فانغارد 2

صُممت تجربة الماسح الضوئي للحصول على بيانات الغطاء السحابي بين خط الاستواء وخط عرض 35° إلى 45° شمالًا. أثناء دوران القمر الصناعي حول الأرض، قامت خليتان ضوئيتان ، مثبتتان في بؤرة تلسكوبين بصريين موجهين في اتجاهين متعاكسين، بقياس شدة ضوء الشمس المنعكس من السحب (حوالي 80%)، ومن اليابسة (15 إلى 20%)، ومن البحار (5%). تسببت حركة القمر الصناعي ودورانه في مسح الخلايا الضوئية للأرض في "خطوط" متتالية (على غرار الماسح الضوئي ذي المكنسة ). قامت بطاريات شمسية منفصلة بتشغيل جهاز التسجيل فقط عندما كانت الأرض تحت القمر الصناعي معرضة لأشعة الشمس، وتم الحصول على حوالي 50 دقيقة من البيانات لكل دورة. تم تخزين شدة الانعكاس المقاسة على شريط. استجوبت المحطات الأرضية القمر الصناعي عن طريق إرسال إشارة إلى جهاز استقبال الأوامر الخاص به، مما أدى إلى تشغيل الشريط بالكامل في 60 ثانية. ثم تم مسح الشريط وإعادة لفه. خلال الأيام التسعة عشر المخطط لها لتجربة الأرصاد الجوية، عملت المعدات بشكل طبيعي. تم تثبيت القمر الصناعي عن طريق الدوران عند 50 دورة في الدقيقة، لكن بيانات الجهاز البصري كانت رديئة بسبب عدم توجيه محور الدوران بشكل صحيح. ^{[ 12 ]}

بسبب شكلها المتناظر، اختار الباحثون مركبة فانغارد 2 الفضائية لتحديد كثافة الغلاف الجوي العلوي كدالة للارتفاع وخط العرض والفصل والنشاط الشمسي. ^{[ 13 ]} ومع استمرار دوران المركبة في المدار، كانت تتقدم قليلاً عن مواقعها المتوقعة، مكتسبةً تقدماً متزايداً مع انخفاضها وتسارع دورانها نتيجةً لمقاومة الغلاف الجوي المتبقي. ومن خلال قياس معدل وتوقيت التحولات المدارية، أمكن حساب معلمات الغلاف الجوي ذات الصلة بمعرفة خصائص مقاومة الجسم. وقد تبين أن الضغوط الجوية، وبالتالي المقاومة وتلاشي المدار، كانت أعلى من المتوقع، حيث يتناقص الغلاف الجوي العلوي للأرض تدريجياً في الفضاء. ^{[ 14 ]}

خُطط لهذه التجربة بدقة متناهية قبل الإطلاق. تضمنت المقترحات الأولية لمختبر الأبحاث البحرية (NRL) لمشروع فانغارد أجسامًا مخروطية الشكل للأقمار الصناعية؛ مما ألغى الحاجة إلى غطاء انسيابي منفصل وآليات قذف، وما يرتبط بها من وزن وأنماط أعطال. وكان التتبع اللاسلكي يجمع البيانات ويحدد الموقع. في المراحل الأولى من البرنامج، أُضيف التتبع البصري (باستخدام شبكة كاميرات بيكر-نان ومراقبين بشريين ). اقترحت لجنة من العلماء تغيير التصميم إلى كرات، بقطر لا يقل عن 508 مم (20.0 بوصة) ويأملون أن يصل إلى 760 مم (30 بوصة) . تتميز الكرة بانعكاس بصري ثابت ومعامل سحب ثابت، بناءً على الحجم فقط، بينما يتغير المخروط بتغير الاتجاه. اقترح جيمس فان ألين أسطوانة، والتي حلقت لاحقًا كأقمار إكسبلورر الأولى. في النهاية، وافق مختبر الأبحاث البحرية على كرات بقطر 160 مم (6.3 بوصة) كـ"مركبة اختبار"، على أن تكون 508 مم (20.0 بوصة) للأقمار الصناعية اللاحقة. كان توفير وزن الحمولة، الناتج عن تقليص الحجم وتقليل الأجهزة في الأقمار الصناعية الأولى، مقبولاً لعمليات الإطلاق الأولية. بعد ذلك، أُزيلت بعض أجهزة الاختبار من صواريخ فانغارد اللاحقة، مما خفف وزنها بما يكفي لتناسب أجسامها التي يبلغ قطرها 508 مم. ^{[ 15 ] [ 14 ]}