Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Lunar Crater наблюдения и зондирования Земли ( LCROSS ) был роботизированный космический аппарат управляется НАСА . Миссия была задумана как недорогое средство определения природы водорода, обнаруженного в полярных регионах Луны . [2] Запущенные сразу после открытия лунной воды с помощью Чандраян-1 , [3] основная цель LCROSS миссии состояла в том, чтобы дополнительно исследовать присутствие воды в виде льда в постоянно затененном кратере вблизи Луны полярной области. [4] Было успешно подтверждено наличие воды в южном лунном кратере.Cabeus . [5]

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 . [6]

LCROSS был разработан для сбора и передачи данных о шлейфе столкновений и обломков, возникших в результате удара верхней ступени ракеты-носителя Centaur (и космического корабля для сбора данных) в кратер 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), [7] [8] 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. [9]

Кентавр успешно атаковал 9 октября 2009 года в 11:31 UTC . 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 [ править ]

Вспышка от удара LCROSS Centaur.

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. [11] Миссия LCROSS была посвящена покойному американскому телеведущему Уолтеру Кронкайту . [7]

LCROSS был запущен с LRO на борту ракеты Atlas V с мыса Канаверал, Флорида , 18 июня 2009 г., 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. [12] [13]

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: «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 траектории LCROSS 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 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». [14] Изначально команда миссии объявила, что Кабеус А будет целевой воронкой для двойных ударов LCROSS, [15] но позже уточнила, что цель будет более крупной, главной кратером 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 действовал как тяжелый ударный фактор, создавая шлейф обломков, который поднялся над поверхностью Луны. 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 и образовал 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 извлечено более 350 метрических тонн (390 коротких тонн ) лунного материала и образован 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). Предполагалось, 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, 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 «Кентавр» будет виден в телескопы любительского класса с апертурой от 25 до 30 см (от 10 до 12 дюймов). [15] Но такие любительские телескопы не наблюдали плюма. 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 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 . [19] 13 ноября 2009 года НАСА подтвердило, что вода была обнаружена после удара «Кентавра» в кратер. [5]

Космический корабль [ править ]

Космический корабль LCROSS (изображение в разобранном виде )

В миссии LCROSS использовались структурные возможности кольца вторичного адаптера полезной нагрузки (ESPA) Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) [20], используемого для присоединения 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 смонтирована небольшая монотопливная двигательная установка . Также были подключены две всенаправленные антенны S-диапазона и две антенны среднего усиления. Строгий график миссии, ограничения по массе и бюджету поставили сложные задачи перед инженерными группами 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 использовал коммерчески доступные инструменты и многие из уже проверенных в полете компонентов, используемых в LRO . [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 критическую проверку проекта 22 февраля 2007 г. [23] После сборки и испытаний в Эймсе. полезная нагрузка прибора, предоставленная Ecliptic Enterprises Corporation [24], была отправлена ​​в Northrop Grumman 14 января 2008 года для интеграции с космическим кораблем. [25] LCROSS прошел проверку 12 февраля 2009 г.

Инструменты [ править ]

Полезная нагрузка научного прибора космического корабля LCROSS Shepherding, предоставленная ARC НАСА, состояла в общей сложности 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]

Результаты [ править ]

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. [ необходима 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 [ править ]

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. [5] Дополнительным подтверждением стало излучение в ультрафиолетовом спектре, которое было приписано гидроксильным фрагментам, продукту расщепления 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 составляла «5,6 ± 2,9% по массе». [29] 20 августа 2018 года НАСА подтвердило наличие льда на поверхности у полюсов Луны. [30]

Изображения [ править ]

Награды [ править ]

