โครงการแวนการ์ดเป็นโครงการที่บริหารจัดการโดยห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ (NRL) ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปล่อยดาวเทียมเทียมดวง แรก ขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลกโดยใช้จรวดแวนการ์ด^{[ 1 ]}เป็นยานปล่อยจากฐานปล่อยขีปนาวุธเคปคานาเวรัลรัฐฟลอริดา

เพื่อตอบสนองต่อการปล่อยสปุตนิก 1เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2490 สหรัฐฯ ได้เริ่มโครงการเอ็กซ์พลอเรอร์ อีกครั้ง ซึ่งก่อนหน้านี้ได้รับการเสนอโดยหน่วยงานขีปนาวุธของกองทัพบก (ABMA) อย่างไรก็ตาม ในทางส่วนตัวหน่วยข่าวกรองกลาง (CIA) และประธานาธิบดีดไวต์ ดี. ไอเซนฮาวร์ทราบถึงความคืบหน้าของโซเวียตเกี่ยวกับสปุตนิกจากภาพถ่ายเครื่องบินสอดแนมลับ^{[ 2 ]}ร่วมกับห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน (JPL) ABMA ได้สร้างเอ็กซ์พลอเรอร์ 1และปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2491 ( UTC ) อย่างไรก็ตาม ก่อนที่งานจะเสร็จสมบูรณ์สหภาพโซเวียตได้ปล่อยดาวเทียมดวงที่สองสปุตนิก 2เมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ. 2490 ในขณะเดียวกัน ความล้มเหลวอย่างน่าทึ่งของแวนการ์ดทีวี 3เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2490 ทำให้ความผิดหวังของชาวอเมริกันเกี่ยวกับสถานะของประเทศในการแข่งขันด้านอวกาศทวี ความรุนแรงขึ้น

เมื่อวันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2491 แวนการ์ด 1กลายเป็นดาวเทียมเทียมดวงที่สองที่สหรัฐอเมริกาส่งขึ้นไปโคจรในวงโคจรต่ำของโลกได้สำเร็จ นับเป็นดาวเทียมดวง แรก ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง เพียง 15.2 เซนติเมตร (6.0 นิ้ว) และหนัก 1.4 กิโลกรัม (3.1 ปอนด์) นิกิตา ครุสชอฟนายกรัฐมนตรีโซเวียตในขณะนั้น ได้บรรยายแวนการ์ด 1 ว่าเป็น "ดาวเทียมรูปเกรปฟรุต" ^{[ 3 ]}แวนการ์ด 1 และส่วนบนของยานปล่อย เป็นดาวเทียมเทียมที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงอยู่ในอวกาศ เนื่องจากดาวเทียมรุ่นก่อนหน้าอย่าง สปุตนิก 1 สปุตนิก 2 และเอ็กซ์พลอเรอร์ 1 ได้สลายตัวออกจากวงโคจรไปแล้ว    

ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 สมาคมจรวดอเมริกันได้จัดตั้งคณะกรรมการเฉพาะกิจด้านการบินอวกาศขึ้น โดยมีมิลตัน ดับเบิลยู. โรเซน ผู้จัดการโครงการ จรวดไวกิ้งของ NRL เป็นประธาน โรเซนได้รับแรงบันดาลใจจากการสนทนาระหว่างริชาร์ด ดับเบิลยู. พอร์เตอร์ แห่ง เจเนอ รัลอิเล็กทริกและอลัน ที. วอเตอร์แมนผู้อำนวยการมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน 1954 ได้จัดทำรายงานที่อธิบายถึงคุณค่าที่เป็นไปได้ของการปล่อยดาวเทียมโคจรรอบโลก รายงานดังกล่าวถูกส่งไปยัง NSF ในช่วงต้นปี 1955 ^{[ 4 ]}ในฐานะส่วนหนึ่งของการวางแผนสำหรับปีธรณีฟิสิกส์สากล (1957–1958) สหรัฐอเมริกาได้ให้คำมั่นสัญญาต่อสาธารณะว่าจะส่งดาวเทียมเทียมพร้อมการทดลองทางวิทยาศาสตร์ขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2498 คณะกรรมการ กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯว่าด้วยขีดความสามารถพิเศษ ได้เลือกข้อเสนอของกองทัพเรือ เนื่องจากดูเหมือนว่าจะเป็นไปได้มากที่สุดที่จะบรรลุสิ่งต่อไปนี้ภายในฤดูใบไม้ผลิ พ.ศ. 2491: ^{[ 6 ]}

