Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Грааль (значения) .
Лаборатория гравитационного восстановления и интерьера
GRAIL.jpg
Художественная интерпретация космического корабля-тандема GRAIL над поверхностью Луны.
ОператорНАСА  / Лаборатория реактивного движения [1] [2]
COSPAR ID2011-046 (A, B)
SATCAT нет.37801, 37802
Интернет сайтлуна .mit .edu
Продолжительность миссии1 год, 3 месяца, 7 дней, 9 часов
Свойства космического корабля
ПроизводительМассачусетский технологический институт , LMSS
Стартовая масса307 кг (677 фунтов)
Сухая масса132,6 кг (292 фунта)
Мощность( Солнечная батарея / литий-ионный аккумулятор )
Начало миссии
Дата запуска10 сентября 2011 г., 13: 08: 52.775  UTC ( 2011-09-10UTC13: 08: 52Z )
РакетаДельта II 7920Н-10 Д-356
Запустить сайтМыс Канаверал SLC-17B
Поступил в сервис31 декабря 2011 г. (Ebb)
1 января 2012 г. (Flow)
Параметры орбиты
Справочная системаСеленоцентрический
РежимПолярная орбита
Большая полуось1788,0 км (1111,0 миль)
Высота периселена25 километров (16 миль)
Высота апоселена86 километров (53 миль)
Период113 минут
Лунный ударник
Дата воздействияGRAIL A: 17 декабря 2012 г., 22:28:51 UTC
Место воздействия75 ° 36′30 ″ с.ш. 33 ° 24′15 ″ в.д. / 75,6083 ° с. Ш. 33,4043 ° в. / 75.6083; 33.4043
Лунный ударник
Дата воздействияGRAIL B: 17 декабря 2012 г., 22:29:21 UTC
Место воздействия75°39′01″N 33°09′51″E / 75,6504 ° с. Ш. 33,1643 ° в. / 75.6504; 33.1643
GRAIL - GRAIL-logo-sm.png 
MoonKAM выстрел

Гравитация восстановления и интерьер Laboratory ( GRAIL ) была американская лунная наука миссия в НАСА программе Discovery , которая используется высококачественное гравитационное поле отображение Луны , чтобы определить его внутреннюю структуру. Два малых космических корабля GRAIL A ( Ebb ) и GRAIL B ( Flow ) [3] [4] были запущены 10 сентября 2011 года на борту одной ракеты-носителя: самая мощная конфигурация Delta II , 7920H-10. [1] [5] [6]GRAIL A отделился от ракеты примерно через девять минут после запуска, GRAIL B последовал за ним примерно через восемь минут. Они прибыли на свои орбиты вокруг Луны с разницей в 25 часов. [7] [8] Первый зонд вышел на орбиту 31 декабря 2011 года, а второй - 1 января 2012 года. [9] Два космических аппарата упали на поверхность Луны 17 декабря 2012 года. [10]

Обзор [ править ]

Учащиеся четвертого класса начальной школы Эмили Дикинсон в Бозмане, штат Монтана , предложили имена Ebb и Flow . [4]

Мария Зубер из Массачусетского технологического института является главным исследователем GRAIL. НАСА «s Jet Propulsion Laboratory управляет проектом. По состоянию на 5 августа 2011 года стоимость программы составила 496 миллионов долларов США. [11] После запуска космический корабль получил названия GRAIL A и GRAIL B, и среди школьников был открыт конкурс для выбора имен. В конкурсе приняли участие около 900 классных комнат из 45 штатов, Пуэрто-Рико и округа Колумбия. Имена победителей, «Приливы и отливы», были предложены учениками 4-го класса начальной школы Эмили Дикинсон в Бозмане, штат Монтана . [4]

Каждый космический корабль передавал и принимал телеметрию от других космических кораблей и наземных объектов. Путем измерения изменения расстояния между двумя космическими кораблями было получено гравитационное поле и геологическая структура Луны. Два космических корабля смогли обнаружить очень небольшие изменения расстояния друг от друга. Изменения расстояния всего в один микрометр можно было обнаружить и измерить. [12] [13] гравитационное поле Луны было картировано в беспрецедентных деталях. [14] [15]

Цели [ править ]

  • Составить карту структуры лунной коры и литосферы
  • Понять асимметричную тепловую эволюцию Луны
  • Определить подповерхностную структуру ударных бассейнов и происхождение лунных масконов.
  • Выявление временной эволюции брекчии земной коры и магматизма.
  • Ограничьте глубокую внутреннюю структуру Луны
  • Установите ограничения на размер внутреннего ядра Луны

