Programa Explorers

Uma missão do Explorer observa Sagittarius A*, o buraco negro central da Via Láctea, ostentando.

O programa Explorers é um programa de exploração da NASA que oferece oportunidades de voo para investigações de física, geofísica, heliofísica e astrofísica a partir do espaço. Lançado em 1958, o Explorer 1 foi a primeira espaçonave dos Estados Unidos a atingir a órbita. Mais de 90 missões espaciais foram lançadas desde então. Começando com o Explorer 6, ele foi operado pela NASA, com colaboração regular de várias outras instituições, incluindo muitos parceiros internacionais.

Os lançadores do programa Explorer incluíram Juno I, Juno II, vários veículos de lançamento Thor, Scout, Delta e Pegasus e Falcon 9.

O programa tem três classes: Exploradores de Classe Média (MIDEX), Exploradores Pequenos (SMEX) e Exploradores de Classe Universitária (UNEX), com Missões de Oportunidade selecionadas operadas com outras agências.

História

Os primeiros satélites Explorer

Lançamento do Explorer 1 no Juno I lançamento do veículo.

Explorer 1, o primeiro satélite da Terra orbitado pelos Estados Unidos

O programa Explorer começou como uma proposta do Exército dos EUA (Projeto Orbiter) para colocar um "civil" satélite artificial em órbita durante o Ano Geofísico Internacional (IGY). Embora essa proposta tenha sido rejeitada em favor do Projeto Vanguard da Marinha dos EUA, que fez o primeiro voo suborbital Vanguard TV0 em dezembro de 1956, o lançamento do Sputnik 1 pela União Soviética em 4 de outubro de 1957 (e o resultante "crise do Sputnik") e o fracasso da tentativa de lançamento do Vanguard 1 resultou no programa do Exército sendo financiado para igualar as conquistas espaciais soviéticas. O Explorer 1 foi lançado na Juno I em 1º de fevereiro de 1958, tornando-se o primeiro satélite dos Estados Unidos, além de descobrir o cinturão de radiação de Van Allen.

Quatro satélites de acompanhamento da série Explorer foram lançados pelo veículo de lançamento Juno I em 1958, dos quais o Explorer 3 e o Explorer 4 foram bem-sucedidos, enquanto o Explorer 2 e o Explorer 5 não conseguiram atingir a órbita. O veículo Juno I foi substituído pelo Juno II em 1959.

Continuação do programa Explorer

Esta visão artificialmente colorida de M101 mapeia luz ultravioleta como azul, enquanto a luz visível é vermelha, uma vez que a luz UV não tem uma "cor" (o olho parando em cerca de violeta). Esta visão foi tomada pelo Explorer Swift, que também pode detectar raios-X, e contribuiu para o estudo de rajadas de raios gama e outros tópicos.

Com o estabelecimento da NASA em 1958, o programa Explorer foi transferido do Exército dos EUA para a NASA. A NASA continuou a usar o nome para uma série contínua de missões espaciais relativamente pequenas, normalmente um satélite artificial com um foco científico específico. O Explorer 6 em 1959 foi o primeiro satélite científico sob a direção do projeto do Goddard Space Flight Center (GSFC) da NASA em Greenbelt, Maryland.

A Plataforma de Monitoramento Interplanetário (IMP) foi lançada em 1963 e envolveu uma rede de onze satélites Explorer projetados para coletar dados sobre a radiação espacial em apoio ao programa Apollo. O programa IMP foi um grande passo à frente no projeto eletrônico de espaçonaves, pois foi o primeiro programa espacial a usar chips de circuito integrado (IC) e MOSFETs (transistores MOS). O IMP-A (Explorer 18) em 1963 foi a primeira espaçonave a usar chips IC, e o IMP-D (Explorer 33) em 1966 foi o primeiro a usar MOSFETs.

