LES-4

كان القمر الصناعي التجريبي لينكولن 4 ، المعروف أيضًا باسم LES-4 ، قمرًا صناعيًا للاتصالات ، وهو الرابع من بين تسعة أقمار في سلسلة أقمار لينكولن التجريبية ، والأول من هذه السلسلة المصمم للعمليات على ارتفاعات متزامنة مع الأرض . أُطلق من قبل القوات الجوية الأمريكية في 21 ديسمبر 1965، وقد أظهر العديد من التقنيات المتقدمة آنذاك، بما في ذلك الاستخدام الفعال لنطاق التردد العالي جدًا ( SHF ) العسكري (من 7 إلى 8 جيجاهرتز ) لخدمة مئات المستخدمين.

بعد النجاح الذي حققه مشروع ويست فورد في تطوير ونشر نظام اتصالات سلبي يتكون من إبر نحاسية تدور في مدارات حول الأرض، اتجه مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى تحسين الاتصالات الفضائية النشطة عبر الأقمار الصناعية. وعلى وجه الخصوص، سعى لينكولن إلى زيادة قدرة الإرسال لأقمار الاتصالات الصناعية (" الوصلة الهابطة ")، والتي كانت مقيدة بالضرورة بحجمها المحدود. بعد حصوله على ترخيص في عام 1963 لبناء وتجربة اتصالات فضائية عسكرية، ركز لينكولن على عدد من الحلول الهندسية لمشكلة الوصلة الهابطة، بما في ذلك تحسين الهوائيات، وتحسين استقرار الأقمار الصناعية في مداراتها (مما سيفيد كلاً من الوصلة الهابطة و"الوصلة الصاعدة" - الاتصالات من الأرض)، وأنظمة عالية الكفاءة لتعديل/فك تعديل الإرسال، وتقنيات متطورة للتحقق من الأخطاء . ^{[ 2 ] : 81-83}

تم نشر هذه الحلول التجريبية في سلسلة من تسع مركبات فضائية تُعرف باسم أقمار لينكولن التجريبية (LES). بالتزامن مع تطويرها، طوّرت شركة لينكولن أيضًا محطات لينكولن التجريبية (LET)، وهي محطات أرضية تستخدم تقنيات إشارة مقاومة للتداخل، مما يسمح باستخدام أقمار الاتصالات من قِبل ما يصل إلى مئات المستخدمين في وقت واحد، سواء كانوا متنقلين أو ثابتين، دون الحاجة إلى أنظمة معقدة للمزامنة والتحكم المركزي. ^{[ 2 ] : 81-83}

صُممت الأقمار الصناعية الأولى والثانية والرابعة من سلسلة LES تحت مسمى "أقمار النطاق X"، وذلك لإجراء تجارب في نطاق "X"، وهو نطاق الترددات العالية جدًا ( SHF ) التابع للجيش (من 7 إلى 8 جيجاهرتز ) ^{[ 3 ] : 9-1،} نظرًا لأن المعدات ذات الحالة الصلبة سمحت بإنتاج طاقة عالية نسبيًا في هذا النطاق، ولأن هذا النطاق كان قد استُخدم سابقًا من قِبل شركة West Ford. ^{[ 2 ] : 83-84}

فشل القمر الصناعي LES-1، الذي أُطلق في 11 فبراير 1965، في الخروج من مداره الدائري المتوسط ​​الأصلي عندما تعطل محرك الدفع الداخلي. أدى التذبذب الناتج والمدار غير الصحيح إلى جعل القمر الصناعي غير صالح للاستخدام في التجارب. ^{[ 2 ] : 83 [ 3 ] : 161.} أما القمر الصناعي LES-2، الذي أُطلق في 6 مايو 1965 ^{[ 4 ]،} فقد استُخدم في عدد من تجارب الاتصالات وحقق جميع الأهداف المرجوة. ^{[ 3 ] : 9-3.} أُغلق القمر الصناعي تلقائيًا بواسطة ساعته الداخلية في عام 1967. ^{[ 3 ] : 9-4}

بعد اكتمال التجارب في المدار المتوسط، ركز المجربون بعد ذلك على إجراء تجارب النطاق X من المدار المتزامن مع الأرض ^{[ 2 ] : 83}

كان القمر الصناعي LES-4 تطورًا لتصميم LES-1/2، حيث صُمم لمدار أعلى بكثير. حمل عددًا أكبر من الخلايا الشمسية ^{[ 2 ] : 83} لتشغيل جهاز إرسال أكثر قوة ^{[ 3 ] : 9-12} ، بالإضافة إلى عدد أكبر من أجهزة استشعار الشمس والأرض. ^{[ 2 ] : 83} علاوة على ذلك، زُوّد LES-4 بمطياف إلكتروني [ ^{1 ] لقياس} الإشعاع في المدار في نطاق طاقة يتراوح بين 130 كيلو إلكترون فولت و4 ميجا إلكترون فولت، ^{: 9-12،} وذلك لأغراض علمية ولربط تأثير الإشعاع الصادر من أحزمة فان ألين المكثفة بوظائف المركبة الفضائية. ^{[ 2 ] : 83} صُمم القمر الصناعي بحيث يكون دورانه عموديًا على مستوى مداره. ^{[ 3 ] : 9-12}

أُطلق الصاروخ LES-4، إلى جانب LES-3 و OV2-3 و OSCAR 4، في رحلة الاختبار الثالثة لصاروخ تيتان IIIC ^{[ 5 ]} في 22 ديسمبر 1965، الساعة 14:00:01 بالتوقيت العالمي المنسق، من منصة الإطلاق LC41 في كيب كانافيرال ^{[ 4 ]،} متأخرًا ثانية واحدة فقط عن الموعد المحدد. من مدار انتظار أولي على ارتفاع 194 كيلومترًا (121 ميلًا) ، انطلقت المرحلة الانتقالية لصاروخ تيتان إلى مدار انتقالي بانتظار عملية احتراق نهائية لتعديل مداره إلى مدار دائري. إلا أن هذه العملية النهائية، المقرر إجراؤها بعد 6 ساعات و3 دقائق و4 ثوانٍ من الإطلاق ^{[ 5 ]،} لم تتم بسبب تسرب في صمام نظام التحكم في وضع الصاروخ. ^{[ 6 ] : 417 : 422} انفصلت الصواريخ LES-3 وLES-4 وOSCAR 4 عن المرحلة الانتقالية، وإن كان ذلك متأخرًا عن الموعد المحدد بكثير؛ ^{[ 5 ]} بينما بقي الصاروخ OV2-3 ملتصقًا ولم يعمل. ^{[ 6 ] : 422} 

بسبب وجود القمر الصناعي في مدار غير مقصود، وعدم توافقه مع الشمس، لم تُنتج ألواحه الشمسية سوى طاقة كافية لتشغيل أنظمة القياس عن بُعد الداخلية. ولكن قبل حلول العام الجديد، دار محور دوران القمر الصناعي بشكل كافٍ لتوفير الألواح طاقة كافية لجميع الأنظمة. نتيجةً للمدار غير الصحيح، تعطل نظام توجيه محور الدوران المغناطيسي، بالإضافة إلى أحد أنظمة التحكم في تبديل الهوائيات الداخلية. بينما عمل نظام التحكم الآخر في تبديل الهوائيات بشكل سليم، وتم تحقيق جميع أهداف الاتصالات والأهداف العلمية. ^{[ 3 ] : 9-2، 9-5}

توقف القمر الصناعي LES-4 عن الإرسال في أكتوبر 1968. ^{[ 3 ] : 9-4} عاد القمر الصناعي إلى الغلاف الجوي للأرض في 1 أغسطس 1977. ^{[ 7 ]}

استمر برنامج LES عبر تسعة أقمار صناعية، وبلغ ذروته بإطلاق القمرين الصناعيين LES-8 وLES-9 في 14 مارس 1976. ^{[ 2 ] : 88}