LCROSS - LCROSS
Тип миссии | Лунный ударник |
---|---|
Оператор | НАСА / ARC |
COSPAR ID | 2009-031B |
SATCAT нет. | 35316 |
Веб-сайт | НАСА - LCROSS |
Продолжительность миссии | От старта до последнего удара: 3 мес., 20 дн., 14 ч., 5 мин. |
Свойства космического корабля | |
Автобус | Орел-0 |
Производитель | Northrop Grumman |
Стартовая масса | Космический корабль пастыря: 621 кг (1369 фунтов) Кентавр: 2249 кг (4958 фунтов) |
Начало миссии | |
Дата запуска | 18 июня 2009 г., 21:32:00 UTC |
Ракета | Атлас V 401 |
Запустить сайт | Мыс Канаверал SLC-41 |
Подрядчик | United Launch Alliance |
Параметры орбиты | |
Справочная система | Геоцентрический |
Режим | Высокая Земля |
Период | 37 дней |
Лунный ударник | |
Дата воздействия | 9 октября 2009 г., 11:37 UTC |
Lunar Crater наблюдения и зондирования Земли ( LCROSS ) был роботизированный космический аппарат управляется НАСА . Миссия была задумана как недорогой способ определения природы водорода, обнаруженного в полярных регионах Луны . Основная цель миссии LCROSS, запущенной сразу после открытия лунной воды аппаратом Chandrayaan-1 , заключалась в дальнейшем изучении наличия воды в форме льда в постоянно затененном кратере вблизи полярной области Луны. Ему удалось подтвердить наличие воды в южном лунном кратере Кабеус .
Он был запущен вместе с Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 18 июня 2009 года в рамках совместной программы Lunar Precursor Robotic Program , первой американской миссии на Луну за более чем десять лет. Вместе LCROSS и LRO образуют авангард возвращения НАСА на Луну и, как ожидается, будут влиять на решения правительства Соединенных Штатов о том, колонизировать Луну или нет .
LCROSS был разработан для сбора и передачи данных о шлейфе столкновений и обломков, возникших в результате столкновения отработавшей верхней ступени ракеты-носителя Centaur (и космического корабля для сбора данных) с кратером Кабеус возле южного полюса Луны.
Кентавр имел номинальную ударную массу 2305 кг (5081 фунт) и скорость удара около 9000 км / ч (5600 миль в час), высвобождая кинетическую энергию, эквивалентную взрыву примерно 2 тонн тротила (7,2 ГДж ).
22 августа у LCROSS произошел сбой, израсходовавший половину топлива и оставивший очень небольшой запас топлива в космическом корабле.
Кентавр успешно атаковал 9 октября 2009 года в 11:31 UTC . Космический корабль «Шепард» спустился через шлейф выброса Кентавра, собрал и передал данные, столкнувшись с ним через шесть минут в 11:37 UTC.
Вопреки сообщениям СМИ в то время, ни удар, ни его пылевое облако нельзя было увидеть с Земли невооруженным глазом или в телескопы.
Миссия
LCROSS был быстрым и недорогим попутчиком для LRO. Полезная нагрузка LCROSS была добавлена после того, как НАСА переместило LRO с Delta II на более крупную ракету-носитель. Он был выбран из 19 других предложений. Миссия LCROSS была посвящена покойному американскому телеведущему Уолтеру Кронкайту .
LCROSS был запущен с LRO на борту ракеты Atlas V с мыса Канаверал, Флорида , 18 июня 2009 года в 21:32 UTC (17:32 EDT ). 23 июня, через четыре с половиной дня после запуска, LCROSS и прикрепленная к нему ракета-носитель Centaur успешно завершили облет Луны и вышли на полярную околоземную орбиту с периодом 37 дней, позиционируя LCROSS для удара о полюс Луны.