Этап сбора данных продолжался с 7 марта 2012 г. по 29 мая 2012 г., в общей сложности 88 дней. Второй этап, на более низкой высоте, сбора данных начался 31 августа 2012 г. [16], после чего последовал 12-месячный анализ данных. [14] 5 декабря 2012 года НАСА опубликовало гравитационную карту Луны, составленную на основе данных GRAIL. [17] Полученные знания помогут понять эволюционную историю планет земной группы и вычислить лунные орбиты. [18]

Космический корабль [ править ]

Инструменты [ править ]

Гравитационная карта Луны от GRAIL
  • K - полоса Lunar Gravity Ranging System (LGRS), полученная на основе прибора Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). [19] 90% программного обеспечения GRACE было повторно использовано для GRAIL. [20]
  • Научный радиомаяк (РСБ)
  • Знания о Луне, полученные учениками средней школы (MoonKAM). [21] Каждая система MoonKAM (по одной на космический корабль) состоит из цифрового видеоконтроллера и четырех головок камеры. [22] Щелкните здесь [1], чтобы увидеть фотографию MoonKAM с лунной орбиты.

Двигательная установка [ править ]

Движители на борту каждого космического аппарата были способны производить 22 ньютонов (4,9 фунта F ). [19] Каждый космический корабль был заправлен 103,5 кг (228 фунтов) гидразина, который использовался двигателями и главным двигателем, чтобы позволить космическому кораблю выйти на лунную орбиту и перейти к научной фазе своей миссии. Подсистема силовой установки состояла из основного топливного бака и системы восстановления давления, которые были активированы вскоре после выхода на лунную орбиту. [23]

Профиль миссии [ править ]

Попытки запуска [ править ]

Время указано в EDT ( UTC -4).

ПытатьсяПланируетсяРезультатПовернисьПричинаТочка принятия решенияПогода идет (%)Примечания
1Сен 8 2011, 8:37:06очищенный [24]-сильные ветры8 сен 2011, 8:3040%Метеорологический аэростат был выпущен за несколько минут до момента принятия решения о снятии последних показаний ветра на высотах, и разведывательные самолеты ВВС поднялись в воздух с 7 утра.
2Сен 8 2011, 9:16:12очищенный [24]0 дней, 0 часов, 39 минутсильные ветрыСен 8 2011, 9:0740% [25]Дальность была перенастроена для всенаправленных антенн вместо отслеживаемых для поддержки азимута 99 градусов.
39 сен 2011, 8:33:25заброшенный [24]0 дней, 23 часа, 17 минутракетный двигатель40%Проблема с двигательной установкой ракеты была обнаружена во время слива топлива из ракеты Дельта 2.
410 сен 2011, 8:29:45очищенный [24]0 дней, 23 часа, 56 минутсильные ветрыСен 10 2011, 8:2160%
5Сен 10 2011, 9:08:52Успех [24]0 дней, 0 часов, 39 минут

  • Перед запуском техники космического корабля закрывают обтекатель полезной нагрузки вокруг GRAIL.

  • GRAIL ожидает запуска на станции ВВС на мысе Канаверал .

  • Огонь и дым освещают голубое небо, когда тяжелая ракета United Launch Alliance Delta II выбрасывает GRAIL в космос.

Фаза перехода [ править ]

Анимация траектории GRAIL-A с 10 сентября 2011 г. по 17 декабря 2012 г.
   ГРЕЙЛЬ-А  ·   Луна  ·   земной шар
ГРЕЙЛЬ-транзит-Земля-Луна
Анимация ГРААЛЬ-A «сек траектории вокруг Луны с 31 декабря 2011 по 30 апреля 2012
   ГРЕЙЛЬ-А  ·   Луна

В отличие от миссий программы Apollo , которые занимали три дня, чтобы достичь Луны, GRAIL использовал трех-четырехмесячный транслунный круиз с низким энергопотреблением далеко за пределами орбиты Луны и проходил вблизи точки Лагранжа L1 Солнце-Земля перед тем, как сделать петлю. обратно на рандеву с Луной. Эта расширенная и окольная траектория позволила миссии снизить потребности в топливе, защитить инструменты и снизить скорость двух космических кораблей при прибытии на Луну, чтобы помочь достичь чрезвычайно низких орбит 50 км (31 миль) с разделением между космическими кораблями (прибывающие с разницей в 25 часов) от 175 до 225 км (от 109 до 140 миль). [18] [26] Очень жесткие допуски в плане полета оставляли мало места для исправления ошибок, что приводило к запуску окна продолжительностью в одну секунду и предоставлением только двух возможностей запуска в день. [25]

Фаза науки [ править ]

Первичная научная фаза GRAIL длилась 88 дней, с 7 марта по 29 мая 2012 года. За ней последовала вторая научная фаза, которая началась 8 августа.

