El Explorer 1, oficialmente 1958 Alpha 1,⁷ fue el primer satélite artificial puesto en órbita terrestre por Estados Unidos. Fue lanzado a las 22:48 horas EST del 31 de enero (03:48 del 1 de febrero en UTC) de 1958 desde el Complejo de Lanzamiento 26 (LC-26) de la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral a bordo del cohete Juno I, como parte del Año Geofísico Internacional y en respuesta al lanzamiento del Sputnik I y del Sputnik II por parte de la Unión Soviética, con lo que se dio así comienzo a la carrera espacial, estrechamente relacionada con la Guerra Fría.⁸

Fue el primer vehículo espacial que detectó los cinturones de radiación de Van Allen,⁹ bautizados así en honor a James van Allen, quien había dirigido el diseño y la construcción de la instrumentación científica del Explorer 1, que envió datos durante algo menos de cuatro meses, hasta que sus baterías se agotaron. El pequeño satélite permaneció en órbita hasta el 31 de marzo de 1970, cuando se produjo su reentrada en la atmósfera y se precipitó al océano Pacífico. Fue el primer lanzamiento del programa Explorer, una larga serie de más de noventa satélites estadounidenses.

El programa estadounidense de satélites terrestres comenzó en el año 1954 como una propuesta conjunta del Ejército y de la Armada de los Estados Unidos llamada Project Orbiter, que pretendía poner en órbita un satélite científico durante el Año Geofísico Internacional. La idea, que utilizaría un misil Redstone como lanzador, fue rechazada en 1955 por el gobierno del presidente Dwight D. Eisenhower, que se declinó por el Project Vanguard de la Armada, que no contemplaba el uso de un misil sino el de un cohete pensado expresamente para lanzamientos civiles.¹⁰ Tras el lanzamiento del satélite soviético Sputnik I el 4 de octubre de 1957, el Project Orbiter inicial fue retomado como programa Explorer con la intención de estar al mismo nivel que la Unión Soviética.¹¹

El Explorer 1 fue diseñado y construido por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) al tiempo que la Army Ballistic Missile Agency (ABMA) modificaba un cohete Jupiter-C para dar cabida a la carga de pago, lo que dio origen al Juno I. El diseño del Jupiter-C utilizado para el lanzamiento ya se había probado en ensayos de vuelo y reentrada para el misil balístico de alcance intermedio PGM-19 Jupiter. Gracias al trabajo conjunto, ABMA y JPL completaron la construcción del Explorer 1 y la modificación del Jupiter-C en ochenta y cuatro días. A pesar de su rapidez, la URSS pudo colocar en órbita un segundo satélite, el Sputnik II, el 3 de noviembre de 1957. Además, el intento de la Armada estadounidense de situar su primer satélite en órbita el 6 de diciembre de 1957 con el Vanguard TV3 fracasó.¹²

El diseño y la construcción de Explorer 1 se llevaron a cabo por el Jet Propulsion Laboratory del Instituto de Tecnología de California bajo la dirección del Dr. William Hayward Pickering. Fue el segundo satélite que llevó carga de pago, sólo por detrás del Sputnik II.

Presentaba una forma fuselada muy esbelta, con 203 cm de largo y 15,9 cm de diámetro.⁵ Del peso total del satélite, que era de 13,97 kg, la instrumentación sumaba 8,3 kg. La sección de instrumentación en la parte frontal del satélite y la estructura del cohete de cuatro etapas —una versión reducida del MGM-29 Sergeant— orbitaban como un único cuerpo girando alrededor de su eje de revolución 750 veces por minuto. Es reseñable la diferencia de peso y forma del Explorer 1 respecto al primer satélite ruso, el Sputnik I, que pesaba 83,6 kg y tenía forma esférica.