Nas duas décadas seguintes, a NASA lançou mais de 50 missões Explorer, algumas em conjunto com programas militares, geralmente de natureza exploratória ou de pesquisa ou com objetivos específicos que não exigiam as capacidades de um grande observatório espacial. Os satélites exploradores fizeram muitas descobertas importantes sobre: a magnetosfera da Terra e a forma de seu campo de gravidade; o vento solar; propriedades de micrometeoróides chovendo sobre a Terra; ultravioleta, cósmico e raios X do Sistema Solar e além; física ionosférica; Plasma solar; partículas energéticas solares; e física atmosférica. Essas missões também investigaram a densidade do ar, radioastronomia, geodésia e astronomia de raios gama.

Com as quedas no orçamento da NASA, as missões Explorer tornaram-se raras no início dos anos 80.

Programas SMEX, MIDEX e Student Explorer

Em 1988, a classe Pequeno Explorador (SMEX) foi estabelecida com foco em oportunidades de voos frequentes para missões científicas espaciais altamente focadas e relativamente baratas nas disciplinas de astrofísica e física espacial. As três primeiras missões SMEX foram escolhidas em abril de 1989 entre 51 candidatos e lançadas em 1992, 1996 e 1998. O segundo conjunto de duas missões foi anunciado em setembro de 1994 e lançado em 1998 e 1999.

Em meados da década de 1990, a NASA lançou o Explorador de classe média (MIDEX) para permitir voos mais frequentes. Estas são maiores do que as missões SMEX e deveriam ser lançadas a bordo de um novo tipo de veículo de lançamento de classe média-leve. Este novo veículo de lançamento não foi desenvolvido e, em vez disso, essas missões foram realizadas em um foguete Delta II modificado. A primeira oportunidade de anúncio para o MIDEX foi emitida em março de 1995, e o primeiro lançamento nesta nova classe foi o FUSE em 1999.

Em maio de 1994, a NASA iniciou o programa piloto Student Explorer Demonstration Initiative (STEDI), para demonstrar que a ciência espacial de alta qualidade pode ser realizada com missões pequenas e de baixo custo. Das três missões selecionadas, a SNOE foi lançada em 1998 e a TERRIERS em 1999, mas esta última falhou após o lançamento. O programa STEDI foi encerrado em 2001. Mais tarde, a NASA estabeleceu o programa University-Class Explorer (UNEX) para missões muito mais baratas, que é considerado um sucessor do STEDI.

As missões Explorer foram inicialmente gerenciadas pelo Small Explorer Project Office no Goddard Space Flight Center (GSFC) da NASA. No início de 1999, esse escritório foi fechado e com o anúncio da oportunidade para o terceiro conjunto de missões SMEX, a NASA converteu a classe SMEX para que cada missão fosse gerenciada por seu investigador principal, com supervisão do Projeto GSFC Explorer. O escritório do programa Explorer no Goddard Space Flight Center fornece gerenciamento de muitas missões operacionais de exploração científica que são caracterizadas por custos relativamente moderados e missões de pequeno a médio porte que podem ser construídas, testadas e lançadas em um curto intervalo de tempo em comparação para observatórios maiores como os Grandes Observatórios da NASA.

Excluindo os lançamentos, a classe MIDEX tem um custo atual de missão de US$ 250 milhões em 2018, com futuras missões MIDEX sendo limitadas a US$ 350 milhões. O limite de custo para as missões SMEX em 2017 foi de US$ 165 milhões. As missões da UNEX têm um limite de US$ 15 milhões. Um subprojeto chamado Missions of Opportunity (MO) financiou instrumentos científicos ou componentes de hardware de missões espaciais não pertencentes à NASA e tem um limite de custo total da NASA de US$ 70 milhões.

Aulas

Exploradores de classe média (MIDEX)

Pequenos exploradores (SMEX)

A classe Small Explorers foi implementada em 1989 especificamente para financiar missões de exploração espacial que custam não mais que US$ 120 milhões. As missões são gerenciadas pelo Projeto Explorers no Goddard Space Flight Center (GSFC).