1. ส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรในช่วงปีธรณีฟิสิกส์สากล
2. ดำเนินการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ในวงโคจร
3. ติดตามดาวเทียมและตรวจสอบให้แน่ใจว่าดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรที่เหมาะสมแล้ว

อีกประเด็นหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือ ข้อเสนอของกองทัพเรือใช้จรวดสำรวจ พลเรือน แทนขีปนาวุธทางทหาร ซึ่งถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับการสำรวจทางวิทยาศาสตร์อย่างสันติ สิ่งที่ไม่ได้กล่าวถึงในขณะนั้นคือ สหรัฐฯ มีโครงการดาวเทียมลับอยู่แล้ว คือ WS-117 ซึ่งกำลังพัฒนาความสามารถในการปล่อยดาวเทียมสอดแนมโดยใช้ขีปนาวุธพิสัยกลาง Thor ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ รัฐบาลสหรัฐฯ กังวลว่าโซเวียตจะคัดค้านดาวเทียมทางทหารที่บินผ่านน่านฟ้าสหภาพโซเวียต เช่นเดียวกับที่เคยคัดค้านการรุกล้ำทางอากาศต่างๆ และบอลลูนของ โครงการ Genetrixแนวคิดก็คือ หากมีการปล่อยดาวเทียม "พลเรือน" และ "วิทยาศาสตร์" ที่ชัดเจนขึ้นไปก่อน โซเวียตอาจจะไม่คัดค้าน และด้วยเหตุนี้จึงจะมีการสร้างแบบอย่างว่าอวกาศอยู่เหนือพรมแดนของประเทศ^{[ 7 ]}

โครงการนี้ได้รับการกำหนดให้เป็นโครงการแวนการ์ด (Project Vanguard) โดยอยู่ภายใต้การบริหารจัดการของกองทัพเรือและการกำกับดูแลของกระทรวงกลาโหมห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือ (NRL) ในวอชิงตันได้รับความรับผิดชอบโดยรวม ในขณะที่เงินทุนเริ่มต้นมาจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติผู้อำนวยการคือจอห์น พี. ฮาเกน (ค.ศ. 1908–1990) นักดาราศาสตร์ผู้ซึ่งในปี ค.ศ. 1958 จะได้เป็นผู้ช่วยผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาการบินอวกาศเมื่อมีการก่อตั้งนาซา^{[ 8 ]}หลังจากเกิดความล่าช้าเนื่องจาก NRL เปลี่ยนรูปร่างของดาวเทียมจากรูปทรงกรวย^{[ 9 ]} ดาวเทียมแวนการ์ดทรงกลมขนาด 1.4 กก. (3.1 ปอนด์)รุ่น แรก ถูกสร้างขึ้นที่ NRL และบรรจุแบตเตอรี่เซลล์ปรอท เจ็ดก้อน ใน ภาชนะ ที่ปิดสนิทเครื่องส่งสัญญาณวิทยุติดตามสองเครื่อง ผลึกที่ไวต่ออุณหภูมิ และกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ หกกลุ่ม บนพื้นผิวของทรงกลม ดาวเทียมดวงแรกมีชื่อว่า แวนการ์ด ทีวี 3 ^{[ 10 ]}  

NRL ยังรับผิดชอบในการพัฒนายานปล่อยจรวดแวนการ์ดผ่านสัญญากับบริษัทมาร์ติน (ซึ่งเป็นผู้สร้างจรวดไวกิ้ง) พัฒนาและติดตั้งระบบติดตามดาวเทียม และออกแบบ สร้าง และทดสอบดาวเทียม ระบบติดตามนี้เรียกว่ามินิแทร็กสถานีมินิแทร็กซึ่งออกแบบโดย NRL แต่ทำสัญญาย่อยกับกองทัพบกฝ่ายวิศวกรมีทั้งหมด 14 สถานี^{[ 11 ]}ตามแนวเส้นเหนือ-ใต้ที่วิ่งไปตามชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือและชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ มินิแทร็กเป็นต้นแบบของระบบที่พัฒนาโดย NRL อีกระบบหนึ่งที่เรียกว่าNAVSPASURซึ่งยังคงใช้งานได้ในปัจจุบันภายใต้การควบคุมของกองทัพอากาศและเป็นผู้ผลิตข้อมูลการติดตามยานอวกาศรายใหญ่^{[ 6 ]}

