Bildkredit: Arianespace
Europas första uppdrag till månen, SMART-1, lyftes framgångsrikt ombord på en raket Ariane-5 lördag kväll. Rymdskeppet har distribuerat sina solpaneler och genomgår för närvarande en inledande checkout av sina system för att se till att allt fungerar korrekt. Dess jonmotor börjar påskynda rymdskeppet mot månen den 4 oktober, men det kommer att bli en lång resa - den kommer inte förrän i mars 2005.
SMART-1, Europas första vetenskapliga rymdskepp designat för att kretsa om månen, har avslutat den första delen av sin resa genom att uppnå sin första jorden omloppsbana efter en felfri lansering under natten 27-28 september.
Europeiska rymdorganisationens SMART-1 var en av tre nyttolaster på Ariane Flight 162. Den generiska Ariane-5 lyftte ut från Guiana Space Center, Europas rymdport i Kourou, Franska Guyana, klockan 2014 lokal tid (2314 timmar GMT) den 27 September (01:14 Centraleuropeisk sommartid den 28 september).
42 minuter efter lanseringen hade alla tre satelliterna lyckats släppas in i en geostationär överföringsbana (742 x 36 016 km, lutande vid 7 grader till ekvatorn). Medan de andra två satelliterna beror på manöver mot geostationär bana, kommer SMART-1 367 kg att starta en mycket längre resa till ett mål som är tio gånger mer avlägsen än den geostationära banan: Månen.
”Europa kan vara stolt”, säger ESA: s generaldirektör Jean-Jacques Dordain, efter att ha bevittnat lanseringen från ESA: s ESOC: s rymdoperationscenter i Darmstadt, Tyskland, ”vi har satt kursen för månen igen. Och detta är bara början: vi förbereder oss på att nå mycket längre ”.
Rymdskeppet har distribuerat sina solpaneler och genomgår för närvarande den första kontrollen av sina system under kontroll från ESA / ESOC. Denna kassa kommer att fortsätta till 4 oktober och kommer att inkludera den första avfyrningen av SMART-1: s innovativa jonmotor.
Med jonkörning till månen
Vetenskap och teknik går hand i hand i detta spännande uppdrag till månen. Jorden och månen har över 4 tusen miljoner år delad historia, så att veta månen bättre kommer att hjälpa forskare i Europa och över hela världen att bättre förstå vår planet och kommer att ge dem värdefulla nya tips om hur man bättre kan skydda den ”sa ESA Science Director David Southwood efter lanseringen från Kourou.
Som det första uppdraget i den nya serien Små uppdrag för avancerad teknikforskning är SMART-1 främst utformad för att demonstrera innovativa och nyckelteknologier för framtida djup rymdvetenskapliga uppdrag.
Den första tekniken som demonstreras på SMART-1 kommer att vara Solar Electric Primary Propulsion (SEPP), ett mycket effektivt och lätt framdrivningssystem som är idealiskt för långvariga djuputrymmesuppdrag i och bortom vårt solsystem. SMART-1s framdrivningssystem består av en enda jonmotor som drivs av 82 kg xenongas och ren solenergi. Denna plasmastruster förlitar sig på "Hall-effekten" för att påskynda xenonjoner för att snabba upp till 16 000 km / timme. Den kan leverera 70 mN drivkraft med en specifik impuls (förhållandet mellan drivkraft och drivmedelsförbrukning) 5 till 10 gånger bättre än traditionella kemiska drivkrafter och under mycket längre varaktigheter (månader eller till och med år, jämfört med några minuters driftstid typisk för traditionella kemiska motorer).
Jonmotorn är planerad att tas i bruk den 30 september. Till att börja med kommer den att avfyras nästan kontinuerligt "stannar bara när rymdskeppet är i jordens skugga" för att påskynda sonden (vid cirka 0,2 mm / s2) och höja höjden på sin perigee (den lägsta punkten i dess bana) från 750 till 20 000 km. Denna manöver kommer att ta cirka 80 dagar att slutföra och kommer att placera rymdskeppet säkert över strålningsbanden som omger jorden.
Flight 162 redo för lansering
Idrifttagningen kommer att vara klar inom två veckor, varefter ESA: s kontrollcenter vid ESOC kommer att vara i kontakt med rymdskeppet under två 8-timmarsperioder varje vecka.
En gång på ett säkert avstånd från jorden kommer SMART-1 att avfyra sin thruster under perioder på flera dagar för att successivt höja sin apogee (den maximala höjden på dess bana) till Månens bana. På 200 000 km från jorden kommer den att börja ta emot betydande bogserbåt från månen när den passerar. Den kommer sedan att utföra tre gravitationsassisterande manövrar när den flyger vid månen i slutet av december 2004, slutet av januari och februari 2005. Så småningom kommer SMART-1 att "fångas" och gå in i en nästan polär elliptisk månbana i mars 2005. SMART- 1 kommer sedan att använda sin thruster för att minska höjden och excentriciteten för denna bana.