O primeiro conjunto de três missões SMEX foi lançado entre 1992 e 1998. O segundo conjunto de duas missões foi lançado em 1998 e 1999. Essas primeiras missões foram gerenciadas pelo Small Explorer Project Office no Goddard Space Flight Center. No início de 1999, esse escritório foi fechado e com o anúncio da oportunidade para o terceiro conjunto de missões SMEX, a NASA converteu o programa para que cada missão fosse gerenciada por seu Investigador Principal, com supervisão do Projeto GSFC Explorers.

A NASA financiou um estudo competitivo de cinco missões heliofísicas candidatas Small Explorers para voo em 2022. As propostas foram Mecanismos de Ejeção de Massa Energética – eXplorer (MEME-X), Focusing Optics X-ray Solar Imager (FOXSI), Multi-Slit Explorador Solar (MUSE), Reconexão Tandem e Satélites de Reconhecimento Eletrodinâmico de Cúspides (TRACERS) e Polarímetro para Unificar a Corona e a Heliosfera (PUNCH). Em junho de 2019, a NASA selecionou TRACERS e PUNCH para o voo.

• 

  SAMPEX

• 

  INSTITUIÇÕES

• 

  IBEX

• 

  IXPE

Exploradores de Classe Universitária (UNEX)

Missões de Oportunidade (MO)

Missões de Oportunidade (MO) são investigações caracterizadas por fazer parte de uma missão espacial não pertencente à NASA de qualquer tamanho e ter um custo total da NASA de menos de $ 55 milhões. Essas missões são conduzidas sem troca de fundos com a organização que patrocina a missão. A NASA solicita propostas para missões de oportunidade em investigações SMEX, MIDEX e UNEX.

Exploradores de sinalizadores

Três satélites foram planejados nesta série: Beacon Explorer-A, Beacon Explorer-B, Beacon Explorer-C.

Série GEOS

Uma série de três Geodetic Earth Orbiting Satellite (GEOS) foram colocados em órbita: GEOS 1, GEOS 2, GEOS 3.

Nave espacial lançada

Os números do nome do explorador podem ser encontrados no catálogo principal do NSSDC, normalmente atribuído a cada espaçonave em uma missão. Esses números não foram oficialmente atribuídos até depois de 1975.

Missões canceladas

WISE foi reiniciado depois que foi desligado

Explorador 6 em um lançamento Thor-Able III em agosto de 1959

ISEE-C em uma câmara de teste dinâmica, 1978

Muitas missões são propostas, mas não selecionadas. Por exemplo, em 2011, o Programa Explorers recebeu 22 solicitações de missões completas, 20 missões de oportunidade e 8 USPI. Às vezes, as missões são apenas parcialmente desenvolvidas, mas devem ser interrompidas por razões financeiras, tecnológicas ou burocráticas. Algumas missões falharam ao atingir a órbita, incluindo WIRE e TERRIERS.

Exemplos de missões que não foram desenvolvidas ou canceladas foram:

• 1 e 2 (custo, 1965)
• MSS A (satélite de tempestade magnética, Explorer-A, 1970)
• CATSAT (STEDI 3) (custo)
• IMEX (UNEX 2) (custo)
• FAME (MIDEX 4)
• SPIDR (SMEX 8) (técnico, 2003)
• GEMS (SMEX 13)

Exemplos recentes de conclusões de missões lançadas, canceladas por constrangimentos orçamentais:

• FAST - 2009
• TRACE - 2010 (O observatório solar, veja o Observatório Solar Dynamics)
• Wilkinson MAP - 2010
• WISE - 2011 (destinado em 2013 como missão NEOWISE)
• RXTE - 2012
• Galaxy Evolution Explorer - 2013

Estatísticas de lançamento

Número de lançamentos por década: