Prospettore lunare

Sonda spaziale del cercatore lunare
Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Lunar Prospector ( impressione dell'artista ). Dati generali
Organizzazione NASA
Campo Studio sulla luna
Tipo di missione Orbiter
Stato Missione completata
Lanciare 7 gennaio 1998
Launcher Atena II
Fine della missione 31 luglio 1999
Identificatore COSPAR 1998-001A
Protezione planetaria Categoria II
Caratteristiche tecniche
Messa al lancio 296 kg
Ergols Idrazina
Massa propellente 138 kg
Controllo dell'atteggiamento Spinnée
Fonte di energia Celle solari
Energia elettrica 200 watt
Orbita
Orbita Orbita polare lunare
Altitudine 100 km
Strumenti principali
GRS Spettrometro gamma
NS Spettrometri di neutroni
MAG Magnetometro
ER Misura di elettroni
APS Rilevatore di particelle alfa

Lunar Prospector (English Prospector lunar ) è la missione spaziale della NASA sviluppata negli anni '90 per studiare le caratteristiche della Luna dall'orbita. Questa missione è succeduta alla missione Clementine , un'altra navicella dell'agenzia spaziale che aveva appena eseguito una cartografia dettagliata della superficie con le sue telecamere e aveva consacrato il ritorno dell'interesse americano per una Luna abbandonata dalla fine del programma Apollo . La piccola sonda spaziale Lunar Prospector (meno di 300 chilogrammi) e sviluppata nell'ambito del programma Discovery con un budget particolarmente contenuto. Trasporta una serie di cinque strumenti tra cui diversi spettrometri responsabili della raccolta indiretta (analisi della radiazione gamma , alfa e neutronica ) sulla composizione della superficie. La navicella spaziale viene lanciata inGennaio 1998da un razzo Athena II e la sua missione dura 22 mesi. Lunar Prospector ha completato tutti i suoi obiettivi. In particolare, ha permesso di costruire una mappa dettagliata della distribuzione degli elementi chimici presenti sulla superficie della Luna. Ha inoltre confermato la presenza di notevoli quantità d'acqua nelle zone di crateri immersi in ombra permanente situati ai poli lunari.

Contesto del progetto

Con il completamento del programma Apollo (1972), la NASA abbandonò lo studio della Luna e si dedicò all'esplorazione di altri pianeti del sistema solare. Per quasi 20 anni, i laboratori, che avevano a disposizione numerosi campioni di rocce lunari portati indietro dagli equipaggi del programma Apollo, hanno dovuto fare affidamento sulle mappe stabilite dalle missioni Lunar Orbiter per situare queste rocce in un contesto geologico e mineralogico globale contesto. Non è stato fino all'inizio degli anni '90 che l' agenzia spaziale statunitense è tornata sulla luna. La NASA ha lanciato nel 1994 la sonda spaziale Clementine le cui telecamere mappano la superficie della Luna in 11 lunghezze d'onda tra l' ultravioletto e il vicino infrarosso . La sonda spaziale identifica le tracce d'acqua, scoperte all'origine del progetto Lunar Prospector. La missione si basa su un concetto ideato nel 1988 che consiste nell'individuare gli elementi chimici presenti sulla superficie della Luna analizzando la radiazione gamma , i neutroni e i raggi alfa emessi. Questo metodo dovrebbe consentire di ritrovare l'eventuale acqua immagazzinata nelle zone dei crateri immerse permanentemente nell'oscurità.

La missione è proposta per il programma Discovery che riunisce missioni di esplorazione del sistema solare caratterizzate da un obiettivo mirato e un costo inferiore a 150 milioni di dollari (1992) e tempi di sviluppo molto brevi. Viene selezionato Lunar Prospector. Sarà la missione meno costosa del programma: il progetto è costato $ 62,8 milioni, di cui circa $ 34 milioni per lo sviluppo, circa $ 25 milioni per il veicolo di lancio e quasi $ 4 milioni per le operazioni. Lo sviluppo viene avviato alla fineFebbraio 1995 e la sonda spaziale viene lanciata meno di tre anni dopo essere stata selezionata.

Obiettivi

L'obiettivo principale della missione è studiare le caratteristiche chimiche, magnetiche e gravitazionali della Luna . A tale scopo, la sonda è posta in orbita lunare ad un'altitudine di 100  km .

