Clementine: Descoperirea revoluționară a Lunii

BY: stiridinromania.ro In Magazin
Technicians prepare Clementine for a test in an anechoic chamber prior to shipping to the launch site

Misiunea comună NASA și Departamentul Apărării (DOD) numită Clementine a schimbat dramatic perspectiva noastră asupra Lunii în 1994. Fiind prima misiune a SUA pe Lună în mai mult de două decenii, obiectivele principale ale lui Clementine au implicat demonstrații tehnologice pentru testarea performanței componentelor ușoare și a senzorilor. Senzorii ușori de la bordul navetei spațiale au returnat 1,6 milioane de imagini digitale, furnizând primele hărți multispectrale și topografice globale ale Lunii. Datele de la un instrument radar au indicat că cantități mari de gheață de apă ar putea fi prezente în craterele însorite permanent de la polul sud lunar, în timp ce alte regiuni polare ar putea rămâne în lumina soarelui aproape permanentă. Chiar dacă o problemă tehnică a împiedicat o trecere planificată pe lângă un asteroid, studiul efectuat de Clementine asupra Lunii a demonstrat că o misiune de demonstrație tehnologică poate realiza știință semnificativă.

Proiectul Clementine a fost condus de Organizația Strategic Defense Initiative a DOD, redenumită Organizația pentru Apărarea Rachetelor Balistice în 1993 și denumită oficial Experimentul Științific al Programului de Cercetare în Spațiul Îndepărtat. Laboratorul de Cercetare Navală (NRL) din Washington, D.C. a gestionat proiectarea misiunii, fabricarea și testarea navetei spațiale, integrarea vehiculului de lansare, suportul terestru și operațiunile de zbor. Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) din Livermore, California, a furnizat cele nouă instrumente științifice, inclusiv camere de imagine ușoare și senzori de măsurare. Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Beltsville, Maryland, a oferit suport pentru planificarea traiectoriei și a misiunii pentru faza lunară, iar Jet Propulsion Laboratory al NASA din Pasadena, California, a furnizat planificarea traiectoriei și a misiunii pentru întâlnirea cu asteroidul și comunicațiile și urmărirea spațiului îndepărtat prin intermediul Deep Space Network. Misiunea principală planificată a lui Clementine a implicat testarea noilor tehnologii ușoare ale sateliților în mediul dificil al spațiului îndepărtat. Ca misiune secundară, Clementine a observat Luna timp de două luni utilizând multiplele sale senzori, apoi a părăsit orbita lunară și s-a îndreptat către Geographos 1620, un asteroid stâncos alungit cu o lungime de 1,6 mile. La o distanță de 5,3 milioane de mile de Pământ, Clementine urma să zboare la doar 62 de mile de asteroidul apropiat de Pământ, returnând imagini și date utilizând setul său de senzori.

Idee preliminară pentru o misiune de demonstrație tehnologică comună NASA/DOD a început în 1990, iar finanțarea a fost aprobată în martie 1992 pentru NRL și LLNL pentru a începe proiectarea lui Clementine și a senzorilor săi, respectiv. Într-un timp incredibil de scurt de 22 de luni, nava spațială a fost proiectată, construită și testată pentru pregătirea pentru zbor. Clementine a fost lansată pe 25 ianuarie 1994, de la Complexul de Lansare Spațială 4-West de la Baza Forțelor Aeriene Vandenberg din California, pe o rachetă Titan IIG.

Nava spațială a petrecut următoarele opt zile în orbită joasă a Pământului, verificându-și sistemele. Pe 3 februarie, un motor cu combustibil solid s-a aprins pentru a plasa nava spațială pe o traiectorie circulară lunară care includea două treceri pe lângă Pământ pentru a obține suficientă energie pentru a ajunge pe Lună. În timpul primei orbite, nava spațială a aruncat Subsistemul de Adaptor Interetapă care a rămas pe o orbită eliptică a Pământului pentru trei luni, colectând date despre radiații în timp ce trecea prin centurile de radiații Van Allen. Pe 19 februarie, Clementine și-a aprins propriul motor pentru a plasa nava spațială pe o orbită eliptică polară lunară cu un interval de 8 ore. O a doua ardere, două zile mai târziu, a plasat Clementine pe orbita sa de cartografiere de 5 ore. Primul ciclu de cartografiere a început pe 26 februarie, durând o lună, iar al doilea ciclu s-a încheiat pe 21 aprilie, urmat de observații speciale.

În timpul primei luni de cartografiere, punctul cel mai jos al orbitei lui Clementine se afla deasupra emisferei sudice pentru a permite imagini și altimetrie cu rezoluție mai mare asupra regiunilor polare sudice. Clementine și-a ajustat orbita pentru a plasa punctul cel mai jos deasupra emisferei nordice în a doua lună de cartografiere, pentru a obține imagini cu rezoluție mai mare asupra regiunii polare nordice. Clementine a petrecut ultimele două săptămâni în orbită completând eventualele lacune și efectuând studii suplimentare pentru a căuta gheață în regiunea polară nordică. Timp de 71 de zile și 297 de orbite lunare, Clementine a fotografiat Luna, returnând 1,6 milioane de imagini digitale, multe la o rezoluție de 330 de picioare. A cartografiat întreaga suprafață a Lunii, inclusiv regiunile polare, în lungimi de undă de la ultraviolet aproape vizibil, până în infraroșu îndepărtat. Altimetria cu laser a furnizat prima hartă topografică globală a Lunii. Date similare de la misiunile Apollo au cartografiat doar regiunile ecuatoriale ale Lunii care se aflau sub orbita navetei spațiale. Monitorizarea radio a navei spațiale a îmbunătățit cunoștințele noastre despre câmpul gravitațional al Lunii. O descoperire cu aplicații semnificative pentru viitoarele misiuni de explorare, Clementine a găsit zone aproape de regiunile polare unde ar putea exista cantități semnificative de gheață de apă în craterele umbrite permanent. În mod similar, Clementine a găsit alte regiuni aproape de poli care ar putea rămâne în lumina soarelui aproape permanentă, oferind o sursă abundentă de energie pentru viitorii exploratori. Numărul din 16 decembrie 1994 al revistei Science, Vol. 266, Nr. 5192, a publicat primele rezultate ale lui Clementine. Echipa proiectului Clementine a elaborat o serie de lecții învățate din misiune pentru a ajuta la dezvoltarea și operațiunile viitoare ale navelor spațiale.

