O programie

Najdłużej trwający program kosmiczny – program Explorer – ma swój początek w projekcie Orbiter, czyli zaproponowanym przez Siły Zbrojne USA planie umieszczenia amerykańskiego satelity na orbicie. Został on jednak odrzucony na rzecz projektu Vanguard, który odbył pierwszy pomyślny lot suborbitalny w grudniu 1956 roku. Natomiast po wystrzeleniu przez ZSRR Sputnika 1 rozpoczął się tzw. Sputnik Crisis — Kryzys Sputnika. W krajach Zachodu był to okres powszechnej obawy przed luką technologiczną między nimi a Związkiem Radzieckim. To doprowadziło do znacznego zwiększenia wydatków na przemysł kosmiczny w Stanach Zjednoczonych, a w efekcie również do rozpoczęcia programu Explorer. Okazało się to dobrą decyzją, gdyż z powodów technicznych związanych z misją Vanguard 1, program Explorer szybko przegonił swego poprzednika.

Lata 50. XX wieku

Pierwsza misja programu, Explorer 1, rozpoczęła się 1 lutego 1958 roku, prawie 4 miesiące po starcie radzieckiego Sputnika 1. Satelita tej misji prędko dotarł na orbitę, dzięki czemu USA dołączyło do wyścigu kosmicznego. Znalazł się na niej jako trzeci w historii, zaraz po Sputniku 1 i Sputniku 2, niemniej jednak było to równie wielkie, jeśli nie większe osiągniecie, satelita ten bowiem odkrył wokół Ziemi pasy Van Allena. Pasy zostały nazwane po jednym z konstruktorów Explorera 1 oraz człowieka, który umieścił na nim licznik Geigera, za pomocą którego zostały one odkryte. Są to obszary intensywnego promieniowania korpuskularnego, które składają się z naładowanych cząstek o wielkiej energii (głównie elektronów i protonów), schwytanych w pułapkę przez ziemskie pole magnetyczne.

NASA via Wikimedia Commons

William Pickering, James Van Allen oraz Wernher von Braun z modelem satelity Explorer 1 na konferencji w Waszyngtonie po umieszczeniu jej na orbicie

Po sukcesie misji Explorer 1, w latach 50. odbyło się jeszcze 6 misji z tego programu, z czego 2 nieudane. Następcą tego satelity miał być Explorer 2, który kontynuowałby badanie pasów Van Allena, jednak misja zakończyła się niepowodzeniem, gdyż nie zadziałał czwarty człon rakiety nośnej Jupiter C i satelita nie dotarł na orbitę. Z tego powodu badania zostały przejęte przez misję Explorer 3, która odbyła się pomyślnie i trwała od 26 marca 1958 roku do 28 czerwca 1958 roku.

Wyjątkowo ciekawą misję miał natomiast następny satelita – Explorer 4. Misja rozpoczęła się 26 lipca 1958, a jej oficjalnym celem była kontynuacja badań pasów Van Allena oraz obserwacji magnetosfery Ziemi. Jednakże znacznie ciekawsze było drugie, sekretne przeznaczenie sondy. Było to badanie wpływu broni nuklearnej na przestrzeń kosmiczną w ramach Operacji Argus, czyli serii prób broni jądrowej na dużych wysokościach. Chodziło mianowicie o sprawdzenie działania efektu Christofilosa, który zakłada, że elektrony uwolnione z serii małych eksplozji nuklearnych w wysokiej atmosferze mogłyby uszkodzić elektronikę i systemy namierzania w głowicach jądrowych ZSRR w wypadku wybuchu wojny. Badania tego efektu okazały się bardzo trudne z powodu nieprzewidzianego ruchu satelity. Udało się jednak udowodnić, że efekt ten był zbyt krótkotrwały, by miał jakiekolwiek znaczenie militarne.

NASA via Wikimedia Commons

Budowa Explorera 4

Badania nad wpływem broni jądrowej na przestrzeń kosmiczną miał kontynuować Explorer 5, lecz misja zakończyła się niepowodzeniem. Z kolei Explorer 6 nie brał już udziału w projekcie Argus i zamiast tego skupił się na badaniach promieniowania kosmicznego pochodzącego z innych galaktyk, magnetyzmu Ziemi, propagacji fal radiowych w górnych warstwach atmosfery oraz mikrometeoroidów. Testował również urządzenie do fotografowania pokrywy chmur. Lata 50. programu Explorer zostały domknięte misją Explorer 7, która prowadziła badania geofizyczne i, co ciekawe, nadal znajduje się na orbicie.

Lata 60. XX wieku

Lata 60. dla programu Explorer były najbardziej obfite w misje, gdyż odbyło ich się aż 40. Znaczna ilość misji spowodowała potrzebę zmiany systemu ich nazywania. Od początku lat 60. po dziś dzień misje, których satelitom nie udało się dotrzeć na orbitę, nie otrzymywały numeru porządkowego (np. Explorer 1), a zamiast tego były nazywane po numerze seryjnym części sondy zwanej platformą satelitarną. Stanowi ona rdzeń satelity, którego zadaniem jest przenoszenie i obsługiwanie głównych systemów i podsystemów wymaganych do działania satelity. Z tego powodu pierwsza misja w latach 60., która miała nazywać się Explorer 8, została zamiast tego nazwana S-46, a tytuł Explorera 8 przejęła satelita S-30. Oprócz tego każda misja otrzymywała również nazwę, która w skrócie opisywała jej przeznaczenie, np. Explorer 20 –  Ionosphere Explorer, który badał jonosferę ziemską.

