Programa Exploradores

Una misión Explorador observa Sagittarius A*, el agujero negro central de la Vía Láctea, volando.

El programa Exploradores es un programa de exploración de la NASA que brinda oportunidades de vuelo para investigaciones de física, geofísica, heliofísica y astrofísica desde el espacio. Lanzada en 1958, la Explorer 1 fue la primera nave espacial de los Estados Unidos en alcanzar la órbita. Desde entonces, se han lanzado más de 90 misiones espaciales. Comenzando con Explorer 6, ha sido operado por la NASA, con una colaboración regular con una variedad de otras instituciones, incluidos muchos socios internacionales.

Los lanzadores del programa Explorer han incluido Juno I, Juno II, varios vehículos de lanzamiento Thor, Scout, Delta y Pegasus, y Falcon 9.

El programa tiene tres clases: exploradores de clase media (MIDEX), exploradores pequeños (SMEX) y exploradores de clase universitaria (UNEX), con Misiones de Oportunidad selectas operadas con otras agencias.

Historia

Primeros satélites Explorer

Lanzamiento del explorador 1 en el vehículo de lanzamiento Juno I.

Explorer 1, el primer satélite terrestre orbitado por los Estados Unidos

El programa Explorer comenzó como una propuesta del Ejército de los EE. UU. (Proyecto Orbiter) para colocar un "civil" satélite artificial en órbita durante el Año Geofísico Internacional (IGY). Aunque esa propuesta fue rechazada a favor del Proyecto Vanguard de la Marina de los EE. UU., que realizó el primer vuelo suborbital Vanguard TV0 en diciembre de 1956, el lanzamiento del Sputnik 1 por parte de la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957 (y el la resultante 'crisis del Sputnik') y el fracaso del intento de lanzamiento del Vanguard 1 dieron como resultado que el programa del Ejército fuera financiado para igualar los logros espaciales soviéticos. El Explorer 1 se lanzó en el Juno I el 1 de febrero de 1958, convirtiéndose en el primer satélite de EE. UU. y descubriendo el cinturón de radiación de Van Allen.

Cuatro satélites de seguimiento de la serie Explorer fueron lanzados por el vehículo de lanzamiento Juno I en 1958, de los cuales Explorer 3 y Explorer 4 tuvieron éxito, mientras que Explorer 2 y Explorer 5 no lograron alcanzar la órbita. El vehículo Juno I fue reemplazado por el Juno II en 1959.

Continuación del programa Explorer

Esta vista artificialmente coloreada de M101 mapas luz ultravioleta como azul mientras la luz visible es roja ya que la luz UV no tiene un "color" (el ojo se detiene alrededor de violeta). Esta vista fue tomada por el Explorador Swift, que también puede detectar rayos X, y ha contribuido al estudio de las ráfagas de rayos gamma y otros temas.

Con el establecimiento de la NASA en 1958, el programa Explorer fue transferido a la NASA desde el ejército de los EE. UU. La NASA continuó usando el nombre para una serie en curso de misiones espaciales relativamente pequeñas, generalmente un satélite artificial con un enfoque científico específico. Explorer 6 en 1959 fue el primer satélite científico bajo la dirección del proyecto Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La plataforma de monitoreo interplanetario (IMP) se lanzó en 1963 e involucró una red de once satélites Explorer diseñados para recopilar datos sobre la radiación espacial en apoyo del programa Apolo. El programa IMP fue un gran paso adelante en el diseño de la electrónica de las naves espaciales, ya que fue el primer programa espacial en utilizar chips de circuitos integrados (IC) y MOSFET (transistores MOS). El IMP-A (Explorer 18) en 1963 fue la primera nave espacial en usar chips IC, y el IMP-D (Explorer 33) en 1966 fue el primero en usar MOSFET.

Durante las siguientes dos décadas, la NASA ha lanzado más de 50 misiones Explorer, algunas junto con programas militares, generalmente de naturaleza exploratoria o de reconocimiento, o tenían objetivos específicos que no requerían las capacidades de un observatorio espacial importante. Los satélites Explorer han hecho muchos descubrimientos importantes sobre: la magnetosfera de la Tierra y la forma de su campo de gravedad; el viento solar; propiedades de los micrometeoroides que llueven sobre la Tierra; rayos ultravioleta, cósmicos y rayos X del Sistema Solar y más allá; física ionosférica; plasma solar; partículas energéticas solares; y física atmosférica. Estas misiones también han investigado la densidad del aire, la radioastronomía, la geodesia y la astronomía de rayos gamma.

Con las caídas en el presupuesto de la NASA, las misiones Explorer se volvieron poco frecuentes a principios de la década de 1980.

Programas SMEX, MIDEX y Student Explorer

En 1988, se estableció la clase Small Explorer (SMEX) con un enfoque en las oportunidades de vuelos frecuentes para misiones de ciencia espacial altamente enfocadas y relativamente económicas en las disciplinas de astrofísica y física espacial. Las tres primeras misiones SMEX se eligieron en abril de 1989 entre 51 candidatos y se lanzaron en 1992, 1996 y 1998. El segundo conjunto de dos misiones se anunció en septiembre de 1994 y se lanzaron en 1998 y 1999.

A mediados de la década de 1990, la NASA inició el Explorador de clase media (MIDEX) para permitir vuelos más frecuentes. Estas son más grandes que las misiones SMEX y debían lanzarse a bordo de un nuevo tipo de vehículo de lanzamiento de clase media-ligera. Este nuevo vehículo de lanzamiento no se desarrolló y, en cambio, estas misiones se volaron en un cohete Delta II modificado. La primera oportunidad de anuncio para MIDEX se emitió en marzo de 1995, y el primer lanzamiento bajo esta nueva clase fue FUSE en 1999.

En mayo de 1994, la NASA inició el programa piloto Student Explorer Demonstration Initiative (STEDI) para demostrar que la ciencia espacial de alta calidad se puede llevar a cabo con misiones pequeñas y de bajo costo. De las tres misiones seleccionadas, SNOE se lanzó en 1998 y TERRIERS en 1999, pero esta última fracasó tras el lanzamiento. El programa STEDI finalizó en 2001. Más tarde, la NASA estableció el programa University-Class Explorer (UNEX) para misiones mucho más económicas, que se considera un sucesor de STEDI.

Al principio, las misiones Explorer estaban a cargo de la Oficina del Proyecto Small Explorer en el Centro de Vuelo Espacial Goddard (GSFC) de la NASA. A principios de 1999, esa oficina se cerró y con el anuncio de la oportunidad para el tercer conjunto de misiones SMEX, la NASA convirtió la clase SMEX para que cada misión fuera administrada por su investigador principal, con la supervisión del Proyecto Explorador GSFC. La oficina del programa Explorer en Goddard Space Flight Center proporciona la gestión de muchas misiones operativas de exploración científica que se caracterizan por costos relativamente moderados y misiones de tamaño pequeño a mediano que pueden construirse, probarse y lanzarse en un intervalo de tiempo corto en comparación con a observatorios más grandes como los Grandes Observatorios de la NASA.

Excluyendo los lanzamientos, la clase MIDEX tiene un costo límite de misión actual de 250 millones de dólares estadounidenses en 2018, y las futuras misiones MIDEX tienen un límite de 350 millones de dólares estadounidenses. El tope de costos para las misiones SMEX en 2017 fue de US$165 millones. Las misiones UNEX tienen un tope de US$15 millones. Un subproyecto llamado Misiones de oportunidad (MO) ha financiado instrumentos científicos o componentes de hardware de misiones espaciales a bordo que no pertenecen a la NASA y tiene un límite de costo total de la NASA de 70 millones de dólares estadounidenses.

