lockheed explorer missile history

7/27/2019 Lockheed Explorer Missile History

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TABLE OF CONTENTS

F R O N T I S P I E C E

T A B L E O F C O N T E N T S .................................................................... i

P R E F A C E ................................................................................................... i i

F O R E W O R D ..............................................................................................ii i

I N T R O D U C T I O N ................................................................................... iv

P O T E N TI A L A RE AS O F E X P L O R A T I O N .......................... 1

T H E E X PL O R E R M O D E L S ......................................................... 6

I n tr o d uc t i o n to th e E x p l o r e r M o d e l s ............................... 7M o d e l A ............................................................................................. 8 -9

M o d e l B ............................................................................................. 10-11M o d e l C ..............................................................................................12 -13M o d e l D ..............................................................................................14 -15M o d e l E ..............................................................................................16 -17

A D D IT IO N A L E Q U IP M E N T A ND C A P A B IL IT IE S . . . 21

GR OU ND S U P P O R T E Q U I P M E N T ..........................................25

T H E R E - E N T R Y T E ST V EH IC L E P R O GR A M . . . . 31


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PREFACE

T h e L o ck h e e d E x p l o r e r m o d e l s a r e s i m p l if i e d , l o w - c o s t v e r s i o n sof t he X - 1 7 b a l l i s t i c r e - e n t r y t e s t v e h i c le . T h e i r p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s m a k e t h e m a c c e p t a b le f o r g e o p h y si c a l an d c o m m u n i c a t i o n s d a t ag a t h e r i n g . H o w e v e r , t h e y a r e n ot r e c o m m e n d e d f o r e v a l u a t io n of c o m

p o n e n t s o r e q u i p m e n t t h a t i s s e n s i t i v e to r o l l i n g o r h ig h g a c c e l e r a t i o n s(100 g).

A v e h i c l e i n c o r p o r a t i n g r o l l s t a b i l i z a t i o n a nd g u i d a n ce i s n o w u n d e r s t u dy a t L o c k h e e d M i s s i l e S y s t e m s D i v i s io n . I t w i ll m e e t t h e r e q u i r e m e n t f o r a v e h i c l e c a p a b l e o f e v a l u a ti n g s e n s i t i v e b u t v i ta l c o m p o n e n t si n t h e I C B M a n d A I C B M p r o g r a m s .


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FOREWORD

W e a r e u n d e r s t ea d y p r e s s u r e t o ex t en d o u r s c i e n ti f ic f r o n t i e r s t hi sy e a r t o a c c o m m o d a t e th e e n g i n ee r i n g r e q u i r e m e n t s o f n e xt y e a r . S c i e n t i f ic i n v e s t i g a t i o n i nt o t h e r e g i o n m o r e t h a n 1 00 m i l e s a b o v e t h e s u r f a c eo f t h e e a r t h h a s b e e n s h a r p l y a c c e l e r a t e d b y t h e im m i n e n t a d v e n t o f m a n -m a d e e a r t h s a t e l l i t e s , l on g r a n g e b a l li s t ic m i s s i l e s , a nd l u n a r r o c k e t s .Y e t, p r e s e n t t h e o r i e s c o v e r in g th e p h y s ic s o f t he u p p e r a t m o s p h e r e -----t h e e n v i r o n m e n t in t o w h i c h t h e s e c o s t l y v e h i c l e s w i l l b e l a u n c h e d -----h a v eo nl y l i m i t e d s u b s ta n t i a ti o n f r o m h ig h a l ti t ud e m e a s u r e m e n t s . T h e m o s tp r o m i s i n g a p p r o a c h to t h e n e c e s s a r y g e o g r a p h i c e x t e n s i o n of u p p e r a i rs o u nd i n g a c t i v i t i e s l i e s i n t h e u s e of r o c k e t s t h a t a r e o p e r a t i o n a l l y sos i m p l e t h a t th e y c a n b e s e t u p a n d f i r e d i n r e m o t e l o c a t i o n s w i th r e a s o n a b l e c o s t s a n d w i th a m i n i m u m o f e n g i n e e r i n g , l o g i s t i c , a n d o p e r a t i o n a ls u p p o r t . A t t h e p r e s e n t t i m e , t h e s o l id p r o p e l l a n t r o c k e t o f f e r s p r o m i s eo f f i l l i n g t h i s n e e d .

T h i s d o c u m e n t i n t r o d u c e s a s p e c i f ic a p p r o a c h to t h e t a s k o f g a t h e r i n gv i t a l i n f o r m a t i o n t h a t w il l i n c r e a s e m a n ' s k n o w l ed g e i n t h e f ie l d of g e o p h y s i c s an d e n a b l e h i m to d e t e r m i n e the n a t u r e of t h e e n v i r o n m e n t t h a tf u t u r e h i g h a l t i t u d e v e h i c l e s w i l l e n c o u n t e r -----t h e L o c k h e e d E x p l o r e r .


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IN T R O D U CT IO N

O u r a b i l i t y to b r o a d e n t h e s c o p e o f i n v e s t i g a t i o n o f t h e r e g i o n a b o v e100 m i l e s a l t i t u d e i s d e p e n d e n t t o a g r e a t e x t e n t o n t h e a v a i l a b i l i t y o f s u i t a b l e d a t a - g a t h e r i n g v e h i c l e s . T h e s e v e h i c l e s m u s t c o m b i n e a w id er a n g e o f p a y l o a d a n d a l ti t u d e c a p a b i l i t i e s w i th t h e a d d i t io n a l f e a t u r e s of r e l i a b i l i t y , s a f e t y , s i m p l i c i t y a n d e a s y p o r t a b i l i t y .

I n a n e f f o r t t o m e e t th e s e s t r i n g e n t r e q u i r e m e n t s , L o c k h e e d h a sd e v e l o p e d t h e E x p l o r e r s e r i e s of s o u nd i n g r o c k e t s . T h e y a r e b a s i c a l l ys i m p l e in d e s i g n , of p r o v e n r e l i a b i l i t y , a n d r e a d i l y p o r t a b l e . B e c a u s et h e i n d i v id u a l r o c k e t m o t o r s a r e t h e s o l i d p r o p e l l a n t t yp e , t h e v e h i c l e sa r e s u i t a b l e f o r o p e r a t i o n a t r e m o t e l o c a t i o n s . I n d iv i d ua l c o m p o n e n t sh a v e b e e n t h o r o u g h l y f l ig h t t e s t e d i n p r e v i o u s o p e r a t i o n s . T h e s e f a c t o r s ,c o u p l e d w i th t h e w i d e r a n g e o f p a y l o a d a n d a l t it u d e c a p a b i l i t i e s a v a i l a b l ef r o m t h e v a r i o u s c o n f i g u ra t i o n s , m a k e t he L o c k h e ed E x p l o r e r s i n g u l a rl ya t t r a c t i v e a s a v e h i cl e fo r u p p e r a t m o s p h e r e s c i e n t if i c r e s e a r c h .

T h e f i r s t p a r t o f t h i s b r o c h u r e o u t li n e s p o t e n t ia l E x p l o r e r a p p l i c a t i o n s -----a r e a s of i n t e r e s t i n w h ic h f u t u re m e a s u r e m e n t s w il l p r o v e u s e f ul t o t h e s c i e n c e o f g e o p h y s i c s , a n d m a y p l a y a v i t a l r o l e i n t he f u t u r eof o u r A I CB M , s a t e l l i t e a nd m i s s i l e p r o g r a m s . T h e se c o n d p a r t d e s c r i b e s t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d c a p a b i l i t i e s o f f i ve m o d e l s o f t heE x p l o r e r .


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POTENTI A L AREAS OF EXPL ORATI ON


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P OTENTI A L AREAS OF EXP L ORA TI ON

A T M O S P H E R I C D E N S I T Y A N D C O M P O S IT IO N

I n c r e a s e d u n d e r s t a n d i n g o f u p p e r a t m o s p h e r e p r o c e s s e s , s u c h a s th e f o r m a t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f a t o m i c o x y g e n a n d n i t r o g e n , c a n be g a i n e d f r o ma t m o s p h e r i c s a m p l e s a nd m e a s u r e m e n t s f r o m r e l a t i v e l y l ow a l ti t u d e s u pi n to t h e e x o s p h e r e a n d b e y o n d . M e a s u r e d a i r d e n s i t y d a t a c an b e u s e d t o

c o r r e c t p r e s e n t e s t i m a t e s o f t he l e n gt h of t i m e a n a r t i f i c i a l s a t e l l i t e w i ll

r e m a i n i n o r b i t .

C O S M IC R A D IA T IO N

Q u e s t i o n s o f i n t e r e s t in t h i s a r e aa r e : W h a t i s t h e e n e r g y s p e c t r u m o f t he p r i m a r y r a d i a t i o n , a n d i t s g e o g r a p h i c d i s t r i b u t i o n ? W h a t e f f ec tw i l l t h e s e h i g h e n e r g y p a r t i c l e s h a v eo n m a t e r i a l s a n d e l e c t r o n i c e q u i p m e n t ,p a r t i c u l a r l y t r a n s i s t o r s ?

D E T E C T I O N A N D T R A C K I N G

O u r c a p a b i l i t y t o d e t e r m i n e e x a c tp o s i t i o n a n d v e l o c i t y of t e s t m i s s i l e s ,s a t e l l i t e s , a n d b a l l i s t i c m i s s i l e s a ta l t i t u d e s a b o v e 2 00 m i l e s h a s y e t t o

b e a s c e r t a i n e d in t e r m s of e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e . A m o n g f a c t o r s a f f e c t in g s u c h o p e r a t i o n s w i l l b e s t r a t o

s p h e r i c a n d i o n o s p h e r i c i n f l u en c e o nw a v e p r o p a g a t io n , r e f r a c t i o n , d i f f r a c

t io n , a nd i n t e r f e r e n c e e f fe c ts b e t w e e n f r e e s p a c e a nd e a r t h r e f l e c t e d r a d i a t i on . O u r k n o w le d g e of t h e l i m i t s of t h e p r e s e n t a n d p r o p o s e d m e t h o d s f o r d e t e c t i o n a n d t r a c k i n g c o u ld b e c o n s i d e r a b l y i n c r e a s e d b y u s e of a h i g hs p e e d , h i g h al t i tu d e t a r g e t of k n o wn s i z e a n d p r e d i c t a b l e s p e e d .