สปุตนิกและเอ็กซ์พลอเรอร์ 1

กำหนดการเดิมระบุว่า TV3 จะถูกปล่อยในช่วงเดือนกันยายน พ.ศ. 2490 แต่เนื่องจากความล่าช้าจึงไม่เกิดขึ้น^{[ 6 ]}ในวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2490 ทีมแวนการ์ดได้ทราบข่าวการปล่อยสปุตนิก 1โดยสหภาพโซเวียตในขณะที่ยังคงทำงานเกี่ยวกับยานทดสอบ (TV-2) ที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบขั้นตอนแรกของจรวดปล่อย แม้ว่าจะทำให้ทีมแวนการ์ดเสียกำลังใจ แต่ Minitrack ก็ประสบความสำเร็จในการติดตามสปุตนิก ซึ่งเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญของ NRL ^{[ 12 ]}เวลา 11:44:35  น. ของวันที่ 6 ธันวาคม มีความพยายามที่จะปล่อย TV-3 จรวดแวนการ์ดพุ่งขึ้นไปในอากาศประมาณ1.2 เมตร (4 ฟุต)เมื่อเครื่องยนต์สูญเสียแรงขับ และจรวดก็ตกลงมาที่แท่นปล่อยทันทีและระเบิด ส่วนหัวของดาวเทียมหลุดออกและตกลงมาโดยอิสระจากจรวดที่ระเบิด สัญญาณเสียงวิทยุของดาวเทียมขนาดเล็กยังคงส่งเสียงอยู่^{[ 13 ] [ 14 ]}ดาวเทียมได้รับความเสียหายเกินกว่าจะใช้งานต่อได้ ปัจจุบันดาวเทียมดวงนี้จัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติ  

หลังจากที่สหภาพโซเวียตปล่อยสปุตนิก 2เมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ. 2490 นีล เอช. แมคเอลรอยรัฐมนตรีว่า การกระทรวงกลาโหมในขณะนั้น ได้สั่งให้กองทัพสหรัฐฯใช้จูโน 1และปล่อยดาวเทียม^{[ 15 ]}เมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2491 กองทัพสหรัฐฯ ได้ปล่อย ดาวเทียม เอ็กซ์พลอเรอร์ 1ด้วยการปล่อยสปุตนิก 1 และ 2 ข้อกังวลก่อนหน้านี้เกี่ยวกับสิทธิในการบินผ่านของดาวเทียมจึงกลายเป็นเรื่องไร้สาระ ดาวเทียมเหล่านั้นถูกปล่อยโดยจรวด R-7 รุ่นแรกๆ ของโซเวียต ซึ่งเป็นพื้นฐานของขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) รุ่นแรกๆ ของสหภาพโซเวียต และแน่นอนว่าเป็นจรวดทางทหาร รวมทั้งมีขนาดใหญ่กว่าจรวดแวนการ์ดประมาณ 40 เท่า

เมื่อวันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2491 โครงการดังกล่าวประสบความสำเร็จในการปล่อยดาวเทียมแวนการ์ด TV-4 ดาวเทียม TV-4 โคจรได้อย่างเสถียร โดยมี จุดสูงสุด ที่วงโคจร3,969 กิโลเมตร (2,466 ไมล์)และจุดต่ำสุดที่ วงโคจร 650 กิโลเมตร (400 ไมล์)มีการคาดการณ์ว่าดาวเทียมดวงนี้จะโคจรอยู่ในอวกาศอย่างน้อย 240 ปี และได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็นแวนการ์ด 1 ซึ่งนอกจากส่วนบนของจรวดแล้ว ยังคงเป็นดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้นที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงโคจรอยู่ในอวกาศจนถึงปัจจุบัน

ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2491 เมื่อความรับผิดชอบของโครงการแวนการ์ดถูกโอนไปยังนาซา ศูนย์กลางของศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดจึงถูกก่อตั้งขึ้น หลังจากการปล่อยจรวดที่ล้มเหลวสี่ครั้ง โครงการก็ประสบความสำเร็จอีกครั้งด้วย SLV-4 ซึ่งเปลี่ยนชื่อเป็นแวนการ์ด II ^{[ 16 ]}หลังจากความล้มเหลวอีกสองครั้ง โครงการก็สิ้นสุดลงด้วยการปล่อยแวนการ์ด III ในปี พ.ศ. 2492

