Первые результаты миссии LRO

Первые результаты миссии LRO

 

23 июня 2009 г., через 4,5 суток после старта, американский космический аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) успешно вышел на окололунную орбиту. Еще 4 дня потребовалось ему, чтобы перейти на промежуточную орбиту, проходящую в 31 км над южным и в 200 км над северным полюсом Луны, на которой в течение примерно двух месяцев будет проверяться бортовое оборудование. По завершении тестирования аппарат перейдет на рабочую орбиту высотой около 50 км над поверхностью нашего спутника. На ней он проработает как минимум год.

Стоимость проекта LRO — 504 млн. долларов США. Его девиз — «Исследования для освоения и освоение для исследований». Основная задача миссии — поиск мест для безопасной посадки на Луну и, возможно, создания постоянных обитаемых форпостов. Разрабатывался аппарат под эгидой GSFC — Центра космических полетов имени Годдарда (подразделение NASA). На счету этого центра — успешное руководство проектами целого ряда астрономических обсерваторий, зондов для исследования солнечно-земных связей и для наблюдений Земли из космоса, но LRO станет первым «годдар-довским» аппаратом для изучения планет Солнечной системы и их спутников. До сих пор все подобные аппараты создавались под руководством или под надзором Лаборатории реактивного движения (JPL) и Исследовательского центра имени Эймса (ARC). LRO вместе с другим аппаратом — Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) — являются авангардом программы NASA «Lunar Precursor Robotic Program», предшествующей возвращению человека на Луну.

Проект LCROSS предложила группа сотрудников ARC под руководством Дэниела Эндрюса (Daniel Andrews). Идея состояла в том, чтобы сбросить в заданный район Луны последнюю ступень носителя — так же, как в 1960-е и 1970-е годы поступали со ступенями S-IVB в рамках программы Apollo. Отправка дополнительного зонда, предназначенного для исследованиясостава выбросов от удара этой ступени о лунную поверхность, стала возможной после того, как было принято решение об использовании для запуска LRO более грузоподъемной ракеты Atlas-5 (вместо ранее запланированной Delta 2). Проектвыбрали в результате конкурса среди центров NASA, на который было подано 19 предложений.

Чтобы люди смогли обосноваться на Луне, им нужно там «прилуниться», найти кислород, воду и источники энергии, а также быть уверенными, что их здоровью не угрожают микрометеориты и разнообразные космические излучения. Получение соответствующей информации возложено на шесть научных инструментов LRO (седьмой — радар Mini-RF — предназначен для проверки новых технологий радиозондирования). Далее они перечислены в порядке убывания предполагаемого «потока информации» от каждого прибора.

1. Лазерный высотомер Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), с помощью которого планируется провести полную топографическую съемку поверхности Луны с высоким разрешением, измерить углы наклона поверхности в районах предполагаемых посадок будущих аппаратов и найти полярные льды в тех областях Луны, которые всегда находятся в тени.

2. Фотокамера Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) для максимально подробной съемки поверхности в районах предполагаемой посадки, а также получения широкоугольных изображений приполярных областей Луны в разных диапазонах длин волн. Она сможет «рассмотреть» на лунной поверхности детали размером около полуметра.

3. Нейтронный детектор Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) — с его помощью будут искать доказательства существования на Луне водяного льда и вести измерения радиационного фона с целью подготовки к будущим пилотируемым миссиям. Этот прибор был предложен группой сотрудников московского Института космических исследований.

4. Радиометр Diviner Lunar Radiometer Experiment поможет составить карту распределения температур по всей поверхности Луны с шагом в 300 м для поиска холодных мест, где могут находиться скопления льда.

5.Спектрометр Lyman-Alpha Mapping Project (LAMP) проведет наблюдения лунной поверхности в дальнем ультрафиолетовом диапазоне. Его данные будут использованы для поиска поверхностных залежей льда и инея в приполярных областях, а также в тех районах Луны, которые освещаются лишь звездами.

6. Телескоп CRATER (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation) будет исследовать влияние галактического космического излучения на пластиковые образцы, имитирующие ткани живых организмов. Это, опять же, необходимо для подготовки пилотируемой экспедиции на Луну.

Работа зонда на полярной селеноцентрической орбите высотой около 50 км в течение года потребует значительных затрат топлива ввиду сильных возмущений из-за неоднородностей гравитационного поля Луны и тяготения Земли. Далее LRO может быть переведен на более высокую орбиту, не требующую постоянных коррекций, с которой продолжит наблюдения еще в течение пяти лет. Возможно, он будет использоваться как спутник-ретранслятор для передачи сигналов с аппаратов, находящихся на лунной поверхности.

