Ten artykuł jest kontynuacją artykułu o programie Explorer, pierwsza część znajduje się tutaj.

Lata 80. XX wieku

Koniec wyścigu kosmicznego w roku 1975 spowodował zmniejszenie funduszów wydawanych na przemysł kosmiczny. Dało się to odczuć między innymi w programie Explorer. W latach 80. odbyło się jedynie 5 misji, od Explorera 62 do Explorera 66. Za małą ilość misji na szczęście nadrabiała ich jakość, gdyż były one naprawdę wyjątkowe.

Pierwsze dwie misje są niezwykle ciekawym, jedynym w swoim rodzaju przypadkiem. Nazywały się one Dynamics Explorer 1 i 2 i ich misje rozpoczęły się tego samego dnia, 3 sierpnia 1981 roku. Były to spowodowane tym, że satelity te miały ten sam cel, czyli badanie interakcji plazmy w magnetosferze i jonosferze. Aby to zrobić, musiały działać wspólnie na różnych wysokościach – Dynamics Explorer 2 zbierał dane na niskiej orbicie okołoziemskiej, a Dynamics Explorer 1 na HEO, czyli orbicie silnie eliptycznej (ang. Highly Elliptical Orbits), które cechują się perygeum na wysokości około 500-1000 kilometrów i apogeum na wysokości powyżej 35 786 kilometrów. Ponadto musiały prowadzić obserwacje tych samych części atmosfery w tym samym czasie, więc znajdowały się na współpłaszczyznowych orbitach biegunowych.

NASA via Wikimedia Commons

Orbita silnie eliptyczna typu Mołnia

Wysoce ekscentryczna orbita satelity DE-1 umożliwiała badania gorącej plazmy i w wysokiej plazmosferze (części magnetosfery szczególnie bogatej w plazmę), i w znacznie niższej jonosferze, a także obserwacje zórz polarnych na całym globie. Ponadto umożliwiała ona znacznie dłuższe trwanie misji, w przeciwieństwie do DE-2. Natomiast atutami orbity misji partnerskiej DE-1 była dostępna jej w perygeum możliwość badania oryginalnego składu atmosfery, temperatury oraz wiatru panującego na tych wysokościach, a w apogeum możliwość obserwacji interakcji jonów znajdujących się w niskiej magnetosferze, cechujących się znacznie wyższymi energiami kinetycznymi niż zwykle.

University of Iowa/NASA via Wikimedia Commons

DE-1 (dolny) i DE-2 (górny)

Następna misja z programu Explorer, rozpoczęta 6 października 1981 roku, nazywała się Solar Mesosphere Explorer. Zajmowała się badaniem mezosfery, czyli części atmosfery Ziemi, rozciągającej się od końca stratosfery do początku termosfery, czyli na wysokościach od 50 do 80 kilometrów. W szczególności satelita ten zajmował się procesem powstawania i niszczenia ozonu, który znajduje się na tych wysokościach.  Możliwe jest, że badanie te przyczyniły się do odkrycia dziury ozonowej nad Antarktydą w roku 1985.

Active Magnetospheric Particle Tracer Explorers, czyli następna misja programu, wystartowała dopiero 3 lata później, 16 sierpnia 1984 roku. Była ona kolejnym niezwykłym przypadkiem, gdyż składała się z trzech satelitów, zbudowanych przez trzy różne państwa – Stany Zjednoczone, Wielką Brytanię i Republikę Federalną Niemiec. RFN odpowiadało za największego satelitę, AMPTE-Ion Release Module, NASA za AMPTE-Charge Composition Explorer, a Wielka Brytania za najmniejszego, czyli AMPTE-United Kingdom Subsatellite. Wszystkie trzy satelity tworzyły sieć, która wspólnie badała wpływ jonów z wiatru słonecznego do magnetosfery i interakcje plazmy w kosmosie.

NASA via Wikimedia Commons

Wizualizacja satelity AMPTE

Ostatnia misją lat 80. Programu Explorer była zarazem jedną z jego największych. Explorer 66, czyli Cosmic Background Explorer (COBE), wystartował ponad 5 lat po misji AMPTE. Jak sama nazwa wskazuje, satelita ten zajmował się badaniem mikrofalowego promieniowania tła. Misja COBE przeszła do historii jako wydarzenie, które zmieniło kosmologię z nauki filozoficznej w fizyczną. Badania prowadzone przez sondę wykazały, że uzyskana krzywa intensywności promieniowania idealnie zgadza się z teoretyczną dla ciała doskonale czarnego o temperaturze 2,726 ± 0,010 K i maksimum emisji przy długości fali 1,869 mm, co potwierdza teorię Wielkiego Wybuchu. Kierownicy projektu, John Mather i George Smoot, zostali uhonorowani w 2006 roku Nagrodą Nobla z fizyki.

