LADEE | |
---|---|
Utforskare av månmiljö och dammmiljö _ _ _ _ _ | |
Kund | NASA |
Tillverkare | NASA, Ames Research Center |
Operatör | NASA |
Uppgifter | Studie av månens exosfär |
Satellit | Måne |
startplatta | Wallops/MARS LP-0B |
bärraket | Minotaurus-5 |
lansera | 7 september 2013, 03:27 UTC |
Flygtid | 220 dagar (30 dagars flygning till månen, 30 dagars testning och 160 dagars vetenskapligt arbete) |
Deorbit | 17 april 2014 (kollision med månens yta efter uppdragets slut) |
COSPAR ID | 2013-047A |
SCN | 39246 |
Pris | 280 miljoner dollar [1] |
Specifikationer | |
Plattform | Modulär gemensam rymdfarkostbuss |
Vikt | brutto: 383 kg (torr: 248,2 kg; bränsle: 134,8 kg; nyttolast: 49,6 kg) [2] [1] |
Mått | 2,37 m × 1,85 m × 1,85 m [1] |
Kraft | 295 W [2] på ett avstånd av 1 AU. e. från solen [1] |
Nätaggregat | 30 kiselsolpaneler placerade på apparatens kropp, 1 litiumjonbatteri med en kapacitet på upp till 24 Ah vid en spänning på 28 V [1] |
Orbitala element | |
Cirkulationsperiod | 114 min |
Missions logotyp | |
nasa.gov/mission_pages/l... | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
LADEE (förkortat från engelska L unar A tmosphere and D ust E nvironment E xplorer - "Research of the lunar atmosphere and dust environment") är ett program för att studera månatmosfären och stoftmiljön i dess omloppsbana. Enheten lanserades den 7 september 2013. Den totala kostnaden för projektet uppskattas till cirka 280 miljoner dollar.
LADEE -uppdraget avtäcktes i februari 2008 under NASA:s budgetmeddelande för 2009. Inledningsvis var uppskjutningen planerad att genomföras i samband med uppskjutningen av GRAIL- satelliten .
Under Apollo-uppdragen upptäckte astronauter att solljus sprider sig nära månterminatorn , vilket orsakar "horisontglöd" och "strömmar av ljus" över månens yta. Detta fenomen har observerats från månens mörka sida under solnedgångar och soluppgångar , både från landare på ytan och av astronauter i månens omloppsbana. Spridningen kom som en överraskning, eftersom man fram till dess trodde att månen praktiskt taget inte hade någon atmosfär eller exosfär [3] .
Men enligt modeller som har föreslagits sedan 1956 [4] slår ultraviolett och gammastrålning från solen på dagtid ut elektroner från atomer och molekyler . De resulterande positivt laddade dammpartiklarna kastas ut till höjder från flera meter till flera kilometer , med mindre partiklar som når större höjder [5] . Och på nattsidan får dammet en negativ laddning på grund av elektroner från solvinden. ”Fontänmodellen” [6] antar att dammet på nattsidan får en större laddning än på dagsidan, vilket bör leda till utsläpp av partiklar till högre höjder och med högre hastigheter . Denna effekt kan förstärkas under passagen av jordens magnetiska svans av månen . I det här fallet kan starka horisontella gradienter av det elektriska fältet mellan natt- och dagsidan uppträda på terminatorlinjen , vilket bör leda till rörelse av dammpartiklar. Således kan en tillräcklig mängd damm alltid finnas på höga höjder, vilket kan vara orsaken till de observerade glöden.
En annan anledning kan vara månens "natriumsvans", upptäckt 1998 under observationen av Leonid -meteorregn av forskare vid Boston University [7] [8] [9] . Atomiskt natrium emitteras ständigt från månens yta. Trycket från solljus accelererar atomerna och bildar en förlängd svans bort från solen hundratusentals kilometer lång. Denna svans kan också vara orsaken till de observerade månglöden.
Moderna rymdkommunikationssystem kan bara ge extremt låga datahastigheter. Till exempel tas de flesta data från Voyagers emot med 160 bps [10] , medan högupplösta bilder från Mars kan ta 90 minuter att överföra [11] . Användningen av laserstrålar istället för radiovågor som ett medel för dataöverföring kan ge betydande vinster i överföringshastigheten .
De huvudsakliga vetenskapliga målen för LADEE-uppdraget [1] är:
Ett tvåvägs laserkommunikationssystem mellan månen och jorden testades , vilket avsevärt kommer att öka dataöverföringshastigheten jämfört med befintliga kommunikationssystem i djupa rymd som använder radiovågor för överföring [12] .
