Warum waren Europas erste Satelliten so stilvoll? Warum die ausgeprägten abwechselnd weißen und schwarzen Streifen?

In The Century of Space Science , herausgegeben von JA Bleeker, Johannes Geiss, M. Huber, angesehen in Google Books , stieß ich auf den folgenden Text und die folgenden Bilder.

Beide Satelliten sehen recht stylisch aus und haben sehr ausgeprägte abwechselnd weiße und schwarze Streifen.

Vermutlich würden die Satelliten nicht freigelegt, bis sie sich im Weltraum befinden, wenn sich die Verkleidung oder der Nasenkegel öffnen können, sodass sie zu weit entfernt wären, um in einem Teleskop klar gesehen zu werden, sodass eine Drehung oder ein Taumeln sichtbar wäre.

Frage: Warum waren Europas erste Satelliten so schick? Warum hatten sie sehr ausgeprägte abwechselnd weiße und schwarze Streifen und Vanguard-ähnliche Antennen, aber nicht ihre glänzende, reflektierende Metalloberfläche 1,2 .

Ab Seite 52 und 53:

Der französische Astérix war ein 42 kg schwerer Testsatellit

Die Früchte dieser Investitionen waren bald zu sehen. Am 26. November 1965 erhob sich eine Diamant-Rakete von der Startrampe in Hammaguir und brachte den ersten französischen Satelliten mit dem bezeichnenden Namen Astérix in die Umlaufbahn . Frankreich wurde damit zur dritten Weltraummacht und bestätigte seinen Anspruch auf eine unabhängige Rolle in diesem wichtigen strategischen Feld.

Astérix war ein 42 kg schwerer Testsatellit, dessen Aufgabe es war, die Fähigkeit der Rakete zu bestätigen, sie in die Umlaufbahn zu bringen. Zehn Tage später, am 6. Dezember 1965, startete eine amerikanische Scout-Rakete Frankreichs ersten wissenschaftlichen Satelliten, FR-1. Dieser 60 kg schwere Satellit war vom CNES entwickelt worden und trug Instrumente zur Untersuchung von Ionisationsunregelmäßigkeiten in der Ionosphäre und der Magnetosphäre. Es wurde von Vandenberg gestartet und in eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn gebracht.

Italiens Satellit San Marco-1

Broglio reagierte schnell auf das Angebot der NASA zur Zusammenarbeit in der Weltraumforschung. 1962 unterzeichneten Italien und die USA ein Abkommen für das sogenannte „San Marco“-Projekt, und zwei Jahre später, am 15. Dezember 1964, wurde der erste italienische Satellit, San Marco-1, mit einer Scout-Rakete von Wallops Island gestartet . Es war eine Kugel mit einem Durchmesser von 66 cm und einem Gewicht von nicht weniger als 115 kg. Errichtet vom Centro di Ricerche Aerospaziali der Universität Rom unter der Leitung von Broglio, war dies der erste gesamteuropäische Satellit, der die Erde umkreiste. Ein zweiter San-Marco-Satellit wurde 1967 von Broglios Gruppe von einer im Indischen Ozean vor der Küste Kenias verankerten Plattform gestartet, und das Programm wurde im folgenden Jahrzehnt fortgesetzt.

