LCROSS - LCROSS

LCROSS
LCROSS Centaur 1.jpg
Космический корабль LCROSS, рендеринг художника
Тип миссииЛунный ударник
ОператорНАСА  / ARC
COSPAR ID2009-031B
SATCAT нет.35316
Интернет сайтНАСА - LCROSS
Продолжительность миссииОт старта до последнего удара: 3 мес., 20 дн., 14 ч., 5 мин.
Свойства космического корабля
АвтобусОрел-0
ПроизводительNorthrop Grumman
Стартовая массаКосмический корабль пастыря: 621 кг (1369 фунтов)
Кентавр: 2249 кг (4958 фунтов)[1]
Начало миссии
Дата запуска18 июня 2009 г., 21:32:00 (2009-06-18UTC21: 32Z) универсальное глобальное время
РакетаАтлас V 401
Запустить сайтмыс Канаверал SLC-41
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимВысокая Земля
Период37 дней
Лунный ударник
Дата воздействия9 октября 2009 года, 11:37 (2009-10-09UTC11: 38Z) универсальное глобальное время
 

В Спутник для наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS) был роботизированный космический корабль управляется НАСА. Миссия была задумана как недорогой способ определения характера водород обнаружены в полярных регионах Луна.[2] Запущен сразу после обнаружения лунная вода к Чандраяан-1,[3] Основная цель миссии LCROSS заключалась в дальнейшем изучении наличия воды в виде льда в постоянно затененном кратере около полярной области Луны.[4] Он успешно подтвердил наличие воды в южном лунном кратере. Cabeus.[5]

Он был запущен вместе с Лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) 18 июня 2009 г., в рамках совместного Роботизированная программа "Лунный предшественник", первый Американец миссия на Луну более десяти лет. Вместе LCROSS и LRO образуют авангард возвращения НАСА на Луну и, как ожидается, будут влиять на Правительство США решения о том, следует ли колонизировать Луну.[6]

LCROSS был разработан для сбора и передачи данных о шлейфе столкновений и обломков, возникших в результате отработки ракеты-носителя. Кентавр разгонный блок (и космический корабль для сбора данных), поражающий кратер Cabeus возле южного полюса Луны.

Кентавр имел номинальную ударную массу 2305 кг (5081 фунт) и скорость удара около 9000 км / ч (5600 миль в час),[7][8] выпуская кинетический эквивалент энергии взрыва около 2 тонн TNT (7.2 ГДж ).

22 августа у LCROSS произошел сбой, израсходовавший половину топлива и оставивший очень небольшой запас топлива в космическом корабле.[9]

Кентавр успешно ударил 9 октября 2009 г. в 11:31 универсальное глобальное время. Космический корабль «Шепард» спустился через шлейф выброса Кентавра, собрал и передал данные, столкнувшись через шесть минут в 11:37 UTC.[10]

Вопреки сообщениям СМИ в то время, ни удар, ни его пылевое облако нельзя было увидеть с Земли невооруженным глазом или в телескопы.

Миссия

Вспышка от удара LCROSS Centaur.

LCROSS был быстрым и недорогим попутчиком для LRO. LCROSS полезная нагрузка был добавлен после того, как НАСА переместило LRO из Дельта II на более крупную ракету-носитель. Он был выбран из 19 других предложений.[11] Миссия LCROSS была посвящена покойной американской вещательной компании. Уолтер Кронкайт.[7]

LCROSS запущен с МРО на борту Атлас V ракета из Мыс Канаверал, Флорида, 18 июня 2009 г., в 21:32 универсальное глобальное время (17:32 EDT ). 23 июня, через четыре с половиной дня после запуска, LCROSS и прилагаемый к нему Ракета-носитель Кентавр успешно завершил лунный переход и вошел в полярная околоземная орбита с периодом 37 дней, позиционирование LCROSS для удара о полюс Луны.[12][13]

Рано утром 22 августа 2009 г. наземные диспетчеры LCROSS обнаружили аномалию, вызванную неисправностью датчика, в результате которой космический корабль израсходовал 140 кг (309 фунтов) топлива, то есть более половины топлива, оставшегося на тот момент. По словам Дэна Эндрюса, менеджера проекта LCROSS: «По нашим оценкам, 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 ».[9]

Траектория LCROSS
Анимация LCROSSс траектория с 18 июня 2009 г. по 9 октября 2009 г.
  LCROSS ·   Луна ·   земной шар
Иллюстрация ступени ракеты LCROSS Centaur и космического корабля Shepherding, приближающегося к столкновению с южным полюсом Луны 9 октября 2009 года.

