Kaguya (sonda kosmiczna)

Kaguya
Kaguya
Identyfikator NSSDC	2007-039A
Cel misji	Księżyc ZiemiSzablon: Infobox sonda / konserwacja / cel
operator	JAXASzablon: sonda Infobox / konserwacja / operator
Wyrzutnia	H-2ASzablon: Sonda Infobox / konserwacja / rakieta nośna
budowa
Masa startowa	1720 kg (+ 795 kg paliwa)Szablon: Sonda informacyjna / konserwacja / masa startowa
Instrumenty
Szablon: Infobox sondy / konserwacja / instrumenty 13
Przebieg misji
Data rozpoczęcia	14 września 2007Szablon: sonda Infobox / konserwacja / data rozpoczęcia
wyrzutnia	Centrum Kosmiczne TanegashimaSzablon: sonda Infobox / konserwacja / panel startowy
Data końcowa	10 czerwca 2009Szablon: sonda Infobox / konserwacja / data zakończenia
Szablon: sonda Infobox / konserwacja / historia 14 września 2007 zaczynać 3 października 2007 Dotarcie na orbitę księżycową 9 października 2007 Rozmieszczenie satelity przekaźnikowego Okina 12 października 2007 Wdrożenie satelity VRAD Ouna 12 lutego 2009 Wpływ satelity przekaźnikowego Okina 10 czerwca 2009 Wpływ na księżyc

Kaguya ( japoński か ぐ や) był księżycowym orbiterem japońskiej agencji kosmicznej JAXA , który był używany od 2007 do 2009 roku. Kaguya została wystrzelona 14 września 2007 roku z Centrum Kosmicznego Tanegashima na pokładzie rakiety H-IIA .

Nazwa projektu i cele misji

Pod nazwą projektu Selene ( Sel enologiczne i En wie- dzy z dziedziny e Xplorer, podczas gdy grecki nazwa księżyca i greckiej bogini księżyca ), misja do księżniczki księżyca w japońskiej legendzie Opowieść o Bamboo Cutter nazwie. Operatorzy opisali sondę kosmiczną jako „największą misję księżycową od czasu programu Apollo”, czyli największą misję księżycową od czasu programu Apollo .

Głównym celem misji było zbadanie składu mineralogicznego Księżyca , topografii , geologii , grawitacji i plazmy w układach księżyca i słońce - ziemia . Ponadto sonda powinna przetestować nowe technologie, które będą miały kluczowe znaczenie dla późniejszych misji księżycowych.

technologia

Misja składała się z trzech satelitów: dużego orbitera , który musiał przenosić większość ładunku naukowego, satelity radiowego VLBI (VRAD) i satelity przekaźnikowego do komunikacji między Ziemią a głównym orbiterem podczas faz lotu za Księżycem z brak bezpośredniej ścieżki sygnału do ziemi.

Orbiter

Prostopadłościan główny orbiter ma wymiary około 2,1 m × 2,1 m × 4,2 m i jest podzielony na dwie części: górny moduł misji o długości 2,8 m z większością instrumentów naukowych oraz odłączany dolny moduł napędowy o długości 1,2 m. Pojedynczy panel słoneczny znajduje się z boku sondy kosmicznej, a antena o wysokim zysku 1,3 m jest przymocowana do drugiej strony sondy, pod kątem 90 ° do panelu słonecznego. Z przodu sondy wystaje wysięgnik magnetometru o długości 12 m ; kolejne cztery anteny radarowe o długości 15 m są przymocowane do narożników modułu misji.
Całkowita masa własna sondy wynosiła 1720 kg, plus 795 kg paliwa.

Zasilanie energią z panelu słonecznego, który składa się z 22 m² ogniw słonecznych GaAs / Ge , może wygenerować do 3486  W mocy. Ogniwa słoneczne zjeść cztery NIH ₂ - akumulatory o pojemności 35 za  Ah , o napięciu 50  V dostaw. Komunikacja odbywa się za pośrednictwem anteny o wysokim zysku w paśmie S i X z szybkością transmisji danych w paśmie X do 10  Mbit / s do dużej anteny parabolicznej o długości 60 m i w paśmie S (2263,6 MHz) do 2  Kbit / s s s do 40 m dużej anteny parabolicznej. Cztery anteny dookólne w paśmie S są używane do przesyłania poleceń do sondy z prędkością 1 Kbit / s. Pojemność wbudowanego systemu przechowywania wynosi 10  GB .