Рано утром 22 августа 2009 года наземные диспетчеры LCROSS обнаружили аномалию, вызванную неисправностью датчика, в результате которой космический корабль израсходовал 140 килограммов (309 фунтов) топлива, то есть более половины топлива, оставшегося на тот момент. По словам Дэна Эндрюса, менеджера проекта LCROSS: «Наши оценки сейчас таковы, что если мы в значительной степени базируем миссию, то есть просто выполняем то, что мы должны [делать], чтобы выполнить работу с полным успехом миссии, мы все еще в черный на порохе, но не очень ".
Лунные столкновения произошли примерно после трех витков вокруг Луны 9 октября 2009 года: «Кентавр» упал на Луну в 11:31 UTC, а через несколько минут последовал космический корабль «Шепард». Команда миссии первоначально объявила, что Кабеус А будет целевой воронкой для двойных ударов LCROSS, но позже уточнила, что целью будет более крупный главный кратер Кабеуса.
Во время своего последнего сближения с Луной космический корабль-пастушок и «Кентавр» отделились 9 октября 2009 года в 01:50 UTC. Разгонный блок Centaur выступил в качестве тяжелого ударного элемента, создав шлейф обломков, поднявшийся над лунной поверхностью. Спустя четыре минуты после столкновения с разгонным блоком Centaur космический корабль Shepherding пролетел через этот шлейф обломков, собирая и передавая данные обратно на Землю, прежде чем он ударился о поверхность Луны, образуя второй шлейф обломков. Расчетная скорость удара составила 9000 км / ч (5600 миль / ч) или 2,5 км / сек.
Ожидалось, что в результате удара Кентавра будет извлечено более 350 метрических тонн (390 коротких тонн ) лунного материала и образован кратер диаметром около 27 м (90 футов) на глубине около 5 м (16 футов). Предполагалось, что в результате удара космического корабля «Шепардинг» будет выкопано около 150 метрических тонн (170 коротких тонн) и образован кратер диаметром примерно 18 м (60 футов) на глубину около 3 м (10 футов). Ожидается, что большая часть материала в шлейфе обломков Кентавра останется на (лунных) высотах ниже 10 км (6 миль).
Была надежда, что спектральный анализ образовавшегося ударного шлейфа поможет подтвердить предварительные выводы, сделанные миссиями Clementine и Lunar Prospector, которые намекнули на то, что в постоянно затененных областях может быть водяной лед . Ученые миссии ожидали, что ударный шлейф Кентавра будет виден через телескопы любительского класса с апертурой от 25 до 30 см (от 10 до 12 дюймов). Но никакого шлейфа такими любительскими телескопами не наблюдалось. Даже телескопы мирового класса, такие как телескоп Хейла , оснащенные адаптивной оптикой, не обнаружили шлейф. Шлейф, возможно, все еще образовался, но в небольшом масштабе, не обнаруживаемый с Земли. Оба удара также контролировались наземными обсерваториями и орбитальными средствами, такими как космический телескоп Хаббла .
Было заявлено, что вопрос о том, найдет ли LCROSS воду или нет, повлияет на то, будет ли правительство США создавать базу на Луне . 13 ноября 2009 года НАСА подтвердило, что вода была обнаружена после удара «Кентавра» в кратер.
Космический корабль
Миссия LCROSS использовала конструктивные возможности кольца вторичного адаптера полезной нагрузки (ESPA) усовершенствованной расходуемой ракеты-носителя (EELV), используемого для прикрепления LRO к верхней ступени ракеты Centaur для формирования космического корабля Shepherding. На внешней стороне ESPA были установлены шесть панелей, на которых размещалась научная нагрузка космического корабля, системы управления и контроля, коммуникационное оборудование, батареи и солнечные панели. Внутри кольца устанавливалась небольшая монотопливная двигательная установка . Также были прикреплены две всенаправленные антенны S-диапазона и две антенны со средним усилением. Строгий график, массовые и бюджетные ограничения миссии поставили сложные задачи перед инженерными группами из NASA Ames Research Center (ARC) и Northrop Grumman . Их творческое мышление привело к уникальному использованию кольца ESPA и новаторскому поиску других компонентов космического корабля. Обычно кольцо ESPA используется в качестве платформы для размещения шести небольших развертываемых спутников; для LCROSS он стал первой для кольца опорой спутника. LCROSS также использовала коммерчески доступные инструменты и многие из уже проверенных в полете компонентов, используемых в LRO .
LCROSS управляется ARC НАСА и был построен Northrop Grumman . Предварительная проверка проекта LCROSS была завершена 8 сентября 2006 г. Миссия LCROSS прошла проверку подтверждения миссии 2 февраля 2007 г. и критическую проверку конструкции 22 февраля 2007 г. После сборки и испытаний в Эймсе полезная нагрузка прибора была предоставлена от Ecliptic Enterprises Corporation, 14 января 2008 г. был отправлен в Northrop Grumman для интеграции с космическим кораблем. LCROSS прошел проверку 12 февраля 2009 г.
Инструменты
Полезная нагрузка научного прибора космического корабля LCROSS Shepherding, предоставленная ARC НАСА, состояла из девяти приборов: одного видимого, двух ближнего инфракрасного и двух средних инфракрасных камер; один спектрометр видимого и два ближнего инфракрасного диапазона; и фотометр. Блок обработки данных (DHU) собирал информацию от каждого прибора для передачи обратно в Центр управления полетами LCROSS. Из-за ограничений по графику и бюджету LCROSS воспользовалась прочными коммерчески доступными компонентами. Отдельные приборы прошли строгий цикл испытаний, имитирующих условия запуска и полета, выявление конструктивных недостатков и необходимых модификаций для использования в космосе, после чего производителям было разрешено модифицировать свои конструкции.
Полученные результаты
Воздействие было не таким заметным визуально, как ожидалось. Менеджер проекта Дэн Эндрюс полагал, что это произошло из-за моделирования до аварии, которое преувеличило видимость шлейфа. Из-за проблем с пропускной способностью данных экспозиции были короткими, из-за чего шлейф трудно было увидеть на изображениях в видимом спектре. Это привело к необходимости обработки изображения для повышения четкости. Инфракрасная камера также зафиксировала тепловую сигнатуру удара ускорителя.
Наличие воды
13 ноября 2009 года НАСА сообщило, что многочисленные доказательства показывают, что вода присутствовала как в высокоугловом шлейфе пара, так и в занавесе выброса, созданном ударом LCROSS Centaur. По состоянию на ноябрь 2009 г. необходимо провести дополнительный анализ концентрации и распределения воды и других веществ. Дополнительное подтверждение пришло из излучения в ультрафиолетовом спектре, которое было приписано гидроксильным фрагментам, продукту расщепления воды солнечным светом. Анализ спектров показывает, что разумная оценка концентрации воды в замороженном реголите составляет порядка одного процента. Данные других миссий предполагают, что это могло быть относительно сухое место, поскольку толстые отложения относительно чистого льда, кажется, присутствуют в других кратерах. Более поздний, более точный анализ показал, что концентрация воды составляла «5,6 ± 2,9% по массе». 20 августа 2018 года НАСА подтвердило наличие льда на поверхности у полюсов Луны.
Изображения
STK ( Satellite Tool Kit ) изображение космического корабля LCROSS после отделения Кентавра
Расположение полос падения Diviner LCROSS наложено на полутоновую тепловую карту южной полярной области Луны. Данные Diviner были использованы для выбора места окончательного удара LCROSS внутри кратера Кабеус, в котором были взяты пробы из чрезвычайно холодной области в постоянной тени, которая может служить эффективной холодной ловушкой для водяного льда и других замороженных летучих веществ.
Награды
LCROSS получил множество наград за свои технические, управленческие и научные достижения.
- 2010: Награда за выдающиеся достижения Northrop Grumman Northrop Grumman Corporate 2010 (команда Northrop Grumman)
- 2010: Премия «Прорыв 2010» журнала Popular Mechanics за инновации в науке и технологиях.