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

  • 2010: Northrop Grumman Northrop Grumman Corporate 2010 Award for Excellence (команда Northrop Grumman) [ необходима ссылка ]
  • 2010: Премия «Прорыв 2010» журнала Popular Mechanics за инновации в науке и технологиях. [34]
  • 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, новаторство 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: Почетная награда НАСА Эймса, категория «Исключительные достижения» (Кен Галал)
  • 2010: Награда президента сектора Northrop Grumman AS, категория «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: Премия Northrop Grumman «За выдающиеся достижения в инженерных проектах», 55-й ежегодный технический совет [ необходима ссылка ]
  • 2010: Премия НАСА в области системного инжиниринга, Управление главного инженера НАСА [37]
  • 2010: Премия за выдающиеся достижения в программе Aviation Week 2009, категория «Производство и поддержка системного уровня» [38] [39]
  • 2009: Награда за выдающиеся достижения компании Northrop Grumman Technical Services: 2009 (команда LCROSS)
  • 2009: Награда НАСА Эймса, категория «команда» (команда LCROSS) [40]
  • 2009: Премия НАСА Эймса, категория «Инженерное дело» (Том Лузод) [40]
  • 2009: Почетная награда НАСА - Медаль за исключительные достижения, (Дэн Эндрюс) [ необходима ссылка ]
  • 2009: Почетная награда НАСА - групповое достижение, команда проекта LCROSS [ необходима ссылка ]
  • 2009: Награда НАСА за выдающиеся достижения в области системной инженерии (Дарин Форман, Боб Барбер) [ необходима ссылка ]
  • 2008: Международная рабочая группа по исследованию Луны «Технологическая награда» за разработку передовых технологий в жестких условиях, в короткие сроки и за деньги [41]
  • 2008: Почетная награда НАСА Эймса, категория «Инженерное дело» (Боб Барбер) [40]
  • 2008: Награда Northrop Grumman «За выдающиеся достижения в миссии», команда космических кораблей LCROSS [ необходима ссылка ]
  • 2007: Награда NASA Ames Honor - групповое достижение, успешное завершение CDR [ необходима ссылка ]
  • 2006: Премия NASA Ames Honor, категория «Управление проектами» (Дэн Эндрюс) [40]

См. Также [ править ]