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I N S T R U M E N T A T I O N

A l th o u gh c e r t a i n i n s t r u m e n t ss u c h a s m a g n e t o m e t e r s a n d m a s ss p e c t r o m e t e r s a r e e x p e c t e d t o o b

t a i n v a l id m e a s u r e m e n t s a b ov e a l t i t u d e s o f 2 00 m i l e s , t h e e f f e c t i v e n e s so f a l l i n s t r u m e n t a t i o n i s q u e s t i o n a b l eu n t i l p r o v e n i n u s e .

IO N IZ A T IO N

T wo a r e a s of i n t e r e s t a r e :

1. T h e i o n o s p h e r e . C o n s i d e r a b l ek n o w l e d g e o f t h e p h y s i c a l c o n d i t i o n s o f i o n i z e d r e g i o n s of t h e a t m o s p h e r e h a sa l r e a d y b e e n d e r i v e d f r o m e x t e ns i v eg r o u n d st a t i o n o b s e r v a t i o n s a n d a t m o s

p h e r e s o u n d i n g s . H o w e v e r , m u c h a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n r e g a r d i n g t h e

p h y s i c a l s t a t e of th e i o n s p h e r e i s n e e d e d . T h i s d a t a c a n be o b t a i n e d bya d d i t io n a l h i g h - a l t i t u d e r o c k e t s o u n d i n g s f r o m v a r i e d l o c a t i o n s a r o u n d th ew o r l d .

2. I o n i z a t i o n p r o d u c e d b y t h e v e h i c l e . R e c e n t h y p e r s o n i c f l i g h t t e s tr e s u l t s h a v e i n d i c at e d a f a d e - o u t of e l e c t r o m a g n e t i c t r a n s m i s s i o n s a s th ev e l o c i t y i n c r e a s e s b e y o n d a c r i t i c a l p o i n t.

M A G N E T I C F I E L D S

M a g n e t i c f i e l d m e a s u r e m e n t a t

a l l a lt i t u d e s i s a n i n t e r e s t i n g g e o p h y s i c a l e x p e r i m e n t w h ich m a y s h e da d d i t i o n a l l i g h t o n s o m e e x i s t i n ga n o m a l ie s i n t e r r e s t r i a l m a g n et icv a r i a t i o n s .

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M E T E O R I T E I M PA C T

M e t e o r s p e n e t r a t i n g t he u p p e r a t m o s p h e r e c a n b e e x p ec t e d t o p r o d u c e n o t i c a b l e , a n d p o s s i b l y d r a s t i c ,

e f fe c ts o n m a n - m a d e s a t e l l i te s .T h e s e e f fe c ts m a y b e p r e d i c t e d f r o mm e t e o r i t e i m p a c t m e a s u r e m e n t s a n d t h e r e s u l t a n t d a t a a p p l i e d t o s a t e l l i t ea n d m i s s i l e d e s i g n c o n s i d e r a t i o n s .

P R O P U L S I O N

T h e s t a t e - o f - t h e - a r t i n s o li d p r o p e l l a n t s i s a d v a n c i n g r a p i d l y ;t h e o r e t i c a l i m p r o v e m e n t s of u p t o

30 p e r ce n t a p p e a r i m m i n e n t . I m p r o v e d p r o p e l l a n t s now b e i n g s t a t i c a l ly t e s t e d c a n i m m e d i a t e l y i n c r e a s e t h e E x p l o r e r ' s s p e e d b y o v e r 10 p e r ce n t . T e s t i n g t h e s e m o t o r sa n d p r o p e l l a n t s i n f l ig h t f r o m s e a

l e v e l t o v e r y h i gh a l t i t u d e s w o u ld y i e l d u r g e n t l y n e e d e d d a t a.

R E L E A S E O F M A T E R I A L S

T h e r e l e a s e o f m a t e r i a l s a t e x

t r e m e a l t i t u d e s , t o e x p l o r e e f f ec t ss u c h a s a i r g lo w l u m i n o s i t y a n d i o n i z a ti o n , p r e s e n t s s o m e in t e r e s t i n gp o s s i b i l i t i e s . F o r i n s t a n c e , r e l e a s eo f m o l e c u l a r o x y g e n i n t h e " F " r e g i o n m i g h t p r o d u c e a n o b s e r v a b l ee f f e c t . R e l e a s e of s o d i u m a t e v e nh i g h e r a l t i t u d e s m a y a l s o be u se f u l .