Техника гравитационного картирования была аналогична той, что использовалась в Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), а конструкция космического корабля была основана на XSS-11 . [27]

Даты выхода на орбиту: 31 декабря 2011 г. (для GRAIL-A) и 1 января 2012 г. (для GRAIL-B). [24] (2011-12-31) (2012-01-01)

Космический аппарат работал в течение 88-дневной фазы сбора данных, разделенной на три цикла по 27,3 дня для картирования точек надира . Дважды в день для передачи научных данных и данных "E / PO MoonKam" проводился 8-часовой пропуск в сеть Deep Space Network . [28]

Конечная фаза [ править ]

Последнее место отдыха ГРЕЙЛА.
Воспроизвести медиа
На этой анимации показаны последние три орбиты космического корабля с видом на место падения. Удар происходит на ночной стороне растущего полумесяца, поэтому изображение меняется с Луны естественного цвета на карту высот в искусственных цветах.
Воспроизвести медиа
LRO пролетает над северным полюсом Луны, откуда он имеет очень хороший вид на удар GRAIL. Вторая часть этого видео - это вид из LRO через щель LAMP, показывающий удар и образовавшийся шлейф.

Заключительный эксперимент и завершение миссии [ править ]

По окончании научной фазы и продления миссии космический корабль был отключен и выведен из эксплуатации в течение пяти дней. Космический аппарат воздействия на поверхности Луны 17 декабря 2012 года [28] [29] [30] [31] [32] [33] Оба космических аппараты повлияли на неназванную лунную гору между Филолый и Mouchez при 75,62 ° N 26.63 ° W75°37′N 26°38′W /  / 75.62; -26.63. Отлив, головной космический корабль в строю, столкнулся первым. Мгновение спустя подействовал поток. Каждый космический корабль летел со скоростью 3760 миль в час (1,68 км / с). Заключительный эксперимент был проведен в последние дни миссии. На борту корабля были запущены главные двигатели, израсходовав оставшееся топливо. Данные, полученные в результате этой работы, будут использоваться разработчиками миссий для проверки компьютерных моделей расхода топлива с целью улучшения прогнозов потребностей в топливе для будущих миссий. [34] НАСА объявило, что место крушения будет названо в честь сотрудницы GRAIL и первой американки в космосе Салли Райд . [35]

Луна - Oceanus Procellarum («Океан бурь»)
Древние рифтовые долины - прямоугольная структура (видимая - топография - гравитационные градиенты GRAIL) (1 октября 2014 г.).
Древние рифтовые долины - контекст.
Древние рифтовые долины - крупный план (авторская концепция).

См. Также [ править ]