1 Rätsel: Ist das ein Sputnik?

2 Dieses BBC-Foto zeigt keine Nachbildung von Vanguard-1, was könnte es sein?

Möglicherweise verwandt: space.stackexchange.com/q/37554/6944
Verwandte Tatsache: Die Verfolgung von Weltraumobjekten wird oft mit optischen Teleskopen durchgeführt , dies wurde teilweise getan, um zu verhindern, dass nicht identifizierte Weltraumobjekte Raketenalarme auslösen . Als der erste Kontakt von SACI-1 fehlschlug, konnte festgestellt werden, dass sich die Paneele geöffnet und das Versorgungskabel ordnungsgemäß durchtrennt worden waren.
@Mefitico diese Links sind überzeugend, aber wie hängen sie genau mit diesem Frageposten zusammen? Mir fehlt der Kontext. Diese könnten ebenfalls von Interesse sein: Was wäre ein „großes Ganzes“-Verständnis dafür, wie die Umlaufbahnen von Erdsatelliten überwacht werden? und auch Gibt es einen Satelliten, der andere Satelliten verfolgt?
@uhoh Ich hatte ein Bauchgefühl bei der Antwort und plante, eine weitere Referenz hinzuzufügen, in der ich behauptete, dieser Satellit sollte den Launcher nur hier validieren, fand ihn aber nur auf Französisch . Es hat Telemetrierekorder an Bord, aber die Sendeantennen sind ausgefallen (was die Ingenieure wahrscheinlich vorhergesehen hatten). Am Ende blieb mir nur der erste beabsichtigte Kommentar, und es fehlten sowohl gute Referenzen als auch Beweisstücke, um zu einer Schlussfolgerung zu gelangen.
@Mefitico Ich habe es heute Morgen nur geschafft, zwei Tassen Kaffee zu bekommen, also feuert nur eines meiner beiden verbleibenden Neuronen . Vielleicht können Sie noch eine Teilantwort posten, die Ihnen mehr Raum für Erklärungen gibt. Im Moment verstehe ich nicht, wie sich Telemetrierekorder, Sendeantennen und optische Teleskope auf diese dicht beabstandeten Streifen beziehen. Wenn diese in Quadranten hell/dunkel wären und sich wie Spinsat drehen , könnte ich sehen, wie teleskopische Beobachtungen helfen könnten, aber diese Streifen sind zu eng, um in einem Teleskop einen großen Unterschied zu machen, oder?
@uhoh: Meine Vermutung ist: Die Streifen dienen dazu, die Identifizierung und Bewertung der Raumfahrzeuglage über optische Teleskope zu erleichtern. Radare funktionieren nur für die Umlaufbahn, aber sie könnten Satelliten mit ähnlichen Umlaufbahnen und Radarquerschnitten verwirren. Da es sich um ein frühes Experiment handelt, könnten sowohl die Injektionsbahn als auch die Antennen gebrochen sein, was die Teleskopbewertung zu einer Backup-Methode macht. Die Linien verlaufen um die Drehachse herum und sind groß genug, um am Perigäum unterschieden zu werden, aber mir fehlt viel Forschung, um diese Behauptungen aufrechtzuerhalten.

Antworten (3)

Um nur Astérix anzusprechen: Space Archaeology hat ein anderes Bild und eine Beschreibung :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mit einem Gewicht von 42 Kilogramm war der Satellit ein markanter gestreifter Kreisel aus Fiberglas mit einem Durchmesser von einem halben Meter, wobei die schwarzen Streifen für eine passive Wärmeregulierung sorgten.

Ich vermute, das Bild ist eine Nachbildung, und dies ist keine primäre Quelle, aber vielleicht reicht es, bis etwas Besseres auftaucht.

„Thermoregulierung“ ist immer die niederschmetternde Antwort! Auch ich würde gerne mehr Details sehen.
Schöner Fund, danke fürs Posten! Jetzt, da wir sehen können, dass die Oberfläche (zumindest dieser wahrscheinlichen Replik) eher wie gebürstetes Metall als wie weiße Farbe aussieht, sieht die Oberfläche viel mehr wie die der anderen frühen Satelliten aus, aber ich sehe keine dieser Reflexionen in der schlechten Reproduktion in der Frage, also können wir noch nicht sicher sein, denke ich. Die dunklen Bereiche absorbieren die Wärme der Sonne schneller, strahlen sie aber auch schneller zurück in den Weltraum, daher bin ich mir nicht sicher, wie sich der Nettoeffekt auf die Temperatur des Raumfahrzeugs auswirken wird, wenn es in den Erdschatten ein- und ausgeht. Cooles Problem (Wortspiel beabsichtigt).
Ich habe gerade ein Kopfgeld hinzugefügt, falls "etwas Besseres" vorbeikommt :-)

