Люмио (космическая миссия)

Люмио
Имена	Lunar Meteoroid Impact Observer
Тип миссии	Lunar Exploration
Продолжительность миссии	12 месяцев (запланировано)
Свойства космического корабля
Космический корабль	Люмио
Тип космического корабля	12U Cubesat
Автобус	Кубик
Производитель	Арготек
Запустить массу	28 кг
Начало миссии
Дата запуска	2026 (запланировано)
Лунный орбитальный аппарат
Орбиты	Ореол орбита
	; Lumio Mission Logo.

Lunar Meteoroid Impact Observer ( Lumio ) является предлагаемой миссией по разведке Луны, которая , как ожидается, будет запущена в начале 2026 года. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Основной целью миссии является обнаружение, количественное определение и характеристику воздействия метеороидов почти земля на лунную сторону . ^{[ 2 ]} Космический корабль состоит из 12-U Cubesat , который будет работать на орбите ореола вокруг точки L2 Lagrange системы Земли-Луна. ^{[ 4 ]} Миссия в настоящее время разрабатывается Международным консорциумом, который включает в себя Политико ди Милано , Арготека , Леонардо , IMT, ^{[ 5 ]} Наутилус ^{[ 6 ]} и S & T Норвегия. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Основной научной полезной нагрузкой Lumio является специально разработанная оптическая камера , называемая Lumio-Cam, которая будет наблюдать за поверхностью лунной в Умбре для обнаружения вспышек, вызванных ударами астероидов . Научные данные из миссии будут интегрированы с наблюдениями от Земли, чтобы разработать первую полную и точную модель потока метеороидов в лунной среде. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Фон

Метеороиды почти земли представляют собой фрагменты астероидов и кометов с размерами от микрометров до метров. ^{[ 9 ]} Эти объекты влияют на Землю и Луну ежедневно. Подсчитано, что ~ 33 тонны ^{[ 3 ]} Из этих фрагментов привлечены в атмосферу Земли каждый день. Однако из -за крайней тепла атмосферного входа лишь немногим удается достичь поверхности. Поскольку луна не имеет атмосферы, лунные воздействия гораздо чаще и представляют собой постоянную угрозу для человеческих и роботизированных операций на поверхности. ^{[ 10 ]}

Когда метеороид влияет на землю, большая часть его кинетической энергии внезапно превращается в тепло, которое частично испаряется воздействие массы и рассеивает вторичный мусор по всему участку. ^{[ 3 ]} Если воздействие происходит, когда поверхность находится в UMBRA, она выглядит как яркая вспышка, которая может быть обнаружена с помощью оптических телескопов на Земле. Интенсивность вспышек может быть измерена для определения кинетической энергии метеороида. ^{[ 11 ]}

Тем не менее, наблюдения с Земли должны проводиться в ночное время и часто нарушаются атмосферными событиями. Более того, могут быть обнаружены только те последствия, которые происходят на наблюдаемой поверхности луны. ^{[ 2 ]}

Напротив, Lumio будет иметь постоянный и беспрепятственный вид на лунную дальнюю сторону от своей орбиты вокруг L2 Earth-Moon Lagrangian Point. ^{[ 4 ]} Поскольку периоды наблюдения (то есть, когда поверхность находится в тени) противоположны по отношению к Земле, Лумио значительно увеличит контролируемую часть поверхности луны. Измерения, исходящие от космического корабля в сочетании с измерениями Земли, предоставят более подробную статистику о вероятности и распределении метеороидов на Луну. ^{[ 12 ]}

Космический корабль

Lumio будет 12-U Cubesat с размерами 30x20x20 см, что имеет максимальную влажную массу 28 кг. ^{[ 2 ]} Платформа будет изготовлена Argotec, ^{[ 1 ]} Итальянская аэрокосмическая инженерная компания, базирующаяся в Турине . Argotec имеет ранее опыт в глубоководных кубиках, разработав Liciacube , компаньон НАСА космического корабля Dart , ^{[ 13 ]} и Аргонун , одна из вторичных полезных нагрузок миссии Artemis-1 . ^{[ 14 ]}

