAM-72C |
Tiddon | 1 st Raymond 1060-PW-360T-8SPDT med 360 sekunders löptid. |
Kraftomkopplare | 3 st latchreläer, Potter & Brumfield, TL 17DA24. |
Tid (s)
|
Tid (s)
|
Höjd
(km) S18-2 |
Höjd
(km) S18-1 |
Händelse |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Nike tänder |
3,5 |
3,5 |
0,5 |
0,5 |
Nike slocknar |
4,5 |
"Blenden"-styrning påslagen. | |||
20,0 |
20,0 |
13 |
13 |
Apache tänder |
27,0 |
27,0 |
20 |
20 |
Apache slocknar |
40,0 |
Masspektrometerns tiddon startar. | |||
46,0 |
40,9 |
Första pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
56,0 |
54,35 |
51,2 |
50,0 |
Noskonen avskiljs. |
58,6 |
55,6 |
53,8 |
51,0 |
UJO:s bommar fälls ut. |
61,5 |
57,0 |
56,6 |
52,5 |
Faradayantenner, GM-rör och solid-statedetektorer fälls ut. |
63,8 |
57,7 |
58,6 |
53,2 |
"Headcap" på masspektrometern kastas av. |
73,0 |
67,2 |
Andra pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
79,0 |
72,0 |
Tredje pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
86,0 |
77,3 |
Fjärde pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
158,0 |
104,1 |
Femte pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
161,8 |
161,1 |
104,6 |
104,2 |
Topphöjd. |
240,0 |
74,6 |
Sjätte pulsen från masspektroneterns tiddon. | ||
312 |
304,0 |
Nyttolasten avskiljs | ||
353 |
88,0 |
0 |
Nedslag |
Den första S18-sonden (S18-2) sändes upp den 21 februari 1976 i en pulserande "norrskensglöd" som visade sig en timme efter en "substorm" och som pågick en halvtimme. Riometern visade hög absorption och jonosonden vid "downrange" visade total absorption en kvart före uppskjutnigen. Himlen var inte helt molnfri, men norrskensemissiioner kunde änså observeras genom de tunna molnen. Den geomagnetiska aktiviteten var låg (7). Alla instrument på sonden fungerade väl, men problem med instrumenten i den andra sonden gjorde att 1976 års kampanj fick avslutas och uppskjutnigen av S18-1 fick fördröjas nästan ett år.
I (4) redovisar forskarna resultaten av den första uppskjutningen av S18-nyttolasten som var utrustad för att mäta inflöde av energirika partiklar, jonisationstäthet och kartlägga jonsammanstättning och halten av neutrala beståndsdelar i D-skiktet och den nedre delen av E-skiktet. Partiklar detekterades i området 40-800 keV. Vattenflockjoner dominerade jonsammansättningen under 71 km. Över denna höjd var NO+ det mest förekommande jonslaget. Negativa joner återfanns under en skarp övre gräns vid 74 km. Höjdprofieln för kväveoxid kunde härledas ur jonmätningarna och koncentrationen varierade mellan 7 × 108cm-3 och 3 × 108cm-3 i höjdintervallt 80-100 km.
Den andra S18-sonden (S18-1) sändes upp den 15 januarii 1977 i en långsamt ökande absorption enligt riometerutslaget. Norrskenet täckte hela himlen och pulserade. Mätningarna fungerade bra. En mndre anomali uppträdde 4,5 sekunder efter noskonsseparationen när en av de tre radiella bommarna föreföll att ha brutits av. jonisationen var i allmänhet lägre under denna mätning än under S18-2 (8) .
Data |
S18-2 |
S18-1 |
Startdatum |
21 februari 1976 |
15 januari 1977 |
Starttid |
1942.32 UT |
0050.02 UT |
Startplats |
Esrange |
Esrange |
Startramp |
Centaure med Nikeräls |
Centaure med Nikeräls |
Rakettyp |
Nike-Apache |
Nike-Apache |
Serienummer Nike |
60375 |
59824 |
Serienummer Apache |
BP15-A873, S/N 4 |
BP15-A871, S/N 2 |
Nyttolastmassa |
76 kg |
76 kg |
Nyttolastlängd |
1880 mm |
1880 mm |
Raketens längd |
8378 mm |
8378 mm |
Raketens startvikt |
772,5 kg |
772,5 kg |
Startrampens elevation (nom) |
83,6° (83,8°) |
82,3° (82,9°) |
Startrampens bäring (nom) |
006° (353°) |
351° (350°) |
Verklig topphöjd |
104,6 km |
104,2 km |
Verklig bäring till nedslaget |
358° |
359° |
Nominell bäring till nedslaget |
353° |
350° |
Verkligt avstånd till nedslaget |
63,7 km |
48,3 km |
Nominellt avstånd till nedslaget |
70 km |
80 km |
Spinnvarvtal under mätfasen |
4 rps? |
4 rps? |
Bärgning |
Icke planerad |
Icke planerad |
|
|