LCROSS - LCROSS

LCROSS
LCROSS Centaur 1.jpg
Kosmická loď LCROSS, výtvarné ztvárnění
Typ mise Lunární impaktor
Operátor NASA  / ARC
ID COSPARU 2009-031B
SATCAT č. 35316
webová stránka NASA - LCROSS
Délka mise Spuštění do posledního nárazu: 3 měsíce, 20 dní, 14 hodin, 5 minut.
Vlastnosti kosmických lodí
Autobus Orel-0
Výrobce Northrop Grumman
Spustit hmotu Shepherding Spacecraft: 621 kilogramů (1369 lb)
Kentaur: 2249 kilogramů (4958 lb)
Začátek mise
Datum spuštění 18. června 2009, 21:32:00  UTC ( 2009-06-18UTC21: 32Z )
Raketa Atlas V 401
Spusťte web Mys Canaveral SLC-41
Dodavatel United Launch Alliance
Orbitální parametry
Referenční systém Geocentrický
Režim Vysoká Země
Doba 37 dní
Lunární impaktor
Datum dopadu 9. října 2009, 11:37  UTC ( 2009-10-09UTC11: 38Z )
 

Lunar Crater Observation a Sensing Satellite ( LCROSS ) byl robotická sonda provozována NASA . Mise byla koncipována jako levný způsob určování povahy vodíku detekovaného v polárních oblastech Měsíce . Zahájen bezprostředně po objevu měsíční vody pomocí Chandrayaan-1 , hlavním cílem mise LCROSS bylo dále prozkoumat přítomnost vody ve formě ledu v trvale zastíněném kráteru poblíž měsíční polární oblasti. Úspěšně potvrdila vodu v jižním měsíčním kráteru Cabeus .

Byla zahájena společně s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 18. června 2009 v rámci sdíleného programu Lunar Precursor Robotic Program , první americké mise na Měsíc za více než deset let. Společně LCROSS a LRO tvoří předvoj návratu NASA na Měsíc a očekává se, že budou ovlivňovat rozhodnutí vlády USA o tom, zda Měsíc kolonizovat či nikoli .

LCROSS byl navržen tak, aby sbíral a přenášel data z nárazu a oblaku nečistot, které byly způsobeny tím, že raketa strávila na horním stupni Centaur (a Shepherding Spacecraft shromažďující data) narazila do kráteru Cabeus poblíž jižního pólu Měsíce.

Centaur měl nominální nárazovou hmotnost 2 305 kg (5 081 lb) a nárazovou rychlost asi 9 000 km/h (5 600 mph), čímž uvolnil kinetickou energii odpovídající detonaci přibližně 2 tuny TNT (7,2 GJ ).

LCROSS utrpěl 22. srpna poruchu, vyčerpal polovinu paliva a zanechal ve vesmírné lodi velmi malé rozpětí paliva.

Kentaur úspěšně zasáhl 9. října 2009 v 11:31 UTC . Kosmická loď Shepherding sestoupila skrz Centaurův vymršťovací oblak, sbírala a předávala data, což dopadlo o šest minut později v 11:37 UTC.

Na rozdíl od tehdejších mediálních zpráv nebyl dopad ani jeho prachový oblak ze Země vidět pouhým okem ani dalekohledy.

Mise

Blesk z dopadu LCROSS Centaur.

LCROSS byla rychlá a levná doprovodná mise do LRO. Užitečné zatížení LCROSS bylo přidáno poté, co NASA přesunula LRO z Delty II do větší nosné rakety. Bylo vybráno z 19 dalších návrhů. Mise LCROSS byla věnována zesnulému americkému provozovateli vysílání Walteru Cronkite .

LCROSS vypustil s LRO na palubu rakety Atlas V z mysu Canaveral na Floridě 18. června 2009 v 21:32 UTC (17:32 EDT ). 23. června, čtyři a půl dne po startu, LCROSS a jeho připojená posilovací raketa Centaur úspěšně dokončily lunární výkyv a vstoupily na polární oběžnou dráhu Země s periodou 37 dní, přičemž LCROSS umístily pro dopad na měsíční pól.

