Лунный фонарик
Эту статью необходимо обновить . ( август 2023 г. ) |
Тип миссии | Лунный орбитальный аппарат |
---|---|
Оператор | НАСА |
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2022-168Б |
САТКАТ нет. | 54697 |
Веб-сайт | www |
Продолжительность миссии | На орбите: 1 год, 7 месяцев и 22 дня. |
Свойства космического корабля | |
Космический корабль | Лунный фонарик |
Тип космического корабля | КубСат |
Автобус | 6U КубСат [1] |
Производитель | Лаборатория реактивного движения (JPL) |
Стартовая масса | >14 кг |
Начало миссии | |
Дата запуска | 11 декабря 2022, 07:38:23 UTC |
Ракета | Сокол 9 Блок 5 |
Запуск сайта | Станция космических сил на мысе Канаверал SLC-40 |
Подрядчик | SpaceX |
Конец миссии | |
Утилизация | Выведен из эксплуатации |
Последний контакт | май 2023 г. |
Орбитальные параметры | |
Справочная система | гелиоцентрический |
Транспондеры | |
Группа | X-диапазон |
Емкость | >10 кбит/с [2] |
Lunar Flashlight - это недорогая лунная орбитальная миссия CubeSat для исследования, определения местоположения и оценки размера и состава отложений водяного льда на Луне для будущей эксплуатации роботами или людьми. [1] [3] [2] [4] [5] [6]
Космический корабль формата 6U CubeSat был разработан командой Лаборатории реактивного движения (JPL), Центра космических полетов Годдарда (GSFC), Технологического института Джорджии (GT) и Центра космических полетов имени Маршалла НАСА . [4] В начале 2015 года компания Advanced Exploration Systems (AES) НАСА выбрала его для запуска в 2022 году в качестве вторичной полезной нагрузки для миссии «Артемида-1» , хотя для включения в миссию он пропустил окно интеграции. [7] Lunar Flashlight был повторно представлен для запуска в качестве совместного использования с Hakuto-R Mission 1 на Falcon 9 Block 5 . Запуск состоялся 11 декабря 2022 года. [8]
Из-за отказа двигательной системы корабля «Лунный фонарик» не смог выйти на орбиту вокруг Луны, и НАСА прекратило миссию 12 мая 2023 года. [9] [10] С тех пор космический корабль был оставлен на солнечной орбите после пролета мимо Земли 17 мая для случайной гравитационной помощи.
История
[ редактировать ]Спутник наблюдения и зондирования лунного кратера НАСА ( LCROSS ), лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) и индийский лунный орбитальный аппарат Chandrayaan-1, а также другие миссии обнаружили в 2009 году как воду (H 2 O), так и гидроксил (—OH). − отложения в высоких широтах на поверхности Луны, что указывает на присутствие следовых количеств адсорбированной или связанной воды. ) присутствуют [3] Эти миссии предполагают, что в полярных регионах может быть достаточно ледяной воды, чтобы ее могли использовать будущие высадочные миссии. [5] [6] но распределение трудно согласовать с тепловыми картами. [3]
Миссии по разведке Луны призваны проложить путь к включению использования космических ресурсов в архитектуру миссий. Планирование НАСА возможной миссии человека на Марс зависит от использования местных природных ресурсов для производства кислорода и топлива для запуска возвращающегося корабля обратно на Землю, а миссия-предшественник Луны является удобным местом для тестирования такой технологии использования ресурсов на месте (ISRU). [11]
Концепция миссии была разработана командой из Лаборатории реактивного движения (JPL), Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Центра космических полетов имени Маршалла НАСА и предложена НАСА в рамках конкурса Advanced Exploration Systems (AES) в 2014 финансовом году. [3] [4] Миссия была выбрана для финансирования в начале 2015 года. [5] [12]
Конструкция космического корабля
[ редактировать ]В своей первоначальной концепции космический корабль Lunar Flashlight представлял собой 6U формат CubeSat или автобус , приводимый в движение 80-метровым спутником. 2 солнечный парус , который также мог бы функционировать как отражатель для освещения некоторых избранных постоянно затененных областей на Луне, [5] в то время как бортовой инфракрасный спектрометр измерял отраженный спектр, диагностирующий поверхностную композиционную смесь, состоящую из камня/пыли, реголита, водяного льда, CO 2 , метанового льда (CH 4 ) и, возможно, аммиачного льда (NH 3 ). [3] [2] [5] Освещенное пятно должно было иметь диаметр около 400 м (1300 футов) и отражаться с высоты 20 км (12 миль).