S IG N A L D E N S IT Y

S i g n a l d e n s i t y a t l o w a l t i t u d e si s a s e r i o u s p r o b l e m . W i l l t h i sd e n s i t y p r o b l e m b e e ve n m o r e s e v e r e a t hi g h a l t i t u d e s b e c a u s e o f i n c r e a s e d l i n e - o f - s i g h t r a n g e ?

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S IG N A L R E F R A C T I O N

R e c e n t s t u d i e s o f t h e i o n o s p h e r ei n d i c a t e t h a t t h e t r u e h e i g h t a t w h i c hr a d i o w a v es r e f l e c t i s c o n s i d e r a b l y

l o w e r t h a n t h e a p p a r e n t h e i g h t . A d d i t i o n a l d a t a o n s i g n a l r e f r a c t i o ns h o u l d i m p r o v e o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h i s s i g n a l r e f l e c t i o n p h e n o m e n o n .

U L T R A V I O L E T

A l t h o u g h m o s t o f t h e u l t r a v i o l e ts p e c t r u m p e n e t r a t e s to f a i r l y lowa l t i t u d e s , a n i m p o r t a n t b a n d b e t w e e n100 a nd 9 00 a n g s t r o m s m a y n o t p e n e t r a t e be low 150 to ZOO m i l es . I t i ss u s p e c t e d t h a t t h i s r a d i a t i o n m a yh a v e a p a r t i c u l a r l y d a m a g i n g e f f e cto n p l a s t i c s u r f a c e s e x p o s e d a t h i gha l t i t u d e s .

W A V E P R O P A G A T I O N

A c c u r a c y o f s o m e h i g h f r e q u e n c yi n s t r u m e n t a t i o n s y s t e m s i s d e p e n d e n t

on p r e c i s e m e a s u r e m e n t o f p h a se a n g l e s a t r a d i o f r e q u e n c i e s . A t l on gd i s t a n c e s t h r o u g h t he a t m o s p h e r e a n d /o r i o n o s p h e r e d o t h e w av e p r o p a g a t i o nt u r b u l e n c es c o n tr i bu t e e r r o r s g r e a t lyi n e x c e s s of t h e e q u ip m e n t e r r o r s ?A r e t h e s e e f f e c t s s u f f i c i e n t t o d e g r a d e

h ig h p r i o r i t y s y s t e m s n o w u n d e r d e v e l o p m e n t ?

T H E U N E X P E C T E D

T h e h i s t o r y o f s c i e n t i f i c i n v e s t i g a t i o n i n d i c a t e s t h a t e x p l o r a t i o n o f u n k n ow n a r e a s o f t e n p r o d u c e s u n e x p e c t e d r e s u l t s w h ic h h a v e v a l u a b l ea p p l i c a t i o n o u t s i d e t h e d i r e c t i o n o f i n v e s t i g a t i o n .

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THE

EXPLORER

MODELS


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A N I N T R O D U C TI O N T O T H E E X P L O R E R M O D E L S

D u r i n g th e c o u r s e of t h e X - 17 p r o g r a m , i t b e c a m e o b v i o us t h a t av e h i c l e o f s i m i l a r c a p a b i l i t i e s c o u l d b e u t i l i z e d to p r o b e p r o b l e m s b e y on d t h o se o f i m m e d i a t e c o n c e r n to t he I C BM r e - e n t r y p h a s e . A s u r v e yo f a r e a s o f i n t e r e s t w a s c o n d u c t e d , a n d a r e - e v a l u a t i o n of t h e X -1 7 v e h i c l e i n i t i a t ed . T h e r e s u l t w a s t h e " E x p l o r e r " s e r i e s o f s i m p l i f i e d l o w e r -c o s t v e h i c l e s e m b o d y i n g t h e s a m e d e p e n d a b i l i t y a n d p o r t a b i l i t y a s t h eo r i g i n a l , b u t w i t h a m u c h w i d e r r a n g e o f c a p a b i l i t i e s .

T h e f o ll o w in g s e c t i o n d e s c r i b e s a n d i l l u s t r a t e s f iv e m o d e l s o f t h e" E x p l o r e r , " a n d c o n t ai n s b r i e f d e s c r i p t i o n s of a c c e s s o r y a n d s u p p o rt in ge q u i p m e n t w h i c h c a n b e u t i l i z e d i n c o n j u n c t i o n w i th t he b a s i c v e h i c l e .S t a n d a r d a c c e s s o r y e q u i p m e n t ( d e s tr u c t , b e a c o n , a nd t e l e m e t e r i n g ) c an

u s u a l l y b e i n s t a l l e d i n t h e v e h i c l e i n t e r s p a c e s , l e a v i n g t h e c a r g o s p a c ef r e e f o r i n s t r u m e n t a t i o n p a y l oa d .

S i n ce a l e n g t h y d e v e l o p m e n t p e r i o d is n o t r e q u i r e d , E x p l o r e r m o d e l s A , B , a n d C, p l u s s u i t a b l e s u p p o r t e q u i p m e n t c an b e m a d ea v a i la b l e w i th i n a s h o r t t i m e a f t e r p r o g r a m g o - a h e a d .

- 7 -


18/44

L M S D - 3 1 8 3

E X P L O R E R

MQDEL A

T h i s s i n g l e - s t a g e v e h i c l e u t i l i z e s t h e p r o v e nX M - 2 0 S e r g e a n t in an a e r o d y n a m i c c o n f i g u r a t i on . T h e c a r g o c o m p a r t m e n t , 31 i n c h e s i nd i a m e t e r a n d f o u r to 15 f e e t l o n g , c a n c a r r yf r o m 10 0 t o 50 0 l b . o f d a t a g a t h e r i n g i n s t r u m e n t a t i o n .

B e c a u s e o f i t s a b i l i t y t o s t a y w i t h i n 1 0 m i l e so f p e a k a l t i t u d e fo r a s l o n g a s 1 20 s e c o n d s ,t h e v e h i c l e i s c a p a b l e o f c o l l e c t i n g d a t a i nm a n y o f t h e g e o p h y s i c a l f i e l d s o f i n t e r e s t .

I t c a n a l s o b e l a u n c h e d i n a t r a j e c t o r y s u i t a b l ef o r t e s t i n g r a n g e i n s t r u m e n t a t i o n . W i th a ni n s t r u m e n t l o a d o f 10 0 l b . , l a u n c h e d t o ana p o g e e o f f i f ty m i l e s , i t w o u l d h a v e a r a n g eo f a p p r o x i m a t e l y 4 00 m i l e s .

- 8 -


19/44

L M S D - 3 1 8 3

MAXIMUMALT ITUDE-

MILEST IME -

MIN. PAYLOAD LB.

Gross takeo f f we igh t:

Thrust :

Payload

9,000 lb.*

50,000 lb.

(Approx.)

200 lb. to

500 lb.

(dependent on

apogee desired)

*Dependent on pay load and accessor ies

des i red

- 9 -


20/44

L M S D - 3 1 8 3

E X P L O R E R

MODEL B

P r o p u l s i o n a n d a e r o d y n a m i c c o n f i g u r a t i o n of

t h i s t w o - s t a g e v e h i c l e u t i l i z e p r o v e n p r o p e l l a n t s a n d d e s i g n .

A t r i a n g u l a r - s h a p e d c a r g o s p a ce m e a s u r e sa p p r o x i m a t e l y 18 i n c h e s w i d e , 14 i n c h e sh i g h , a n d f r o m t h r e e t o 10 f e e t l o n g , a sr e q u i r e d . I n s t r u m e n t a t i o n w e ig h in g f r o m80 t o 5 00 l b. c a n b e f i t t e d i n t o t h i s s p a c e .

T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h is m o d e l m a k e itu n i q u e l y c a p a b l e o f c o l l e c t i n g g e o p h y s i c a li n f o r m a t i o n i n t h e a r e a f r o m 2 00 to 3 50m i l e s a l t i t u d e t h e l o w e s t a l t i t u d e w h e r e i t

i s i n t e n d e d t o h a v e th e f i r s t s a t e l l i t e s o r b i t .

- 1 0 -


21/44

L M S D - 3 1 8 3

MAXIMUMALTITUDE- TIME-

MILES MIN. PAYLOAD-LB.

33 FT.TO

40 FT.

2 3/4 MIN. 200 LB.

pon- -

500 LB.

Gross takeo f f we igh t : 10,000 lb.*

Thrus t

F i rs t

Second

Stage :

Stage :

50,000 lb.

104,000 lb.

P a y l o a d 200 lb. to

500 lb.

*Dependen t on payload and accesso r i es

des i red

- 1 1 -


22/44

L M S D - 3 1 8 3

E X P L O R E R

MODEL C

T h i s t h r e e - s t a g e v e h i c l e h a s a c a r g o s p a c e n i ne

i n c h e s i n d i a m e t e r a n d t w o f e e t l o n g , a n d c ana c c o m m o d a t e a p a y l o a d o f 1 0 0 t o 2 9 0 l b .

T h e p a y l o a d c a n b e c a r r i e d t o a lt i t u d e s of 350t o 70 0 m i l e s a n d r e m a i n w i t h i n 10 m i l e s o f p e a k a l t i t u d e f o r 12 0 s e c o n d s .

T h e M o d e l C i s a v e r s a t i l e , p r o v e n v e h i c l e ,c a p a b l e o f o b t a i n i n g a v a r i e t y o f g e o p h y s i c a lm e a s u r e m e n t s o v e r a w id e r a n g e o f a l t i t u d e s .

- 1 2 -


23/44

L M S D - 3 1 8 3


MILES MIN. PAYLOAD-LB

700-3 3/4 MIN.

r r

350-

50 LB.

250 LB.

Gross takeof f weight : 10,400 lb.

T hrust

F i r s t Stage : 5C,0G0 lb.

Second Stage : 104,000 lb.

Th i rd Stage : 34,000 lb.

P a y l o a d : 50 lb. to

250 lb.

*Dependent on pay load and accessor ies

des ired

1

- 1 3 -


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L M S D - 3 1 8 3

E X P L O R E R

MODEL D

T h i s f o u r - s t a g e m o d e l c l e a r l y i l l u s t r a t e s t h e

v e r s a t i l i t y a n d a d a p t a b i l it y of t h e E x p l o r e r .W i t h a m i n i m u m o f d e v e l o p m e n t , a f o u r t hs t a g e c a n b e ad d e d t o t h e t h r e e - s t a g e M o d el C ,t h e r e b y e x t e n d i n g i t s r a n g e t o a n a l t i t u d e o f 2 00 0 m i l e s . T h e c a r g o s p a c e i s 10 i n c h e sl o ng b y s ix i n c h e s i n d i a m e t e r .

T h e E x p l o r e r M o d e l D p r o v i d e s a n u n u s u a lo p p o r t u n i t y to o b t ai n d a t a n o w, f r o m a n a l t i t ud e t h a t h a s p r e v i o u s l y b e en c o n s i d e r e d i n a c c e s s i b l e .

A s in t h e o t h e r m o d e l s , k n o w n a n d p r o v e n

s o l i d p r o p e l l a n t s a r e e m p l o y e d .

- 1 4 -


25/44

L M S D - 3 1 8 3


MILES MIN. PAYLOAD-LB.

Gross takeo f f weight : 10,459 lb.

Th rus t

F i r s t S t ag e : 50,000 lb.

Second Stage : 104,000 lb.

Th i rd Stage : 34,000 lb.

Fourth Stage : 1,680 lb.

P a y l o a d : 10 lb.

15-


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L M S D - 3 1 8 3

E X P L O R E R

MODEL E

T h e r e l a t i v e l y s im p l e E x p l o r e r M o d el E , b a s e d

o n a p r o v e n a nd r e l i a b l e d e s i g n c o n c e p t, r e p r e s e n t s a p r a c t i c a b l e m e t h o d o f e x te n di ng m e a s u r e m e n t s i n t o t h e r e g i o n f r o m 2 00 0 t o 80 00 m i l e sa b o v e th e s u r f a c e o f t h e e a r t h .

U s i n g p r e s e n t l y a v a i la b l e s o l i d p r o p e l l a n t s , t h i sv e h i c l e i s e x p e c t e d to e x c e e d o r b i t a l v e l o c i t i e s .A c h i e v e m e n t of h i g h e r a l t i t u d e s a p p e a r s p o s s i b l e ,s i n c e e s c a p e v e l o c i t y i s w i th i n r e a c h w i th r e a s o n a b le p r o p e l l a n t i m p r o v e m e n t .

P r e l i m i n a r y d e s i g n r e s u l t s i n d i c a te t h at a ca r g os p a c e s i x i n c h e s i n d i a m e t e r a n d s i x t o 10 i n c h e s

i n l e n g t h , w i l l b e a v a i l a b l e f o r a p a y l o a d o f 10 l b .

16-


27/44

L M S D - 3 1 8 3

II


28/44

L M S D - 3 1 8 3

xicr

40,000

30,000

20,000

10,000

APOGEE4,000

X I O ;

2,000

XIO 2

MAXIMUM ALTITUDE (DRAG-FREE)

VS BURNOUT VELOCITY

V h (STATUTE M ILES )

2000 118 13000 26 5 \4000 4 7 8 )

6000 106

8000 197

12000 477

16000 930

24000 2960

28000 5420

32000 12250

36800 00

THESE WILL BE LOWERIF DRAG IS CONSIDERED

10,000 20,000

VERTICAL BURNOUT FPS

30,000

- 1 8 -


29/44

L M S D - 3 1 8 3

EXPLORER BURNOUT VELOCITY VS PAYLOAD

EUJQ.

PAYLOAD-POUNDS

T h e c a p a b i l i t y o f t h e M o d e l A E x p l o r e r t o f o l l o w p r e d i c t e d t r a j e c t o r i e s i s s h o w n b y t h e

a b o v e t y p i c a l d i s p e r s i o n p a t t e r n .

19-


30/44

L M S D - 3 1 8 3

- Z O -


31/44

L M S D - 3 1 8 3

ADD ITIONA L EQUIPMENT AND CAPABIL ITIES

I n a d d i t i o n t o t h e b a s i c v e h i c l e , t h e fo l l o wi n g e q u i p m e n t a n d o r g a n i z a t i o n a l c a p a b i l i t i e s a r e a v a i l a b l e f o r u s e w i th th e E x p l o r e r f l i g h t s.

S P I N R O C K E T S

E x p e r i e n c e i n d i c a t e s t h e a d v i s a b i l i t y of p r o v i d i n g s p i n r o c k e t s t o m i n i m i z e d e v i a t io n s f r o m t h e p la n n ed t r a j e c t o r y d u e to s t r u c t u r a l o r r o c k e tt h r u s t m i s a l ig n m e n t .

Spin rockets are ejected within seconds after launch.

D E S T R U C T S Y S T E M

A r a d i o - c o m m a n d e d i g ni ti o n c i r c u i t an d an e x p l os i ve n n g - c h a r g e a ll owt h r u s t t e r m i n a t i o n i n a c c o r d a n c e wi th r an g e s a f et y r e q u i r e m e n t s . R e l i a b i li t y of t h i s c i r c u i t , w h i ch h a s b e e n d e m o n s t r a t e d in a c t u a l o p e r a t i o n s ,i s i n c r e a s e d b y t h e u s e o f d u a l r e c e i v e r s .

- 2 1 -


32/44

L M S D - 3 1 8 3

B E A C O N

S - b a n d r a d a r s i g n al s t r a n s m i t t e d f r o m t h e g r o u n d a r e r e c e i v e d b y t het r a n s p o n d e r , w h ic h e m i t s a r e t u r n s ig n a l f o r t r a c k i n g . T h i s s y s t e m h a so p e r a t e d a t r a n g e s u p t o 800 m i l e s .

T h e F M / F M T e l e m e t e r

T E L E M E T E R

T h i s V H F F M / F M s y s t e m w i th F M t r a n s p o n d e r u t i l iz e s a r i n g an t e n n at o p r o v id e n e a r l y o m n i d i r e c t i o n a l c o v e r a g e . T h e m i n i a t u r i z e d s i x -c h a n n e l a n d l Z - c h a n n e l p a c k a g e s w e ig h 35 a n d 4 0 l b. r e s p e c t i v e l y . T e s t

v e h i cl e p e r f o r m a n c e a nd e n v i r o n m e n t a l d a t a h a ve b e e n r e c e i v e d f r o md i s t a n c e s u p to 1 10 0 m i l e s .

S U N P O S IT IO N IN D IC A T O R

T h i s e x t r e m e l y s m a l l ( 2" x 2 " x 3 " ), r u g g e d a n d a c c u r a t e s e n s i n gd e v i c e c a n b e u s e d to m e a s u r e v e h i c l e a t t it u d e a n d r o l l r a t e , o r m a ya l s o be u s e d a s t h e s e n s i n g e l e m e n t f o r a s u n - f o l l o w e r m e c h a n i s m .

- 2 2 -

SUN POSITIONINDICATOR


33/44

L M S D - 3 1 8 3

R E C O V E R A B L E C A P S U L E

T h e b e s t m e a n s of r e c o r d i n g c e r t a i n t y p e s of g e o p h y s i c a l d a ta i s on fi l mL o c k h e e d h a s d e s i g n e d a r e c o v e r a b l e c a p s u l e i n w h i c h c a n b e m o u n t e d ac a m e r a , o r ot h e r r e c o r d i n g d ev i c e , r e c o v e r y g e a r , a nd a s i gn a l d e v ic e

t o a s s i s t i n l o c a ti o n of t h e c a p s u l e .


34/44

L M S D - 3 1 8 3

. ._. .. . --s j / c : r n a l a o o D D Q o n a W - ~ ~

SHELTERED ASSEMBLY AREA

Y

WEATHERSTATION

rROCKET STORAGE

Sn_

p

RADAR TRACKING

M

DESTRUCT CONTROL

EXPLORER SUPPORT EQUIPMENT

- 2 4 -


35/44

L M S D - 3 1 8 3

GROUND SUPPORT EQUIPMENT

T h e fo l lo w in g b a s i c g r o u n d s u p p o r t e q u i p m e n t s u i t a b l e f or E x p l o r e r f i r i n g s h a s b e e n d e v e l o p e d a n d u s e d i n p r e v i o u s f i e l d o p e r a t i o n s .

H A N D L I N G A N D L A U N C H I N G E Q U I P M E N T

The Ex plore r type launcher is simple, rugged, and transportable* Sca ffold ing or launch

rails are not required.

T h i s e q u i p m e n t in c l u d e s t h e l a u n c h e r p i c t u r e d a b o v e , u m b i l i c a l s t a n d ,m o b i l e c r a n e , h a n d l in g s l i n g s , m o b i l e s c a f fo l d i n g , f o r k l i f t a n d t r a c t o r a n d l i f t - t r a i l e r c o m b i n a t i o n f o r t o w in g a nd e r e c t i n g t h e m i s s i l e .


36/44

L M S D - 3 1 8 3

F i r i n g S t a t i o n

T e l e m e t e r R e c e i v i n g S t a t i o n


37/44

L M S D - 3 1 8 3

G R O U N D S T A T I O N E Q U I P M E N T

J

J

J

J

J

T E L E M E T E R R E C E I V I N G S T A T I O N

T h e v a n s h o w n o n t h e o p p o s i t e p a g ec o n t a i n s c o m p l e t e d a t a r e c e i v i n g a n d r e c o r d i n g e q u i p m e n t , i n c lu d i n g F Mr e c e i v e r s , m a g n et ic t ap e r e c o r d e r s ,o s c i l lo g r a p h s , a nd s u b c a r r i e r d i s c r i m i n a t o r s a nd a m p l i f i e r s .

F IR IN G S T A T IO N

T h i s e q u i p m e n t i n c l u d e s a n o p e r a t i n gc o n s o l e f o r i n i t i a t i n g l a u n c h a n d d e -s t r u c t ; a nd o s c i l l o s c o p e s , F M r e c e i v e r s , a n d o t h e r e l e ct r o n i c e q u i p m e n t f o r p r e l a u n c h m o n i t o r i n g o f s u c hv e h i c l e f u n c t i o n s a s t e l e m e t e r i n g a n d

b e a c o n r e s p o n s e .

27-


38/44

L M S D - 3 1 8 3

T E S T E Q U I P M E N T

E x i s t i n g c h e c k o u t c o n s o l e s a n d t e s t e q u i p m e n t fo r c h e c k i n g e l e c t r i c a la n d e l e c t r o n i c s u b s y s t e m s a r e c o m p a c t a n d m o b i l e . I n a d d i ti o n , t h ev e h i c l e m a y b e a l i g n e d a n d c h e c k e d o u t on t h e t r a i l e r u s e d f o r t o w in gt o t h e l a u n c h s i t e .

- 2 8 -


39/44

L M S D - 3 1 8 3

J

J

J

JT h e s t r o n g b a c k , s h o w n h e re s u p p o r t i n g a Mo d el C E x p l o r e r t y p e v e h i c l e , s e r v e s a d u a l

purpose. It i s used for ve hic le su rface transport, and as a method of erecting and

l o c a t i n g t h e m i s s i l e o n t h e l a u n c h e r .

-29-


40/44

L M S D - 3 1 8 3

D A T A R E D U C T I O N

A s a r e s u l t of s ol v in g th e u n u s u a l i n s t r u m e n t a t i o n a n d d a ta g a t h e r i n gp r o b l e m s of p r e v i o u s p r o g r a m s , LM SD h a s b u i l t u p a m a r k e d c a p a b i l i t y

i n t h e f i e l d o f d a t a p r o c e s s i n g . U t i l i z i n g h i g h s p e e d a u t o m a t i c d i g i t a lc o m p u t e r e q u i p m e n t o p e r a t e d b y e x p e r i e n c e d p e r s o n n e l , t h i s f a c i l i tyr e g u l a r l y p r o c e s s e s f l ig h t d a t a i n t h r e e to f iv e d a y s . T h i s " Q u i c k L o o k"r e p o r t c o v e r s 60 p e r c e n t of t h e f i n al p r o c e s s e d d a t a a n d co n t a i n s 1)h i g h l y a c c u r a t e d i g i t al p lo t s of c r i t i c a l q u a n t i t i e s s u c h a s a l t i t u d e , M a c hn u m b e r , p r e s s u r e s , a n d a c c e l e r a t i o n s , a n d 2) c o n ti n u o us a n a lo g t i m eh i s t o r i e s of m o s t q u a n t i ti e s d u r i n g t h e t i m e p e r i o d o f m a j o r i n t e r e s t .T h i s f a c i l it y i s a v a i la b l e to p r o c e s s d a t a f r o m E x p l o r e r f i r i n g s .

AUTOMATIC DATA PROCESSING

- 3 0 -


41/44

L M S D - 3 1 8 3

T HE R E - E N T R Y T ES T V E H ICL E P R O G R A M

I n J a n u a r y 1 95 5, t h e L o c k h e e d M i s s i l e S y s t e m s D i v i s i o n b e g a n t h ed e v e l o p m e n t of a h y p e r s o n i c r e - e n t r y t e s t v e h i c le . T h e r e s u l t i n g p r o g r a m o f r e s e a r c h f l i g ht s c o n f i r m e d t h e s o u n d n e s s of t h e X - 1 7 v e h i c l ed e s i g n , a n d p r o v i d e d r e l i a b l e r e - e n t r y d at a .

T h e X - 1 7 i s a t h r e e - s t a g e v e h i c l e . T h e f i r s t s t a g e of t h e t a n d e mc o n f i g u r a t i o n c o n s i s t s of a s o li d f u e l e d , f i n - s t a b i l i z e d S e r g e a n t r o c k e tm o t o r . T h e s ec o n d s t ag e c o n s i s t s of t h r e e s o l i d - fu e l R e c r u i t r o c k e t s ,a n d t h e f i n a l s t a g e i s a s i n g le R e c r u i t r o c k e t m o t o r . T h e t h i r d s t a g ec o n t a i n s t h e t e l e m e t e r p a c k a g e , a n d t h e n o s e c o n e .

T h e c h a r t a b o v e s h ow s s o m e o f t h e a l t it u d e s r e a c h e d b y t h e f i r s ts t a g e , c a r r y i n g a h e a v y p a y lo a d . T h e s im p l i f i e d w i nd d a t a i n t e r p r e t a t i o n t e c h n i q u e s d e v e l o p e d f or l a u n c h i n g s h a v e m i n i m i z e d t h e e f f e c t of c r o s s w i n d s on v e h i c le t r a j e c t o r y .

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