Brzy ráno, 22. srpna 2009, pozemní kontroloři LCROSS objevili anomálii způsobenou problémem se senzorem, což mělo za následek, že kosmická loď spotřebovala až 140 kilogramů (309 liber) paliva, což v té době zůstalo více než polovina paliva. Podle Dana Andrewse, projektového manažera LCROSS, „Naše odhady nyní jsou, pokud do značné míry určíme misi, tj. Stačí splnit věci, které musíme [udělat], abychom práci zvládli s plným úspěchem mise, jsme stále v černá na pohonnou látku, ale ne o moc. “

Dráha LCROSS
Animace LCROSS ‚s trajektorii od 18. června 2009 do 9. října 2009
  LCROSS  ·   Měsíc  ·   Země
Ilustrace raketového stupně LCROSS Centaur a kosmické lodi Shepherding, jak se blíží k dopadu na lunární jižní pól 9. října 2009.

K lunárním nárazům, přibližně po třech oběžných drahách, došlo 9. října 2009, kdy Kentaur narazil na Měsíc v 11:31 UTC a Shepherding Spacecraft o několik minut později. Tým mise původně oznámil, že cílovým kráterem pro duální dopady LCROSS bude Cabeus A, ale později cíl vylepšil tak, aby byl větším, hlavním kráterem Cabeus.

Při konečném přiblížení na Měsíc se Shepherding Spacecraft a Centaur oddělily 9. října 2009 v 01:50 UTC. Centaurský horní stupeň fungoval jako těžký nárazový nárazník a vytvořil oblak trosek, který stoupal nad měsíční povrch. Po čtyřech minutách po dopadu horního stupně Kentaura proletěla kosmická loď Shepherding skrz tento oblak trosek, sbírala a předávala data zpět na Zemi, než narazila na měsíční povrch, aby vytvořila druhý oblak trosek. Rychlost nárazu byla projektována na 9 000 km/h (5 600 mph) nebo 2,5 km/s.

Očekávalo se, že náraz Kentaura vyhloubí více než 350 metrických tun (390 čistých tun ) měsíčního materiálu a vytvoří kráter o průměru asi 27 m (90 stop) do hloubky asi 5 m (16 stop). Předpokládalo se, že náraz Shepherding Spacecraft vyhloubí odhadem 150 metrických tun (170 malých tun) a vytvoří kráter o průměru přibližně 18 m (60 stop) do hloubky asi 3 m (10 stop). Očekávalo se, že většina materiálu v oblaku trosek Centaur zůstane v (měsíčních) výškách pod 10 km (6 mi).

Doufalo se, že spektrální analýza výsledného oblaku nárazu pomůže potvrdit předběžná zjištění misí Clementine a Lunar Prospector, která naznačovala, že v trvale zastíněných oblastech může být vodní led . Vědci z misí očekávali, že nárazový oblak Kentaura bude viditelný dalekohledy amatérské třídy s clonami od 25 do 30 cm (10 až 12 palců). Ale takové amatérské teleskopy žádný oblak nepozorovaly. Ani teleskopy světové třídy, jako je dalekohled Hale , vybavené adaptivní optikou, nezjistily oblak. Chochol se stále mohl vyskytovat, ale v malém měřítku nebyl ze Země zjistitelný. Oba dopady byly také monitorovány observatořemi na Zemi a orbitálními prostředky, jako je Hubble Space Telescope .

Zda LCROSS zjistí, že voda najde nebo ne, bylo uvedeno jako vlivné v tom, zda vláda Spojených států usiluje o vytvoření základny na Měsíci . 13. listopadu 2009 NASA potvrdila, že voda byla detekována poté, co Kentaur narazil na kráter.

Kosmická loď

Kosmická loď LCROSS ( rozložený pohled )

Mise LCROSS využila strukturálních schopností prstenu ESPA (Secondary Payload Vehicle ) adaptéru sekundárního užitečného zatížení Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV), který slouží k připevnění LRO k raketě vyššího stupně Centaur k vytvoření Shepherding Spacecraft. Na vnější straně ESPA bylo umístěno šest panelů, které pojaly vědecké užitečné zatížení kosmické lodi, velitelské a řídicí systémy, komunikační zařízení, baterie a solární panely. Malý prstencový pohonný systém byl namontován uvnitř prstence. Připojeny byly také dvě všesměrové antény S Band a dvě antény se středním ziskem. Přísný harmonogram, hmotnost a rozpočet mise představovaly obtížné úkoly pro technické týmy z NASA Ames Research Center (ARC) a Northrop Grumman . Jejich kreativní myšlení vedlo k jedinečnému využití prstence ESPA a inovativnímu získávání dalších komponent kosmických lodí. Kruh ESPA se obvykle používá jako platforma pro uložení šesti malých rozmístitelných satelitů; pro LCROSS se stala páteří satelitu, první pro prsten. LCROSS také využil výhod komerčně dostupných přístrojů a použil mnoho již letem ověřených komponent použitých na LRO .

LRO (nahoře, stříbro) a LCROSS (dole, zlato) připraveno na kapotáž

LCROSS je řízen NASA ARC a byl postaven Northrop Grumman . Předběžná kontrola návrhu LCROSS byla dokončena 8. září 2006. Mise LCROSS prošla přezkoumáním potvrzení mise 2. února 2007 a kritickým přezkoumáním návrhu dne 22. února 2007. Po sestavení a testování v Ames poskytlo užitečné zatížení přístroje od Ecliptic Enterprises Corporation, byla odeslána 14. ledna 2008 společnosti Northrop Grumman pro integraci s kosmickou lodí. LCROSS prošel kontrolou 12. února 2009.

Nástroje

Užitečné zatížení vědeckého přístroje LCROSS Shepherding Spacecraft od ARC NASA sestávalo z celkem devíti přístrojů: jeden viditelný, dva blízké infračervené a dvě střední infračervené kamery; jeden viditelný a dva blízké infračervené spektrometry; a fotometr. Jednotka pro zpracování dat (DHU) shromažďovala informace z každého nástroje pro přenos zpět do LCROSS Mission Control. Kvůli časovým a rozpočtovým omezením využil LCROSS výhody robustních, komerčně dostupných komponent. Jednotlivé přístroje prošly přísným testovacím cyklem, který simuloval startovací a letové podmínky, identifikoval konstrukční slabiny a nezbytné úpravy pro použití ve vesmíru, kdy výrobci mohli své návrhy upravit.

Výsledek

Dopad nebyl tak vizuálně výrazný, jak se očekávalo. Vedoucí projektu Dan Andrews věřil, že to bylo kvůli simulacím před nárazem, které zveličovaly výtečnost oblaku. Kvůli problémům s šířkou pásma dat byly expozice krátké, což způsobilo, že oblak byl na obrázcích ve viditelných spektrech špatně vidět. To vedlo k potřebě zpracování obrazu pro zvýšení jasnosti. Infračervená kamera také zachytila ​​tepelný podpis dopadu posilovače.

Přítomnost vody

Dne 13. listopadu 2009 NASA oznámila, že několik řádků důkazů ukazuje, že voda byla přítomna jak ve vysokém úhlu parního oblaku, tak ve vyhazovací cloně vytvořené nárazem LCROSS Centaur. V listopadu 2009 vyžadovala koncentrace a distribuce vody a dalších látek podrobnější analýzu. Další potvrzení pochází z emise v ultrafialovém spektru, která byla přičítána fragmentům hydroxylu , produktu z rozpadu vody slunečním zářením. Analýza spekter ukazuje, že rozumný odhad koncentrace vody ve zmraženém regolitu je řádově jedno procento. Důkazy z jiných misí naznačují, že se mohlo jednat o relativně suché místo, protože se zdá, že se silná ložiska relativně čistého ledu objevují v jiných kráterech. Pozdější, definitivnější analýza zjistila, že koncentrace vody je „5,6 ± 2,9% hmotnostních“. 20. srpna 2018 NASA potvrdila led na povrchu na pólech Měsíce.

Snímky

Fotky LCROSS lunar swingby (23. června 2009)

  • Jeden z prvních snímků z družice pro pozorování a snímání měsíčního kráteru (LCROSS) pomocí kamery s viditelným světlem během kývání Měsíce. LCROSS má devět vědeckých nástrojů, které shromažďují různé typy údajů, které se navzájem doplňují.

  • Obraz Měsíce v infračervené kameře pořízený středovou infračervenou kamerou LCRARS Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Toto je vůbec první infračervený snímek odvrácené strany Měsíce.