Космический корабль будет оснащен двигательной системой , чтобы выполнить космические маневры, необходимые для достижения конечной орбиты и небольших исправлений , хранящих станции . ^{[ 1 ]}^{[ 15 ]}

Расширенные солнечные батареи, произведенные IMT, обеспечат достаточную энергию на всех этапах миссии. ^{[ 1 ]} IMT также производит X-диапазона транспондер , необходимый для установления связи с землей и выполнения процедур навигации . ^{[ 1 ]}

Профиль миссии

Орбита

Точка L2 Lagrangian является конкретной зоной равновесия в комбинированном гравитационном поле системы Земли-Луна. В точке L2 гравитационные достопримечательности двух небесных объектов объединяются. Из-за этого существует определенная семья трехмерных траекторий , называемых Orbits Halo, которые спутник может использовать, чтобы оставаться в окрестностях Луны, не вращая его. ^{[ 4 ]}

Космический корабль Lumio будет летать по одной из этих траекторий, имея возможность постоянно наблюдать за лунными дальней стороной с расстояния от 36 000 до 86 000 км. ^{[ 2 ]}

Фазы миссии

Миссия Lumio будет разделена на четыре этапа: ^{[ 4 ]}

Фаза парковки. Космический корабль запускается в качестве вторичной полезной нагрузки и выпускается на селеноцентрическую орбиту перевозчиком. В течение 14 дней этого этапа CubeSat начнет ввод в эксплуатацию.
Фаза передачи . Lumio выполняет маневр инъекции стабильного коллектора (SMIM) и начинает перенос к точке L2. Этот этап имеет продолжительность 14 дней.
Оперативный этап. Космический корабль выполняет маневр (его) и вставлен на операционную орбиту и вставлен на операционную орбиту. На этом 1-летнем этапе Lumio выполнит все свои научные задачи и передаст данные обратно на Землю. Для сохранения спутника будет проведено несколько маневров с станцией.
Конец жизни . В конце оперативной фазы Lumio выполнит последний маневр для безопасной утилизации космического корабля.

Научная полезная нагрузка

Lumio-Cam является основным научным инструментом миссии Lumio. Он будет спроектирован и изготовлен Леонардо в их учреждениях Кампи Бисенцио ( Флоренция ). Камера будет иметь разрешение 1024 x 1024 пикселей ^{[ 11 ]} и сможет получать изображения как в визуальных , так и в ближнем инфракрасном спектре. ^{[ 2 ]} Скорость обновления будет составлять 15 кадров в секунду , чтобы обнаружить вспышки с продолжительностью до 30 мс. ^{[ 11 ]}

Камера будет иметь фокусное расстояние 127 мм, получив поле зрения 6,0º. Этого углового размера достаточно для проведения полных дисковых наблюдений о Луне, которая имеет кажущий размер 5,6 ° в ближайшей точке траектории. ^{[ 11 ]}

Когда более 50% поверхности луны освещается, блики, полученные от альбедо, слишком интенсивны для наблюдения за вспышками на неопределенной части. Из-за этого мониторинг поверхности будет возможен только в 50% случаев, в 15-дневные временные окна. ^{[ 11 ]} Космический корабль будет выполнять маневры для хранения станции и вторичные научные действия в ожидании следующего окна мониторинга.

Количество данных, полученных полезной нагрузкой на научных этапах, составляет около 5 ТБ /день. ^{[ 2 ]} Поскольку это значение слишком велико, чтобы их можно было перенести на Землю, изображения будут предварительно обработаны на борту. Только изображения с обнаруженными вспышками ударов будут отправлены на наземные станции, что эффективно снижает необходимые передачи данных до приблизительно 1 МБ /день. ^{[ 2 ]}

Навигационный эксперимент

Вторичная цель миссии Lumio состоит в том, чтобы продемонстрировать возможность выполнения процедур навигации в полной автономии, не общаясь с наземными станциями . ^{[ 2 ]}^{[ 16 ]} Изображения из Lumio-Cam будут обрабатываться с помощью оптических алгоритмов навигации, чтобы обеспечить оценку положения спутника по отношению к Луне. Техника, которая будет использоваться, называется навигацией на полном диске , и ожидается, что он достигнет точной работы менее 100 км. ^{[ 16 ]}

С этой техникой каждая картина обрабатывается, чтобы найти края Луны. Затем эллипс установлен для реконструкции расположения полной лунной конечности на изображении. Оставленный эллипс-это двумерная проекция трехмерного лунного эллипсоида на плоскости изображения. Поскольку характеристики камеры и размеры лунного эллипсоида известны, точки эллипса могут использоваться в качестве измерений состояния в фильтре Калмана . ^{[ 16 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и "Lumio" . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я ^Дж Toputo, F.; Merisio, G.; Franseze, v.; Giordano, C.; Массар, М.; Пилато, Г.; Работа, д.; Сила, а.; Hope, S.; Menchucci, A.; Туран, E.; Bertels, E.; Венеция, Дж.; Уокер, Р.; Кошни Д. (2023-01-01). «Обнаружение Медороидов с Lumio Cubsat» . ИКАРС 389 : 115213 10.1016/j.icarus.2022.115213. HDL : 11311/120990 . ISSN 0019-1 S2CID 251828587 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Lumio (Lunar Meteoroid Impact Observer)» . www.eoportal.org . Получено 2023-07-06 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Cipriano, Ana M.; Dei Tos, Diogene A.; Topputo, Francesco (2018). «Дизайн орбиты для Lumio: лунный метеороидный воздействие наблюдает» . Границы в астрономии и космических науках . 5 doi : 10.3389/fspas.2018.00029 . HDL : 11311/1064224 . ISSN 2296-987X .
^ "Imt srl" . Получено 2023-07-11 .
^ "Наутилус" . Получено 2023-07-11 .
^ "S [&] Норвегия" . Получено 2023-07-11 .
^ "Открытие деталей" . Политехнический институт Милана . Получено 2023-07-06 .
^ Cervone, A.; Topputo, F.; Сиветта, с.; Menicucci, A.; Туран, E.; Лизии, П.; Массари, М.; Franzese, v.; Giordano, C.; Merisio, G.; Labate, D.; Пилат, Г.; Коста, E.; Bertels, E.; Торвальдсен А. (2022-06-01). «Lumio: кубик для наблюдения и характеристики микрометороидных ударов на лунную дальнюю сторону» . Астронавтический акт . 195 : 309–317. Doi : 10.1016/j.actastro.2022.03.032 . HDL : 11311/1207340 . ISSN 0094-5765 . S2CID 24775451 .
^ Мохон, Ли (2017-03-06). «О лунном мониторинге» . НАСА . Получено 2023-07-06 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Топпуто, Франческо; Merisio, G.; Giordano, G.; Franzese, v.; Cervone, A.; Speretta, S.; Menicucci, A.; Bertels, E.; Торвальдсен, А (2021). «Текущий статус миссии Lumio: охарактеризовать лунные метеороидные удары с помощью кубика» . 72 -я Международная астронавтическая конференция .
^ Мерисио, Джанмарио; Топпуто, Франческо (2023-01-01). «Современная модель лунных метеороидов и их воздействие вспышки для миссии Lumio» . ИКАРС . 389 : 115180. DOI : 10.1016/j.icarus.2022.115180 . HDL : 11311/1220190 . ISSN 0019-1035 . S2CID 251114167 .
^ "LICIACUBE" . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .
^ Крочи, Фульвия (2022-03-18). «Миссия Артемиды: Аргумун Сделано в Италии Лунный фотожурналист согревает двигатели на рампе для последних испытаний» . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .
^ Cervone, A.; Speretta, S.; Menicucci, A.; Bertels, E.; Топпуто, Франческо; Мерисио, Г. (2021). «Выбор двигательной системы для миссии Lumio: сложный компромисс между стоимостью, надежностью и производительностью» . 72 -я Международная астронавтическая конференция .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Франезе, Витторио; Лизии, Пьеруиги; Topputo, Francesco (2018-01-08). Автономная оптическая навигация для миссии Lumio . Американский институт аэронавтики и космонавтики. Doi : 10.2514/6.2018-1977 . ISBN 978-1-62410-533-3 .