Enheten är byggd på basis av den Modular Common Spacecraft Bus rymdplattformen .
Framdrivningssystemet inkluderar ett omloppskorrigeringssystem och ett jetkontrollsystem .
Bankorrektionssystemet bör ge huvudaccelerationen för rymdfarkosten LADEE . Huvudmotorn som ingår i den är High Performance Apogee Thruster (HiPAT) med en dragkraft på 455 N.
Det reaktiva styrsystemet ger:
Motorerna som ingår i jetkontrollsystemet ger 22 N dragkraft och är reducerade analoger till huvudmotorn.
Strömkällorna är 30 kiselsolpaneler placerade på apparatens kropp och ger en uteffekt på 295 watt [2] på ett avstånd av 1 AU. e. [1] .
Som batterier används 1 litiumjonbatteri med en kapacitet på upp till 24 Ah vid en spänning på 28 V [1] .
LADEE orbiter är utrustad med följande instrument och teknikdemonstratorer:
Layoutdiagram över externa enheter för LADEE- enheten
Dammsensor LDEX
Neutral masspektrometer NMS
Spektrometer för ultraviolett och synligt område UVS
Sonden kontrollerades från Ames Research Center [14] .
Den 7 september 2013 kl. 03:27 UTC (6 september kl. 23:27 EDT ) lanserades Minotaur-5 bärraket med LADEE - apparaten ombord framgångsrikt från pad 0B på Mid-Atlantic Regional Cosmodrome , som ligger på territoriet från Wallops Flight Center .
Förutom själva LADEE- sonden gick det fjärde och femte steget av bärraketen i omloppsbana och blev rymdskräp [15] .
Efter separation från bärraketen försökte LADEE- sonden stoppa restrotationen med hjälp av svänghjulen för attitydkontroll. Omborddatorn upptäckte dock att svänghjulen drog för mycket ström och kraschade dem. Anledningen var de alltför stela parametrarna för skyddssystemet, fastställda före start. Dagen efter, efter deras justering, lanserades orienteringssystemet igen. [16]
LADEE och bärraket "Minotaur-5" på startrampen
Lansering av bärraketen "Minotaur-5" med enheten LADEE
Börja LADEE , Wien , Virginia
Flygmönstret för LADEE- sonden inbegriper dess lansering i en mycket elliptisk bana . Under 3 på varandra följande "fasande" banor runt jorden kommer höjden på omloppsbanan att öka gradvis. På den tredje omloppsbanan kommer att starta motorn ge sonden tillräckligt med hastighet för att komma in i månens gravitation och gå in i en retrograd omloppsbana. Målparametrar för den 3:e omloppsbanan: höjd vid perigeum - 200 km ; vid apogee - 278 000 km ; banans lutning är 37,65°.
Den 10 september 2013, ungefär klockan 7 på morgonen PDT (14 timmar UTC ), gick rymdfarkosten in i säkert läge på grund av fel i konfigurationen av två kameror i stjärnorienteringssystemet, vilket ledde till ett fel vid beräkning av avvikelser i det ögonblick då både kameror var upplysta av solen. Felen korrigerades och nästa morgon, den 11 september 2013, togs enheten ur säkert läge och fortsatte att fungera normalt. [fjorton]
Den 11 september 2013 kl. 16.00 PDT (0000 timmar den 12 september UTC ) slutfördes AM-1-manövern (förkortad från engelska Apogee Maneuver - "Apogee maneuver" ) framgångsrikt . Detta var en provskjutning av huvudmotorn i omloppskorrigeringssystemet. Tester som utförts efter start visar att motorn fungerade normalt och utan några klagomål [14] .
Den 13 september 2013, klockan 09:38 PDT (16:38 UTC ), utfördes den första PM-1 "fasnings"-manövern ( Perigee Maneuver - " perigee- manöver") . Preliminära telemetridata visar normal drift av alla system. Sonden gick inte i säkert läge vare sig före eller efter manövern. Dessutom passerade sonden framgångsrikt jordens skugga för första gången [14] .
Den 15 september 2013 genomfördes primära tester av vetenskaplig utrustning . Eftersom instrumenten fortfarande är täckta med skyddskåpor gjordes endast en kontroll av deras elektronik. Kontrollen avslöjade inga problem i driften av den neutrala masspektrometern (NMS). Dessutom gjordes mörkkalibreringsundersökningar på den ultravioletta och synliga spektrometern (UVS) [14] .
Den 17 september 2013 slutfördes elektronikkontrollen efter lanseringen av LLCD Laser Communications Technology Demonstrator . Direktkommunikationssession via den optiska kanalen var inte planerad och genomfördes inte. Kontrollen visade att LLCD är fullt fungerande [14] .
