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美国月球陨坑观测和遥感卫星

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任务编辑本段回目录

加入了整流罩的月球探测器加入了整流罩的月球探测器

1999年,美国宇航局的“月球勘探者”在月极附近永久处于背面的月球坑里发现了的痕迹。这些发现可能是月球水的一种迹象,在人类进一步探索低地球轨道的时候,它可能有着深远的意义。现在,“月球陨坑观测和遥感卫星”(LCROSS)任务就是寻找这一最终的答案。

2006年4月,美国宇航局把“月球陨坑观测和遥感卫星”选为2009年要发射的低成本“快轨伴生”任务。

科学目标

1、证实月球一个永久性阴暗区是否有水存在。

2、寻找在月球极地地区探测到的氢签名成因。

3、如果确有水存在,确定月球土被或土壤中的含水量。

4、确定月球其中一个位于永久性阴暗区的陨坑土被成分。

结构组成编辑本段回目录

牧羊航天器
(LCROSS)组成(LCROSS)组成

尺寸:“牧羊航天器”高79英寸(约合2米),主结构直径为103英寸(约合2.6米),从“全向–Z”到“全向+Z”天线的宽度为131英寸(约合3.3米)。

重量:发射时总重量为1664磅(约合891公斤)——飞船自身重1290磅(约合585公斤),燃料重674.6(约合306公斤)。

额外信息:撞击过程中,“牧羊航天器”的最大重量为866公斤,最小重量为621公斤,平均重量为743公斤。很多因素都可预测撞击时的重量,其中就包括发射日期在内。

电力设施:船载系统所需电量由一个固定的峰值功率为600瓦的太阳能电池阵列以及一个锂离子电池提供。1个恒星跟踪器组合件以及10个高精度太阳方位传感器,负者保持电池板朝向太阳方向。

所要实现的精确度:按照要求,精确度应达到半径6.2英里(约合10公里)的范围,实际精确度预计可达到达到0.75公里(约合1.2公里)。

遥感勘测:飞船通讯通过两条速度为1.5 Mbps(兆比特每秒)的中增益天线、两条速度为40 Kbps(千比特每秒)的全向天线以及一个7瓦S波段无线电频率转发器实现。

数据:“牧羊航天器”获取的工程学与内务操作数据以及科学仪器获取的数据将实时传送给LCROSS任务操作和科学研究团队。

飞船制造者:加州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司以及马里兰州拉特哈姆的诺斯罗普·格鲁曼技术服务公司。

设计制造:“牧羊航天器”在诺斯罗普·格鲁曼公司位于加州雷东多海滩的工厂设计制造,所携带的科学仪器则在美国宇航局位于加州莫菲特场的艾姆斯研究中心设计制造。

所载科学仪器:“牧羊航天器”所携带的科学仪器包括两个近红外线分光计、一个紫外线-可见光分光计、两架中红外照相机、两架近红外照相机、一架可见光照相机以及一个可见光高速光度计。所有9个科学仪器获取的数据均由一个常见的数据处理设备负责处理。

任务持续时间:LCROSS撞月任务持续时间在3个月至7个月之间,撞击目标为一个位于月球极地附近的永久性阴暗区陨坑。具体持续时间取决于发射以及目标陨坑确定日期。

具体操作:LCROSS任务的任务操作与科学研究由美国宇航局位于加州莫菲特场的艾姆斯研究中心负责。

项目成本:LCROSS任务耗资7900万美元,其中并不包括“月球机器人先驱”项目自2008年10月以来因推迟发射产生的额外费用。

半人马座”火箭末级

尺寸:“半人马座”高41.6英尺(约合12.68米),直径为10英尺(约合3.04米)。如果将“牧羊航天器”算在内,这个“二合一”的高度可达到47英尺(约合14.5米)。