Główny silnik sondy znajduje się w module napędowym i dostarcza ciąg 500  N przez spalanie NTO i hydrazyny . Mission Moduł nosi 13 instrumentów naukowych:

• kamera wielopasmowa
• kamera terenowa
• kamera telewizyjna
• widmowa profiler
• promieniowania rentgenowskiego spektrometru
• spektrometr gamma
• radar
• laser - wysokościomierz
• magnetometr
• plazma Imager
• spektrometr cząstek naładowanych
• analizator plazmy
• oraz dwa urządzenia do eksperymentów radiowych.

Do zewnętrznej powłoki sondy przymocowano dwie tabliczki, na których wygrawerowano nazwiska i wiadomości wysłane przez ponad 410 000 osób.

Podsatelity

Dwa bezsilnikowe podsatelity Kaguyi mają bardzo podobną strukturę. Każdy ma ośmioboczny cylindryczny kształt i ma wymiary 1,0 m × 1,0 m × 0,65 m przy masie 50 kg. Oba satelity mają antenę dipolową i są stabilizowane obrotowo przy dziesięciu obrotach na minutę. Ogniwa słoneczne z każdej strony zapewniają moc 70 W, z których każde zasila akumulator 26 V NiMH o pojemności 13 Ah.

Satelita VRAD (Ouna)

Satelita ma jedno źródło radiowe w paśmie X i trzy w paśmie S. W połączeniu z satelitą przekaźnikowym umożliwia naziemne różnicowe pomiary VLBI ( Very Long Baseline Interferometry ). Satelita został wystrzelony 12 października 2007 r. Na orbicie polarnej między 100 km a 800 km i powinien być w stanie krążyć po tej orbicie przez ponad rok.

Przekaźnik satelitarny (Okina)

Satelita przekaźnikowy ma również jedno źródło radiowe w paśmie X i trzy w paśmie S i służy do przekazywania sygnału między orbiterem a Ziemią, niezbędnego do pomiarów pola grawitacyjnego z tyłu księżyca. Satelita został wystrzelony 9 października 2007 r. Na orbitę o perycentrum 100 km i apocentrum 2400 km i powinien działać przez rok; w rzeczywistości uderzył w tył księżyca dopiero 12 lutego 2009 r. o 19:46 (JST).

misja

Uruchomienie wyrzutni z sondą księżycową Kaguya (Zdjęcie: Narita Masahiro)

Rozpoczęcie misji Kaguya, pierwotnie planowanej na koniec 2005 roku , zostało przesunięte na sierpień 2006 roku z powodu fałszywego wystrzelenia szóstej rakiety H-2A pod koniec 2003 roku. Początek został później przesunięty na dalszy 2007 rok. Planowany termin na 16 sierpnia 2007 roku musiał zostać przesunięty na 13 września z powodu nieprawidłowo zainstalowanych kondensatorów w podsatelitach. Zła pogoda zmusiła JAXA do przesunięcia startu o kolejne 24 godziny.

14 września 2007 r. O godzinie 1:31 UTC Kaguya została wprowadzona na orbitę parkingową o wysokości 270 km wokół Ziemi pod nachyleniem 30,4 ° przez rakietę H-2A z Centrum Kosmicznego Tanegashima . Następnie sonda została wysłana w podróż na Księżyc.

29 września po raz pierwszy zarejestrowano sekwencję zdjęć Ziemi w wysokiej rozdzielczości. Zdjęcia przedstawiają Ziemię z odległości 110 000 km.

Po dwóch korektach kursu Kaguya dotarła na księżyc 3 października 2007 r. I weszła na księżycową orbitę polarną między 101 km a 11 471 km wysokości o 21:20 UTC; Kaguya potrzebował 16:42 godzin na jeden obrót.