[:1-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и "Lumio" . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .

[:2-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я ^Дж Toputo, F.; Merisio, G.; Franseze, v.; Giordano, C.; Массар, М.; Пилато, Г.; Работа, д.; Сила, а.; Hope, S.; Menchucci, A.; Туран, E.; Bertels, E.; Венеция, Дж.; Уокер, Р.; Кошни Д. (2023-01-01). «Обнаружение Медороидов с Lumio Cubsat» . ИКАРС 389 : 115213 10.1016/j.icarus.2022.115213. HDL : 11311/120990 . ISSN 0019-1 S2CID 251828587 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Lumio (Lunar Meteoroid Impact Observer)» . www.eoportal.org . Получено 2023-07-06 .

[:3-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Cipriano, Ana M.; Dei Tos, Diogene A.; Topputo, Francesco (2018). «Дизайн орбиты для Lumio: лунный метеороидный воздействие наблюдает» . Границы в астрономии и космических науках . 5 doi : 10.3389/fspas.2018.00029 . HDL : 11311/1064224 . ISSN 2296-987X .

[5] "Imt srl" . Получено 2023-07-11 .

[6] "Наутилус" . Получено 2023-07-11 .

[7] "S [&] Норвегия" . Получено 2023-07-11 .

[8] "Открытие деталей" . Политехнический институт Милана . Получено 2023-07-06 .

[9] Cervone, A.; Topputo, F.; Сиветта, с.; Menicucci, A.; Туран, E.; Лизии, П.; Массари, М.; Franzese, v.; Giordano, C.; Merisio, G.; Labate, D.; Пилат, Г.; Коста, E.; Bertels, E.; Торвальдсен А. (2022-06-01). «Lumio: кубик для наблюдения и характеристики микрометороидных ударов на лунную дальнюю сторону» . Астронавтический акт . 195 : 309–317. Doi : 10.1016/j.actastro.2022.03.032 . HDL : 11311/1207340 . ISSN 0094-5765 . S2CID 24775451 .

[10] Мохон, Ли (2017-03-06). «О лунном мониторинге» . НАСА . Получено 2023-07-06 .

[:4-11] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Топпуто, Франческо; Merisio, G.; Giordano, G.; Franzese, v.; Cervone, A.; Speretta, S.; Menicucci, A.; Bertels, E.; Торвальдсен, А (2021). «Текущий статус миссии Lumio: охарактеризовать лунные метеороидные удары с помощью кубика» . 72 -я Международная астронавтическая конференция .

[12] Мерисио, Джанмарио; Топпуто, Франческо (2023-01-01). «Современная модель лунных метеороидов и их воздействие вспышки для миссии Lumio» . ИКАРС . 389 : 115180. DOI : 10.1016/j.icarus.2022.115180 . HDL : 11311/1220190 . ISSN 0019-1035 . S2CID 251114167 .

[13] "LICIACUBE" . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .

[14] Крочи, Фульвия (2022-03-18). «Миссия Артемиды: Аргумун Сделано в Италии Лунный фотожурналист согревает двигатели на рампе для последних испытаний» . ASI (на итальянском) . Получено 2023-07-06 .

[15] Cervone, A.; Speretta, S.; Menicucci, A.; Bertels, E.; Топпуто, Франческо; Мерисио, Г. (2021). «Выбор двигательной системы для миссии Lumio: сложный компромисс между стоимостью, надежностью и производительностью» . 72 -я Международная астронавтическая конференция .

[:5-16] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Франезе, Витторио; Лизии, Пьеруиги; Topputo, Francesco (2018-01-08). Автономная оптическая навигация для миссии Lumio . Американский институт аэронавтики и космонавтики. Doi : 10.2514/6.2018-1977 . ISBN 978-1-62410-533-3 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]