سولراد 4

كان القمر الصناعي SOLRAD 4 (المشتق من "الإشعاع الشمسي") قمراً صناعياً للمراقبة الإلكترونية ، ورصد الأشعة السينية الشمسية ، والأشعة فوق البنفسجية . وقد طُوّر بواسطة مختبر الأبحاث البحرية التابع للبحرية الأمريكية (USNRL)، وكان الرابع في كل من برنامجي SOLRAD و GRAB (الإشعاع المجري والخلفية).

كان من المقرر أن يدور القمر الصناعي في مداره مع قمر لوفتي-2 لدراسة الغلاف الأيوني ، وقمر سيكور التابع للجيش الأمريكي لمعايرة المدى ، وقمر سوركال التابع للبحرية الأمريكية لمعايرة المراقبة ، وقمر إنجون 2 التابع لجامعة أيوا لدراسة أحزمة فان ألين الإشعاعية . انتهت هذه المهمة غير المسبوقة، التي جمعت خمسة أقمار في مهمة واحدة، والتي أُطلق عليها اسم "المركب 1" و"باكشوت"، بالفشل في 24 يناير 1962 بعد أن فشلت المرحلة الثانية من صاروخ ثور-أبلستار في إيصال الحمولات إلى المدار.

رسّخ مختبر الأبحاث البحرية التابع للبحرية الأمريكية ( USNRL) مكانته كلاعبٍ رئيسي في سباق الفضاء مبكرًا من خلال تطوير وإدارة مشروع فانغارد (1956-1959)، ^{[ 1 ]} أول برنامج أمريكي للأقمار الصناعية. بعد فانغارد، كان الهدف الرئيسي التالي للبحرية هو استخدام موقع الأرض الاستراتيجي في مدارها لرصد مواقع وترددات الرادار السوفيتي . سُمّي مشروع المراقبة الفضائية الأول هذا "GRAB"، والذي تم توسيعه لاحقًا إلى الاختصار الأكثر براءة ، وهو "الإشعاع والخلفية المجرية" (Galactic Radiation And Background). ^{[ 2 ]} نظرًا لأن عمليات إطلاق الأقمار الصناعية الأمريكية لم تُصنّف سرية حتى أواخر عام 1961، ^{[ 3 ] [ 4 ]} فقد كان من المرغوب فيه وجود مهمة غطاء تشارك منصة القمر الصناعي لإخفاء مهمة المراقبة الإلكترونية لمشروع GRAB عن أهدافه المقصودة. ^{[ 2 ]}

وفّر مجال علم الفلك الشمسي هذا الغطاء. فمنذ اختراع الصاروخ، سعى علماء الفلك إلى إطلاق أجهزة فوق الغلاف الجوي للأرض للحصول على رؤية أفضل للشمس . يحجب الغلاف الجوي للأرض أجزاءً كبيرة من الطيف الكهرومغناطيسي لأشعة الشمس ، مما يجعل من المستحيل دراسة انبعاثات الشمس من الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية من الأرض. وبدون هذه المعلومات الحيوية، كان من الصعب نمذجة العمليات الداخلية للشمس، الأمر الذي أعاق بدوره علم الفلك النجمي بشكل عام. ^{[ 5 ] : 5-6.} وعلى الصعيد العملي، كان يُعتقد أن التوهجات الشمسية تؤثر بشكل مباشر على الغلاف الحراري للأرض ، مما يعطل الاتصالات اللاسلكية . أرادت البحرية الأمريكية معرفة متى ستصبح اتصالاتها غير موثوقة أو معرضة للخطر. ^{[ 2 ]} وقد أظهرت صواريخ السبر أن الإشعاع الشمسي غير قابل للتنبؤ ويتقلب بسرعة. كان من الضروري وجود منصة رصد طويلة الأمد وفورية فوق الغلاف الجوي للأرض - أي قمر صناعي - لرسم خرائط إشعاع الشمس بدقة، وتحديد آثاره على الأرض ، وربطه بالرصد الأرضي للشمس بأطوال موجية أخرى من الضوء. ^{[ 5 ] : 63}

وهكذا، تم تصميم مشروع SOLRAD لمعالجة العديد من أهداف مختبر الأبحاث البحرية في آن واحد:

• لإجراء أولى عمليات الرصد المستمرة طويلة الأمد للشمس في نطاق الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية، وربط هذه القياسات بعمليات الرصد الأرضية. ^{[ 5 ] : 64-65}
• لتقييم مستوى الخطر الذي تشكله الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. ^{[ 6 ]}
• لفهم تأثير النشاط الشمسي (بما في ذلك التوهجات الشمسية ) على الاتصالات اللاسلكية بشكل أفضل . ^{[ 7 ] [ 8 ]}
• إنتاج قمر صناعي لمهمة مراقبة GRAB بتكلفة منخفضة وبكفاءة عالية باستخدام تصميم مثبت. ^{[ 2 ]}
• ^{[ 2 ]} لإخفاء مهمة GRAB تحت غطاء علمي.

كان لدى نظام SOLRAD 4 سلفان ناجحان هما SOLRAD 1 و SOLRAD 3 ، وقد ساهم كلاهما بشكل كبير في فهم علم الفلك بالأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية في العامين السابقين، ^{[ 5 ] : 64-68} ، وقد قدما وفرة من المعلومات الاستخباراتية حول منشآت رادارات الدفاع الجوي السوفيتية. ^{[ 9 ]}

على غرار سابقاتها، كان القمر الصناعي SOLRAD 4 كرويًا تقريبًا، مصممًا على غرار قمر Vanguard الصناعي (الذي طوره أيضًا مختبر الأبحاث البحرية الأمريكي )، واحتوى على كلٍ من حزمة SOLRAD العلمية وحزمة GRAB للمراقبة الإلكترونية ضمن نفس القمر الصناعي. بكتلة 25 كيلوغرامًا، ^{[ 10 ]} كان القمر الصناعي الرابع في سلسلة SOLRAD أكثر تجهيزًا بالأجهزة من أقمار SOLRAD السابقة. فبدلًا من مقياس ضوئي واحد للأشعة السينية، كما في SOLRAD 1 و SOLRAD 2 ، أو اثنين، كما في SOLRAD 3 ، حمل أربعة مقاييس ضوئية للأشعة السينية، مما سمح له برصد أشعة سينية أكثر كثافة وأعلى طاقة. تم حماية ثلاثة من هذه المقاييس الضوئية من أحزمة فان ألين الإشعاعية (التي قد تؤثر سلبًا على النتائج) بواسطة مغناطيس، كما كان الحال في المهمات السابقة. أما المقياس الرابع فكان محميًا بدرع من البريليوم . كان الأمل معقودًا على أن يقوم SOLRAD 4 ليس فقط بإجراء أبحاث أساسية في علم فلك الأشعة السينية الشمسية، بل أيضًا بتحديد مدى خطورة الأشعة السينية عالية الطاقة على رواد الفضاء والأقمار الصناعية . ^{[ 11 ]}

من بين الاختلافات الأخرى بين جهاز SOLRAD 4 وسابقيه وجود أربعة كواشف لخط لايمان-ألفا . ^{[ 11 ]} استُخدمت هذه الكواشف لقياس الأشعة فوق البنفسجية، وقد زُوّد جهازا SOLRAD 1 وSOLRAD 2 بها لتحديد تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية على استقبال الراديو. ^{[ 12 ]} لم تُجرَ أي قياسات عليها، وحُذفت من جهاز SOLRAD 3. أُعيد تركيبها في جهاز SOLRAD 4 ليس لدراسة الشمس، بل لقياسها ليلاً لمعرفة ما إذا كان إشعاع لايمان-ألفا المحيط يُشكّل خطرًا على رواد الفضاء والأقمار الصناعية. ^{[ 11 ]}

في 24 يناير 1962، الساعة 09:30 بتوقيت غرينتش، ^{[ 13 ]} أُطلق القمر الصناعي SOLRAD 4 بواسطة صاروخ Thor-Ablestar ^{[ 10 ]} من منصة الإطلاق LC-17B في كيب كانافيرال ^{[ 13 ]} ، إلى جانب قمر LOFTI 2 لدراسة الغلاف الأيوني ، وقمر SECOR التابع للجيش الأمريكي لمعايرة المدى ، وقمر SURCAL التابع للبحرية الأمريكية لمعايرة المراقبة ، وقمر Injun 2 التابع لجامعة أيوا لدراسة أحزمة الإشعاع في منطقة فان ألين . انتهت هذه المهمة غير المسبوقة، التي جمعت خمسة أقمار في قمر واحد، والتي أُطلق عليها اسم "المركب 1" و"باكشوت"، بالفشل: فقد عملت المرحلة الأولى من صاروخ Thor بشكل صحيح، لكن المرحلة الثانية من صاروخ Ablestar لم تكتسب السرعة الكافية للوصول إلى المدار. ورغم أن السبب الدقيق لم يُعرف على الفور، إلا أن هناك مؤشرات على أن صاروخ Ablestar لم ينفصل بشكل سليم عن مرحلة Thor، بل انقلب رأسًا على عقب. ^{[ 14 ]} وقُدّرت تكلفة الصاروخ والحمولة المفقودة بـ 3.5 مليون دولار أمريكي. ^{[ 15 ]}

أُطلقت سلسلة أقمار SOLRAD/GRAB مرة أخرى (دون نجاح)، وانتهت بمهمة SOLRAD 4B التي أُطلقت في 26 أبريل 1962. ^{[ 2 ]} في عام 1962، جُمعت جميع مشاريع الاستطلاع الجوي الأمريكية تحت إدارة المكتب الوطني للاستطلاع (NRO)، الذي قرر مواصلة وتوسيع مهمة GRAB بدءًا من يوليو 1962 ^{[ 16 ]} بمجموعة من الأقمار الصناعية من الجيل التالي، والتي أُطلق عليها الاسم الرمزي POPPY . ^{[ 10 ]} مع بدء مشروع POPPY، لم تعد تجارب SOLRAD تُجرى على أقمار التجسس الإلكترونية؛ بل أصبحت تُطلق على أقمار صناعية خاصة بها، بالتزامن مع مهمات POPPY لتوفير قدر من التغطية. ^{[ 13 ]} بدءًا من SOLRAD 8 ، الذي أُطلق في نوفمبر 1965، كانت الأقمار الصناعية الخمسة الأخيرة من سلسلة SOLRAD أقمارًا علمية أُطلقت بشكل منفرد، وحصل ثلاثة منها أيضًا على أرقام برنامج ناسا إكسبلورر . أُطلق آخر قمر صناعي من سلسلة SOLRAD الأخيرة عام 1976. وبلغ عدد الأقمار الصناعية العاملة في سلسلة SOLRAD ثلاثة عشر قمراً. ^{[ 2 ]} رُفعت السرية عن برنامج GRAB عام 1998. ^{[ 9 ]}

• معلومات عامة عن مشروع SOLRAD
• معلومات عامة عن مشروع GRAB