إكسبلورر 6

قاس هذا الاختبار كثافة الإلكترونات بالقرب من القمر الصناعي. وتألفت معدات الرصد من جهازَي إرسال متماسكين يعملان بترددَي 108 و378 ميجاهرتز . رُصد فرق تردد دوبلر والتغير في دوران فاراداي لإشارة 108 ميجاهرتز. رُصدت الإشارات من محطة الاستقبال في هاواي لمدة تتراوح بين 20 و70 دقيقة خلال كل مرور من ثمانية مرورات على مدار 11 يومًا. وقد زاد التلاشي الشديد والعاصفة المغناطيسية القوية من صعوبة تفسير البيانات. وأدى تعطل جهاز إرسال الإشارة المرجعية بتردد 378 ميجاهرتز إلى إنهاء التجربة. ^{[ 6 ]}

استُخدم مقياس مغناطيسي ذو بوابة تدفق لقياس مركبة المجال المغناطيسي الموازية لمحور دوران المركبة. وكان الهدف من هذه القياسات، عند دمجها مع تلك التي أُجريت باستخدام مقياس مغناطيسي ملف البحث (الذي يقيس مركبات المجال المحيط العمودية على محور دوران المركبة) ومستشعر الاتجاه، تحديد اتجاه وشدة المجال المغناطيسي المحيط. وكان من المُخطط الحصول على قياسات على ارتفاعات تصل إلى 8 أضعاف نصف قطر الأرض، ولكن بسبب اضطرابات متعددة الأقطاب دائمة داخل المركبة، تشبّع مقياس المغناطيسية ذو بوابة التدفق ولم يُرجع أي بيانات. وبالتالي، لم تتوفر معلومات إلا من ملف البحث ومؤشر الاتجاه. ^{[ 7 ]}

تألفت أجهزة هذه التجربة من غرفة تأين تكاملية من نوع نيهر وأنبوب جايجر-مولر من نوع أنتون 302. ونظرًا لتعقيد التدريع غير المنتظم للكواشف، لم تتوفر سوى قيم تقريبية لعتبة الطاقة. استجابت غرفة التأين في جميع الاتجاهات للإلكترونات والبروتونات ذات طاقات تزيد عن 1.5 و23.6 ميجا إلكترون فولت على التوالي. واستجاب أنبوب جايجر- مولر في جميع الاتجاهات للإلكترونات والبروتونات ذات طاقات تزيد عن 2.9 و36.4 ميجا إلكترون فولت على التوالي. جُمعت قراءات أنبوب جايجر-مولر والنبضات الصادرة من غرفة التأين في سجلات منفصلة، ​​ثم نُقلت عبر نظام القياس التناظري. كما نُقلت رقميًا عبر نظام القياس التناظري كل من الوقت المنقضي بين أول نبضتين من غرفة التأين بعد نقل البيانات، ووقت تجميع 1024 قراءة من أنبوب جايجر-مولر. وقد نُقلت بيانات رقمية قليلة جدًا. عملت غرفة التأين بشكل طبيعي من الإطلاق حتى 25 أغسطس 1959. وعمل أنبوب GM بشكل طبيعي من الإطلاق حتى 6 أكتوبر 1959. ^{[ 8 ]}

استُخدم كاشف النيازك الدقيقة (مطياف زخم النيازك الدقيقة)، الذي يعتمد على ميكروفونات بلورية كهرضغطية كعناصر استشعار، للحصول على إحصائيات حول تدفق الزخم وتغيراته للنيازك الدقيقة. على الرغم من رصد نبضات، إلا أن التجربة لم تُسفر عن أي بيانات ذات قيمة علمية. ^{[ 9 ]}

استُخدم تلسكوب عداد تناسبي متعدد الاتجاهات ذو تزامن ثلاثي لرصد البروتونات (بطاقة تزيد عن 75 ميغا إلكترون فولت ) والإلكترونات (بطاقة تزيد عن 13 ميغا إلكترون فولت) في منطقة الإشعاع المحصور على سطح الأرض. كان الهدف العلمي من استخدام التلسكوبات هو تحديد بعض خصائص الإشعاع عالي الطاقة في الفضاء بين الكواكب ، بما في ذلك نسبة العدّات الناتجة عن الأشعة السينية مقابل تلك الناتجة عن البروتونات والجسيمات الأخرى عالية الطاقة . وتتيح المقارنة مع نتائج غرفة تأين الأشعة الكونية تحديد نوع وطاقة الجسيمات المسؤولة عن القياس.