Under denna 18-månaders överföringsfas kommer den solelektriska primära framdrivningens prestanda, och dess interaktioner med rymdskeppet och dess miljö, att övervakas noggrant av Rymdfarkost Potential, Electron & Dust Experiment (SPEDE) och Electric Propulsion Diagnostic Package (EPDP) ) för att upptäcka möjliga biverkningar eller interaktioner med naturliga elektriska och magnetiska fenomen i närliggande rymden.
En lovande teknik, Solar Electric Primary Propulsion, kan tillämpas på många interplanetära uppdrag i solsystemet, vilket minskar storleken och kostnaden för framdrivningssystem och samtidigt ökar manöverflexibiliteten och den tillgängliga massan för vetenskaplig instrumentation.
Förutom Solar Electric Primary Propulsion kommer SMART-1 att demonstrera ett brett utbud av ny teknik som ett Li-Ion modulärt batteripaket; ny generation med hög datahastighetskommunikation i X- och Ka-band med X / Ka-bandet Telemetry och Telecommand Experiment (KaTE); en datorteknik som gör det möjligt för rymdskepp att bestämma deras position autonomt i rymden, vilket är det första steget mot fullständigt autonom rymdfarkostnavigering.
Gräva efter månens kvarvarande hemligheter
I april 2005 kommer SMART-1 att påbörja den andra fasen av sitt uppdrag, på grund av att pågå i minst sex månader och tillägnad studiet av månen från en nära polär bana. I mer än 40 år har månen besökts av automatiserade rymdsonder och av nio bemannade expeditioner, varav sex landade på ytan. Ändå återstår mycket att lära sig om vår närmaste granne, och SMART-1: s nyttolast kommer att göra observationer som aldrig utförts tidigare i sådan detalj.
Avancerat / Moon Micro-Imaging Experiment (AMIE) miniatyriserad CCD-kamera ger högupplösta och högkänsliga bilder på ytan, även i dåligt upplysta polära områden. Den mycket kompakta SIR-infraröda spektrometern kartlägger månmaterial och letar efter vatten och koldioxidis i permanent skuggade kratrar. Demonstration Compact Imaging X-ray Spectrometer (D-CIXS) kommer att tillhandahålla den första globala kemiska kartan över månen och X-ray Solar Monitor (XSM) kommer att utföra spektrometriska observationer av solen och ge kalibreringsdata till D-CIXS för att kompensera för solvariation.
SPEDE-experimentet som används för att övervaka Solar Electric Primary Propulsion-interaktioner med miljön kommer också att studera hur solvinden påverkar månen.
De övergripande data som samlas in av SMART-1 kommer att ge nya insatser för studier av månens utveckling, dess kemiska sammansättning och dess geofysiska processer, och även för jämförande planetologi i allmänhet.
Bana väg för framtida rymdprober
Förutom värdefull månvetenskap kommer SMART-1: s nyttolast att vara involverad i uppdragets teknologidemonstrationer för att förbereda för framtida generationens djupa rymdsuppdrag.
Till exempel kommer AMIE-kameran att användas för att validera OBAN-algoritmen ombord (Autonomous Navigation), som korrelerar data från sensorer och stjärnspårare för att tillhandahålla navigationsdata. Den kommer också att delta i ett laserkommunikationslänkexperiment med ESA: s optiska markstation vid Teideobservatoriet på Teneriffa, Kanarieöarna, för att försöka upptäcka en inkommande laserstråle från marken.
Genom att använda både AMIE- och KaTE-hårdvara, visar experimentet Radio Science Investigation System (RSIS) ett nytt sätt att mäta interiörerna i planeterna och deras månar genom att upptäcka den välkända lutningsrörelsen på månen. Denna teknik kan användas senare av ESA: s planetuppdrag.
SMART-1 utvecklades för ESA av Swedish Space Corporation, som huvudentreprenör, med bidrag från nästan 30 entreprenörer från 11 europeiska länder och USA. Trots sin lilla storlek har rymdskeppet 19 kg vetenskaplig nyttolast som består av experiment ledda av huvudutredare från Finland, Tyskland, Italien, Schweiz och Storbritannien.
Trots sin relativt lilla budget och korta utvecklingsschema har SMART-1 en enorm potential för framtida uppdrag och är en tydlig illustration av Europas ambitioner i utforskningen av solsystemet, som också lyfts fram vid juni lanseringen av Mars Express, som nu har avslutats över hälften på sin resa till Mars och lanseringen av Rosetta, i februari 2004, för att besöka kometen Churyumov-Gerasimenko.
Originalkälla: ESA News Release