Лунные столкновения примерно после трех витков произошли 9 октября 2009 г., когда "Кентавр" упал на Луну в 11:31. универсальное глобальное время и несколько минут спустя последовал космический корабль пастырей.[14] Первоначально команда миссии объявила, что Кабеус А будет целевой воронкой для двойных ударов LCROSS,[15] но позже уточнил, что целью является более крупный главный кратер Кабеуса.[16]

Во время своего последнего сближения с Луной космический корабль-пастушок и «Кентавр» отделились 9 октября 2009 года в 01:50 UTC.[17] 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, создав второй шлейф обломков. Предполагалась скорость удара 9000 км / ч (5600 миль / ч) или 2,5 км / сек.[18]

Ожидалось, что в результате удара Кентавра будет раскопано более 350 метрических тонн (390 короткие тонны ) из лунного материала и создать кратер диаметром около 27 м (90 футов) на глубину 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 (лунной) высоте ниже 10 км (6 миль).[1]

Была надежда, что спектральный анализ образовавшегося ударного шлейфа поможет подтвердить предварительные выводы Клементина и Лунный изыскатель миссии, которые намекали, что могут быть ледяная вода в постоянно затененных регионах. Ученые миссии ожидали, что ударный шлейф Кентавра будет виден в телескопы любительского класса с апертурой от 25 до 30 см (от 10 до 12 дюймов).[15]Но шлейфа такими любительскими телескопами не наблюдалось. Даже телескопы мирового класса, такие как Телескоп Хейла, оснащенный адаптивной оптикой, шлейф не обнаружил. Шлейф, возможно, все еще образовался, но в небольшом масштабе, который невозможно обнаружить с Земли. Оба удара также отслеживались 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 База Луны.[19] 13 ноября 2009 года НАСА подтвердило, что вода была обнаружена после удара «Кентавра» в кратер.[5]

Космический корабль

Космический корабль LCROSS (в разобранном виде )

Миссия LCROSS использовала структурные возможности Усовершенствованная расходуемая ракета-носитель (EELV) Вторичный адаптер полезной нагрузки (ESPA) звенеть[20] используется для прикрепления LRO к разгонной ракете Centaur для формирования космического корабля Shepherding. На внешней стороне ESPA были установлены шесть панелей, на которых размещались научная нагрузка космического корабля, системы управления и контроля, коммуникационное оборудование, батареи и солнечные панели. Маленький монотопливная двигательная установка был установлен внутри кольца. Также были прикреплены два S Band всенаправленные антенны и две антенны со средним усилением. Строгий график, массовые и бюджетные ограничения миссии поставили сложные задачи перед инженерными командами НАСА. Исследовательский центр Эймса (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 воспользовалась коммерчески доступными приборами и использовала многие из уже проверенных в полете компонентов, используемых на МРО.[21]

LRO (вверху, серебро) и LCROSS (внизу, золото) подготовлены для обтекателя

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.[22] и его Critical Design Review 22 февраля 2007 г.[23]После сборки и испытаний в Эймсе полезная нагрузка прибора, предоставленная Ecliptic Enterprises Corporation,[24] был отправлен в Northrop Grumman 14 января 2008 г. для интеграции с космическим кораблем.[25] 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.[1]

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.[нужна цитата ] Из-за проблем с пропускной способностью данных экспозиции были короткими, что делало шлейф трудным для просмотра на изображениях в видимом спектре. Это привело к необходимости обработки изображения для повышения четкости. Инфракрасная камера также зафиксировала тепловую подпись удара ускорителя.[26]

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., концентрация и распределение воды и других веществ требовали дополнительного анализа.[5] Дополнительное подтверждение пришло из излучения в ультрафиолетовом спектре, которое было приписано гидроксил осколки, продукт разложения воды солнечным светом.[5]Анализ спектров показывает, что разумная оценка концентрации воды в замороженном реголите составляет порядка одного процента.[27] Данные других миссий предполагают, что это могло быть относительно сухое место, поскольку толстые отложения относительно чистого льда, кажется, присутствуют в других кратерах.[28] Более поздний, более точный анализ показал, что концентрация воды составила «5,6 ± 2,9% по массе».[29] 20 августа 2018 года НАСА подтвердило наличие льда на поверхности у полюсов Луны.[30]

Изображения

Фотографии LCROSS лунных качелей (23 июня 2009 г.)[31]

  • Одно из первых изображений со спутника наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS) с использованием камеры видимого света во время движения Луны. LCROSS имеет девять научных инструментов, которые собирают различные типы данных, которые дополняют друг друга.

  • Изображение Луны, полученное инфракрасной камерой со спутника для наблюдения и наблюдения за лунным кратером (LCROSS) в среднем инфракрасном диапазоне. Это первое инфракрасное изображение обратной стороны Луны.

  • Еще одно изображение Луны с камеры в видимом свете, сделанное космическим кораблем LCROSS во время полета Луны.

Фотографии разделения LCROSS Centaur (удар - 9 часов 40 минут, 9 октября 2009 г.)[32]

  • Изображение разделения LCROSS Centaur в ближнем инфракрасном диапазоне с космического корабля LCROSS Shepherding

  • Среднее инфракрасное (ложное) изображение разделения LCROSS Centaur (красный-> горячий, синий-> холодный)

  • СТК (Комплект спутниковых инструментов ) изображение КА LCROSS после отделения Кентавра

Фотографии столкновения Centaur / LCROSS (11:31 UTC, 9 октября 2009 г.)[33]

  • Снимок, сделанный в результате падения разгонного блока Centaur в кратере Cabeus около южного полюса Луны. Снимки сделаны с космического корабля LCROSS Shepherding.

  • Положение 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, где были взяты пробы из чрезвычайно холодной области в постоянной тени, которая может служить эффективной холодной ловушкой для водяного льда и других замороженных летучих веществ.

  • Предварительные неоткалиброванные тепловые карты LRO / Diviner места падения Centaur / LCROSS, полученные за два часа до удара и через 90 секунд после удара. Тепловая подпись удара была четко обнаружена во всех четырех каналах теплового картографирования Diviner.

Награды

LCROSS получил множество наград за свои технические, управленческие и научные достижения.