يتكون كل تلسكوب من سبعة أنابيب عد تناسبية، ستة منها في حلقة متحدة المركز حول الأنبوب السابع، متوازية على طولها. تقع هذه الحزم من الأنابيب على جوانبها، بارزةً من أعلى إحدى صناديق المعدات في القاعدة السداسية لتلسكوب رينجر 1. ثلاثة من الأنابيب الخارجية مكشوفة للفضاء، وثلاثة أخرى بارزة داخل صندوق المعدات. كل مجموعة من ثلاثة أنابيب موصولة إلكترونيًا لتكوين دائرة تغذي مضخم نبضات ومُشكِّل نبضات. أما الأنبوب المركزي، فيغذي دائرة مكافئة خاصة به.

صُنِّف التلسكوبان إلى تلسكوب "منخفض الطاقة" وتلسكوب "عالي الطاقة"، ويختلفان فقط في كمية التدريع وتكوينه. تتكون عدادات تلسكوب الطاقة العالية من أنابيب نحاسية بطول 3 بوصات وقطر 0.5 بوصة وسماكة 0.028 بوصة. ويحيط بالتجميع بأكمله درع من الرصاص بسماكة 5 غرامات لكل سنتيمتر ^مربع . أما وحدة الطاقة المنخفضة، فتتكون من أنابيب بنفس الحجم ولكنها مصنوعة من الفولاذ بسماكة جدار 0.508 ± 0.0025 ملم. نصف التجميع مُغطى بدرع من الرصاص بسماكة 5 غرامات لكل سنتيمتر مربع ^على طول الأنابيب. أما النصف غير المُغطى، فهو الجزء المكشوف الذي يمكن للجسيمات الوصول إليه دون الاصطدام بمواد هيكل المركبة الفضائية، مما يُعطي دقة زاوية أقل من 180 درجة للجسيمات منخفضة الطاقة. يستطيع تلسكوب الطاقة المنخفضة رصد البروتونات ذات طاقات أكبر من أو تساوي 10 ميغا إلكترون فولت والإلكترونات ذات طاقات أكبر من أو تساوي 0.5 ميغا إلكترون فولت. يكتشف التلسكوب عالي الطاقة البروتونات التي تبلغ طاقتها 75 ميغا إلكترون فولت وما فوق، والإلكترونات التي تبلغ طاقتها 13 ميغا إلكترون فولت وما فوق في حالة التزامن الثلاثي، بالإضافة إلى أشعة الكبح التي تزيد طاقتها عن 200 كيلو إلكترون فولت في الأنبوب المركزي.

عند مرور جسيم عبر حزمة الأنابيب، تحدد الدائرة الإلكترونية المجموعات التي تم اختراقها. إذا صدرت نبضة من المجموعات الثلاث جميعها في آن واحد، وهو ما يُعرف بالتزامن الثلاثي، فإن الجسيم كان عالي الطاقة، وليس منخفض الطاقة أو أشعة سينية. تُنقل أحداث التزامن الثلاثي عن بُعد مع العدّات الفردية من الأنبوب المركزي لتحديد عدد العدّات الناتجة عن مصادر الطاقة العالية مقابل مصادر الطاقة المنخفضة. يسمح معدل عدّ تلسكوب الطاقة العالية بتصحيح بيانات تلسكوب الطاقة المنخفضة لحساب تدفق الجسيمات الساقطة على الجزء غير المحمي من وحدة الطاقة المنخفضة. تُمكّن مقارنة البيانات من تلسكوب الطاقة المنخفضة وغرفة تأين الأشعة الكونية (كلاهما يكشف الجسيمات في نفس نطاق الطاقة) من تحديد متوسط ​​التأين لكل جسيم، ومن ثم تحديد نوع الجسيم وطاقته.

حدثت عدة عواصف مغناطيسية خلال فترة تشغيل التجربة. وكان تاريخ إرسال آخر المعلومات المفيدة في 6 أكتوبر 1959، وبعد ذلك توقف جهاز الإرسال عن العمل. ^{[ 10 ]}

صُممت تجربة عداد الوميض لإجراء رصد مباشر للإلكترونات في أحزمة الإشعاع الأرضية باستخدام كاشف غير حساس لأشعة الكبح . تتكون هذه التجربة من وميض بلاستيكي أسطواني مُلصق بأنبوب مضاعف ضوئي. يرصد الجهاز الفضاء من خلال نافذة مغطاة برقائق معدنية في غلاف الحمولة، ولكنه يستجيب أيضًا للجسيمات ذات الطاقة العالية التي تمر عبر غلاف الحمولة. كانت أدنى الطاقات القابلة للكشف 200 كيلو إلكترون فولت للإلكترونات و2 ميجا إلكترون فولت للبروتونات. بالنسبة للإلكترونات التي تتراوح طاقتها بين 200 و500 كيلو إلكترون فولت، كانت كفاءة الكاشف مضروبة في العامل الهندسي متعدد الاتجاهات 0.0008 سم² ^لكل إلكترون؛ بينما بالنسبة للإلكترونات ذات الطاقة الأكبر من 500 كيلو إلكترون فولت، كانت 0.16 سم² ^لكل إلكترون. بالنسبة للجسيمات شديدة الاختراق، ارتفع العامل الهندسي إلى قيمته القصوى البالغة 3.5 ^سم² . تم أخذ عينات من عداد الوميض بشكل مستمر للإرسال التناظري، وبشكل متقطع (كل دقيقتين، أو 15 ثانية، أو 1.9 ثانية، حسب معدل بت القمر الصناعي) للإرسال الرقمي. تعطل جهاز الإرسال الذي يبث البيانات التناظرية لهذه التجربة في 11 سبتمبر 1959. واستُقبلت البيانات بدورة تشغيل محدودة من جهاز الإرسال الرقمي حتى أوائل أكتوبر 1959. ^{[ 11 ]}