  • Список искусственных объектов на Луне

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Дельта II готовится к запуску миссии НАСА GRAIL» . United Launch Alliance . 2011. Архивировано из оригинала на 1 сентября 2011 года . Проверено 2 сентября 2011 года .
  2. ^ «Миссия GRAIL: информационный бюллетень» . Салли Райд Наука . 2010. Архивировано из оригинала на 2010-04-28 . Проверено 15 апреля 2010 .
  3. ^ Шонцлер, Гейл. «Класс Бозмана побеждает в конкурсе на звание спутников, вращающихся вокруг Луны» . Bozeman Daily Chronicle . Проверено 18 декабря 2018 .
  4. ^ а б в Агл, округ Колумбия. «Студенты Монтаны прислали имена победителей для лунного космического корабля НАСА» . Лаборатория реактивного движения НАСА.
  5. ^ "Дельта II: Промышленная рабочая лошадка" (PDF) . United Launch Alliance. 2010. Архивировано из оригинального (PDF) 30 сентября 2011 года . Проверено 2 августа 2011 года . Cite journal requires |journal= (help)
  6. ^ Серый Hautaluoma (10 декабря 2007). «Новая миссия НАСА по выявлению внутренней структуры и эволюции Луны» . НАСА . Проверено 31 августа 2011 года .
  7. ^ Успешный запуск близнеца GRAIL на Луну
  8. ^ Spaceflight101 архивации 2015-02-11 в Wayback Machine
  9. ^ "Первый космический корабль НАСА GRAIL выходит на орбиту Луны" . НАСА . Проверено 1 января 2012 года .
  10. ^ ГРААЛЬ близнецы врезаться в Луну , чтобы завершить весьма успешную миссию в архиве 2015-02-11 в Wayback Machine
  11. ↑ Марсия Данн, писатель AP Aerospace (5 августа 2011 г.). «Космический корабль НАСА начинает 5-летнее путешествие к Юпитеру» . Yahoo News . Проверено 7 сентября 2011 года .
  12. ^ МИССИЯ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ГРАВИТАЦИИ И ВНУТРЕННЕЙ ЛАБОРАТОРИИ (ГРАЙЛЬ): СОСТОЯНИЕ НА ИНИЦИАЦИИ ФАЗЫ НАУЧНОГО КАРТИРОВАНИЯ, 43-я Конференция по изучению Луны и планет (2012)
  13. ↑ Washington Post, 17 декабря 2012 г.
  14. ^ a b "О ГРАИЛЕ" . Массачусетский технологический институт . Проверено 12 марта 2011 .
  15. ^ Lemoine, Франк G .; Гуссенс, Сандер; Сабака, Теренс Дж .; Николас, Джозеф Б .; Мазарико, Эрван; Роулендс, Дэвид Д.; Лумис, Брайант Д .; Чинн, Дуглас С .; Neumann, Gregory A .; Смит, Дэвид Э .; Зубер, Мария Т. (28 мая 2014 г.). «GRGM900C: Модель лунной гравитации в 900 градусов по данным первичной и расширенной миссии GRAIL» . Письма о геофизических исследованиях . 41 (10): 3382–3389. DOI : 10.1002 / 2014GL060027 . PMC 4459205 . 
  16. ^ Gravity Recovery and Interior Laboratory: News & Features: NASA's GRAIL Moon Twins Begin Extended Mission Science. Архивировано 9 апреля 2013 г. на Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Проверено 21 июля 2013.
  17. ^ Gravity Recovery and Interior Laboratory: Новости и особенности: НАСА GRAIL создает наиболее точную гравитационную карту Луны. Архивировано 11 мая 2013 года на Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Проверено 21 июля 2013.
  18. ^ a b "GRAIL: Обзор миссии" . Массачусетский технологический институт . Проверено 10 сентября 2011 года .
  19. ^ а б «Космический корабль и полезная нагрузка» . Массачусетский Институт Технологий.
  20. ^ «ГРАЙЛЬ: Миссия Операции и Обработка данных» . Массачусетский технологический институт . Архивировано из оригинала на 2012-03-05 . Проверено 14 декабря 2012 .
  21. ^ "О GRAIL MoonKAM" . Салли Райд Наука. 2010. Архивировано из оригинала на 2010-04-27 . Проверено 15 апреля 2010 .
  22. ^ "Пресс-кит запуска GRAIL" (PDF) . НАСА . Проверено 31 августа 2011 года .
  23. ^ ГРААЛЬ (Гравитация восстановления и интерьер Laboratory) [ постоянная битая ссылка ]
  24. ^ a b c d e f Харвуд, Уильям. «НАСА запускает лунные зонды GRAIL» . CBS News . Проверено 11 сентября 2011 года .
  25. ^ a b Джастин Рэй (17 августа 2011 г.). "График окна запуска GRAIL" . SpaceFlight сейчас . Проверено 9 сентября 2011 года .
  26. ^ «Дизайн миссии» . НАСА. Архивировано из оригинала 3 октября 2011 года . Проверено 10 сентября 2011 года .
  27. ^ Taylor Dinerman (31 декабря 2007). «Является ли XSS-11 ответом на поиски Америки по созданию оперативно реагирующего пространства?» . Космическое обозрение . Проверено 31 августа 2011 года .
  28. ^ a b «ГРЕЙЛ: Дизайн миссии» . Массачусетский технологический институт .
  29. ^ «Близнецы НАСА ГРЕЙЛ завершают свое лунное столкновение» . НАСА. 17 декабря 2012 . Проверено 17 декабря 2012 .
  30. Перейти ↑ Wall, Mike (13 декабря 2012 г.). «Двойные зонды GRAIL готовы к столкновению с Луной» . NBC News . Проверено 18 февраля 2013 года .
  31. Перейти ↑ Wall, Mike (11 декабря 2012 г.). «Двойные зонды НАСА упадут на Луну на следующей неделе» . Space.com . Проверено 18 февраля 2013 года .
  32. ^ "Двойной космический корабль НАСА готовится к столкновению с Луной" . Phys.org . 13 декабря 2012 . Проверено 13 декабря 2012 года .
  33. ↑ Кнапп, Алекс (14 декабря 2012 г.). «НАСА готовится сбить свои зонды на Луну» . Forbes . Проверено 13 декабря 2012 .
  34. ^ "Зонды НАСА готовятся к завершающемуся удару Луны" . НАСА, Лаборатория реактивного движения . Проверено 18 февраля 2013 года .
  35. ↑ Майк Уолл (17 декабря 2012 г.). «Место крушения лунных зондов, названное в честь Салли Райд» . Space.com . Проверено 18 февраля 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • ГРАЙЛЬ: Миссия НАСА
  • НАСА ГРАЙЛ (Лаборатория гравитационного восстановления и внутреннего пространства) - домашняя страница миссии
  • Домашняя страница MIT GRAIL
  • Научные миссии НАСА: GRAIL (Лаборатория восстановления гравитации и внутренних помещений)
  • НАСА 360: новые миры, новые открытия 2/2, дата обращения 03.06.2011.
  • За кулисами моего опыта в NASA GRAIL - День первый (AM)