Предыдущие исследования показали, что полюса Луны содержат достаточные количества водорода, который может служить признаком наличия воды. Впрочем, окончательно подтвердить это пока не удается, и в этом смысле большие надежды возлагаются на LCROSS. Достоверная информация о том, что в полярных районах Луны имеются запасы льда, значительно облегчила бы планирование и осуществление пилотируемой лунной программы. Конечно, LCROSS —далеко не единственный аппарат, который исследует Луну таким «ударным» способом: все лунные миссии в XXI веке завершались подобным образом. До этого попытка непосредственного ударного зондирования южного полюса Луны предпринималась NASA в 1999 г. с использованием зонда Lunar Prospector, однако в ходе наблюдений с Земли признаки водяного льда обнаружены не были.

Разработчики LCROSS сделали все возможное, чтобы удар получился внушительным. Вместо того чтобы отправиться к Луне «напрямую», аппарат за 110 дней дважды по вытянутому эллипсу обогнет Землю, используя ее притяжение в качестве «гравитационной пращи». Только получив дополнительное ускорение, в начале октября «лунный снаряд» устремится к цели.

Сам по себе этот аппарат состоит из двух частей: разгонного блока Centaur (последней ступени ракеты-носителя) и управляющего модуля, который направит Centaur в нужную точку, после чего отделится от него. По расчетам ученых, 2,3-тонный «разгонник» должен врезаться Луну под углом 85г на скорости около 2,5 км/с. Как ожидается, такой массивный снаряд должен поднять до 350 тыс. тонн лунной пыли высоту 50 км и остановить на поверхности след — воронку глубиной около 4 м и диаметром 25 м.

Тем временем экспонометр управляющего модуля быстро и точно измерит яркость самого взрыва, который произойдет при столкновении и продлиться буквально десятые доли секунды. Эти данные позволят сказать, насколько глубоко в результате удара Centaur проник под поверхность, а значит — уточнить плотность грунта в этом районе. Модуль пролетит сквозь пылевое облако и всеми пятью бортовыми камерами и тремя спектрометрами исследует его в видимом, ближнем и среднем инфракрасном диапазонах, пытаясь найти воду и другие химические соединения.

Затем настанет его черед упасть на Луну — примерно через 4 минуты после разгонного блока и на расстоянии 3 км от места его падения. Такой подход был признан самым разумным способом использования модуля с целью получения дополнительной возможности наблюдать за столкновением, а значит, и новой информации о ситуации в окрестностях лунного южного полюса. Следить за октябрьским «фейерверком» стоимостью $79 млн. собираются два окололунных аппарата(американский и индийский), два околоземных орбитальных телескопа и дюжина профессиональных обсерваторий на Земле, не считая тысяч астрономов-любителей.

LCROSS передал первые снимки лунной поверхности уже 23 июня. Они были получены камерами видимого и инфракрасного диапазона при пролете над южным полюсом Луны на высоте около 3,2 тыс. км. В поле зрения оказались окрестности кратера Менделеев — огромной воронки, образовавшейся после встречи нашего спутника с крупным астероидом. Сейчас специалистами миссии проводится калибровка приборов аппарата. Позже на нем заработает спектрометр, при помощи которого ученые собираются исследовать состав минералов лунной поверхности.

Тестовые снимки LRO были переданы на Землю 1 июля, через день после активации камеры LROC. Ее первой целью стала граница дня и ночи в районе Моря Облаков (Маге Nubium). На снимках видны детали размером около полутора метров, то есть по разрешающей способности они почти на порядок превосходят лучшие снимки японского зонда «Кагуйя».

С 11 по 15 июля лунный разведчик произвел фотографирование с переходной орбиты мест прилунения пяти американских пилотируемых экспедиций — Apollo 11,6 14, 15, 16 и 17.7 На них четко видны посадочные ступени лунных модулей, а также характерные тени, отбрасываемые ими. Вблизи модуля Antares (миссия Apollo 14, январь-февраль 1971 г.) различимы даже цепочки следов астронавтов и оставленный ими блок научной аппаратуры ALSEP. Место посадки модуля Intrepid (Apollo 12) заснять пока не удалось из-за неблагоприятных условий освещенности.

Изображения были обработаны в ускоренном режиме, чтобы представить их на торжествах, посвященных 40-летию первой высадки человека на поверхность небесного тела. Разрешение снимков — от полутора до одного метра на пиксель. По заверениям рабочей группы миссии LRO, после выхода зонда на рабочую орбиту он сможет получать фотографии Луны еще более высокого качества.

 

По материалам NASA

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: