stringtranslate.com

ГРААЛЬ

МунКАМ выстрел

Лаборатория гравитационного восстановления и внутреннего строения ( GRAIL ) — американская научная миссия по Луне в рамках программы НАСА «Дискавери» , которая использовала высококачественное картографирование гравитационного поля Луны для определения ее внутренней структуры. Два небольших космических корабля GRAIL A ( «Отлив» ) и GRAIL B ( «Поток ») [5] [6] были запущены 10 сентября 2011 года на борту одной ракеты-носителя: самой мощной конфигурации Delta II , 7920H-10. [1] [7] [8] GRAIL A отделился от ракеты примерно через девять минут после запуска, GRAIL B последовал за ним примерно через восемь минут. Они прибыли на свои орбиты вокруг Луны с разницей в 25 часов. [9] [10] Первый зонд вышел на орбиту 31 декабря 2011 года, а второй последовал за ним 1 января 2012 года. [11] Два космических корабля столкнулись с поверхностью Луны 17 декабря 2012 года. [12]

Обзор

Учащиеся четвертого класса начальной школы Эмили Дикинсон в Бозмане, штат Монтана, которые предложили имена «Отлив» и «Отлив» . [6]

Мария Зубер из Массачусетского технологического института была главным исследователем GRAIL. Проектом руководила Лаборатория реактивного движения НАСА . НАСА заложило в бюджет 496 миллионов долларов США на программу, которая будет включать разработку космических кораблей и приборов, их запуск, выполнение миссий и научную поддержку. [13] После запуска космические корабли были названы GRAIL A и GRAIL B, и среди школьников был объявлен конкурс на выбор названий. В конкурсе приняли участие около 900 классов из 45 штатов, Пуэрто-Рико и округа Колумбия. Имена-победители, «Отлив» и «Отлив», были предложены учениками 4-го класса начальной школы Эмили Дикинсон в Бозмане, штат Монтана . [6]

Каждый космический корабль передавал и получал телеметрию от других космических кораблей и наземных объектов. Путем измерения изменения расстояния между двумя космическими аппаратами было получено гравитационное поле и геологическая структура Луны. Два космических корабля смогли обнаружить очень небольшие изменения в расстоянии друг от друга. Изменения на расстоянии всего в один микрометр были обнаружены и измеримы. [14] [15] Гравитационное поле Луны было нанесено на карту с беспрецедентной детализацией. [4] [16] [17] [18] [19]

Цели

Этап сбора данных миссии длился с 7 марта 2012 г. по 29 мая 2012 г., в общей сложности 88 дней. Второй этап сбора данных на меньшей высоте начался 31 августа 2012 г. [20] и за ним последовал 12-месячный анализ данных. [4] 5 декабря 2012 года НАСА опубликовало гравитационную карту Луны, составленную на основе данных GRAIL. [21] Полученные знания помогут понять историю эволюции планет земной группы и рассчитать лунные орбиты. [22]

Космический корабль

Инструменты

Гравитационная карта Луны от GRAIL

Движение

Двигатели на борту каждого космического корабля были способны производить 22 ньютона (4,9 фунта -фута ). [23] Каждый космический корабль был заправлен 103,5 кг (228 фунтов) гидразина, который использовался двигателями и главным двигателем, чтобы позволить космическому кораблю выйти на лунную орбиту и перейти к научной фазе своей миссии. Подсистема двигательной установки состояла из основного топливного бака и системы повторного наддува, которые активировались вскоре после выхода на лунную орбиту. [27]

Профиль миссии

Попытки запуска

Время указано по восточному времени ( UTC -4).

Транзитный этап

Анимация траектории GRAIL-A с 10 сентября 2011 г. по 17 декабря 2012 г.
   ГРААЛЬ-А  ·   Луна  ·   Земля
ГРААЛЬ-транзит-Земля-Луна
Анимация траектории движения GRAIL-A вокруг Луны с 31 декабря 2011 г. по 30 апреля 2012 г.
   ГРААЛЬ-А  ·   Луна

