SOLRAD 1

SOLRAD 1 (SOLar RADiation 1), dikenal juga dengan nama SOLRAD/GRAB1 adalah satelit ilmiah merangkap satelit mata-mata yang diluncurkan ke orbit pada 22 Juni 1960.

Latar belakang

Pada 1957, di masa Perang Dingin, Uni Soviet mulai mengoperasikan rudal darat ke udara S-75 Dvina. Rudal ini memiliki radar pengendali tembakan jenis Fan Song, yang rinciannya dapat diketahui melalui pesawat mata-mata yang terbang di kawasan perbatasan Uni Soviet. Misi mata-mata seperti ini dapat mengungkap lokasi kasar maupun frekuensi operasi rudal-rudal tersebut. Dengan informasi ini, Angkatan Udara Amerika Serikat dapat membuat rencana memasuki perbatasan Uni Soviet tanpa mendekati lokasi rudal-rudal ini, tetapi tidak ada informasi mengenai rudal-rudal yang berada lebih dalam di wilayah Soviet. AS melakukan beberapa eksperimen menggunakan teleskop radio untuk mencari gelombang radar Soviet yang dipantulkan oleh Bulan, tetapi informasi yang didapat dengan cara ini tidak cukup rinci.[1]:362

Reid D. Mayo, seorang insinyur Naval Research Laboratory (NRL, Laboratorium Penelitian Angkatan Laut AS), mengembangkan sebuah sistem untuk kapal selam yang dapat menghindari pesawat anti kapal selam dengan mendeteksi sinyal radar pesawat tersebut. Sistem ini menggunakan antena yang berukuran kecil tetapi cukup kokoh. Saat itu, NRL banyak terlibat dalam Proyek Vanguard milik Angkatan Laut AS yang bertujuan meluncurkan setelit. Pada Maret 1958,[2]:4 Mayo menyimpulkan bahwa sistem ini dapat disesuaikan dengan rancangan wahana dalam proyek Vanguard, dan digunakan untuk memetakan lokasi rudal-rudal Soviet.[1]:364

Mayo mengajukan gagasan ini ke Howard Lorenzen, pimpinan cabang NRL yang terkait dengan tindakan balasan terhadap musuh. Lorenzen lalu mempromosikan gagasan ini di Departemen pertahanan, dan enam bulan kemudian rencana ini diberi lampu hijau dengan nama "Tattletale".[1]:364 Presiden Dwight D. Eisenhower menyetujui proyek ini secara penuh pada 24 Agustus 1959.[2]:4

Proyek Tattletale lalu bocor dan diberitakan oleh koran The New York Times, sehingga Eisenhower membatalkan proyek tersebut dan memerintahkan diperketatnya prosedur keamanan. Tak lama setelah itu, proyek ini dihidupkan kembali dengan nama baru "Walnut",[3]:2 dan komponen satelitnya diberi nama "DYNO".[4]:140,151 Peluncuran ke luar angkasa oleh Amerika Serikat ketika itu tidak termasuk informasi rahasia.[5][6] Untuk menyembunyikan DYNO yang bertujuan sebagai misi mata-mata, AS memerlukan sebuah misi tambahan yang akan dioperasikan bersama DYNO untuk dijadikan dalih peluncuran.[7]:300

Sebuah misi tambahan yang cocok akhirnya ditemukan, yaitu penelitian spektrum elektromagnetik matahari. Sejak sebelumnya, AL AS ingin mengetahui peran semburan matahari dalam gangguan komunikasi radio[7]:300 maupun tingkat bahaya yang ditimbulkan radiasi ultraungu dan sinar X terhadap satelit dan astronot.[8]:76 Penelitian ini tidak mungkin dilakukan dari darat karena atmosfer bumi menghalangi sinar X dan ultraviolet matahari dari pengamat di bumi. Selain itu, radiasi matahari mudah berfluktuasi dan tidak mudah diprediksi, sehingga roket penelitian dari bawah orbit juga tidak akan cocok untuk penelitian ini. Sebuah satelit mutlak dibutuhkan agar dapat melakukan penelitian spektrum matahari secara jangka panjang dan terus menerus.[9]:5–6, 63-65[10]

Wavelengths of light blocked by Earth's atmosphere

Pengembangan satelit DYNO dilakukan oleh tim sains NRL dibawah ke pemimpinan Martin Votaw, dan beranggotakan eks ilmuwan dan insinyur dari Project Vanguard yang belum pindah ke NASA.[11] Satelit dwifungsi ini diberi nama baru GRAB ("Galactic Radiation And Background"), kadang juga disebut GREB ("Galactic Radiation Experiment Background"), dan dalam kapasitas ilmiahnya disebut SOLRAD ("SOLar RADiation").[4]:142,149

NRL sebelumnya telah membuat sebuah satelit pengamat matahari, yaitu Vanguard 3, yang diluncurkan pada 1959. Vanguard 3 memiliki detektor sinar X dan ultraungu, tetapi pengamatannya gagal karena sensornya mengalami saturasi akibat kuatnya radiasi dari Sabuk Van Allen.[9]:63 Dengan adanya pengalaman ini, satelit baru ini akan dilengkapi sejumlah magnet yang bertujuan memantulkan partikel-partikel bermuatan dari jendela detektor.[9]:64–65 Rancangan Vanguard 3 (yang dianggap efisien) digunakan dan disesuaikan agar dapat mengangkut peralatan ilmiah maupun peralatan mata-mata.[7]:300

Sebuah tiruan SOLRAD yang berfungsi sebagai simulator massa berhasil diluncurkan pada 13 April 1960, bersama dengan satelit Transit 1B,[7]:301 membuktikan teknik peluncuran satelit ini.[12] Pada 3 Mei 1960, pesawat mata-mata U-2 AS yang dipiloti Gary Powers ditembak jatuh saat terbang di wilayah udara Soviet, menunjukkan kelemahan pesawat mata-mata terhadap rudal-rudal antipesawat. Dua hari setelah itu, Presiden Eisenhower menyetujui peluncuran satelit SOLRAD.[13]:32

Rancangan satelit

Skema SOLRAD 1

Seperti Vanguard 3, SOLRAD/GRAB 1 berbentuk kira-kira seperti bola dengan diameter 51 cm, dan memiliki enam panel sel surya sebagai sumber tenaga.[3]:10 SOLRAD/GRAB 1 memiliki berat 19,05 kg[3]:A1-2 (sedikit di bawah Vanguard yang beratnya 23,7 kg).[14] Sel surya pada satelit ini dihubungkan dengan sembilan baterai D yang dirangkai secara seri dengan total tegangan 12 volt dan daya 6 watt.[3]:10[13]:32

Bagian SOLRAD yang bertujuan ilmiah memiliki dua fotometer Lyman-alpha (berupa bilik pengionan nitrogen monoksida) untuk meneliti sinar ultraungu dalam rentang 1050-1050 Å dan sebuah fotometer sinar X (sebuah bilik ion argon) untuk rentang 2–8 Å. Semua fotometer ini dipasang di sekeliling daerah "khatulistiwa" dari satelit yang berbentuk mirip bola ini.[15]

Peralatan terkait pengintaian (disebut GRAB) dirancang untuk mendeteksi radar pertahanan udara Soviet yang memiliki frekuensi 1.550–3.900 MHz).[13]:29,32 di daerah lingkaran 6500 km di bawahnya.[4]:108 Sebuah penerima gelombang di satelit disetel pada sekitar frekuensi radar ini, dan hasilnya digunakan untuk memicu sebuah pemancar gelombang VHF di satelit ini. Saat melewati wilayah Uni Soviet, satelit ini direncanakan mendeteksi pancaran dari radar milik rudal-rudal Soviet dan langsung meneruskannya ke stasiun darat Amerika Serikat yang dapat dijangkau. Stasiun ini kemudian merekam sinyal dari satelit dan meneruskannya ke NRL untuk dianalisis lebih lanjut. Penerima satelit ini tidak bisa mengetahui lokasi radar secara langsung, tetapi lokasi ini dapat diperkirakan dengan mencari penerimaan berulang dari sinyal yang sama dan membandingkan lokasi satelit pada saat penerimaan-penerimaan tersebut terjadi. Selain itu, satelit ini juga dapat mengetahui frekuensi pengulangan pulsa radar-radar tersebut secara pasti.[2]:4–7[4]:108

see caption
"NSA Data Reduction", menjelaskan data intelijen yang dapat diperoleh dengan mengolah pemancaran dari satelit SOLRAD 1.

Data hasil satelit ini dikirim melalui empat antena pecut berukuran 63.5 cm yang di pasang di daerah khatulistiwa SOLRAD.[8]:76 Data terkait sains dipancarkan melalui frekuensi 108 MHz,[8]:78 yaitu frekuensi standar Tahun Geofisika Internasional yang sebelumnya digunakan oleh satelit Vanguard.[16]:84,185 Perintah dari darat maupun data intelijen ditangkap oleh antena yang lebih kecil dengan frekuensi 139 MHz.[2]:7 Data yang diterima stasiun darat direkam dalam sebuah pita magnetik dan dikirim ke NRL. Di NRL, data tersebut dievaluasi, disalin, dan diteruskan ke National Security Agency (NSA) di Army Fort Meade, Maryland, serta ke Strategic Air Command di Pangkalan AU Offut, Omaha, Nebraska, untuk dianalisis dan diolah.[17]

Seperti kebanyakan wahana antariksa pada masanya, SOLRAD/GRAB 1 memiliki stabilisasi spin[7]:300 tetapi tidak memiliki sistem pengendalian kedudukan sehingga akan terus memindai ke seluruh arah tanpa berfokus ke sumber-sumber tertentu.[9]:13 Agar para ilmuwan dapat memperoleh informasi akurat mengenai sumber sinar X yang dideteksi SOLRAD/GRAB 1, satelit ini memiliki fotodetektor vakum yang dapat mendeteksi saat fotodetektor-fotodetektor satelit ini terkena sinar matahari, dan menghitung sudut datangnya sinar tersebut.[9]:64

Peluncuran dan pengorbitan

Rocket launching from pad
Peluncuran roket Thor Ablestar yang membawa satelit SOLRAD 1 bersama satelit Transit 2A.

SOLRAD/GRAB 1 diluncurkan pada 22 Juni 1960, pulul 05:54 UTC menggunakan kendaraan peluncur Thor DM-21 Ablestar dari Pangkalan AU Cape Canaveral Kompleks 17B.[12][18] SOLRAD/GRAB1 lalu mengorbit bumi dengan perioda 101½ menit,[19] dengan ketinggian berfluktuasi antara 611 hingga 1048 km. Ketinggian ini sedikit menyimpang dari target yaitu orbit melingkar dengan ketinggian tetap 930 kilometer. Hal ini disebabkan gangguan pada tahap kedua roket pendorong yang digunakan,[20] tetapi penyimpangan ini tidak mengganggu operasi satelit.[18]

Referensi

  1. ^ a b c James Bamford (December 18, 2007). Body of Secrets: Anatomy of the Ultra-Secret National Security Agency. Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN 978-0-307-42505-8. 
  2. ^ a b c d McDonald, Robert A.; Moreno, Sharon K. "GRAB and POPPY: America's Early ELINT Satellites" (PDF). Diakses tanggal February 11, 2019. 
  3. ^ a b c d "History of the Poppy Satellite System" (PDF). National Reconnaissance Office. August 14, 2006. Diakses tanggal February 28, 2010. 
  4. ^ a b c d "Review and Redaction Guide" (PDF). National Reconnaissance Office. 2008. Diakses tanggal January 24, 2019. 
  5. ^ Day, Dwayne A.; Logsdon, John M.; Latell, Brian (1998). Eye in the Sky: The Story of the Corona Spy Satellites. Washington and London: Smithsonian Institution Press. hlm. 176. ISBN 978-1-56098-830-4. 
  6. ^ "Space Science and Exploration". Collier's Encyclopedia. New York: Crowell-Collier Publishing Company. 1964. hlm. 356. OCLC 1032873498. 
  7. ^ a b c d e American Astronautical Society (August 23, 2010). Space Exploration and Humanity: A Historical Encyclopedia [2 volumes]: A Historical Encyclopedia. Santa Barbara, Calif: ABC-CLIO. ISBN 978-1-85109-519-3. 
  8. ^ a b c "'Bonus' Payload Set for Transit 2A Orbit"Perlu langganan berbayar. Aviation Week and Space Technology. New York: McGraw Hill Publishing Company. June 20, 1960. Diarsipkan dari versi asli tanggal January 1, 2019. Diakses tanggal January 8, 2019. 
  9. ^ a b c d e Significant Achievements in Solar Physics 1958–1964. Washington D.C.: NASA. 1966. OCLC 860060668. 
  10. ^ Committee on the Navy's Needs in Space for Providing Future Capabilities, Naval Studies Board, Division on Engineering and Physical Sciences, National Research Council of the National Academies (2005). "Appendix A: Department of the Navy History in Space". Navy's Needs in Space for Providing Future Capabilities. Washington D.C.: The National Academies Press. hlm. 157. doi:10.17226/11299. ISBN 978-0-309-18120-4. Diarsipkan dari versi asli tanggal January 7, 2019. Diakses tanggal January 6, 2019. 
  11. ^ Parry, Daniel (October 2, 2011). "NRL Center for Space Technology Reaches Century Mark in Orbiting Spacecraft Launches". U.S. Naval Research Laboratory. Diarsipkan dari versi asli tanggal January 7, 2019. Diakses tanggal January 12, 2019. 
  12. ^ a b McDowell, Jonathan. "Launch Log". Jonathon's Space Report. Diakses tanggal December 30, 2018. 
  13. ^ a b c "NRO Lifts Veil On First Sigint Mission"Perlu langganan berbayar. Aviation Week and Space Technology. New York: McGraw Hill Publishing Company. June 22, 1998. Diakses tanggal March 6, 2019. 
  14. ^ "Vanguard 3". NASA Space Science Data Coordinated Archive. Diakses tanggal January 25, 2019. 
  15. ^ "SOLRAD 1". NASA Space Science Data Coordinated Archive. Diakses tanggal April 4, 2019. 
  16. ^ Constance Green and Milton Lomask (1970). Vanguard — a History. Washington D.C.: National Aeronautics and Space Administration. ISBN 978-1-97353-209-5. SP-4202. 
  17. ^ "G R A B, Galactic RAdiation and Background,World's First Reconnaissance Satellite". U.S. Naval Research Laboratory. Diakses tanggal April 14, 2019. 
  18. ^ a b "Busy Day at the Cape! Four Shots Successful". Chicago Daily Tribune. Associated Press. June 23, 1960. hlm. 6 – via Newspapers.com. 
  19. ^ Benedict, Howard (June 22, 1960). "Single Rocket Puts Two Satellites in Orbit". Alabama Journal. Montgomery, Alabama. Associated Press. hlm. 6 – via Newspapers.com. 
  20. ^ LePage, Andrew. "Vintage Micro: The First ELINT Satellites". Drew Ex Machina. Diakses tanggal January 18, 2019.