Clases

Exploradores de clase media (MIDEX)

Pequeñas exploradoras (SMEX)

La clase Small Explorers se implementó en 1989 específicamente para financiar misiones de exploración espacial que no cuesten más de US$120 millones. Las misiones son administradas por Explorers Project en el Goddard Space Flight Center (GSFC).

El primer conjunto de tres misiones SMEX se lanzó entre 1992 y 1998. El segundo conjunto de dos misiones se lanzó en 1998 y 1999. Estas primeras misiones fueron administradas por Small Explorer Project Office en Goddard Space Flight Center. A principios de 1999, esa oficina se cerró y con el anuncio de la oportunidad para el tercer conjunto de misiones SMEX, la NASA convirtió el programa para que cada misión fuera administrada por su investigador principal, con la supervisión del Proyecto Exploradores de GSFC.

La NASA financió un estudio competitivo de cinco misiones de pequeños exploradores de heliofísica candidatas para el vuelo en 2022. Las propuestas fueron Mecanismos de eyección de masa energética: eXplorer (MEME-X), Generador de imágenes solares de rayos X con óptica de enfoque (FOXSI), Multi-Slit Explorador solar (MUSE), Reconexión en tándem y Satélites de reconocimiento electrodinámico de cúspide (TRACERS) y Polarímetro para unificar la corona y la heliosfera (PUNCH). En junio de 2019, la NASA seleccionó TRACERS y PUNCH para el vuelo.

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  SAMPEX

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  RHESSI

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  IBEX

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  IXPE

Exploradores de clase universitaria (UNEX)

Misiones de Oportunidad (MO)

Las Misiones de Oportunidad (MO) son investigaciones caracterizadas por ser parte de una misión espacial ajena a la NASA de cualquier tamaño y tener un costo total de la NASA de menos de $55 millones. Estas misiones se llevan a cabo sin intercambio de fondos con la organización que patrocina la misión. NASA solicita propuestas para Misiones de Oportunidad en investigaciones SMEX, MIDEX y UNEX.

Exploradores de balizas

Se planearon tres satélites en esta serie: Beacon Explorer-A, Beacon Explorer-B, Beacon Explorer-C.

Serie GEOS

Se puso en órbita una serie de tres satélites geodésicos en órbita terrestre (GEOS): GEOS 1, GEOS 2, GEOS 3.

Nave espacial lanzada

Los números de los nombres de los exploradores se pueden encontrar en el catálogo maestro de NSSDC, normalmente asignados a cada nave espacial en una misión. Estos números no se asignaron oficialmente hasta después de 1975.

Misiones canceladas

WISE fue reiniciado después de que fue apagado

Explorador 6 en un lanzamiento Thor-Able III en agosto de 1959

ISEE-C en una cámara de prueba dinámica, 1978

Muchas misiones se proponen, pero no se seleccionan. Por ejemplo, en 2011, el programa Explorers recibió 22 solicitudes de misiones completas, 20 misiones de oportunidad y 8 USPI. A veces, la misión se desarrolla solo parcialmente, pero debe detenerse por razones financieras, tecnológicas o burocráticas. Algunas misiones fallaron al alcanzar la órbita, incluidas WIRE y TERRIERS.

Ejemplos de misiones que no se desarrollaron o cancelaron fueron:

• Owl 1 and 2 (cost, 1965)
• MSS A (Magnetic Storm Satellite, Explorer-A, 1970)
• CATSAT (STEDI 3) (costo)
• IMEX (UNEX 2) (costo)
• FAME (MIDEX 4)
• SPIDR (SMEX 8) (técnica, 2003)
• GEMS (SMEX 13)

Ejemplos recientes de conclusiones de misiones lanzadas, canceladas debido a restricciones presupuestarias:

• FAST - 2009
• TRACE - 2010 (Observador Solar Dynamics Observatorio)
• Wilkinson MAP - 2010
• WISE - 2011 (extended in 2013 as NEOWISE mission)
• RXTE - 2012
• Galaxy Evolution Explorer - 2013

Estadísticas de lanzamiento

Número de lanzamientos por década: