Explorer 1: o primeiro satélite dos Estados Unidos

Contexto: a resposta ao Sputnik

Depois do lançamento do Sputnik 1, em outubro de 1957, o governo americano se viu pressionado a mostrar capacidade própria de colocar um satélite em órbita. A NASA relata que o presidente Dwight Eisenhower deu ao Exército, à Marinha e à Força Aérea um prazo de 90 dias para lançar um satélite. A aposta principal era o foguete Vanguard, da Marinha, mas ele explodiu em 6 de dezembro de 1957, diante do público, na tentativa de lançamento.

Restava a alternativa do Exército. O projeto Orbiter, iniciado em 1954, reunia a Agência de Mísseis Balísticos do Exército (ABMA), em Huntsville, no Alabama, dirigida tecnicamente por Wernher von Braun, e o Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), em Pasadena, na Califórnia. Segundo o JPL, o foguete Jupiter-C já havia feito um voo suborbital bem-sucedido em 1956, o que dava ao grupo uma base para tentar a órbita.

O satélite e o foguete

O Explorer 1 tinha 80,75 polegadas de comprimento, das quais 37,25 polegadas eram ocupadas pela carga científica, segundo a NASA. O museu nacional do ar e do espaço dos Estados Unidos descreve um corpo em forma de projétil, com pouco mais de 16 centímetros de diâmetro e cerca de 90 centímetros de comprimento, referindo-se à parte principal do satélite. A NASA cita uma massa de cerca de 30 libras, das quais 18 eram de instrumentos.

A carga científica incluía um detector de raios cósmicos com contador Geiger e um gravador de fita miniaturizado, sensores de temperatura internos, externos e na ogiva, um microfone para registrar impactos de micrometeoritos e um anel de sensores de erosão por micrometeoritos. O satélite tinha dois transmissores. O instrumento de raios cósmicos foi projetado por James Van Allen, da Universidade de Iowa, e, segundo o JPL, cabia em qualquer um dos dois veículos de lançamento em disputa, o que garantiu seu lugar na missão independentemente de qual programa tivesse êxito.

O lançador foi o Jupiter-C, uma versão modificada do míssil Redstone, encimada por três estágios de combustível sólido. Ao JPL coube preparar esses três estágios superiores, incluindo o próprio satélite, e também receber e transmitir as comunicações do satélite em órbita. O prazo de 90 dias foi cumprido: o JPL informa que o Exército concluiu a preparação em 84 dias.

Como foi o lançamento

O Explorer 1 foi lançado às 22h48, no horário da costa leste dos Estados Unidos, de 31 de janeiro de 1958, a partir de Cabo Canaveral, na Flórida. O sinal do satélite foi recebido cerca de uma hora e meia depois do lançamento, segundo o JPL, o que confirmou que ele havia entrado em órbita.

A órbita era elíptica: a NASA informa que o satélite chegou a 1.594 milhas de altitude (cerca de 2.565 quilômetros) no ponto mais distante da Terra.

A descoberta dos cinturões de radiação

O resultado científico mais importante foi a descoberta dos cinturões de radiação formados por partículas carregadas presas ao campo magnético da Terra. A NASA a descreve como a primeira descoberta científica americana no espaço. Os cinturões passaram a ser conhecidos como cinturões de Van Allen em homenagem ao físico que projetou o instrumento.

O museu observa que os dados do satélite eram, em alguns momentos, intrigantes: os sinais por vezes silenciavam quando o satélite estava acima de 600 milhas de altitude, e a radiação foi detectada primeiro nessas altitudes maiores. A existência dos cinturões, de acordo com o JPL, foi confirmada por outro satélite americano lançado dois meses depois; o museu cita o Explorer 3, lançado em 26 de março de 1958, e informa que uma segunda tentativa, em 5 de março, havia falhado.

Este texto se limita ao que as fontes consultadas afirmam sobre o Explorer 1: a detecção inicial, feita por um instrumento relativamente simples, revelou que o ambiente ao redor da Terra continha uma região de radiação intensa até então desconhecida.

Fim da missão e reentrada

O Explorer 1 transmitiu por cerca de quatro meses, até o esgotamento das baterias. As fontes da NASA divergem na data da última transmissão: uma cita 21 de maio de 1958 e outras citam 23 de maio de 1958. O museu afirma que os instrumentos transmitiram dados por 105 dias, o que é compatível com um encerramento em torno de meados de maio.

O satélite continuou em órbita, já silencioso, por mais de uma década. Segundo a NASA, ele completou 58.376 órbitas e reentrou na atmosfera em 31 de março de 1970, cerca de 12 anos após o lançamento.

Participantes e legado institucional

O Explorer 1 nasceu da colaboração entre uma instituição militar, uma universidade e um laboratório de pesquisa. Esse arranjo se refletiu na criação da NASA: segundo a agência, o JPL, a ABMA e a Marinha, com o projeto Vanguard, foram incorporados à NASA até o fim de 1958. A NASA relata que o satélite pesava cerca de 30 libras, em contraste com o Sputnik 2, de 1.120 libras, e com o Vanguard, de 3 libras.

O nome Explorer passou a designar uma longa série de missões científicas. A NASA informa que mais de cem espaçonaves receberam a designação depois do primeiro, e afirma que as missões da agência descendem do pioneirismo do Explorer 1. Para o JPL, o satélite é o início da ciência espacial americana.

O que os registros não esclarecem

Alguns detalhes variam entre as fontes e foram tratados com cautela: a data exata da última transmissão, as dimensões dadas para o corpo do satélite (por depender do que se considera parte do conjunto) e a altitude em que a radiação começou a ser registrada. Também não foi possível confirmar, nas páginas consultadas, o período orbital nem o perigeu exato, por isso esses valores foram omitidos.

Para aprofundar, vale ler o relato do JPL sobre a preparação do lançamento em 84 dias, a lista de dez fatos da NASA sobre o Explorer 1 e o artigo do museu sobre a história do satélite reserva e sobre o trabalho de George Ludwig, da Universidade de Iowa, nos primeiros Explorers.