В окончательном проекте космический корабль Lunar Flashlight включает в себя два комплекта солнечных батарей. Один комплект, поставляемый Blue Canyon Technologies (BCT), развертывается при высвобождении из дозатора, а другой, поставляемый MMA, использует механизм развертывания с прожиганием проволоки. Обработка команд и данных осуществляется с помощью процессора Sphinx, разработанного JPL, с полетным программным обеспечением, написанным с использованием программной среды FPrime, разработанной JPL. Бортовая радиостанция представляет собой радиостанцию Iris, разработанную Лабораторией реактивного движения и изготовленную Лабораторией космической динамики . Система определения ориентации и управления (ADCS) космического корабля представлена BCT XACT-50. Космический корабль включает химическую двигательную установку, обеспечивающую импульс, необходимый для вывода на орбиту Луны (LOI). Эта двигательная система была спроектирована и построена исследовательской группой Гленна Лайтси Технологического института Джорджии в сотрудничестве с Центром космических полетов имени Маршалла НАСА. Наконец, полезная нагрузка научного прибора — компактный коротковолновый инфракрасный (SWIR) лазерный рефлектометр. [13]
Обзор и цели
[ редактировать ]Цель Lunar Flashlight — определить наличие или отсутствие обнаженного водяного льда и его физическое состояние, а также составить карту его концентрации в масштабе 1–2 километра в постоянно затененных областях южного полюса Луны . [4] [14] [15] Эта миссия станет одним из первых CubeSat, достигших Луны, и первой миссией, в которой будут использоваться лазеры для поиска водяного льда. [1] Любые данные о полярных летучих веществах, собранные с помощью Lunar Flashlight, могут затем обеспечить наиболее подходящие места посадки для более дорогого марсохода для выполнения измерений на месте и химического анализа. [5] Космический корабль выйдет на лунную полярную орбиту и будет использовать ближнего инфракрасного диапазона лазеры для освещения затененных полярных областей, в то время как бортовой спектрометр будет измерять отражение поверхности и состав. [1] Барбара Коэн НАСА из Центра космических полетов имени Годдарда является главным исследователем. [4]
Научная полезная нагрузка
[ редактировать ]Предлагаемая полезная нагрузка этого наноспутника — инфракрасный спектрометр , состоящий из линзы, дихроичных светоделителей и нескольких одноэлементных детекторов. Он занимает 2 из 6 модулей шины CubeSat высотой 6U . [3] Система ориентации (XACT-50 компании Blue Canyon Technologies), системы управления и обработки данных, а также системы питания займут 1,5U; телекоммуникационная система Iris займет 0,5U. [2]
Полезная нагрузка Lunar Flashlight заимствована из нескольких предшествующих систем, включая INSPIRE от JPL (Межпланетный нанокосмический корабль Pathfinder в соответствующей среде), MARCO ( Mars Cube One ) и опыта JPL со спектрометрами , включая Moon Mineralogy Mapper (M3). [1] В автобусе CubeSat высотой 6U будут использоваться в основном готовые коммерческие компоненты (COTS), такие как литий-ионные батареи , плата процессора HaWK , солнечные панели производства MMA Design LLC , звездный трекер и 3-осевые реактивные колеса для управления ориентацией . [3] ЦП представляет собой «надежный мультипроцессор Rad-Tol». [2] JPL предоставит транспондер Iris который обеспечивает синхронизацию, навигацию и связь в диапазоне X. , [3] который будет контролироваться с помощью сети дальнего космоса НАСА . [2]
Конструкция и траектория космического корабля
[ редактировать ]Космический корабль Lunar Flashlight был выброшен из второй ступени Falcon 9 после транслунной инъекции , после чего он использовал датчик Солнца и солнечные панели для питания 3-осевых реактивных колес . Он также имел химическую монотопливную двигательную установку и систему ориентации, созданную Лабораторией проектирования космических систем Технологического института Джорджии. Двигательная установка занимала объём 3U, включая 2 кг монотоплива AF-M315E, [16] менее токсичное монотопливо на основе HAN , используемое вместо гидразина . Сложный блок управления порохом был изготовлен с использованием аддитивного производства . [16] [17]
Проблемы с двигателем
[ редактировать ]В течение первых нескольких дней полета (декабрь 2022 г.) было обнаружено, что 3 из 4 двигателей работают неэффективно. По состоянию на январь 2023 года команда миссии работала над решением проблемы. [18] К маю 2023 года ограниченный успех был достигнут с остальными тремя двигателями. [19]
Орбита
[ редактировать ]Планировалось, что этот космический корабль станет вторым, использующим почти прямолинейную гало-орбиту , первой из которых была миссия CAPSTONE . [17] Первоначальная концепция предлагала траекторию, которая будет нацелена на несколько облетов Луны и, возможно, будет включать в себя помощь гравитации Земли ; он был бы выведен на лунную полярную орбиту через один или два месяца после запуска, в зависимости от выбранной траектории. [3]
См. также
[ редактировать ]- Near-Earth Asteroid Scout от НАСА представлял собой космический корабль с солнечным парусом , который планировалось встретить околоземный астероид (провал миссии).