Einige der frühen Satelliten, einschließlich des ersten US-Satelliten, Explorer, verwendeten schwarze und weiße Streifen, um die Temperatur des Satelliten zu steuern, indem das a/e-Verhältnis (Absorptionsvermögen zu Emissionsvermögen) angepasst wurde. (Ref. 1 und Bild unten) Die weißen Streifen haben ein niedriges Absorptionsvermögen und ein niedriges Emissionsvermögen, während die schwarzen Streifen ein hohes Absorptionsvermögen und ein hohes Emissionsvermögen haben. Der erste US-Satellit, der eine Dünnfilm-Temperaturkontrollbeschichtung (anstelle von schwarzen und weißen Streifen) verwendete, war der Vanguard-Satellit, der 1958 gestartet wurde (Ref. 2). Die Vanguard-Beschichtung wurde von Thomas Cox und Alan Bradford unter der Leitung von Georg Hass (Ref. 3) entwickelt, der am Ft. Belvoir Engineering Research and Development Laboratory, das später zum Army Night Vision Laboratory wurde. Georg Hass half auch dabei, die Arbeit an optischen Dünnfilmen bei der neu gegründeten NASA in Gang zu bringen, indem er James Heaney (Ref. 4) am Goddard Space Flight Center betreute. Heaney wurde führend in der optischen Dünnschichtanwendung der NASA für viele Programme, darunter das James Webb Space Telescope und die Temperaturkontrollbeschichtung für die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (Ref. 5).

Abbildung 1: Der Explorer-Satellit

Vieles hat sich im letzten halben Jahrhundert oder so verändert. Die Außenflächenbeschichtungen von Raumfahrzeugen müssen jetzt mit wenigen Ausnahmen elektrisch leitfähig sein, um die Möglichkeit einer ESD (elektrostatische Entladung) zu minimieren. Viele Raumfahrzeuge haben keine Wärmekontrollbeschichtung und verwenden stattdessen MLI (mehrschichtige Isolierung). Sie können dieses MLI in der Abbildung unten sehen, die das Raumschiff New Horizons zeigt. Die Goldfarbe kann auf goldbeschichtetes Mylar oder aluminiumbeschichtetes Kapton (Ref. 6) zurückzuführen sein. Auf der linken Seite befindet sich der RTG (Radioisotop-Wärmegenerator), dessen äußere Oberfläche schwarz ist, um eine maximale Wärmeabgabe in den Weltraum zu erreichen. Oben rechts befindet sich der Cold Patch des Passivkühlers für Ralph**. Der Fleck erscheint im sichtbaren Bereich weiß, um die empfindlichen Detektoren im inneren Sonnensystem nicht zu überhitzen, ist aber im Infrarotbereich sehr schwarz (hohe Emissivität). kühlt so die Detektoren auf weniger als 135 K ab, wenn sie sich im äußeren Sonnensystem befinden (Ref. 7). Dies sind Beispiele für drei verschiedene Arten von thermischen Steuerungsoberflächen: eine schwarz (emittierend) bei allen Wellenlängen, eine hochreflektierend bei längeren sichtbaren Wellenlängen und im Infrarotbereich und eine hochreflektierend im Sichtbaren und hochemittierend im Infrarotbereich.

** Ralph wie in Ralph Kramden aus der alten Honeymooners-Show! (Es steht neben einem UV-Spektrometer namens Alice).

MLI auf neuen Horizonten

Ref. 1 Raumfahrzeugtemperaturregelung https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20010014168.pdf

Ref 2 Erste Anwendung einer optischen Dünnfilmbeschichtung für die Satellitentemperaturkontrolle https://materion.com/-/media/files/advanced-materials-group/ac/ac-newsletter-article-pdfs/coatings-used-in- space_technical-paper.pdf