В отличие от миссий программы «Аполлон» , которым потребовалось три дня, чтобы достичь Луны, GRAIL использовал трех-четырехмесячный низкоэнергетический транслунный круиз далеко за пределами орбиты Луны и проходил вблизи точки Лагранжа L1 между Солнцем и Землей , прежде чем совершить петлю. обратно на встречу с Луной. Эта расширенная и окольная траектория позволила миссии сократить потребности в топливе, защитить инструменты и снизить скорость двух космических кораблей при прибытии на Луну, чтобы помочь выйти на чрезвычайно низкие орбиты в 50 км (31 милю) с разделением между космическими кораблями (прибывающими с разницей в 25 часов). от 175 до 225 км (от 109 до 140 миль). [22] [30] Очень жесткие допуски в плане полета оставляли мало места для исправления ошибок, что приводило к тому, что окно запуска длилось одну секунду и предоставляло только две возможности запуска в день. [29]

Фаза науки

Первичная научная фаза GRAIL длилась 88 дней, с 7 марта 2012 г. по 29 мая 2012 г. За ней последовала вторая научная фаза, которая длилась с 8 августа 2012 г. до начала декабря 2012 г.

Техника гравитационного картирования была аналогична той, что использовалась в эксперименте по восстановлению гравитации и климату (GRACE), а конструкция космического корабля была основана на XSS-11 . [31]

Даты вывода на орбиту — 31 декабря 2011 г. (для GRAIL-A) и 1 января 2012 г. (для GRAIL-B). [28] Первоначальные лунные орбиты были высокоэллиптическими околополярными, а позже были понижены до почти круговых на высоте около 25-86 км с периодом около 114 минут. [32] ( 31 декабря 2011 г. ) ( 01.01.2012 )

Космический корабль эксплуатировался в течение 88-дневного этапа сбора данных, разделенного на три цикла картирования надира продолжительностью по 27,3 дня . Дважды в день осуществлялся восьмичасовой пропуск в сеть дальнего космоса для передачи научных данных и данных «E/PO MoonKam». [33]

Первые изображения MoonKam, запрошенные учащимися, были сделаны Ebb 15-17 марта 2012 года и переданы на Землю 20 марта. Более 2700 школ в 52 странах использовали камеры MoonKAM. [34]

Камера MoonKam компании Flow запечатлела LRO, когда он пролетал на расстоянии около 12 миль (20 км) 3 мая. Это первые кадры роботизированного космического корабля, вращающегося вокруг Луны, сделанные другим аппаратом. [35]

Терминальная фаза

Финальный эксперимент и завершение миссии

По окончании научной фазы и продления миссии космический корабль был выключен и выведен из эксплуатации в течение пяти дней. Космический корабль столкнулся с поверхностью Луны 17 декабря 2012 года .​ ​′ W / 75,62 ° с.ш. 26,63 ° з.д.  / 75,62; -26,63 . «Эбб» , головной космический корабль в строю, врезался первым. Поток изменился несколько мгновений спустя. Каждый космический корабль двигался со скоростью 3760 миль в час (1,68 км/с). Последний эксперимент был проведен в последние дни миссии. Главные двигатели космического корабля были запущены, израсходовав оставшееся топливо. Данные этих усилий будут использоваться планировщиками миссий для проверки компьютерных моделей расхода топлива , чтобы улучшить прогнозирование потребностей в топливе для будущих миссий. [41] НАСА объявило, что место крушения будет названо в честь сотрудницы GRAIL и первой американки в космосе Салли Райд . [42]

Луна – Oceanus Procellarum («Океан бурь»)