  • Список искусственных объектов на Луне
  • Лунная вода
  • Проект A119, лунный экскаватор с большей мощностью, ядерное взрывное устройство 1950-х годов, никогда не выполнялся.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Пресс-кит LRO / LCROSS v2" (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинального (PDF) 27 октября 2009 года . Проверено 4 августа 2009 .
  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 . Проверено 27 сентября 2011 .
  3. ^ https://www.theguardian.com/world/2009/sep/24/water-moon-space-exploration-india
  4. ^ «НАСА - LCROSS: Обзор миссии» . Nasa.gov. Архивировано из оригинала на 2010-05-05 . Проверено 14 ноября 2009 .
  5. ^ a b 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 оригинала на 2010-01-06 . Проверено 14 ноября 2009 .
  6. ^ "Лунная программа-предшественник робототехники" . НАСА. Архивировано из оригинала на 2009-04-19 . Проверено 4 августа 2009 .
  7. ^ a b «НАСА сбивает ракету на Луну» . Торонто Стар . 2009-10-09 . Проверено 9 октября 2009 .
  8. ^ «Миссия НАСА LCROSS изменяет ударный кратер» . НАСА. 2009-09-29. Архивировано из оригинала на 2009-10-28 . Проверено 21 ноября 2009 .
  9. ^ a b 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 (2006-04-10). «НАСА добавляет к миссии LRO зонды падения Луны» . Space.com . Проверено 11 апреля 2006 .
  12. ^ «НАСА Moon Impactor успешно завершает лунный маневр» . НАСА. 2009-06-23. Архивировано из оригинала на 2009-10-28.
  13. ^ "Потоковое видео LCROSS Lunar Swingby" . НАСА. 2009-06-23. Архивировано из оригинала на 2009-08-30.
  14. ^ Сет Боренштейн (2009-10-09). «Зонды НАСА дают Луне двойной удар» . Ассошиэйтед Пресс. Архивировано из оригинала на 2009-10-09 . Проверено 9 октября 2009 .
  15. ^ a b «Кампания по наблюдению LCROSS» . НАСА. Архивировано из оригинала на 2012-03-15.
  16. ^ "Лунный зонд нацелился на большую цель" . NBC News.
  17. ^ «НАСА - LCROSS» . НАСА.
  18. ^ «Вспышка проницательности: обновление миссии LCROSS» . НАСА. 2008-08-11. Архивировано из оригинала на 2009-01-05.
  19. ^ «Планы НАСА по ускорению ракетной катастрофы для лунных колоний» . Чосун Ильбо . 2009-10-09 . Проверено 9 октября 2009 .
  20. ^ "Усовершенствованный вспомогательный адаптер полезной нагрузки одноразовой ракеты-носителя - Новая система доставки малых спутников" (PDF) .
  21. ^ "НАСА - Космический корабль LCROSS" . www.nasa.gov . Проверено 16 января 2020 .
  22. ^ «Миссия НАСА по лунному ударнику проходит серьезное рассмотрение» . www.nasa.gov. 2007-02-02.
  23. ^ "Наблюдение за лунным кратером и зондирование спутника проходит критический обзор проекта" . Moondaily.com. 2007-03-02.
  24. ^ «Ecliptic предоставляет ключевые элементы полезной нагрузки LCROSS» . www.spaceflightnow.com. 2008-03-03.
  25. Джонас Дино (14 января 2008 г.). «Квест НАСА по поиску воды на Луне приближается к старту» . НАСА . Проверено 10 февраля 2008 .
  26. ^ Массер, Джордж (2009-10-09). «LCROSS ударяет по Луне Земли, пока другие луны продолжают ломать голову: Четвертое сообщение с ежегодного собрания планет» . Scientific American . Незадолго до столкновения с космическим кораблем пришло известие, 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 оригинала на 2010-03-25.
  28. ^ НАСА - Радар НАСА обнаруживает 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 .; Эльфик, RC; Goldstein, D .; Summy, D .; Барт, GD; 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 . DOI : 10.1126 / science.1186986 . PMID 20966242 . 
  30. ^ "Лед подтвержден на полюсах Луны" . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 21 августа 2018 .
  31. ^ "Изображение камеры в видимом свете во время полета Луны" . НАСА . 2009-06-23 . Проверено 10 августа 2009 .
  32. ^ "LCROSS Centaur Separation" . НАСА . 2009-10-09. Архивировано из оригинала на 2009-10-11 . Проверено 13 октября 2009 .
  33. ^ "Изображение камеры в видимом свете во время полета Луны" . НАСА . 2009-10-09 . Проверено 13 октября 2009 .
  34. ^ НАСА - НАСА LCROSS выигрывает награду за прорыв в популярной механике 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, награда за исследования космоса | Национальный космический симпозиум Архивировано 1 июля 2012 г., в Archive.today
  37. ^ "НАСА - 2010 Премия за выдающиеся достижения в области системной инженерии" . www.nasa.gov . Проверено 1 мая 2018 .
  38. Фоторепортаж - Спутник LCROSS, построенный компанией Northrop Grumman, выиграл награду за выдающиеся достижения в программе Aviation Week 2009. Архивировано 4 октября 2014 года на Wayback Machine.
  39. ^ Награды за выдающиеся достижения в области программ АВИАЦИОННОЙ НЕДЕЛИ награждают лучшие программы и лидерство в области аэрокосмической и оборонной промышленности
  40. ^ a b c d "Награды имени Эймса НАСА" (PDF) . Управление истории Эймса НАСА . НАСА . Проверено 1 мая 2018 .
  41. ^ "International Lunar Exploration Awards 2008: кто победители?" . sci.esa.int . Проверено 1 мая 2018 .

Внешние ресурсы [ править ]

  • НАСА - LCROSS (спутник наблюдения и зондирования лунного кратера) , nasa.gov
  • Спутник для 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 .
  • [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)