Ref 3 Georg Hass https://www.osa.org/en-us/history/biographies/bios/georg_hass/

Ref. 4 James Heaney https://www.spiedigitallibrary.org/profile/James.Heaney-5357

Ref. 5 Thermische Kontrollbeschichtung für die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe James B. Heaney, Charles C. He, Wanda C. Peters, Robert R. Gorman, Samuel Dummer, Cliffton E. Jackson, JT VanSant, „Thermal radiative properties of the microwave anisotropy Sondenteleskop", Proc. SPIE 4444, Optomechanisches Design und Engineering 2001, (5. November 2001); https://doi.org/10.1117/12.447293

Ref. 6 Goldbeschichtungen und MLI https://curiosity.com/topics/nasa-uses-gold-on-its-spacecraft-curiosity/

Ref. 7 Ralph über neue Horizonte https://www.boulder.swri.edu/~tcase/SPIE_Ralph_final%20Reuter

1) Warum nicht einfach eine einzige Zwischenfarbe verwenden, anstatt abwechselnd Weiß und Schwarz? (dito dieser Kommentar ) 2) Ich bin verwirrt über die Wahl der Wörter "Kontrolle" und "Anpassung"; Sie haben einfach etwas ausgewählt und gehofft, dass es richtig funktioniert? Es ist nicht so, dass jemand am Boden an einem Knopf gedreht hat, der irgendwie die Streifen verändert hat, während er im Orbit war? Oder bezieht sich dies auf den Optimierungs-Preflight im Labor?
Vielleicht ist es einfacher, fünfzig verschiedene Prüfvorrichtungen mit unterschiedlichen Arbeitszyklen aus zwei Farbdosen zu lackieren, anstatt fünfzig Graustufen zu mischen?
Denken Sie daran, dies war die Zeit der ersten künstlichen Satelliten. Die optische Dünnschichttechnologie steckte nicht nur in den Kinderschuhen, die genaue optische Strahlungsumgebung im Low Earth Orbit (LEO) war zu dieser Zeit nur eine Vermutung. Nun ist die optische Strahlungsumgebung praktisch überall im Sonnensystem gut bekannt. Wir haben auch Computer und Software, die einen Dünnfilmstapel für alle gewünschten optischen Eigenschaften modellieren können. Auch die Details der Temperierbeschichtung können je nach Anwendung variieren. Beispielsweise wissen Sie in einer sonnensynchronen polaren Umlaufbahn immer, wo sich die Sonne befindet.
"Auf anderen Satelliten, wie Explorer 3, halten reflektierende Oxidstreifen die durchschnittliche Innentemperatur zwischen vernünftigen Grenzen; 30 und 100 Grad Fahrenheit." youtu.be/PZiTKXTKa9Q?t=469

"Die Antwort ist immer thermische Kontrolle"

San Marco-1

Auf der Oberfläche des Satelliten waren zur thermischen Kontrolle schwarz-weiße Längsschnitte aufgemalt.

NASA Space Science Data Coordinated Archive / San Marco 1

Asterix-1

Dies war der erste französische Satellit, der 1965 gestartet wurde. Er ist mit Streifen als Form der Temperaturkontrolle bemalt – das Schwarz absorbiert Wärme, das Weiß reflektiert.

Australische Rundfunkgesellschaft

"Für die thermische Kontrolle" befriedigt mich nicht ganz, ich muss mich fragen, warum sie nicht einfach eine Dose graue Farbe genommen haben, anstatt "die ausgeprägten abwechselnd weißen und schwarzen Streifen". Ich denke immer noch, dass „Europas erste Satellites so stilvoll waren“ und das aus einem bestimmten Grund. In den Links können jedoch weitere Details enthalten sein. Danke!
Ich möchte auch mehr. Es gibt hier ein informatives Buch über das San Marco-Projekt auf NTRS: ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740004978.pdf , aber leider erwähnt es nicht einmal das passive Wärmekontrollsystem. Asterix war sehr schwer, Details zu finden.
Warum waren Europas erste Satelliten so stilvoll? Warum die ausgeprägten abwechselnd weißen und schwarzen Streifen?
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