  • Další snímek Měsíce viditelný kamerou pořízený kosmickou lodí LCROSS během lunárního swingu

LCROSS Centaur separační fotografie (Dopad - 9 hodin 40 minut, 9. října 2009)

  • Téměř infračervený snímek oddělení LCROSS Centaur, jak je vidět z kosmické lodi LCROSS Shepherding

  • Střední infračervený (falešný barevný) obraz separace LCROSS Centaur (červená-> horká, modrá-> studená)

  • Obraz STK ( Satellite Tool Kit ) kosmické lodi LCROSS po oddělení Kentaura

Dopadové fotografie Centaur/LCROSS (11:31 UTC, 9. října 2009)

  • Snímek pořízený z nárazu horního stupně Kentaura do kráteru Cabeus poblíž jižního pólu Měsíce. Snímky pořídila kosmická loď LCROSS Shepherding.

  • Místa dopadu řádků Diviner LCROSS jsou překryta na denní termální mapě jižní polární oblasti Měsíce ve stupních šedi. K výběru konečného místa dopadu LCROSS uvnitř kráteru Cabeus byla použita divinerová data, která vzorkovala extrémně chladnou oblast v trvalém stínu, která může sloužit jako účinná past na chlad pro vodní led a jiné zmrazené těkavé látky.

  • Předběžné, nekalibrované termální mapy LRO/Diviner místa dopadu Centaur/LCROSS pořízené dvě hodiny před nárazem a 90 sekund po dopadu. Tepelný podpis nárazu byl jasně detekován ve všech čtyřech kanálech tepelného mapování Diviner.

Ocenění

Společnost LCROSS získala řadu ocenění za své technické, manažerské a vědecké úspěchy.

  • 2010: Northrop Grumman Northrop Grumman Corporate 2010 Award for Excellence (tým Northrop Grumman)
  • 2010: Cena časopisu Breakthrough časopisu Popular Mechanics za inovace ve vědě a technice.
  • 2010: NASA Honor Award - Group Achievement, (Vědecký tým LCROSS)
  • 2010: NASA Honor Award - Group Achievement, (LCROSS Mission Operations Team)
  • 2010: NASA Honor Award - Group Achievement, za „vynikající profesionalitu, inovace v dosahu a vzdělávání a za integraci dosahu pro dvě mise do jednoho startu“. (Týmy LRO/LCROSS/LPRP EPO)
  • 2010: NASA Honor Award - medaile za výjimečné úspěchy (Rusty Hunt)
  • 2010: NASA Honor Award - Vynikající vůdčí medaile, (Dan Andrews a Tony Colaprete)
  • 2010: NASA Honor Award - Group Achievement, LCROSS Science and Payload Team
  • 2010: NASA Ames Honor Award, kategorie „Výjimečný úspěch“ (Ken Galal)
  • 2010: Cena prezidenta sektoru Northrop Grumman AS, kategorie „Operational Excellence“ (tým Northrop Grumman)
  • 2010: Nominace na cenu laureáta Týdne letectví, kategorie „Vesmír“
  • 2010: Space Foundation "John L. 'Jack' Swigert Jr., Cena za průzkum vesmíru"
  • 2010: National Space Society „Space Pioneer Award“ 2009, kategorie „Věda a inženýrství“
  • 2010: Northrop Grumman „Distinguished Engineering Project Achievement Award“, 55. výroční technická rada
  • 2010: Cena NASA OCE Systems Engineering Award, kancelář hlavního inženýra NASA
  • 2010: Aviation Week 2009 Program Excellence Award, kategorie „Výroba a udržení na úrovni systému“
  • 2009: „Cena za výjimečnost“ technických služeb Northrop Grumman : 2009, (tým LCROSS)
  • 2009: NASA Ames Honor Award, kategorie „tým“ (tým LCROSS)
  • 2009: NASA Ames Honor Award, kategorie „Engineering“ (Tom Luzod)
  • 2009: NASA Honor Award - medaile za výjimečné úspěchy, (Dan Andrews)
  • 2009: NASA Honor Award - Group Achievement, projektový tým LCROSS
  • 2009: NASA Systems Engineering Excellence Award, (Darin Foreman, Bob Barber)
  • 2008: ILEWG International Lunar Exploration „Technology Award“, za vývoj pokročilých technologií v rámci tvrdých omezení krátkého času a nákladů
  • 2008: NASA Ames Honor Award, kategorie „Engineering“ (Bob Barber)
  • 2008: Cena Northrop Grumman „Mission Excellence“, tým kosmických lodí LCROSS
  • 2007: NASA Ames Honor Award - Group Achievement, Úspěšné dokončení CDR
  • 2006: NASA Ames Honor Award, kategorie „Project Management“ (Dan Andrews)

Viz také

Reference

Externí zdroje