Koniec XX wieku

Zbliżając się do końca wieku – i zarazem milenium – po sukcesie poprzednich 10 lat program Explorer doznał swego rodzaju renesansu. Do końca XX wieku rozpoczęło się kolejnych 14 ambitnych misji, z czego niestety trzy w mniejszym lub większym stopniu nieudane. Od początku lat 90. misje w tym programie zostały podzielone na cztery kategorie: Small Explorer (SMEX), Medium-Class Explorer (MIDEX), University-Class Explorer (UNEX) oraz Missions of Opportunity. Był to również okres międzynarodowej współpracy i przy niektórych misjach pracowały agencje inne niż NASA, między innymi ESA i JAXA.

Lata 90. dla programu Explorer rozpoczęły się 7 czerwca 1992 roku misją Extreme Ultraviolet Explorer. Satelita ten jako jedyny w tym czasie nie przynależał do żadnej kategorii. Dziedziną, którą badał, była astronomia promieniowania ultrafioletowego. Przeznaczony był w szczególności do obserwacji sfery niebieskiej w skrajnym ultrafiolecie, o długości fali 70-760 Å. Do 21 stycznia 1993 wykrył 734 obiekty, które następnie obserwował do 2001 roku, kiedy zakończyła się jego misja.

NASA via Wikimedia Commons

Satelita EUVE

Niedługo po EUVE odbyła się misja SAMPEX, Explorer 68, której zadaniem było badanie magnetosfery ziemskiej. Była ona pierwszą misją z kategorii SMEX – Small Explorer, której satelity cechowały się względnie małym kosztem – poniżej 120 milionów dolarów amerykańskich – i prostymi badaniami, które miały wykonać. Do dnia dzisiejszego odbyło się 12 takich misji.

Drugim satelitą SMEX był FAST – Fast Auroral SnapshoT Explorer, którego misja rozpoczęła się aż 4 lata po EUVE. Miał za zadanie obserwować i badać plazmę w atmosferze i jej wpływ na zorze polarne. Dokumentował te obserwacje za pomocą fotografii, które wykonywał w czasie rzędu kilku mikrosekund. Z tego powodu satelita ten był wyposażony w jednogigabitowy dysk SSD o prędkości akwizycji danych 8 Mb/s, czyli około 100 razy większą niż w poprzednich satelitach.

NASA via Wikimedia Commons

Wizja artystyczna FAST

Trzeci satelita SMEX w latach 90. to TRACE, Transition Region and Coronal Explorer, który również badał plazmę – tylko nie w atmosferze Ziemi, a w atmosferze Słońca. Jednakże najważniejszym celem tej misji było badanie pętli koronalnych (coronal loops), czyli rodzaju aktywności słonecznej występującej głównie w dolnych częściach korony Słońca. Są to potężne pętle materii słonecznej, świecącej w promieniach rentgenowskich i w ultrafiolecie, łączące liniami pola magnetycznego Słońca sąsiadujące aktywne magnetycznie regiony korony.

NASA via Wikimedia Commons

Zdjęcie pętli koronalnej wykonane przez TRACE

Czwarta misja SMEX, czyli SWAS albo Submillimeter Wave Astronomy Satellite, rozpoczęła się niedługo po swoim poprzedniku. Jednakże w przeciwieństwie do TRACE i FAST, satelita ten nie zajmował się badaniem plazmy, a był teleskopem przeznaczonym do obserwacji promieniowania o długości fali krótszej niż milimetr.

Ostatnią misją SMEX w XX wieku była WIRE – Wide Field Infrared Explorer. Satelita ten miał badać niezwykle ważne obiekty, jakimi są galaktyki gwiazdotwórcze. Tego nie udało się osiągnąć, ponieważ z powodu awarii elektroniki satelity doszło do katastrofy, w wyniku której satelita kręcił się z częstotliwością nawet 60 obrotów na minutę. Po naprawie błędu niestety było już za późno, by wznowić oryginalny cel satelity, gdyż większość przyrządów naukowych nie funkcjonowała poprawnie. Z tego powodu, aby nie zaprzepaścić 73 milionów dolarów wydanych na tę misję, WIRE prowadził resztką działających przyrządów badania asterosejsmologiczne. 