Den 18 september 2013 förbereddes den neutrala masspektrometern NMS för borttagning av skyddshöljet. UVS-spektrometern har genomgått en andra mörkerkalibreringsundersökning och är nu ytterligare uppvärmd för att säkerställa att inget vatten finns kvar. LADEE- sonden har passerat sin apogee och befinner sig på den andra "fasande" omloppsbanan [14] .
Den 21 september 2013 kl. 04:53 PDT (11:53 UTC ) slutfördes den andra PM-2 perigeemanövern framgångsrikt. Tillsammans med detta passerade LADEE igen genom jordens skugga. Alla system ombord, inklusive strömförsörjningssystemet, fungerar normalt [14] .
Den 1 oktober 2013 utfördes TCM-1-manövern ( Trajectory Correction Maneuver - "orbit correction maneuver") [14] . PM-3-manövern som planerades för det datumet behövdes inte på grund av utmärkt utförda tidigare manövrar [17] .
Den 3 oktober 2013 släpptes skyddshöljet på NMS neutrala masspektrometer [14] .
Under denna period kommer forskarna att genomföra de första kontrollerna av utrustning och vetenskapliga instrument ombord. Därefter, inom en vecka, kommer specialister att överföra sonden till en hög månbana. Det är planerat att som ett resultat av manövrarna i denna fas av flygningen kommer LADEE att gå in i månbanan med en lutning på 155 °, varefter omloppsbanan gradvis kommer att sänkas till den fungerande [18] .
Den 6 oktober 2013, när man närmade sig apogeum på den tredje omloppsbanan, utfördes LOI-1-manövern ( Eng. Lunar Orbit Insertion - "entry into lunar orbit"). Manöverns varaktighet var 196 s , hastighetsändringen var 267 m/s [14] [18] . Som ett resultat av manövern gick LADEE -sonden in i en 24-timmars elliptisk bana runt månen. Noggrannheten i manövern gjorde det möjligt att undvika efterföljande orbitaljusteringar [14] .
Den 9 oktober 2013 utfördes LOI-2-manövern. Varaktighet - 198 s , hastighetsändring - 296 m/s [18] . Som ett resultat av manövern gick rymdfarkosten LADEE in i en elliptisk bana runt månen med en rotationsperiod på 4 timmar [14] .
Den 12 oktober 2013 avslutades LOI-3-manövern. Varaktighet - 146 s , hastighetsändring - 239 m/s . Efter att ha avslutat denna manöver gick LADEE- sonden in i en cirkulär månbana med en periapsis på en höjd av cirka 235 km och en apoapsis på en höjd av cirka 250 km [14] [18] . Som ett resultat av alla manövrar lanserades rymdfarkosten LADEE in i den beräknade omloppsbanan och är redo för drift.
Den 16 oktober 2013 slutfördes tester av LDEX- och UVS- verktygen [14] .
Den 18 oktober 2013 testades Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) tvåvägs laserkommunikationssystem . Som ett resultat var det möjligt att uppnå en dataöverföringshastighet på 622 Mbit / s från apparaten till markstationen och 20 Mbit / s från markstationen till apparaten belägen på ett avstånd av 385 000 km ( 239 000 miles ) från Jorden [19] .
Den nominella omloppsbanan för ett vetenskapligt uppdrag är nästan cirkulär (cirka 50 km ovanför månens yta) retrograd ekvatorial med en period av 113 minuter , omloppsbanan är över terminatorn . Efter att huvuddelen av vetenskapsuppdraget var klart placerades orbitern i en högre elliptisk bana för att demonstrera laserkommunikationsteknik.
Före slutet av uppdraget sänkte rymdfarkosten LADEE gradvis sin omloppshöjd och fortsatte att utföra vetenskapliga observationer .
Den 17 april 2014 kl. 10:59 PDT (19:59 UTC ) träffade LADEE månens yta [14] [20] .
Testar grunden för LADEE , Modular Common Spacecraft Bus , vid Ames Research Center , 2008.
Installation av solpaneler på LADEE- apparaten i renrummet på Ames Research Center .
LADEE innan den testades på en shaker , januari 2013.
LADEE innan du installerar huvudkåpan, augusti 2013.
![]() |
---|
Utforskning av månen med rymdskepp | |
---|---|
Program | |
Flygande | |
Orbital | |
Landning | |
moon rovers | |
man på månen | |
Framtida |
|
Ouppfylld | |
se även | |
Fet teckensnitt anger aktivt rymdskepp |