Lunar Reconnaissance Orbiter
Organizace | NASA |
---|---|
Stavitel | Goddard (NASA) |
Program | Lunární předchůdce robotický |
Pole | Studie měsíce |
Typ mise | Orbiter |
Postavení | Provozní |
Zahájení | 18. června 2009v 21:32 UT |
Spouštěč | Atlas V 401 |
Život | 1 rok (primární mise) |
Identifikátor COSPAR | 2009-031A |
Planetární ochrana | Kategorie II |
Stránky | [1] |
Mše při startu | 1,916 kg |
---|---|
Pohon | Chemikálie |
Hmota hnacího plynu | 898 kg |
Δv | 1,87 km / s |
Kontrola postoje | Stabilizováno ve 3 osách |
Zdroj energie | Solární panely |
Elektrická energie | 685 W. |
Obíhat | Kruhová dráha |
---|---|
Nadmořská výška | 50 km |
LROC | Fotoaparáty |
---|---|
VYTVOŘIT | Detektor kosmického záření |
DLRE | Infračervený radiometr |
SVÍTILNA | Ultrafialový spektrometr |
PŮJČOVAT | Detektor neutronů |
LOLA | Laserový výškoměr |
Mini-RF | Radar |
Lunar Orbiter Recognition (RSO) jekosmická loďtypuorbiterzNASAbyla zahájena v roce 2009 s cílem zkoumatMěsícz oběžné dráhy. LRO je součástírobotického programu Lunar Precursor Robotic, jehož cílem je provést důkladný průzkum našeho satelitu, zejména připravit mise s posádkouprogramuLunar ExplorationConstellationzrušené dne11. října 2010 prezident Obama.
LRO, jehož celková hmotnost je 1 916 kg , nese sedm vědeckých přístrojů včetně kamer viditelného světla , infračervený radiometr , ultrafialový spektrometr a různé přístroje určené k detekci přítomnosti vody. LRO je umístěna na obzvláště nízké oběžné dráze 50 km kolem Měsíce, což jí umožňuje provádět extrémně podrobná pozorování povrchu. Telekomunikační systém je dimenzován na přenos velmi velkého objemu dat, který z něj vyplývá. Cílem sondy je nakreslit mapu Měsíce s vysokým rozlišením, pokusit se detekovat přítomnost vody v polárních oblastech, definovat kompletní geodetický systém a posoudit intenzitu ionizujícího záření kosmického původu.
LRO je spuštěno dne 18. června 2009pomocí Atlas V spouštěč z odpalovací základny Cape Canaveral , s druhou měsíční kráter pozorování a snímání Satellite (LCROSS) měsíční sonda mající komplementární poslání. Přístroje sondy umožňují s nepřekonatelnou přesností nakreslit topografickou mapu (s reliéfem) a dvourozměrnou mapu Měsíce. Mise, která původně trvala jeden rok, byla několikrát prodloužena.
Po dokončení projektu sondy LRO plánuje NASA vyslat astronauty na Měsíc kolem roku 2020 jako součást svého programu Constellation : jedná se o konkretizaci dlouhodobé americké vesmírné strategie definované prezidentem Georgem W. Bushem v roceledna 2004, uvedeno v dokumentu Vision for Space Exploration . Program Constellation si klade za cíl vyslat astronauty na Měsíc kolem roku 2020 pro dlouhodobé mise (7 dní místo 3 pro program Apollo ). Přistávací místa jsou zvažována v polárních oblastech, které jsou téměř trvale osvětleny, aby mohly těžit jak z více slunečního svitu, tak z kratších nocí a méně extrémních teplot. Ve vzdálenější perspektivě se rovněž počítá s využitím ložisek vodního ledu, které možná existují v těchto zeměpisných šířkách v oblastech trvale ve stínu.
LRO představuje se svým společníkem LCROSS první přípravnou misi tohoto projektu. Tyto dvě kosmické lodě jsou součástí robotického programu Lunar Precursor Robotic, který sdružuje několik misí vesmírných sond, které musí být vypuštěny na Měsíc, aby se připravily na budoucí lety s posádkou. V roce 2010 byl program Constellation zrušen z finančních důvodů.
Hlavní cíle mise jsou:
Startovací okno je zvolena tak, že oběžná rovina sondy kolem výsledných Moon shoduje s azimutu Slunce v době měsíčních slunovratů. Jedním z cílů LRO je skutečně identifikovat polární zóny umístěné trvale ve stínu nebo naopak trvale osvětlené. Když se orbitální rovina shoduje s orientací Slunce během lunárních slunovratů, sonda může určit nejextrémnější podmínky slunečního svitu, s nimiž se polární oblasti setkávají.
LRO je vstřikován na přenosovou dráhu směrem k Měsíci pomocí odpalovacího zařízení Atlas V. Typ odpalovacího zařízení také nese sondu LCROSS, jejímž úkolem je pokusit se detekovat přítomnost vody uvnitř kráterů umístěných v oblastech pólů Měsíce. Po čtyřech dnech navigace a oprava jednoho předmětu na poloviny ( 28 m / s ), přičemž LRO sonda používá jeho rakety čtyřikrát s Delta-v tomto pořadí 567 m / s , 185 m / s , 133 m / s a 41 m / s dostat se na eliptickou oběžnou dráhu 30 × 216 km . Sonda zůstává na této oběžné dráze po dobu 60 dnů, během nichž jsou vědecké přístroje aktivovány a kalibrovány (akceptační fáze). Poslední impuls umístí sondu na její kruhovou pracovní dráhu polárního typu ve výšce 51 km nad měsíční půdou. Tato zvláště nízká oběžná dráha je zvolena tak, aby umožňovala velmi podrobné studium měsíční půdy.
Na konci 60denní přejímací fáze začne sonda shromažďovat vědecká data. Očekává se, že všech cílů bude dosaženo přibližně jeden rok po datu spuštění. Každý den sonda přenáší přibližně 460 gigabajtů dat (90% je generováno kamerami viditelného světla ). Ty jsou přenášeny v pásmu Ka rychlostí 100 milionů bitů za sekundu do jediné pozemní přijímací stanice White Sands, která je viditelná z LRO 2 až 6krát denně po dobu 45 minut.
Díky relativním pohybům Země, Slunce a Měsíce je Země viditelná ze sondy nepřetržitě po dobu dvou dnů dvakrát za měsíc a Slunce nepřetržitě po dobu jednoho měsíce dvakrát za rok. V době lunárních slunovratů (dvakrát ročně) provádí sonda rotační pohyb o 180 °, aby byla schopna prezentovat efektivní tvář svého solárního panelu Slunci. Na své oběžné dráze sonda střídá osvětlené a stínové období, z nichž každá trvá v průměru 56 minut. Během trvání své mise však sonda zažívá několik období úplného nebo částečného zatmění několika hodin spojených s interpozicí Země mezi Měsícem a Sluncem. Nejzávažnější je15. června 2011(úplné zatmění 1 h 41 min a částečné zatmění 3 h 40 min ), během nichž musí být akumulátory vybity 90%. Kvůli nepravidelnému gravitačnímu poli Měsíce se výstřednost oběžné dráhy postupně upravuje a po 60 dnech hrozí, že sonda narazí na povrch Měsíce. LRO věnuje první rok Delta-v 150 m / s pro udržení své oběžné dráhy. Opravy oběžná dráha se provádějí jednou za čtyři týdny, zatímco desaturace z reakčních kol se provádí každé dva týdny.
Sonda má dostatečnou rezervu paliva (Delta-v 65 m / s ), aby mohla být na oběžné dráze 30 × 216 km prodloužena nejméně o tři roky . Krátce po skončení mise a vyčerpání paliva již sonda nedokáže korigovat svoji oběžnou dráhu, musí zasáhnout měsíční půdu.
LRO měsíční sonda váží 1.916 kg, včetně 898 kg paliva, aby bylo možné poskytnout Delta-V z 1270 m / s . Energii jí dodává orientovatelný solární panel, který jí dodává 685 wattů uložených v lithium-iontových akumulátorech . Jakmile je solární panel nasazen, má satelit rozpětí křídel 4,30 m krát 3,25 m , bez ohledu na anténu s vysokým ziskem rozmístěnou na konci stožáru, která zvyšuje rozpětí křídel o 2,59 metru. Shromážděná data jsou přenášena do řídicího centra v pásmu Ka (vysoká rychlost) nebo v pásmu S rychlostí, která může dosáhnout 100 MB za sekundu. Celkový objem za den může dosáhnout 461 GB . Mapovací operace generují mezi 70 a 100 terabajty obrázků.
Sonda má 4 raketové motory z 80 newtonů na tahu při zavádění manévry na oběžné dráze, a proto se nazývá IT ( vložení rakety ). Tyto trysky přicházejí ve dvou skupinách po 2. Pouze jedna z těchto dvou skupin je dostatečná k tomu, aby umožnila manévr vyžadující největší tlak během vkládání na oběžnou dráhu. Kromě toho se 8 raketových motorů s tahem 20 newtonů používá pro jemné korekce na oběžné dráze i pro řízení polohy . Proto se jim říká AT ( thrusters ). Sonda je stabilizována na 3 osách, to znamená, že její orientace je fixována ve hvězdném referenčním rámci. Řízení polohy je dosaženo pomocí dvouhvězdových hledáčků , setrvačníku a čtyř reakčních koleček . V případě ztráty kontroly převezme v „režimu přežití“ deset solárních kolektorů, aby poskytly přibližnou referenční orientaci.
Sonda nese šest vědeckých přístrojů a technologický demonstrátor:
LAMP ultrafialový spektrometr.
Detektor kosmického záření CRaTER.
Infračervený radiometr DLRE.
Detektor neutronů LEND.
Laserový výškoměr LOLA.
Kamery LROC pro viditelné světlo.
Předběžný Design Review (PDR) sondy vyvinutého Goddard Space Flight Center byla provedena v únoru 2006 a konečný návrh ( Critical Design Review - CDR) byl ověřen vListopadu 2006. Sonda je spuštěna18. června 2009v 21:32 UT odpalovacím zařízením Atlas V ze startovací základny Cape Canaveral . vzáří 2010, počáteční mise končí. NASA se rozhodne ji prodloužit při zachování stejné oběžné dráhy. vledna 2011tým odpovědný za misi deaktivuje radar Mini-RF, který splnil své cíle provedením více než 400 odečtů, ale po selhání již nepřináší použitelné výsledky.
Sonda vrací své první snímky měsíčního povrchu ve vysokém rozlišení 30. června 2009. Tyto velmi slibné obrázky pokrývají oblast na východ od impaktního kráteru Hell E, jižně od Moře mraků . vzáří 2009, tepelná data shromážděná DLRE (Diviner Lunar Radiometer Experiment), potvrzují přítomnost extrémně chladných zón trvale umístěných ve stínu na jižním pólu Měsíce. Přístroj měří teploty až do - 248 ° C. Je to jedna z nejnižších teplot dosud zaznamenaných ve sluneční soustavě , nižší než teplota povrchu Pluta . Optické přístroje LRO poskytují podrobné snímky míst měsíčních misí programu Apollo a na pořízených fotografiích jsou vidět pohyby astronautů na povrchu měsíce. Tyto informace mimo jiné umožňují poskytnout geologický kontext vzorků měsíční půdy přinesených zpět na Zemi. LRO se také podařilo lokalizovat a vyfotografovat sovětskou sondu Lunokhod 1 , jejíž laserový retroreflektor se během testu provedeného ze Spojených států ukázal jako dokonale funkční. LRO hraje zásadní roli v dvojité misi LCROSS tím, že poskytuje svým přístrojům topografii regionu, ve kterém se LCROSS musí zhroutit, aby splnil své cíle, to znamená regiony, které pravděpodobně budou zadržovat vodu vzhledem k jejich teplotě a množství vodíku. Daleko ultrafialový spektrograf LAMP ( Lyman alfa Mapping Project ) na palubě měsíční družice se zdá, ukazuje na přítomnost 1 až 2% z vodního ledu na povrchu na spodní části kráterů zatímco vědci očekávat, které v důsledku bombardování sluneční vítr , je zachován pouze pod povrchem. Kromě toho pórovitost země dosahuje 70% proti 40% v osvětlených oblastech.
Fotografie severního pólu pořízená z 983 fotografií LROC pořízených, když je pól nejpříznivěji vystaven slunci. Mělo by to umožnit identifikaci oblastí, které jsou trvale ve stínu.
Místo přistání na Měsíci Apollo 17 , vyfotografováno sondou LRO15. září 2009, v nadmořské výšce 50 km .
Obrázek místa přistání na Měsíci Apollo 11 pořízený Lunar Reconnaissance Orbiter dne15. července 2009.
LRO umožňuje vypracovat tři topografické mapy, jejichž úroveň podrobností je nad rámec srovnání s existujícími mapami. Tyto tři mapy definují obrysy reliéfů Měsíce, svahy a nakonec drsnost povrchu. Části týkající se skryté tváře Měsíce, málo známé, jasně ukazují, že náš satelit prošel obzvláště násilným bombardováním, což se odráží v přítomnosti kráteru povodí jižního pólu-Aitken, který představuje největší impaktní kráter známý ve sluneční soustavě. Zdá se, že snímky pořízené LRO relativně nedávných srázů, které byly pozorovány již v době programu Apollo, potvrzují, že Měsíc se kvůli ochlazení svého jádra nadále smršťuje. Podrobný a systematický topografický průzkum povrchu Měsíce provedený poprvé pomocí přístroje LOLA ukazuje, že velikost asteroidů, které v minulosti zasáhly planety sluneční soustavy, se významně snižuje asi o 3,8 miliardy let. Radiometr Diviner také detekuje mnohem rozmanitější geologii než to, co je známo u skalních skladeb, které se neomezují pouze na opozici lunárních moří / vrchoviny. Tyto objevy připravují půdu pro geologickou genezi povrchu Měsíce mnohem složitější, než se do té doby předpokládalo.
Tři topografické mapy Měsíce nakreslené pomocí výškoměru LOLA.
Centrální vrchol kráteru Tycho vyfotografovaný LRO se tyčí 2 km nad podlahou.
Detail centrálního vrcholu kráteru Tycho. Skála je široká 120 metrů.