- BioSentinel была астробиологической миссией.
- ЛунИР компании Lockheed Martin Space
- Lunar IceCube , Государственный университет Морхеда.
- CubeSat для солнечных частиц (CuSP)
- Лунный полярный водородный картограф (LunaH-Map), разработанный Университетом штата Аризона.
- EQUULEUS , представлено JAXA и Токийским университетом.
- OMOTENASHI , представленный JAXA, был лунным кораблем (миссия провалилась).
- ArgoMoon , разработанный Argotec и координируемый Итальянским космическим агентством (ASI).
- Team Miles , компания Fluid and Reason LLC, Тампа, Флорида
- Три миссии CubeSat, которые не были загружены на Артемиду-1.
- Планировалось, что лунный фонарик позволит нанести на карту обнаженный водяной лед на Луне (провал миссии).
- Цислунарные исследователи , Корнелльский университет , Итака, Нью-Йорк
- Исследователь побега с Земли (CU-E 3 ), Университет Колорадо в Боулдере
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и «Информация о миссии лунного фонарика» . Лаборатория реактивного движения (НАСА). Апрель 2016 года . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Хейн, ПО; Коэн, бакалавр; БТ, БТ (21 марта 2016 г.). Лунный фонарик: освещает южный полюс Луны . 47-я конференция по наукам о Луне и планетах . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Коэн, Барбара А. (2013). Лунный фонарик: картирование летучих веществ лунной поверхности с помощью CubeSat (PDF) . Ежегодное собрание Группы анализа исследований Луны (2013 г.). НАСА . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б с д и «NASA TechPort: Проект лунного фонарика» . ТехПорт НАСА . НАСА. 2015 . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Лунный фонарик» . Виртуальный институт исследований солнечной системы (SSERVI) . НАСА. 2015 . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б Уолл, Майк (9 октября 2014 г.). «НАСА изучает, как добывать воду на Луне» . SPACE.com . Проверено 11 марта 2021 г.
- ^ Оана, Лави (3 октября 2021 г.). «Четыре спутника Artemis I CubeSat пропустили свой полет» . Космический разведчик . Проверено 6 октября 2021 г.
- ^ Розенштейн, Сойер (11 декабря 2022 г.). «SpaceX запускает Falcon 9 с частным японским лунным кораблем» . НАСАКосмический полет . Проверено 11 декабря 2022 г.
- ^ Лаборатория реактивного движения . «НАСА призывает положить конец использованию лунных фонариков после некоторых технических успехов» . Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) . Проверено 12 мая 2023 г.
- ^ Фауст, Джефф (9 августа 2023 г.). «Засорение топливопроводов обрекло миссию НАСА на лунный кубсат» . Космические новости . Проверено 10 августа 2023 г.
- ^ «НАСА ищет воду на Луне и Марсе» . Виртуальный институт исследований солнечной системы (SSERVI) . НАСА. 2015 . Проверено 11 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Мисра, Риа (2 февраля 2016 г.). «Новая миссия НАСА на Марс будет включать в себя гигантский лазерный «лунный фонарик» » . Гизмодо . Проверено 11 марта 2021 г.
- ^ Чик, Натан; Гонсалес, Коллин; Аделл, Филипп; Бейкер, Джон; Райан, Чад; Стэтхэм, Шеннон; Лайтси, Э.; Смит, Селеста; Авальд, Коннер; Готов, Джад (8 августа 2022 г.). «Системная интеграция и испытания космического корабля «Лунный фонарик» . Малая спутниковая конференция .
- ^ «ЛУННЫЙ ФОНАРИК: КАРТИРОВАНИЕ НЕУДАЧНЫХ ЛУННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКА CUBESAT» (PDF) . Ежегодное собрание Группы анализа исследований Луны (2014 г.) . 2014 . Проверено 11 марта 2021 г.
- ^ Коэн, Барбара (2016). «CubeSat для исследования льда на Луне» . Отдел новостей SPIE . SPIE.org. дои : 10.1117/2.1201601.006241 . ISSN 1818-2259 . Проверено 11 марта 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Лунная двигательная установка с фонариком» . Проверено 23 апреля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Лаборатория реактивного движения/НАСА (28 ноября 2022 г.). «Лунный фонарик SmallSat НАСА готов к запуску» .
- ^ Лаборатория реактивного движения/НАСА. «Группа НАСА по лунным фонарикам оценивает двигательную систему космического корабля» . Лаборатория реактивного движения . Проверено 8 февраля 2023 г.
- ↑ Команда продолжает устранять неполадки в двигателе лунного фонарика НАСА, 9 мая 2023 г.