แม้จะถูกบดบังรัศมีโดยสปุตนิก 1และต้องเผชิญกับความอับอายขายหน้าอย่างกว้างขวางจากความพยายามในช่วงแรกที่ไม่ประสบความสำเร็จ โครงการแวนการ์ดก็บรรลุวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ในที่สุด โดยให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับขนาดและรูปร่างของโลกความหนาแน่นของอากาศช่วงอุณหภูมิ และผลกระทบของไมโครอุกกาบาต^{[ 17 ]}วิทยุของแวนการ์ด 1 ยังคงส่งสัญญาณต่อไปจนถึงปี 1964 และข้อมูลการติดตามที่ได้รับจากดาวเทียมดวงนี้เผยให้เห็นว่าโลกไม่ได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบเสียทีเดียว มันมีรูปร่างคล้ายลูกแพร์เล็กน้อย สูงขึ้นที่ขั้วโลกเหนือและแบนราบที่ขั้วโลกใต้มันแก้ไขความคิดเกี่ยวกับความหนาแน่นของบรรยากาศที่ระดับความสูง และปรับปรุงความแม่นยำของแผนที่โลก โครงการแวนการ์ดถูกโอนไปยังนาซาเมื่อหน่วยงานนั้นถูกสร้างขึ้นในช่วงกลางปี ​​1958

จรวด Vanguard "Satellite Launch Vehicle" ซึ่งเป็นคำที่คิดค้นขึ้นสำหรับจรวด SLV ที่ใช้งานได้จริง ต่างจากรุ่นทดสอบ (TV) นั้น มีขนาดเล็กกว่าและเบากว่า จรวด Jupiter-C / Juno 1ที่ใช้ฐานRedstoneซึ่งใช้ปล่อย ดาวเทียม ExplorerหรือจรวดR-7 ขนาดมหึมา ที่โซเวียตใช้ปล่อยดาวเทียม Sputnik ในยุคแรก ๆ

โครงการแวนการ์ด 1 ได้นำเสนอเทคโนโลยีมากมายที่ถูกนำไปใช้ในโครงการดาวเทียมของสหรัฐฯ ในเวลาต่อมา ตั้งแต่การปล่อยจรวดไปจนถึงการติดตามดาวเทียม ตัวอย่างเช่น โครงการนี้ได้พิสูจน์ในการบินว่าเซลล์แสงอาทิตย์สามารถใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องส่งสัญญาณวิทยุได้นานหลายปี เซลล์แสงอาทิตย์ของแวนการ์ดใช้งานได้ประมาณเจ็ดปี ในขณะที่แบตเตอรี่ทั่วไปที่ใช้จ่ายพลังงานให้กับเครื่องส่งสัญญาณอีกเครื่องหนึ่งบนยานนั้นใช้งานได้เพียง 20 วันเท่านั้น

แม้ว่า "เสียง" ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ของแวนการ์ดจะเงียบไปในปี 1964 แต่ก็ยังคงให้บริการแก่ชุมชนวิทยาศาสตร์ การติดตามด้วยแสงจากภาคพื้นดินของแวนการ์ดที่ปัจจุบันไม่ทำงานแล้วยังคงให้ข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของดวง อาทิตย์ ดวงจันทร์และชั้นบรรยากาศของโลกต่อวงโคจรของดาวเทียม แวนการ์ด 1 ครบรอบ 50 ปีในอวกาศเมื่อวันที่ 17 มีนาคม 2008 [ ^{18 ] ใน}ช่วงหลายปีหลังจากการปล่อย ดาวเทียมขนาดเล็กนี้ได้โคจรรอบโลกมากกว่า 196,990 รอบ และเดินทางเป็นระยะทาง5.7 พันล้านไมล์ทะเล (10.6 พันล้านกิโลเมตร)ซึ่งเป็นระยะทางจากโลกไปยังบริเวณที่ไกลออกไปจากดาวเคราะห์แคระพลูโตและกลับมาครึ่งทาง การประมาณการเดิมระบุว่าวงโคจรจะคงอยู่ได้ 2,000 ปี แต่พบว่าแรงดันรังสีจากดวงอาทิตย์และแรงต้านของชั้นบรรยากาศในช่วงที่มีกิจกรรมของดวงอาทิตย์สูงทำให้เกิดการรบกวนอย่างมีนัยสำคัญในความ สูงของ จุดใกล้โลกที่สุดของดาวเทียม ซึ่งทำให้ลดอายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้ลงเหลือประมาณ 240 ปี^{[ 19 ]}  