重量:“半人马座”撞月时的重量最高可达到5216磅(约合2366公斤)。

载荷编辑本段回目录

“月球陨坑观测和遥感卫星”的科学载荷包括2个近红外线光度计、1个可见光分光光度计、2个中红外线照相机、2个近红外线照相机、1个可见光照相机以及1个可见光辐射计。

“月球陨坑观测和遥感卫星”仪器有效载荷被设计为任务科学家提供“半人马座”撞击造成的尘埃烟柱的多重补足图像。随着尘埃烟柱在目标坑边缘上方升起,它就会暴露在阳光下,任何水冻冰、碳氢化合物或者有机物都会蒸发分解成为它们的基础成分。这些成分主要由可见光光度计和红外线光度计监测,近红外线照相机和中红外线照相机将决定尘埃烟柱中水的总量和分布状况。“月球陨坑观测和遥感卫星”的可见光照相机将跟踪这一撞击位置和尘埃烟柱的情况,而可见光光度计将测量“半人马座”撞击月球形成的闪光。

工作模式编辑本段回目录

迫近月球
月球陨坑观测和遥感卫星(LCROSS)撞月模拟图月球陨坑观测和遥感卫星(LCROSS)撞月模拟图

分离:在月球表面上空大约5.4059万英里(约合8.7万公里)的高度,“半人马座”将进行撞月。撞月前大约9小时40分钟,“人马座”将与“牧羊航天器”分离。

180度旋转:与“人马座”分离后,“牧羊航天器”将进行180度旋转以便将所携带的科学仪器对准月球。

撞击时间:“牧羊航天器”将在“人马座”撞月后4分钟撞击月球表面。

撞击

速度:撞击过程中,“人马座”和“牧羊航天器”将以大约每秒1.55英里(约合每秒2.5公里)的速度撞向月球。

角度:“人马座”和“牧羊航天器”将以相对于月球表面60度至70度左右的角度撞击月表。

撞击者重量:撞击过程中,“半人马座”的重量在最小4958磅(约合2249公斤)和最大5216磅(约合2366公斤)之间。名义上的撞击重量为5081磅(约合2305公斤)。撞击过程中,“牧羊航天器”的重量在最小1369磅(约合621公斤)和最大1909磅(约合866公斤)之间。

撞击规模:“半人马座”撞击将激起超过350公吨的月球物质,同时形成一个直径达66英尺(约合20米)深度达13英尺(约合4米)的陨坑。“牧羊航天器”估计将激起150公吨月球物质并形成一个直径46英尺(约合14米)深6英尺(约合2米)的陨坑。

羽状碎片高度:在“半人马座”的羽状碎片中,绝大多数物质将停留在距月表6.2英里(约合10公里)的高度。

目标陨坑:当前的目标陨坑是位于南极附近的一个永久性阴暗区陨坑。最终的目标陨坑将在撞击前30天对外宣布。目标陨坑选在月球南极还是北极将在发射前敲定。

观测活动:职业和业余天文学家正积极与LCROSS科学团队合作,协调LCROSS任务两次撞击的观测活动。

撞月成功转图失败编辑本段回目录

2009年6月19日,“月球陨坑观测和遥感卫星”(LCROSS)与“月球勘测轨道器”(LRO)一同从佛罗里达州卡纳维拉尔角搭乘“阿特拉斯5”号火箭发射升空。

在进行撞月任务前10小时,“半人马座”火箭与LCROSS分离。北京时间10月9日晚7时31分,“半人马座”火箭首先撞向月球,地点选在位于常年不见阳光的月球南极的一个名为“Cabeus”的陨石坑。大约4分钟后,LCROSS卫星接踵而至,向月球表面发起第二波撞击。

尽管LCROSS卫星携带5台照相机和4个其他科学仪器,而且NASA此前曾在其网站上声称将传回撞击现场的照片,但结果并非如此。NASA工作人员表示,他们相信完成了撞击,但卫星在撞击前数秒钟停止向地球发送照片。

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