Полученные результаты

Гравитация проходит сквозь материю. В дополнение к поверхностной массе гравитационное поле высокого разрешения дает размытое, но полезное представление о том, что находится под поверхностью. Анализ данных GRAIL привел к ряду научных результатов для Луны.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab «Delta II готовится к запуску миссии НАСА GRAIL» . Объединенный стартовый альянс . 2011. Архивировано из оригинала 1 сентября 2011 года . Проверено 2 сентября 2011 г.
  2. ^ «Миссия GRAIL: информационный бюллетень». Салли Райд Наука . 2010. Архивировано из оригинала 28 апреля 2010 г. Проверено 15 апреля 2010 г.
  3. ^ «ГРАЛЬ» (PDF) . НАСА . Проверено 30 ноября 2022 г.
  4. ^ abc «О ГРАЛЕ». Массачусетский Институт Технологий . Проверено 12 марта 2011 г.
  5. ↑ Шонцлер, Гейл (18 января 2012 г.). «Класс Бозмана выигрывает конкурс на название спутников, вращающихся вокруг Луны» . Ежедневная хроника Бозмана . Проверено 18 декабря 2018 г.
  6. ^ abc Эгл, округ Колумбия. «Студенты из Монтаны представили победившие названия для лунного космического корабля НАСА». Лаборатория реактивного движения НАСА.
  7. ^ Дельта II: Рабочая лошадка отрасли (PDF) (Отчет). Объединенный стартовый альянс. 2010. Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2011 года . Проверено 2 августа 2011 г.
  8. ↑ Грей Хауталуома (10 декабря 2007 г.). «Новая миссия НАСА по раскрытию внутренней структуры и эволюции Луны». НАСА . Проверено 31 августа 2011 г.
  9. ^ Успех запуска космического корабля-близнеца GRAIL на Луну
  10. ^ Spaceflight101. Архивировано 11 февраля 2015 г. на Wayback Machine.
  11. ^ «Первый космический корабль НАСА GRAIL выходит на орбиту Луны» . НАСА . Проверено 1 января 2012 г.
  12. ^ Близнецы GRAIL врезались в Луну, чтобы завершить весьма успешную миссию. Архивировано 11 февраля 2015 г. в Wayback Machine.
  13. ^ «Пресс-кит. Запуск лаборатории гравитационного восстановления и внутренних работ (GRAIL)» (PDF) . НАСА . Август 2011. с. 7 . Проверено 4 декабря 2022 г.
  14. ^ МИССИЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ВНУТРЕННЕЙ ЛАБОРАТОРИИ (GRAIL): СТАТУС НА НАЧАЛЕ ФАЗЫ НАУЧНОГО КАРТИРОВАНИЯ, 43-я Лунная и Планетарная научная конференция (2012)
  15. ^ Вашингтон Пост, 17 декабря 2012 г.
  16. ^ аб Коноплив, Алекс С.; Парк, Райан С.; Юань, Да-Нин; Асмар, Сами В.; Уоткинс, Майкл М.; Уильямс, Джеймс Г.; Фанесток, Юджин; Круизинга, Герхард; Пайк, Мегён; Стрекалов Дмитрий; Харви, Нейт (2013). «Лунное гравитационное поле Лаборатории реактивного движения до степени сферической гармоники 660 из основной миссии GRAIL: GRAIL LUNAR GRAVITY». Журнал геофизических исследований: Планеты . 118 (7): 1415–1434. Бибкод : 2013JGRE..118.1415K. дои : 10.1002/jgre.20097. hdl : 1721.1/85858 . S2CID  16559256.
  17. ^ аб Лемуан, Фрэнк Г.; Гуссенс, Сандер; Сабака, Теренс Дж.; Николас, Джозеф Б.; Мазарико, Эрван; Роулендс, Дэвид Д.; Лумис, Брайант Д.; Чинн, Дуглас С.; Капретт, Дуглас С.; Нойманн, Грегори А.; Смит, Дэвид Э. (2013). «Модели высокой гравитации на основе данных основной миссии GRAIL». Журнал геофизических исследований: Планеты . 118 (8): 1676–1698. Бибкод : 2013JGRE..118.1676L. дои : 10.1002/jgre.20118 . hdl : 2060/20140010292 . ISSN  2169-9097.
  18. ^ аб Коноплив, Алекс С.; Парк, Райан С.; Юань, Да-Нин; Асмар, Сами В.; Уоткинс, Майкл М.; Уильямс, Джеймс Г.; Фанесток, Юджин; Круизинга, Герхард; Пайк, Мегён; и другие. (2014). «Лунные гравитационные поля высокого разрешения из основной и расширенной миссий GRAIL». Письма о геофизических исследованиях . 41 (5): 1452–1458. Бибкод : 2014GeoRL..41.1452K. дои : 10.1002/2013GL059066 .
  19. ^ аб Лемуан, Фрэнк Г.; Гуссенс, Сандер; Сабака, Теренс Дж.; Николас, Джозеф Б.; Мазарико, Эрван; Роулендс, Дэвид Д.; Лумис, Брайант Д.; Чинн, Дуглас С.; Нойманн, Грегори А.; Смит, Дэвид Э.; Зубер, Мария Т. (28 мая 2014 г.). «GRGM900C: Модель лунной гравитации 900 градусов на основе данных основной и расширенной миссии GRAIL». Письма о геофизических исследованиях . 41 (10): 3382–3389. Бибкод : 2014GeoRL..41.3382L. дои : 10.1002/2014GL060027. ПМЦ 4459205 . ПМИД  26074638. 
  20. ^ Лаборатория гравитационного восстановления и внутренней отделки: Новости и особенности: Лунные близнецы GRAIL НАСА начинают расширенную научную миссию. Архивировано 9 апреля 2013 г. в Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Проверено 21 июля 2013 г.
  21. ^ Лаборатория гравитационного восстановления и внутренней отделки: Новости и особенности: GRAIL НАСА создает наиболее точную карту гравитации Луны. Архивировано 11 мая 2013 г. в Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Проверено 21 июля 2013 г.
  22. ^ ab «GRAIL: Обзор миссии». Массачусетский технологический институт . Проверено 10 сентября 2011 г.
  23. ^ ab «Космический корабль и полезная нагрузка». Массачусетский Институт Технологий.
  24. ^ «GRAIL: Операции миссии и обработка данных» . Массачусетский технологический институт . Архивировано из оригинала 5 марта 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
  25. ^ "О GRAIL MoonKAM" . Салли Райд Наука. 2010. Архивировано из оригинала 27 апреля 2010 г. Проверено 15 апреля 2010 г.
  26. ^ «Пресс-кит по запуску GRAIL» (PDF) . НАСА . Проверено 31 августа 2011 г.
  27. ^ "Каталог спутниковых миссий - GRAIL" . eoPortal.org . Проверено 3 декабря 2022 г.
  28. ^ abcdef Харвуд, Уильям. «НАСА запускает лунные зонды GRAIL». Новости CBS . Проверено 11 сентября 2011 г.
  29. ^ аб Джастин Рэй (17 августа 2011 г.). «Схема окна запуска GRAIL». Космический полет сейчас . Проверено 9 сентября 2011 г.
  30. ^ «Дизайн миссии». НАСА. Архивировано из оригинала 3 октября 2011 года . Проверено 10 сентября 2011 г.
  31. ↑ Тейлор Дайнерман (31 декабря 2007 г.). «Является ли XSS-11 ответом на стремление Америки к созданию оперативно реагирующего космоса?». Космический обзор . Проверено 31 августа 2011 г.
  32. ^ Новости миссии Грааля. Март 2012 г.
  33. ^ ab «GRAIL: Дизайн миссии». Массачусетский технологический институт .
  34. ^ «НАСА GRAIL возвращает первые изображения Луны, выбранные студентами» . Лаборатория реактивного движения .
  35. ^ «Космические корабли пролетают мимо друг друга на Луне» .
  36. ^ «Близнецы НАСА GRAIL завершили падение на Луну» . НАСА. 17 декабря 2012 года . Проверено 17 декабря 2012 г.
  37. ↑ Уолл, Майк (13 декабря 2012 г.). «Двойные зонды GRAIL готовы к падению на Луну». Новости Эн-Би-Си . Проверено 18 февраля 2013 г.
  38. ↑ Уолл, Майк (11 декабря 2012 г.). «Двойные зонды НАСА врежутся в Луну на следующей неделе». Space.com . Проверено 18 февраля 2013 г.
  39. ^ «Космический корабль-близнец НАСА готовится врезаться в Луну» . Физика.орг . 13 декабря 2012 года . Проверено 13 декабря 2012 г.
  40. ↑ Кнапп, Алекс (14 декабря 2012 г.). «НАСА готовится разбить свои зонды на Луну». Форбс . Проверено 13 декабря 2012 г.