เที่ยวบินแรกของโครงการแวนการ์ด ซึ่งเป็นการ ทดสอบ วงโคจรย่อย ที่ประสบความสำเร็จ ของยานแวนการ์ด TV0แบบขั้นตอนเดียว ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 1956 ต่อมาเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 1957 ยานทดสอบแบบสองขั้นตอน TV1 ก็ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศอย่างประสบความสำเร็จ และแวนการ์ด TV2 ซึ่งเป็นการทดสอบวงโคจรย่อยที่ประสบความสำเร็จอีกครั้ง ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 23 ตุลาคม 1957

จรวดแวนการ์ดสามารถปล่อยดาวเทียมได้ 3 ดวง จากความพยายามปล่อยทั้งหมด 11 ครั้ง:

1. Vanguard TV3 – 6 ธันวาคม พ.ศ. 2490 – ไม่สามารถส่งดาวเทียมหนัก 1.36 กก. (3.0 ปอนด์)ขึ้นสู่วง โคจรได้ – แรงดันถังต่ำทำให้เครื่องยนต์ดับ T+2 วินาที^{[ 20 ]}  
2. Vanguard TV3 Backup – 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2491 – ไม่สามารถส่ง ดาวเทียม ขนาด 1.36 กก. (3.0 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรได้ – ความล้มเหลวในการควบคุมทำให้ยานแตกออก T+55 วินาที^{[ 21 ]}  
3. Vanguard 1 – 17 มีนาคม พ.ศ. 2491 – โคจรดาวเทียม หนัก 1.47 กก. (3.2 ปอนด์)   ^{[ 22 ]}
4. Vanguard TV5 – 28 เมษายน พ.ศ. 2491 – ไม่สามารถส่ง ดาวเทียมหนัก 9.98 กก. (22.0 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรได้ – ความล้มเหลวในการแยกตัวของขั้นที่ 3 ^{[ 23 ]}  
5. Vanguard SLV-1 – 27 พฤษภาคม 1958 – ไม่สามารถส่งดาวเทียมหนัก 9.98 กก. เข้าสู่วงโคจรได้ – ความล้มเหลวในการควบคุมทิศทางของขั้นที่ 2 ทำให้ขั้นที่ 3 ไม่สามารถเข้าสู่มุมที่ถูกต้องสำหรับการเข้าสู่วงโคจรได้^{[ 24 ]}
6. Vanguard SLV 2 – 26 มิถุนายน พ.ศ. 2491 – ไม่สามารถส่งดาวเทียมหนัก 9.98  กก. ขึ้นสู่วงโคจรได้ – ขั้นที่ 2 สูญเสียแรงขับหลังจากเผาไหม้เพียง 8 วินาทีเนื่องจากท่อเชื้อเพลิงอุดตัน^{[ 25 ]}
7. Vanguard SLV 3 – 28 กันยายน พ.ศ. 2491 – ไม่สามารถส่ง ดาวเทียมหนัก 9.98 กก. เข้าสู่วงโคจรได้ – แรงขับของขั้นที่ 2 ไม่เพียงพอสำหรับการเข้าสู่วงโคจรเนื่องจากการอุดตันของท่อเชื้อเพลิง^{[ 26 ]}
8. Vanguard 2 – 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2492 – โคจรดาวเทียม หนัก 10.8 กก. (24 ปอนด์)   ^{[ 27 ]}
9. Vanguard SLV 5 – 13 เมษายน พ.ศ. 2492 – ไม่สามารถส่ง ดาวเทียมหนัก 10.3 กก. (23 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรได้ – ความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิกขั้นที่ 2 ทำให้สูญเสียการควบคุม^{[ 28 ]}  
10. Vanguard SLV 6 – 22 มิถุนายน พ.ศ. 2492 – ไม่สามารถส่ง ดาวเทียมหนัก 10.3 กก. ขึ้นสู่วงโคจรได้ – ขั้นที่ 2 ระเบิดเนื่องจากวาล์วระบายฮีเลียมค้าง^{[ 29 ]}
11. Vanguard 3 – 18 กันยายน พ.ศ. 2492 – โคจรดาวเทียม หนัก 22.7 กก. (50 ปอนด์)   ^{[ 30 ]}

• โครงการนักสำรวจ
• รายชื่อยานอวกาศที่ชื่อสปุตนิก
• วิกฤตการณ์สปุตนิก

• Vanguard - A History (NASA SP-4202, 1970) หนังสือออนไลน์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2018 ที่Wayback Machine
• เอกสารชุดประวัติศาสตร์ของ NASA (หลายฉบับมีให้ดูทางออนไลน์)
• NOVA - ข้อมูลลับของสปุตนิก - PBS.org