- 2010: Почетная награда НАСА - Групповое достижение (Научная группа LCROSS)
- 2010: Почетная награда НАСА - Групповое достижение (Оперативная группа миссии LCROSS)
- 2010: Почетная награда НАСА - групповое достижение за «выдающийся профессионализм, инновации в информационно-просветительской работе и образовании, а также за объединение информационно-пропагандистской работы для двух миссий в один запуск». (Команды LRO / LCROSS / LPRP EPO)
- 2010: Почетная награда НАСА - Медаль за исключительные достижения (Расти Хант)
- 2010: Почетная награда НАСА - медаль за выдающееся лидерство (Дэн Эндрюс и Тони Колапрет)
- 2010: Почетная награда НАСА - Групповые достижения, LCROSS Science and Payload Team
- 2010: Премия NASA Ames Honor, категория «Исключительные достижения» (Кен Галал)
- 2010: Награда президента сектора Northrop Grumman AS в категории «Операционное превосходство» (команда Northrop Grumman)
- 2010: Номинант лауреата премии «Авиационная неделя» в категории «Космос».
- 2010: Космический фонд «Джон Л. 'Джек' Свигерт-младший, Премия за исследования космоса»
- 2010: Премия «Пионер космоса» Национального космического общества, 2009 г., категория «Наука и техника».
- 2010: Награда Northrop Grumman за выдающиеся достижения в инженерных проектах, 55-й ежегодный технический совет
- 2010: Награда NASA OCE Systems Engineering Award, Управление главного инженера НАСА
- 2010: Премия за выдающиеся достижения в программе Aviation Week 2009, категория «Производство и поддержка системного уровня»
- 2009: «Награда за выдающиеся достижения» от Northrop Grumman Technical Services: 2009 (команда LCROSS)
- 2009: Награда НАСА Эймса, категория «команда» (команда LCROSS)
- 2009: Награда НАСА Эймса, категория «Инженерное дело» (Том Лузод)
- 2009: Почетная награда НАСА - Медаль за исключительные достижения (Дэн Эндрюс)
- 2009: Почетная награда НАСА - групповое достижение, команда проекта LCROSS
- 2009: Премия НАСА за выдающиеся достижения в области системной инженерии (Дарин Форман, Боб Барбер)
- 2008: Международная рабочая группа по исследованию Луны «Технологическая награда» за разработку передовых технологий в условиях жестких ограничений по времени и стоимости.
- 2008: Награда НАСА Эймса, категория «Инженерное дело» (Боб Барбер)
- 2008: Награда Northrop Grumman «Превосходство в миссии», команда космических аппаратов LCROSS
- 2007: Награда NASA Ames Honor - групповое достижение, успешное завершение CDR
- 2006: Премия NASA Ames Honor в категории «Управление проектами» (Дэн Эндрюс)
Смотрите также
- Список искусственных объектов на Луне
- Лунная вода
- Проект A119, лунный экскаватор с большей мощностью, ядерное взрывное устройство 1950-х годов, никогда не выполнялся.
использованная литература
Внешние ресурсы
- НАСА - LCROSS (спутник наблюдения и зондирования лунного кратера) , nasa.gov
- Спутник наблюдения и зондирования лунного кратера в Исследовательском центре Эймса НАСА , lcross.arc.nasa.gov
- Блог летного директора LCROSS на blogs.nasa.gov
- Новостная конференция НАСА после удара на YouTube
- Почему НАСА должно бомбить Луну, чтобы найти воду: анализ, 11 сентября 2009 г. , Popular Mechanics , popularmechanics.com
- Энтони Колапрет (22.10.2010). «Обнаружение воды в шлейфе выброса LCROSS» . Наука . 330 (6003): 463–468. Bibcode : 2010Sci ... 330..463C . DOI : 10.1126 / science.1186986 . PMID 20966242 . S2CID 206525375 .
- [1] Открытая лекция Энтони Колапрета о миссии в серии лекций по астрономии Кремниевой долины.
- Нэнси Аткинсон (07.10.2009). «Руководство по наблюдению за лунным столкновением LCROSS» . Вселенная сегодня .
- [2] LCROSS Lunar Impactor - Уроки, извлеченные из миссии малых спутников - Дэн Эндрюс (директор программы NASA LCROSS) (PDF)