  41. ^ «Зонды НАСА готовятся к завершившемуся столкновению с Луной» . НАСА, Лаборатория реактивного движения . Проверено 18 февраля 2013 г.
  42. ↑ Майк Уолл (17 декабря 2012 г.). «Место крушения лунного зонда названо в честь Салли Райд» . Space.com . Проверено 18 февраля 2013 г.
  43. ^ Зубер, MT; Смит, Делавэр; Уоткинс, ММ; Асмар, Юго-Запад; Коноплив А.С.; Лемуан, ФГ; Мелош, HJ; Нойманн, Джорджия; Филлипс, Р.Дж.; и другие. (2013). «Гравитационное поле Луны по данным миссии Лаборатории восстановления гравитации и внутренних процессов (GRAIL)». Наука . 339 (6120): 668–671. Бибкод : 2013Sci...339..668Z. дои : 10.1126/science.1231507. ISSN  0036-8075. PMID  23223395. S2CID  206545934.
  44. ^ Вечорек, Массачусетс; Нойманн, Джорджия; Ниммо, Ф.; Кифер, WS; Тейлор, Дж.Дж.; Мелош, HJ; Филлипс, Р.Дж.; Соломон, Южная Каролина; Эндрюс-Ханна, JC; и другие. (2013). «Лунная кора глазами ГРААЛЯ». Наука . 339 (6120): 671–675. Бибкод : 2013Sci...339..671W. дои : 10.1126/science.1231530. ISSN  0036-8075. ПМК 6693503 . ПМИД  23223394. 
  45. ^ Эндрюс-Ханна, JC; Асмар, Юго-Запад; Руководитель, JW; Кифер, WS; Коноплив А.С.; Лемуан, ФГ; Мацуяма, И.; Мазарико, Э.; Макговерн, П.Дж.; и другие. (2013). «Древние магматические интрузии и раннее расширение Луны, обнаруженные с помощью гравитационной градиентометрии GRAIL». Наука . 339 (6120): 675–678. Бибкод : 2013Sci...339..675A. дои : 10.1126/science.1231753. ISSN  0036-8075. PMID  23223393. S2CID  18004181.
  46. ^ Уильямс, Джеймс Г.; Коноплив Александр Сергеевич; Боггс, Дейл Х.; Парк, Райан С.; Юань, Да-Нин; Лемуан, Фрэнк Г.; Гуссенс, Сандер; Мазарико, Эрван; Ниммо, Фрэнсис; и другие. (2014). «Свойства интерьера Луны из миссии GRAIL». Журнал геофизических исследований: Планеты . 119 (7): 1546–1578. Бибкод : 2014JGRE..119.1546W. дои : 10.1002/2013JE004559 . S2CID  7045590.
  47. ^ Нойманн, Грегори А.; Зубер, Мария Т.; Вечорек, Марк А.; Руководитель Джеймс В.; Бейкер, Дэвид М.Х.; Соломон, Шон К.; Смит, Дэвид Э.; Лемуан, Фрэнк Г.; Мазарико, Эрван; и другие. (2015). «Лунные ударные бассейны, обнаруженные с помощью гравитационного восстановления и внутренних лабораторных измерений». Достижения науки . 1 (9): e1500852. Бибкод : 2015SciA....1E0852N. doi : 10.1126/sciadv.1500852. ISSN  2375-2548. ПМЦ 4646831 . ПМИД  26601317. 
  48. ^ Мюллер, премьер-министр; Шегрен, WL (1968). «Масконы: концентрации лунной массы». Наука . 161 (3842): 680–684. Бибкод : 1968Sci...161..680M. дои : 10.1126/science.161.3842.680. ISSN  0036-8075. PMID  17801458. S2CID  40110502.
  49. ^ Мацуяма, Исаму; Ниммо, Фрэнсис; Кин, Джеймс Т.; Чан, Нгай Х.; Тейлор, Дж. Джеффри; Вечорек, Марк А.; Кифер, Уолтер С.; Уильямс, Джеймс Г. (2016). «Ограничения GRAIL, LLR и LOLA на внутреннюю структуру Луны». Письма о геофизических исследованиях . 43 (16): 8365–8375. Бибкод : 2016GeoRL..43.8365M. дои : 10.1002/2016GL069952. hdl : 10150/621595 . S2CID  36834256.
  50. ^ Зубер, MT; Смит, Делавэр; Нойманн, Джорджия; Гуссенс, С.; Эндрюс-Ханна, JC; Руководитель, JW; Кифер, WS; Асмар, Юго-Запад; Коноплив А.С.; и другие. (2016). «Гравитационное поле Восточного бассейна по результатам миссии лаборатории гравитационного восстановления и внутренних дел». Наука . 354 (6311): 438–441. Бибкод : 2016Sci...354..438Z. doi : 10.1126/science.aag0519. ISSN  0036-8075. ПМЦ 7462089 . ПМИД  27789835. 

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме GRAIL .