La transmisión de datos de los aparatos científicos a la base en tierra se realizaba mediante dos antenas. Un transmisor de 60 mW alimentaba una antena dipolo formada por dos antenas de ranura de fibra de vidrio situadas en el cuerpo del satélite cuya frecuencia de operación era de 108,03 MHz; otro transmisor de 10 mW operando a 108,00 MHz alimentaba cuatro latiguillos flexibles que conformaban una antena de torniquete.^{1 13}

Debido al escaso espacio disponible en el satélite y a los requisitos de bajo peso, la instrumentación de la carga útil fue diseñada teniendo como pilares su simplicidad y su alta fiabilidad. Se usaron transistores consistentes en aparatos de germanio y silicio, una tecnología muy nueva por aquellos años para la que su utilización en el mundo espacial supuso un importante desarrollo. Asimismo, es el primer uso documentado de transistores en el programa de satélites de Estados Unidos.¹⁴ En total, el Explorer 1 contaba con veintinueve transistores, además de algunos adicionales del detector de micrometeoritos de la Armada.¹⁵ La potencia eléctrica del satélite era generada por unas pilas de mercurio, que por sí solas suponían un 40% del peso de la carga de pago.

La estructura que encerraba la sección de instrumentos se pintó a rayas, alternando blanco y verde oscuro para proveer de control térmico pasivo al satélite. Las proporciones de las rayas se determinaron estudiando los intervalos de luz y sombra basados en momento de lanzamiento, trayectoria, órbita e inclinación.

La carga útil del Explorer 1 consistía principalmente en un instrumento de rayos cósmicos (Iowa Cosmic Ray Instrument) sin grabador de cinta para datos que no se modificó a tiempo para poder incorporar uno. Los datos recibidos en tiempo real por la estación en tierra eran por tanto muy escasos y desconcertantes, mostrando frecuencias de conteo normales o ningún conteo en absoluto. Posteriormente, la misión del Explorer 3, que sí incluía una grabadora para los datos, pudo completar la información adicional necesaria para comprobar los datos enviados por el Explorer 1.

La instrumentación científica a bordo del Explorer 1 fue diseñada y construida por el Dr. James van Allen, de la Universidad de Iowa. Contenía:¹⁸

• Un tubo de Geiger-Müller omnidireccional Anton 314, diseñado por el Dr. George Ludwig del Labratorio de Radiación Cósmica de Iowa para la detección de rayos cósmicos. Era capaz de detectar protones de energía superior a 30 MeV y electrones de energía superior a 3 MeV. Gran parte del tiempo este instrumento se encontraba saturado. Dejó de funcionar el 16 de marzo de 1958, a causa de las baterías.¹⁹
• Cinco sensores de temperatura (uno interno, tres externos y uno en la ojiva de la parte frontal).
• Un detector acústico para detectar impactos de micrometeoros (polvo cósmico). Cada impacto en la superficie de la nave sería función de la masa y la velocidad. Su área efectiva era de 0,075 m² y el límite medio de sensibilidad era 2,5 × 10⁻³ g cm/s;^{20 21}
• Un detector de malla, también usado para detectar impactos de micrometeoros. Estaba formado por doce placas conectadas paralelas montadas en un anillo de fibra de vidrio. Cada una de las placas se encontraba envuelta por dos capas de cable de aleación de níquel con aislamiento, que tenían un diámetro de 17 µm (21 µm incluyendo el aislamiento de esmalte), de tal manera que se cubría completamente una superficie de 1 cm² En caso de que impactara un micrometeoro de unos 10 µm de longitud, rompería el cable y detendría la conexión eléctrica, para así dejar grabado el suceso.^{20 21}

País: Francia; Nombre nativo: A-1

El satélite artificial Astérix fue el primer satélite que Francia puso en órbita el 26 de noviembre de 1965. Se utilizó, para su lanzamiento, un cohete Diamant A desde Hammaguir, Argelia, con el objetivo de probar el vehículo.¹

Consistía, únicamente, en un transmisor de radio que nunca llegó a emitir a causa de una avería en la radio del vehículo, aunque tenía una vida programada de 3 años.

Con este lanzamiento, Francia pasó a ser el tercer país (cuarto país si se tiene en cuenta a Canadá, este con vector de EE.UU.) que ponía un satélite en órbita, detrás de Estados Unidos y la Unión Soviética.

Características

• Peso: 42kg
• Perigeo: 527km
• Apogeo: 1697km
• Inclinación: 34.3º
• Período: 107.5′

Durante la carrera presidencial entre el general De Gaulle y François Mitterrand, la cuestión de convertir a Francia en una nación con capacidad de lanzamiento espacial pasó al primer plano de la actualidad, ya que el primero deseaba aumentar la credibilidad del programa misilístico nacional. Hasta entonces, sólo la URSS y los EE.UU. poseían dicha capacidad y habían colocado satélites en órbita mediante medios propios. Si Francia hacía lo mismo, demostraría la habilidad de su industria misilística y lo adecuado del dinero invertido en ella, y además se subiría al carro de la exploración del Cosmos.