NASA via Wikimedia Commons

Rysunek platformy satelitarnej teleskopu Jamesa Webba

Badania prowadzone w tych latach obejmowały wiele różnych dziedzin, od badań promieniowania kosmicznego, wiatru słonecznego, plazmy międzyplanetarnej, po badania mikrometeoroidów, magnetosfery, jonosfery i atmosfery ziemskiej, czy też nawet badania geodezyjne.

Jedną z ważniejszych misji odbył satelita Explorer 10. Zbadał on m.in. emisje promieniowania rentgenowskiego w kosmosie. Badanie te w późniejszych latach stanowiły podwaliny astronomii rentgenowskiej. Z kolei Explorer 14 badał emisje promieniowania gamma, co pomogło rozwojowi astronomii w tej dziedzinie. Natomiast Explorer 16 badał całe spektrum promieniowania elektromagnetycznego w kosmosie, co rozwinęło astrofizykę wysokoenergetyczną, do której zaliczają się dwie wcześniej wspomniane dziedziny astronomii.

W latach 60. odbyła się również misja Radio Astronomy Explorer, Explorer 38. Satelita ten jako pierwszy obserwował kosmos w spektrum fali radiowych. Zmierzył on między innymi średni poziom szumu kosmicznego, czyli radiowego promieniowania tła pochodzącego z innych galaktyk, rozbłysków słonecznych i wiatru słonecznego. Misja ta miała swój dalszy ciąg w latach 70.

Lata 70. XX wieku

Wraz ze zwalnianiem wyścigu kosmicznego zwalniał również program Explorer. W ciągu tych 10 lat odbyło się jedynie 20 misji, 2 razy mniej niż w ciągu 10 poprzednich lat. Jednakże było to nadal o wiele więcej, niż w latach 50., więc system nazywania misji powstały w latach 60. pozostał w użytku.

Pierwszą misją z programu Explorer w latach 70. był Explorer 42, szerzej znany jako Small Astronomy Satellite A. Oprócz tego miał jeszcze trzecią nazwę – Uhuru – co w języku suahili oznacza „wolność”. Satelita ten został tak nazwany w podzięce rządowi Kenii, który umożliwił start misji z Centrum kosmicznego Luigi Broglio niedaleko Mombasy. Explorer 42, który wystartował 12 grudnia 1970 roku, był pierwszym satelitą przeznaczonym tylko i wyłącznie do astronomii rentgenowskiej. Z Uhuru korzystało wielu naukowców, między innymi Riccardo Giacconi, włoski noblista, który nagrodę tą otrzymał właśnie za osiągnięcia w dziedzinie astronomii rentgenowskiej. Za pomocą Uhuru odkryte zostały między innymi rentgenowskie układu podwójne, czyli takie, które tworzy czarna dziura lub gwiazda neutronowa oraz towarzysz w postaci gwiazdy ciągu głównego.

NASA via Wikimedia Commons

Model Uhuru znajdujący się w Narodowym muzeum lotnictwa i przestrzeni kosmicznej w Waszyngtonie

Następcami satelity Small Astronomy Satellite były Explorer 48, 53 i 57, które kolejno nazywały się Small Astronomy Satellite B, C i D. Explorer 48 z badań w spektrum promieniowania rentgenowskiego przestawił się głównie na promieniowanie gamma. Jako największe osiągnięcie tej satelity uznaje się odkrycie gwiazdy neutronowej Geminga – drugiego pod względem mocy źródła promieniowania gamma. Z kolei SAS C dokonał wielu różnorodnych odkryć. Mianowicie satelita ten odkrył po raz pierwszy kwazara za pomocą promieniowania X, zauważył częstą obecność źródeł promieniowania rentgenowskiego w gromadach kulistych oraz odkrył wiele nowych układów rentgenowskich.

Z kolei SAS D, szerzej znany jako International Ultraviolet Explorer, nie badał kosmosu w spektrum promieniowania rentgenowskiego ani gamma, a w ultrafiolecie. Został wystrzelony 26 stycznia 1978 roku i jego misja trwała wyjątkowo długo, gdyż aż do 1996. Dokonał on wielu obserwacji, między innymi jedynej obserwacji wybuchu supernowej w ultrafiolecie, pierwszej detekcji siarki w komecie, zderzenia komety Shoemaker-Levy 9 z Jowiszem oraz obserwacji komety Halleya.

NASA via Wikimedia Commons

Rysunek IUE

W czerwcu 1973 roku odbyła się również dalsza część misji Radio Astronomy Explorer. Explorer 49, czyli RAE-B, został umieszczony na orbicie wokół Księżyca, by uniknąć zakłóceń obserwacji powodowanych przez Ziemię. Zadaniami sondy były pomiary pól magnetycznych i promieniowania korpuskularnego w kosmosie, badania oddziaływania wiatru słonecznego z Księżycem oraz zjawisk związanych z przechodzeniem Księżyca przez warkocz magnetosfery Ziemi.

Oprócz tych misji kontynuowane były misje badające jonosferę, magnetosferę, meteoroidy, plazmę międzyplanetarną, wyższą atmosferę i stratosferę. Lata 70. dla programu Explorer zakończyły się misją Explorer 61, MAGSAT. Satelita ten zmapował magnetosferę ziemską i misję tę uznaje się za jedną z najbardziej wpływowych w historii eksploracji kosmosu, gdyż na podstawie obserwacji tej satelity nadal są rozpoczynane nowe badania.

Korekta – Rafał Górski, Matylda Kołomyjec