  • 2010: Northrop Grumman Премия Northrop Grumman Corporate 2010 за выдающиеся достижения (команда Northrop Grumman)[нужна цитата ]
  • 2010: Популярная механика Награда журнала «Прорыв 2010» за инновации в науке и технологиях.[34]
  • 2010: НАСА Почетная награда - Групповые достижения (Научная команда LCROSS)
  • 2010: НАСА Почетная награда - Групповое достижение (Оперативная группа миссии LCROSS)
  • 2010: НАСА Почетная награда - групповое достижение за «выдающийся профессионализм, новаторство в сфере информирования и образования, а также за объединение информационно-пропагандистской работы для двух миссий в один запуск». (Команды LRO / LCROSS / LPRP EPO)
  • 2010: НАСА Награда чести - Медаль за исключительные достижения (Расти Хант)
  • 2010: НАСА Почетная награда - Медаль за выдающееся лидерство (Дэн Эндрюс и Тони Колапрет)
  • 2010: НАСА Почетная награда - Групповые достижения, команда LCROSS по науке и полезной нагрузке
  • 2010: НАСА Премия Эймса Чести, категория «Исключительные достижения» (Кен Галал)
  • 2010: Northrop Grumman Премия президента сектора AS в категории «Операционное превосходство» (команда Northrop Grumman)
  • 2010: Номинант лауреата премии «Авиационная неделя» в категории «Космос».[35]
  • 2010: Космический фонд "Джон Л. 'Джек' Свигерт-младший, Премия за исследования космоса"[36]
  • 2010: Премия «Пионер космоса» Национального космического общества 2009 г., категория «Наука и техника»
  • 2010: Northrop Grumman "Выдающиеся достижения в инженерных проектах", 55-й ежегодный технический совет[нужна цитата ]
  • 2010: НАСА Премия OCE Systems Engineering Award, Управление главного инженера НАСА[37]
  • 2010: Авиационная неделя Премия за выдающиеся достижения в программе 2009 г., категория «Производство и поддержка системного уровня»[38][39]
  • 2009: Northrop Grumman «Премия за выдающиеся достижения в области технических услуг»: 2009 г. (команда LCROSS)
  • 2009: НАСА Премия Эймса Хонор, категория "команда" (LCROSS Team)[40]
  • 2009: НАСА Премия Эймса Чести, категория «Инженерное дело» (Том Лузод)[40]
  • 2009: НАСА Награда почета - Медаль за исключительные достижения (Дэн Эндрюс)[нужна цитата ]
  • 2009: НАСА Почетная награда - Групповые достижения, команда проекта LCROSS[нужна цитата ]
  • 2009: НАСА Награда за выдающиеся достижения в области системного проектирования (Дарин Форман, Боб Барбер)[нужна цитата ]
  • 2008: Международная рабочая группа по исследованию Луны «Награда за технологии» за разработку передовых технологий в жестких ограничениях по времени и стоимости.[41]
  • 2008: НАСА Награда Эймса в категории «Инженерное дело» (Боб Барбер)[40]
  • 2008: Northrop Grumman Премия "Превосходство в миссии", команда космических аппаратов LCROSS[нужна цитата ]
  • 2007: НАСА Награда Эймса - Групповое достижение, успешное завершение CDR[нужна цитата ]
  • 2006: НАСА Премия Эймса Хонор, категория "Управление проектами" (Дэн Эндрюс)[40]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "Пресс-кит LRO / LCROSS v2" (PDF). НАСА. Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-10-27. Получено 2009-08-04.
  2. ^ Томпкинс, Пол Д .; Хант, Расти; D'Ortenzio, Matt D .; Сильный, Джеймс; Галал, Кен; Бресина, Джон Л .; Форман, Дарин; Барбер, Роберт; Ширли, Марк; Мангер, Джеймс; Друкер, Эрик. "Полеты для миссии LCROSS Lunar Impactor" (PDF). НАСА. Исследовательский центр Эймса. Получено 2011-09-27.
  3. ^ https://www.theguardian.com/world/2009/sep/24/water-moon-space-exploration-india
  4. ^ «НАСА - LCROSS: Обзор миссии». Nasa.gov. Архивировано из оригинал на 2010-05-05. Получено 2009-11-14.
  5. ^ а б c d Дино, Джонас; Группа спутников по наблюдению и зондированию лунного кратера (13 ноября 2009 г.). «Данные о воздействии LCROSS указывают на наличие воды на Луне». НАСА. Архивировано из оригинал на 2010-01-06. Получено 2009-11-14.
  6. ^ "Роботизированная программа лунных предшественников". НАСА. Архивировано из оригинал на 2009-04-19. Получено 2009-08-04.
  7. ^ а б «НАСА сбивает ракету на Луну». Торонто Стар. 2009-10-09. Получено 2009-10-09.
  8. ^ «Миссия НАСА LCROSS меняет ударный кратер». НАСА. 2009-09-29. Архивировано из оригинал на 2009-10-28. Получено 2009-11-21.
  9. ^ а б Стивен Кларк (25 августа 2009 г.). «Менеджеры обдумывают варианты после сбоя лунной миссии». Космический полет сейчас.
  10. ^ TheStar.com, «НАСА сбивает ракету на Луну».
  11. ^ Тарик Малик (10 апреля 2006 г.). «НАСА добавляет к миссии LRO зонды падения Луны». Space.com. Получено 2006-04-11.
  12. ^ «НАСА Moon Impactor успешно завершил лунный маневр». НАСА. 2009-06-23. Архивировано из оригинал на 2009-10-28.
  13. ^ «Потоковое видео LCROSS Lunar Swingby». НАСА. 2009-06-23. Архивировано из оригинал на 30.08.2009.
  14. ^ Сет Боренштейн (2009-10-09). "Зонды НАСА дают Луне двойной удар". Ассошиэйтед Пресс. Архивировано из оригинал 2009-10-09. Получено 2009-10-09.
  15. ^ а б "Кампания наблюдения LCROSS". НАСА. Архивировано из оригинал 15 марта 2012 г.
  16. ^ «Зонд, разбивающий Луну, нацелен на большую цель». NBC News.
  17. ^ «НАСА - ЛКРОСС». НАСА.
  18. ^ «Вспышка понимания: обновление миссии LCROSS». НАСА. 2008-08-11. Архивировано из оригинал на 2009-01-05.
  19. ^ «Планы НАСА по ускорению ракетной аварии для лунных колоний». Чосун Ильбо. 2009-10-09. Получено 2009-10-09.
  20. ^ «Усовершенствованный адаптер вторичной полезной нагрузки одноразовой ракеты-носителя - новая система доставки малых спутников» (PDF).
  21. ^ «НАСА - Космический корабль LCROSS». www.nasa.gov. Получено 2020-01-16.
  22. ^ «Миссия НАСА по удару луны проходит серьезную проверку». www.nasa.gov. 2007-02-02.
  23. ^ "Обзор лунного кратера и зондирования спутник проходит критический обзор проекта". Moondaily.com. 2007-03-02.
  24. ^ «Ecliptic предоставляет ключевые элементы полезной нагрузки LCROSS». www.spaceflightnow.com. 2008-03-03.
  25. ^ Йонас Дино (14 января 2008 г.). «Квест НАСА по поиску воды на Луне приближается к старту». НАСА. Получено 2008-02-10.
  26. ^ Массер, Джордж (2009-10-09). «LCROSS ударяет по Луне Земли, пока другие луны продолжают ломать голову: Четвертое послание с ежегодного собрания планет». Scientific American. Незадолго до того, как сам космический корабль упал, стало известно, что инфракрасная камера действительно видела тепловую подпись кратера ракеты-носителя.
  27. ^ Перлман, Дэвид (14 ноября 2009 г.). «НАСА выбирает кратер на Луне для крушения ракеты». Хроники Сан-Франциско. Архивировано из оригинал 25 марта 2010 г.
  28. ^ НАСА - Радар НАСА обнаружил залежи льда на Северном полюсе Луны
  29. ^ Colaprete, A .; Schultz, P .; Heldmann, J .; Деревянный, D .; Ширли, М .; Ennico, K .; Hermalyn, B .; Маршалл, Вт; Ricco, A .; Elphic, R.C .; Goldstein, D .; Summy, D .; Bart, G.D .; Asphaug, E .; Коричанский, Д .; Landis, D .; Соллитт, Л. (22 октября 2010 г.). «Обнаружение воды в шлейфе выброса LCROSS». Наука. 330 (6003): 463–468. Bibcode:2010Sci ... 330..463C. Дои:10.1126 / science.1186986. PMID  20966242.
  30. ^ "Лед подтвержден на полюсах Луны". НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 2018-08-21.
  31. ^ "Изображение камеры в видимом свете во время полета Луны". НАСА. 2009-06-23. Получено 2009-08-10.
  32. ^ "LCROSS Кентавр Разделение". НАСА. 2009-10-09. Архивировано из оригинал на 2009-10-11. Получено 2009-10-13.
  33. ^ "Изображение камеры в видимом свете при пролете Луны". НАСА. 2009-10-09. Получено 2009-10-13.
  34. ^ НАСА - НАСА LCROSS получает награду за прорыв в области популярной механики 2010 года
  35. ^ «ОТМЕЧАЯ ЛУЧШИЕ 53-е ежегодные награды». Авиационная неделя. Пентон Медиа. 2010-01-11.
  36. ^ Космический фонд награждает команду миссии LCROSS с Джоном Л. «Джеком» Свигертом-младшим, наградой за исследования космоса | В архиве 1 июля 2012 г., в Archive.today
  37. ^ «НАСА - Награда за выдающиеся достижения в области системной инженерии». www.nasa.gov. Получено 2018-05-01.
  38. ^ Фоторепортаж - Спутник LCROSS, созданный Northrop Grumman, получил награду за выдающиеся достижения в программе Aviation Week 2009 В архиве 4 октября 2014 г. Wayback Machine
  39. ^ Награды за выдающиеся достижения в программе АВИАЦИОННОЙ НЕДЕЛИ награждают лучшие программы и лидерство в аэрокосмической и оборонной промышленности
  40. ^ а б c d "Награды имени Эймса НАСА" (PDF). Управление истории Эймса НАСА. НАСА. Получено 2018-05-01.
  41. ^ «International Lunar Exploration Awards 2008: кто победители?». sci.esa.int. Получено 2018-05-01.

Внешние ресурсы