Para estar seguro de que la decisión era correcta, De Gaulle creó el 7 de enero de 1959 el Comité de Recherches Spatiales, que se ocuparía de estudiar la cuestión.

Los primeros pasos hacia un satélite francés se realizaron en diciembre de 1959, cuando M. Bernard Dorléac informó sobre dicha intención a varios empleados de la SEREB (Société d’Etudes et de Réalisations des Engines Balistiques), sociedad que había recibido el encargo de desarrollar el cohete espacial. Hacia mayo de 1960, los participantes en el proyecto tenían ya un primer esbozo de cómo debía ser el cohete de tres etapas, derivado de vehículos disponibles, como el Super-Veronique. Con este vector, en teoría se podía lanzar un pequeño satélite (de 20 a 35 Kg) hacia 1963. A finales de año, se estaban proponiendo ya versiones avanzadas del cohete para satelizar cargas más pesadas.

El 18 de diciembre de 1961, el Gobierno francés aprobaba oficialmente el proyecto de lanzar un satélite artificial. Su cohete se llamaría Diamant y éste podría lanzar, a partir de 1965, unos 100 Kg a una altitud de 360 Km. El programa científico estaría controlado por un nuevo centro, el Centre National d’Études Spatiales (CNES), conocido desde entonces como la agencia espacial francesa.

El Diamant, finalmente, usaría en sus dos primeras etapas una modificación del misil Saphir, al que se le añadiría una tercera etapa y un sistema adecuado para albergar al satélite. La idea era preparar cuatro misiones del Diamant, experimentales, que sólo albergarían a un satélite científico después de alcanzar un primer éxito de lanzamiento. El satélite experimental lo proporcionaría (pagaría) el Ejército y se llamaría “A” (Armée).

Antes del debut del Diamant (clase A), Francia se embarcó en un programa de ensayos de las etapas de propulsión del cohete. Se lanzarían cohetes Saphir y Rubis (compuesto éste por las dos últimas etapas del Diamant) durante varios meses. A bordo transportaron equipos de medida y maquetas de satélites, como el futuro D-1A (Diamant-1A), que desarrollaría el CNES. Otro satélite de este centro, el FR-1, tendría objetivos científicos y lo lanzaría la NASA un poco más adelante.

El A-1 utilizaría un muelle para ser separado de su cohete, de modo que recibió inicialmente el apodo “Zébulon”, un personaje infantil algo ridículo. Conscientes de que este nombre no era precisamente atractivo y que difícilmente la prensa utilizaría el de “A-1”, sus patrocinadores decidieron llamarlo “Astérix”, como el conocido personaje galo de las historietas.

El A-1 sería un satélite sencillo. Tenía 50 cm de diámetro, 53,6 cm de alto y una masa de 39 Kg. Sólo debía demostrar que el Diamant podía satelizar un objeto, de modo que su carga útil principal era un transmisor que permitiera seguirlo en órbita y determinar esta última. Su funcionamiento, por tanto, no debía superar las dos semanas, el tiempo necesario para agotar sus baterías. Sin misión científica, las señales del mismo transmisor podrían, a pesar de todo, ser empleadas para medidas ionosféricas. Además, el satélite llevaría un transpondedor radar para permitir calcular desde tierra si la tercera etapa había inyectado con éxito a su carga en la órbita prevista.

Se construyeron cinco prototipos del satélite, incluyendo dos para vuelos espaciales, si bien sólo uno fue enviado a la órbita terrestre. Otro fue usado para ensayos en tierra en las instalaciones de la empresa Matra, que participó como contratista principal en el programa (tanto del satélite como del cohete). La integración final del A-1 y del Diamant-A se efectuó en octubre de 1965 bajo la responsabilidad de la SEREB, en Saint-mëdard-en Jalles. Finalmente, uno y otro fueron enviados a la zona de lanzamiento, el 4 de noviembre, en Hammaguir (Centre Interarmées d’Essais d’Engins Spéciaux d’Hammaguir, Argelia).