صُممت هذه التجربة لمسح المجال المغناطيسي الإجمالي للأرض، ودراسة المجال المغناطيسي بين الكواكب ، والكشف عن أي دليل على وجود مجال مغناطيسي قمري. مع ذلك، لم يكن بالإمكان قياس أي مجال مغناطيسي بين الكواكب أو قمري بسبب انخفاض نقطة أوج المركبة الفضائية. كان الجهاز مشابهًا للجهاز المستخدم في مركبة بايونير 1 ، ويتكون من ملف بحث واحد مُثبَّت بحيث يقيس المجال المغناطيسي عموديًا على محور دوران المركبة. تراوح نطاق قياس الجهاز من 0.6 نانوتسلا إلى 1200 نانوتسلا. لم تُجرَ أي معايرة أثناء الرحلة. حدث بعض التدهور في إشارة القياس عن بُعد نتيجة لتأثيرات الغلاف الأيوني. حالت الملاحظات الأرضية غير الكافية لمحتوى الإلكترونات في الغلاف الأيوني دون تصحيح البيانات لهذه التأثيرات. احتوت التجربة على مخرجات رقمية وتناظرية. تم أخذ عينات من سعة وطور مقياس المغناطيسية بشكل مستمر للإرسال التناظري، وبشكل متقطع (كل دقيقتين، أو 15 ثانية، أو 1.9 ثانية، حسب معدل بت القمر الصناعي) للإرسال الرقمي. استمر مقياس المغناطيسية في العمل حتى فقدان إشارة القياس عن بعد في أوائل أكتوبر 1959. ^{[ 12 ]}

كان الماسح الضوئي التلفزيوني المستخدم نسخةً مُحسّنة من نظام التلفزيون الذي استُخدم لأول مرة على متن المركبة الفضائية بايونير 2. تألفت التجربة من وحدة بصرية تحتوي على مرآة كروية مقعرة وترانزستور ضوئي، ومضخم فيديو، ودوائر توقيت ومنطق، ونظام قياس عن بُعد. صُممت التجربة لاختبار جدوى استخدام هذه الأجهزة للحصول على صور منخفضة الدقة لغطاء السحب في ضوء النهار. كما مثّل الماسح الضوئي نموذجًا أوليًا لأنظمة كاميرات التلفزيون التي حُملت على الأقمار الصناعية اللاحقة الأكثر تطورًا. وُجّه المحور البصري للماسح بزاوية 45 درجة بعيدًا عن محور دوران المركبة الفضائية، والذي كان موازيًا لمستوى المدار. وفّر دوران المركبة مسح الخط، بينما وفّرت حركتها الأمامية على طول مسارها مسح الإطار. خلال عملية المسح (دورة واحدة للمركبة الفضائية)، تُشاهد نقطة مسح واحدة (عنصر) على الأرض وتُرسل إلى الأرض. خلال الدورة التالية للمركبة الفضائية، تُمسح نقطة مجاورة. تُكرر هذه العملية حتى يتشكل خط من 64 نقطة. ثم تكررت العملية لتشكيل خط متجاور من العناصر، وهكذا دواليك، حتى تم الحصول على إطار أو صورة. لم يكن النظام قادرًا على إنتاج صور مفيدة إلا عندما كانت سرعة المركبة الفضائية وموقعها المداري يسمحان بتداخل الخطوط المتتالية. (عند نقطة الأوج، على سبيل المثال، كانت خطوط التلفزيون مفصولة بمسافة تساوي تقريبًا طولها، وبالتالي لم يكن من الممكن الحصول على صورة ذات معنى). البيانات التي تم الحصول عليها من هذه التجربة محدودة وذات جودة رديئة للغاية. لم يتم تحقيق التوجيه الصحيح للمركبة الفضائية أبدًا، مما أدى إلى وجود مساحة فارغة كبيرة بين خطوط المسح المتتالية. كما فشلت الدوائر المنطقية للماسح الضوئي في العمل بشكل طبيعي (حيث لم يكن من الممكن إعادة إنتاج سوى نقطة مسح واحدة من كل أربع نقاط بنجاح)، مما أدى إلى تقليل الدقة بشكل أكبر. تم الحصول على آخر البيانات المفيدة في 25 أغسطس 1959. ^{[ 13 ]}