NASA via Wikimedia Commons

Satelita WIRE

Kolejną kategorią sond były satelity MIDEX – Medium-class Explorer – o wiele większych kosztach, ale również większych możliwościach niż sondy SMEX. Pierwszą misją była rozpoczęta w 1995 roku Rossi X-ray Timing Explorer, nazwana po fizyku Bruno Rossim, który był pionierem astronomii rentgenowskiej, czym właśnie ta sonda się zajmowała.

Następna misja, Advanced Composition Explorer, w skrócie ACE, miała swój początek w 1997 roku, kiedy rozpoczęła swoją podróż do punktu libracyjnego L₁ układu Ziemia-Słońce, gdzie znajduje się do dziś. Prowadzi tam pomiary cząstek pochodzących z korony słonecznej, ośrodka międzyplanetarnego, lokalnego ośrodka międzygwiazdowego i materii galaktycznej. Dane te są wykorzystywane do wczesnego ostrzegania przed burzami magnetycznymi.

Andrzej Mirecki via Wikimedia Commons

Wizja artystyczna sondy ACE na orbicie wokół punktu L1 układu Ziemia – Słońce

Trzecia sonda, czyli Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer, wystrzelona została w 1999 roku. Obserwowała ona świat w dalekim ultrafiolecie, o długościach fali z zakresu 90.5–119.5 nanometrów, co jest dość niespotykane. Głównym celem tego satelity było badanie za pomocą spektroskopii genezy i ewolucji pierwiastków i ich izotopów powstałych krótko po Wielkim Wybuchu, między innymi wodoru i deuteru.

Ostatnia z misji MIDEX w XX wieku, czyli IMAGE, Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration, rozpoczęła się w 2000 roku. Badała zmiany w magnetosferze pod wpływem wiatru słonecznego. Co ciekawe, NASA straciło kontakt satelitą niespodziewanie w 2005 roku i misję uznano wtedy za zakończoną, lecz po 13 latach, w 2018 roku amatorski astronom odkrył, że sonda ta nadal transmituje pewne sygnały. W związku z tym odkryciem amerykańska agencja kosmiczna próbowała odzyskać kontakt z satelitą, jednakże zakończyło się to niepowodzeniem.

NASA via Wikimedia Commons

Satelita IMAGE/Explorer 78

Następną kategorią były misje STEDI, Student Explorer Demonstration Initiative, później znane jako UNEX, University-class Explorer. Celem tych misji było zademonstrowanie światu, że misje kosmiczne mogą być tanie – o koszcie nieprzekraczającym 15 milionów dolarów – i nadal być wysokiej jakości. Ponadto satelity te były projektowane i budowane przez studentów.

Oryginalnie w ramach STEDI powstały 3 projekty misji: SNOE, TERRIERS i CATSAT. Jednakże z powodu rosnących kosztów misje TERRIERS i CATSAT się nie odbyły. Natomiast SNOE, czyli Student Nitric Oxide Explorer, satelita zbudowany przez studentów z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, rozpoczął swoją misję w 1998. Sonda ta miała za zadanie badanie zawartości tlenku azotu(II) w termosferze ziemskiej i jej fluktuacji w wyniku zórz polarnych w regionach biegunowych. Misja zakończyła się sukcesem, lecz program STEDI został zakończony z powodu niepowodzenia pozostałych misji. Wznowiono go pod inną nazwą, czyli UNEX, w ramach którego odbyła się jedna misja.

NASA via Wikimedia Commons

Satelita SNOE

Ostatnią z misji programu Explorer w XX wieku był High Energy Transient Explorer 2, który rozpoczął ostatnią kategorię misji: Missions of Opportunity. Misje z tej kategorii polegają na współpracy wielu narodów, a co za tym idzie, koszt misji ogółem jest wysoki, lecz niski dla poszczególnych państw. Są one traktowane jako część programu Explorer, lecz – oprócz misji HETE-2 – nie otrzymują one numeru porządkowego.

Misja HETE-2 była de facto kopią nieudanej misji HETE-1 z 1996 roku. Rozpoczęła się w 2000 roku i była współtworzona przez USA, Japonię i Francję. Satelita ten stanowił detektor wybuchów promieniowania gamma oraz przyrząd do precyzyjnych obserwacji optycznych i w ultrafiolecie tajemniczych wybuchów energii w dalekiej przestrzeni kosmicznej.

NASA via Wikimedia Commons

Rysunek satelity HETE-2

Program Explorer trwa po dziś dzień i wciąż nie widać jego końca. Misje z tego programu stają się coraz ambitniejsze i zarazem droższe. Na dzień dzisiejszy (18.10.2023) w XXI wieku odbyło się ich 27.

Korekta – Matylda Kołomyjec