Después de varios intentos frustrados, el A-1 despegó desde la rampa Brigitte (B-2) el 26 de noviembre de 1965, y alcanzó con éxito una órbita elíptica de 528 por 1.752 Km. Averiguar sus parámetros, sin embargo, no sería fácil. La telemetría tras el lanzamiento resultó ser de mala calidad, debido a que la separación del carenado rompió una de las antenas. El transpondedor radar, en cambio, sí permitió hacer un seguimiento del satélite.

El vehículo orbital fue seguido por una red de estaciones en tierra organizada por el CNES. El éxito del lanzamiento, en todo caso, fue casi total. Gracias a ello ya no serían necesarios más vuelos de prueba y los restantes tres cohetes Diamant-A fabricados se usarían para lanzar satélites del CNES.

Ōsumi (o Ohsumi) es el nombre del primera satélite japones puesto en órbita, con el nombre de la Provincia de Ōsumi en las islas del sur de Japón. Fue lanzado el 11 de febrero, 1970 en 04:25 GMT con un Lambda 4S-5 cohetes desde Uchinoura Centro Espacial por el Instituto de Ciencias Espaciales y Aeronáuticas, Universidad de Tokio, ahora parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA). Japón se convirtió en el cuarto país después de la Unión Soviética, Estados Unidos y Francia para lanzar un satélite artificial en órbita con éxito por sí solo.

Dong Fang Hong 1 ó DFH-1 (en chino simplificado: 东方红一号, en chino tradicional: 東方紅一號, significando el este es rojo) fue el primer satélite artificial chino. Fue lanzado el 24 de abril de 1970 mediante un cohete CZ-1 y tenía fines exclusivamente propagandísticos, portando un emisor que emitía la canción “El este es rojo”.

El proyecto comenzó en 1958, cuando la Academia China de Ciencias formó un pequeño grupo, al que se denominó 581, encargado de diseñar del primer satélite chino. El grupo estaba liderado por Tsien Hsue-Shen y Zhao Jiuzhang. En 1965 se revisó el proyecto de satélite por un grupo evaluador (que fue denominado grupo 651) para discutir los objetivos y las operaciones del DFH-1. En principio se trataría de un satélite de pruebas científico dotado de un radiotransmisor y tendría una masa de unos 150 kg. La última etapa del cohete lanzador iría equipado con una falda de observación que se desplegaría para aumentar su reflectividad y hacerlo fácilmente observable. La fase de investigación y desarrollo tanto del DFH-1 como de su lanzador, el cohete CZ-1 (Larga Marcha 1) comenzó en noviembre de 1966. El programa fue interrumpido por la Revolución Cultural y posteriormente continuado.

En 1968, la Academia China de Tecnología Espacial (CAST) fue establecida y puesto a cargo de la realización de la DFH-1. Fue en órbita el primer satélite artificial de China el 24 de abril de 1970.

El satélite estaba compuesto por siete subsistemas: estructura, control térmico, energía, el transmisor, la telemetría de onda corta, seguimiento y actitud. La masa total del satélite, que se estabilizaba por giro, fue finalmente de 173 kg. Tenía una forma similar al satélite Telstar estadounidense: un poliedro de 72 caras y 1 metro de diámetro. Después de llegar a órbita el satélite empezó a utilizar sus baterías y emitir “El este es rojo” a 20,009 MHz. El satélite fue diseñado para funcionar durante 15 días. Otros sistemas recogieron medidas físicas. La tercera etapa del cohete CZ-1 desplegó la falda de observación, haciéndolo visible con un brillo de magnitud entre 2 y 3. El brillo del propio DFH-1 era mucho más débil, de entre 5 y 8, apenas visible a simple vista desde lugares oscuros en su momento de mayor brillo e invisible en los momentos de menor brillo.

Un segundo satélite DFH-1 fue lanzado el 3 de marzo de 1971, siendo denominado SJ-1 (Práctica 1). La cida prevista del satélite era de un año, pero funcionó durante ocho hasta que reentró en la atmósfera el 11 de junio de 1979. Era 48 kg más pesado que el DFH-1 original e iba cubierto de células solares, transmitiendo a 19,995 MHz. Llevaba un magnetómetro y un detectores de rayos X y rayos cósmicos.