صُمم جهاز الاستقبال هذا ، الذي يعمل بتردد منخفض جدًا (VLF)، لدراسة انتشار نمط ويستلر والضوضاء الأيونوسفيرية على إشارات بتردد 15.5 كيلوهرتز مُرسلة من أنابوليس، ميريلاند . استُقبلت الإشارات بواسطة هوائي كهربائي صغير استُخدم في الوقت نفسه لنقل بيانات القياس عن بُعد بتردد عالٍ جدًا (VHF). رُصدت شدة الإشارة على نطاق ترددي 100 هرتز (بعرض 3 ديسيبل) بالإضافة إلى مقاومة الهوائي. بلغ النطاق الديناميكي لجهاز الاستقبال حوالي 80 ديسيبل. استمرت هذه التجربة من لحظة الإطلاق وحتى ارتفاع 160 كيلومترًا تقريبًا قبل حدوث عطل. عند طي الهوائي أثناء الإطلاق، سجل جهاز الاستقبال جميع البيانات بحساسية مُخفضة بمقدار 30 ديسيبل تقريبًا. عند ارتفاع 67 كيلومترًا (42 ميلًا) ، اختفت الإشارات وسط الضوضاء. مع ذلك، وباستخدام تقنيات خاصة، أمكن استخدام البيانات حتى ارتفاع 160 كيلومترًا (99 ميلًا) . ^{[ 14 ]}    

أُطلق القمر الصناعي على متن صاروخ ثور-أبل من كيب كانافيرال، فلوريدا، إلى مدار بيضاوي الشكل للغاية (250 × 42500 كم) في 7 أغسطس 1959، الساعة 14:24:20 بتوقيت غرينتش. ^{[ 3 ] [ 15 ] [ 2 ]}

تم تثبيت القمر الصناعي حول محوره عند سرعة دوران تبلغ 2.8 دورة في الثانية، وكان اتجاه محور الدوران بزاوية صعود مستقيمة قدرها 217 درجة وزاوية ميل قدرها 23 درجة. وقامت أربع ألواح شمسية مثبتة بالقرب من خط استوائه بإعادة شحن بطاريات التخزين أثناء وجوده في المدار. كل تجربة، باستثناء ماسح التلفزيون، كانت مزودة بمخرجين: رقمي وتناظري. استُخدم جهاز إرسال فائق التردد (UHF) لنقل البيانات الرقمية عن بُعد وإشارة التلفزيون. واستُخدم جهازا إرسال بتردد عالٍ جدًا (VHF) لنقل الإشارة التناظرية. تم تشغيل أجهزة إرسال VHF بشكل مستمر، بينما تم تشغيل جهاز إرسال UHF لبضع ساعات فقط يوميًا.

لم تنتصب سوى ثلاث من ألواح الخلايا الشمسية بالكامل، وقد حدث ذلك أثناء بدء الدوران بدلاً من قبل بدء الدوران كما كان مخططاً له. ونتيجة لذلك، بلغت كفاءة تشغيل مصدر طاقة الحمولة 63% من الكفاءة الاسمية، ثم انخفضت هذه النسبة تدريجياً مع مرور الوقت. وتسبب انخفاض الطاقة في انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء، مما أثر على معظم البيانات، وخاصة بالقرب من نقطة الأوج.

في 14 أغسطس 1959، التقط القمر الصناعي إكسبلورر 6 أول صورة للأرض على الإطلاق. كان ذلك فوق المكسيك على ارتفاع يقارب 27,000 كيلومتر (17,000 ميل) . كانت الصورة لمنطقة شمال وسط المحيط الهادئ ، وقد أُرسلت إلى محطة أرضية في هاواي على مدى 40 دقيقة. ^{[ 3 ]}  

تعطل أحد أجهزة الإرسال VHF في 11 سبتمبر 1959، وتم إجراء آخر اتصال مع الحمولة في 6 أكتوبر 1959، وفي ذلك الوقت انخفض تيار شحن الخلية الشمسية إلى ما دون المستوى المطلوب للحفاظ على معدات القمر الصناعي. ^{[ 16 ]}

تم الحصول على ما مجموعه 827 ساعة من البيانات التناظرية و23 ساعة من البيانات الرقمية. ^{[ 3 ]}

تدهور مدار القمر الصناعي في 1 يوليو 1961. ^{[ 17 ]}