Caratteristiche tecniche

Lunar Prospector è un robusto cilindro di 1,3  m di lunghezza e 1,4  m di diametro che pesa 296  kg di cui 156 kg di propellenti ( idrazina ). La sua superficie è coperta da 2.640 celle solari che forniscono 220 watt. Una batteria al nichel-cadmio da 5 ampere ora fornisce energia mentre la sonda spaziale viaggia attraverso l'ombra della Luna. Tre pali distanti 120 ° e lunghi 2,5 metri sono fissati perpendicolarmente alla superficie del cilindro. Supportano i sensori dei 6 strumenti. Una delle antenne è allungata di 1,1 metri e alla sua estremità è attaccato il sensore magnetometro . Il cilindro viene esteso da un conico medio guadagno e basso guadagno di antenna che sporge 1,6 metri dall'asse del cilindro. Le dimensioni complessive risultanti sono di 4,1 metri di altezza e 7,5 metri di apertura alare. La sonda viene fatta girare, vale a dire stabilizzata mediante rotazione attorno al proprio asse ad una velocità di 12 giri al minuto. Questo orientamento viene determinato utilizzando un collettore solare e 6 piccoli motori a razzo che bruciano idrazina e con una spinta di 22 Newton vengono utilizzati per modificarlo. La sonda spaziale ha 137,7 chilogrammi da inserire in orbita e controlla la sua traiettoria che fornisce un delta-V di 1430 m / s. Per ridurne il costo, la sonda spaziale non dispone di un computer di bordo e si limita a registrare ed eseguire la sequenza di comandi inviati dalla stazione di comando a terra. I dati vengono trasmessi in tempo reale alla Terra tranne quando la Luna nasconde la Terra. I dati vengono quindi archiviati temporaneamente in una memoria permanente che consente di conservare 53,3 minuti di registrazione. I dati vengono trasmessi ad una velocità di 3600 kilobit al secondo in X-band .

Strumenti scientifici

La sonda spaziale Lunar Prospector trasporta cinque strumenti:

Infine, l'esperimento DGE ( Doppler Gravity Experiment ) utilizza variazioni nella velocità di trasmissione delle onde radio tra la sonda spaziale e la Terra (rilevate misurando l' effetto Doppler ) per determinare la distribuzione delle masse all'interno della Luna all'origine delle variazioni il campo di gravità lunare.

Conduzione della missione

Lunar Prospector lanciato il 6 gennaio 1998da un razzo Athena II dalla rampa di lancio di Cape Canaveral . Si inserisce in un'orbita polare attorno alla Luna a un'altitudine di 100 chilometri e inizia a raccogliere dati. Lo spettrometro di neutroni conferma la presenza di quantità significative di acqua a livello dei poli della Luna. La missione primaria dura 1 anno. È prorogato di ulteriori 7 mesi dalGennaio 1999. L'altitudine della sonda spaziale viene prima abbassata a 30 chilometri e poi a 10 chilometri dalla superficie. Inizialmente ci si aspettava che la sonda spaziale si schiantasse sulla superficie una volta che avesse esaurito il carburante. I piani sono stati modificati nel tentativo di confermare la presenza di acqua nelle regioni polari. La sonda spaziale è intenzionalmente schiacciata in un cratere situato vicino al polo sud prescelto perché si presumeva che ci fosse dell'acqua. Ma non è stata rilevata acqua nel pennacchio creato dall'impatto.

Due sonde lunari, LCROSS e LRO , saranno lanciate aGiugno 2009 e stabilirà che l'acqua è presente nei crateri.

Risultati

Lunar Prospector ha rilevato tracce di idrogeno sul fondo dei crateri che non sono mai illuminati dal sole , il che potrebbe indicare la presenza di acqua. Gli scienziati della NASA hanno manovrato la sonda per schiantarsi sulla luna per rilevare la presenza di acqua sotto forma di vapore. Tuttavia, le osservazioni non sono riuscite a trovare acqua nei detriti osservati a distanza. Forse l'impatto era troppo piccolo per vaporizzare l'acqua. Lunar Prospector è stato anche in grado di studiare la crosta lunare per esaminare la composizione del suolo lunare. L'analisi della radiazione gamma ha permesso di mappare la distribuzione del titanio e del ferro e di altri elementi abbondanti o presenti in tracce. Si potrebbe anche stabilire la distribuzione di un materiale lunare chiamato KREEP e della maggior parte delle rocce lunari. La mappa del campo magnetico realizzata con gli strumenti del Lunar Prospector mostra che il campo magnetico è elevato agli antipodi del Mare Imbrium e del Mare Serenitatis. Ha portato alla luce la più piccola magnetosfera mai rilevata. La mappa del campo gravitazionale lunare elaborata utilizzando gli strumenti ha rivelato 7 nuove anomalie e ha mostrato che la Luna aveva un piccolo nucleo ricco di ferro di 300 chilometri di diametro.

Note e riferimenti

  1. https://planetaryprotection.arc.nasa.gov/missions
  2. (de) Bernd Leitenberger, "  Lunar Prospector  " , sul sito dell'autore (accessibile 12 Aprile 2018 )
  3. (in) Tecnologia aerospaziale
  4. (fr) Ambasciata di Francia negli Stati Uniti - Missione scientifica e tecnologica
  5. (in) Chris Fletcher, "  Burying 'a man on the moon  " su msnbc.com ,31 luglio 1999(visitato il 13 dicembre 2015 ) .
  6. (in) "  The Lunar Prospector Mission - Instruments  " , Lunar and Planetary Institute (visitato il 12 aprile 2018 )
  7. (in) "  The Lunar Prospector Mission - Mission Overview  " , Lunar and Planetary Institute (visitato il 12 aprile 2018 )
  8. (en) Alan B. Binder et al. , "  Lunar Prospector: Overview  " , Science , vol.  281, n o  5382,4 settembre 1998, p.  1475-1476 ( DOI  10.1126 / science.281.5382.1475 , leggi in linea )

Vedi anche

Articoli Correlati

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