9 października o godzinie 0:36 UTC Kaguya wystrzeliła satelitę przekaźnikowego Rstar na orbitę księżycową znajdującą się od około 100 km do 2400 km nad powierzchnią Księżyca. Satelita VRAD pojawił się trzy dni później i jego orbita jest niższa.

Zgodnie z planem orbiter wszedł na orbitę polarną 19 października 2007 roku z dwugodzinnym okresem orbitalnym. Po obniżeniu apocentrum orbita znajdowała się między 80 km a 123 km nad powierzchnią Księżyca. Orbita ta miała być utrzymywana przez rok, na który korekty orbity planowano mniej więcej co dwa miesiące. Dwa dni później Kaguya został przełączony w tryb operacyjny i rozpoczęto sprawdzanie systemu.

Podczas fazy testowej kamery Ikegami HDTV , Orbiter nagrał 31 października dwa kilkuminutowe filmy w wysokiej rozdzielczości. Był to pierwszy telewizor HDTV wykonany z powierzchni Księżyca.

Faza testowa wszystkich systemów pokładowych zakończyła się po dwóch miesiącach, a Kaguya rozpoczęła swoją działalność naukową 21 grudnia 2007 roku. Według JAXA rentgenowskie i naładowane spektrometry cząstek (CPS) nie pracowały jeszcze z pełną wydajnością. Pierwsza składa się z czterech pojedynczych kamer, które można ze sobą połączyć w celu uzyskania wyższej rozdzielczości. Podczas sprawdzania podczas jednoczesnej pracy wystąpił zbyt duży hałas .

Kaguya uderzył w powierzchnię Księżyca 10 czerwca 2009 r. O godzinie 20:25 CEST na 80,4 ° E, 65,5 ° S w pobliżu krateru Gill z planowaną prędkością 6000 km / h . Błysk światła spowodowany zderzeniem można było obserwować za pomocą teleskopów naziemnych, takich jak Teleskop Anglo-Australijski w Australii i Obserwatorium Mount Abu w Indiach.

Wyniki naukowe

Misja dostarczyła dokładniejszych trójwymiarowych obrazów topograficznych powierzchni Księżyca i pomiary pola grawitacyjnego także po drugiej stronie Księżyca. Na przykład głębokość krateru Pythagoras można było określić dokładniej do 4800 m, a krater Schrödinger został po raz pierwszy szczegółowo sfotografowany.

Kaguya dostarczył również pierwsze zdjęcia wnętrza krateru Shackleton na biegunie południowym: nie znaleziono tam jednak oczekiwanych śladów lodu wodnego.

Mapę powierzchni Księżyca pokazującą rozmieszczenie uranu , toru i potasu można było stworzyć na podstawie pomiarów spektrometru promieniowania gamma (GRS) od 14 grudnia 2007 do 17 lutego 2008 i od 7 lipca do 31 października 2008.

Podczas pierwszej oceny danych pomiarowych w 2009 roku w rejonie Wzgórz Mariusa w Oceanus Procellarum odkryto szeroki na 65 metrów otwór w dnie , co wskazywało na istnienie większej jaskini. Graal misja NASA (2012) pod warunkiem, bardziej konkretne informacje o księżycowych jaskiń, które zostały potwierdzone w dalszej oceny danych Kaguya. Otwarcie księżyca, odkryte w 2009 roku, mogło zatem być częścią tunelu lawowego o długości 50 kilometrów i szerokości 100 metrów .

Zobacz też

• Chronologia misji księżycowych
• Lista obiektów stworzonych przez człowieka na Księżycu

literatura

• Motomaro Shirao, Charles A. Wood: Atlas księżycowy Kaguya - księżyc w wysokiej rozdzielczości. Springer, Nowy Jork 2011, ISBN 978-1-4419-7284-2 .
• M. Kato i wsp .: Przegląd misji Kaguya . (PDF) W: Space Science Review , 154, 2010, s. 3–19

linki internetowe

• Strona projektu Kaguya JAXA (w języku angielskim)
• Bernd Leitenberger: Selene
• SELENE - lub Kaguya, księżniczka księżyca . Raumfahrer.net, 13 września 2007
• Najnowsze mapy SMART-1 przedstawiające księżycowy wpływ Kaguyi ESA Science & Technology, 11 czerwca 2009
• Statek kosmiczny Kaguya rozbija się na Księżycu - astronomiczne zdjęcie dnia 29 czerwca 2009 r.

Indywidualne dowody

1. ^ Udane zrobienie zdjęcia przez telewizor High Definition . JAXA, 1 października 2007 (angielski)
2. ↑ Wstrzyknięcie na orbitę księżycową zostało potwierdzone . JAXA, 5 października 2007 (angielski)
3. ^ Rezultat oddzielenia satelity przekaźnikowego (Rstar) . JAXA, 9 października 2007 (angielski)
4. ^ Rezultat oddzielenia satelity VRAD (Vstar) . JAXA, 12 października 2007 (angielski)
5. ↑ Japoński badacz Księżyca wkracza na orbitę obserwacyjną . ( Pamiątka z 27 października 2007 w Internet Archive ) Xinhua, 19 października 2007 (w języku angielskim)
6. ↑ Pierwsze na świecie zdjęcie Księżyca przez HDTV . JAXA, 7 listopada 2007 (angielski)
7. ↑ KAGUYA (SELENE) . JAXA (angielski)
8. ↑ Koniec Kaguyi jako przedsmak LCROSS .
9. ↑ O wyniku obserwacji błysku KAGUYA w momencie wpływu kontraktu . kaguya.jaxa.jp, dostęp 22 kwietnia 2014
10. ↑ H. Araki i in.: Globalny kształt Księżyca i topografia polarna uzyskane z laserowej altimetrii Kaguya-LALT . W: Science , 323, 2009, s. 897–900, PMID 19213910
11. ↑ N. Namiki et al.: Pole grawitacyjne na dalekiej stronie Księżyca z czterokierunkowych pomiarów dopplerowskich SELENE (Kaguya) . W: Science , tom 323, 2009, s. 900-905, PMID 19213911
12. ↑ Hiroshi Araki, Seiichi Tazawa, Hirotomo Noda i inni: Stan obecny i wstępne wyniki topografii Księżyca przez misję KAGUYA-LALT. W: Lunar and Planetary Science , tom 34 (2008), ISSN  0197-274X PDF
13. ↑ Szeroki kąt widzenia HDTV „Schrodinger”
14. ↑ J. Haruyama i in.: Brak odsłoniętego lodu wewnątrz księżycowego bieguna południowego Krater Shackleton . W: Science , 323, 2009, s. 938-939, PMID 18948501
15. ↑ Noboyuki Hasebe (Waseda University, Tokio) et al.: Str. 18. (PDF) W: Journal of the Physical Society of Japan , Vol. 78, Suppl. A (angielski)
16. ↑ Naoyuki Yamashita (Waseda University, Tokio) et al .: Precyzyjna obserwacja uranu, toru i potasu na Księżycu przez Selene GRS . (PDF; 368 kB) Wkład w 40th Lunar and Planetary Science Conference (angielski)
17. ^ Brian Handwerk: Znaleziono pierwszy księżycowy "Skylight" - czy dom księżycowy może być bazą? , National Geographic News, 26 października 2009.
18. ↑ Loic Chappaz, Rohan Sood, Henry Melosh, Kathleen Howell, David Blair, Colleen Milbury, Maria Zuber: Evidence of large empty lava tube on the Moon using GRAIL gravity , Geophysical Research Letters, 13 stycznia 2017 r.
19. ↑ Artykuł w „The Guardian” [1]
20. ↑ T. Kaku, J. Haruyama, W. Miyake, A. Kumamoto, K. Ishiyama, T. Nishibori, K. Yamamoto, Sarah T. Crites, T. Michikami, Y. Yokota, R. Sood, HJ Melosh, L Chappaz, KC Howell. Wykrywanie nienaruszonych rur lawy w Marius Hills na Księżycu przez SELENE (Kaguya) Lunar Radar Sounder. Geophysical Research Letters, 2017; DOI: 10.1002 / 2017GL074998