După încheierea timpului de observație lunar, Clementine a părăsit orbita lunară pe 5 mai, îndreptându-se către Geographos prin alte două treceri pe lângă Pământ, pentru a obține asistență gravitațională. Din păcate, două zile mai târziu, o defecțiune a computerului a cauzat declanșarea greșită a unuia dintre propulsoarele de control al atitudinii navei spațiale timp de 11 minute, consumând combustibil prețios și determinând o rotație a lui Clementine de 80 de rotații pe minut. Această problemă ar fi redus semnificativ datele returnate de la trecerea pe lângă asteroidul planificată pentru luna august, iar managerii au decis să păstreze nava spațială pe o orbită geocentrică eliptică

In 1994, a joint NASA and Department of Defense (DOD) mission called Clementine dramatically changed our view of the Moon. As the first U.S. mission to the Moon in more than two decades, Clementine’s primary objectives involved technology demonstrations to test lightweight component and sensor performance. The lightweight sensors aboard the spacecraft returned 1.6 million digital images, providing the first global multispectral and topographic maps of the Moon. Data from a radar instrument indicated that large quantities of water ice may lie in permanently shadowed craters at lunar south pole, while other polar regions may remain in near permanent sunlight. Although a technical problem prevented a planned flyby of an asteroid, Clementine’s study of the Moon proved that a technology demonstration mission can accomplish significant science.

Left: The Clementine engineering model on display at the Smithsonian Institution’s National Air and Space Museum (NASM) in Washington, D.C. Image credit: courtesy NASM. Right: Schematic illustration showing Clementine’s major components and sensors.

The DOD’s Strategic Defense Initiative Organization, renamed the Ballistic Missile Defense Organization in 1993, directed the Clementine project, formally called the Deep Space Program Science Experiment. The Naval Research Laboratory (NRL) in Washington, D.C., managed the mission design, spacecraft manufacture and test, launch vehicle integration, ground support, and flight operations. The Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Livermore, California, provided the nine science instruments, including lightweight imaging cameras and ranging sensors. NASA’s Goddard Space Flight Center in Beltsville, Maryland, provided trajectory and mission planning support for the lunar phase, and NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, provided trajectory and mission planning for the asteroid encounter and deep space communications and tracking through the Deep Space Network. Clementine’s primary planned mission involved the testing of new lightweight satellite technologies in the harsh deep space environment. As a secondary mission, Clementine would observe the Moon for two months using its multiple sensors, then leave lunar orbit and travel to 1620 Geographos, a 1.6-mile-long, elongated, stony asteroid. At a distance of 5.3 million miles from Earth, Clementine would fly within 62 miles of the near-Earth asteroid, returning images and data using its suite of sensors.

Left: Technicians prepare Clementine for a test in an anechoic chamber prior to shipping to the launch site. Middle: Workers lower the payload shroud over Clementine already mounted on its Titan IIG launch vehicle. Right: Liftoff of Clementine from Vandenberg Air Force, now Space Force, Base in California.

The initial idea behind a joint NASA/DOD technology demonstration mission began in 1990, with funding approved in March 1992 to NRL and LLNL to start design of Clementine and its sensors, respectively. In an incredibly short 22 months, the spacecraft completed design, build, and testing to prepare it for flight. Clementine launched on Jan. 25, 1994, from Space Launch Complex 4-West at Vandenberg Air Force, now Space Force, Base in California atop a Titan IIG rocket.

Trajectory of Clementine from launch to lunar orbit insertion. Image credit: courtesy Lawrence Livermore National Laboratory.

The spacecraft spent the next eight days in low Earth orbit checking out its systems. On Feb. 3, a solid rocket motor fired to place it on a lunar phasing loop trajectory that included two Earth flybys to gain enough energy to reach the Moon. During the first orbit, the spacecraft jettisoned the Interstage Adapter Subsystem that remained in a highly elliptical Earth orbit for three months collecting radiation data as it passed repeatedly through the Van Allen radiation belts. On Feb. 19, Clementine fired its own engine to place the spacecraft into a highly elliptical polar lunar orbit with an 8-hour period. A second burn two days later placed Clementine into its 5-hour mapping orbit. The first mapping cycle began on Feb. 26, lasting one month, and the second cycle ended on April 21, followed by special observations.

Left: Composite image of the Moon’s south polar region. Middle left: Image of Crater Tycho. Middle right: Image of Crater Rydberg. Right: Composite image of the Moon’s north polar region.

During the first month of mapping, the low point of Clementine’s orbit was over the southern hemisphere to enable higher resolution imagery and laser altimetry over the south polar regions. Clementine adjusted its orbit to place the low point over the northern hemisphere for the second month of mapping to image the north polar region at higher resolution. Clementine spent the final two weeks in orbit filling in any gaps and performing extra studies looking for ice in the north polar region. For 71 days and 297 lunar orbits, Clementine imaged the Moon, returning 1.6 million digital images, many at a resolution of 330 feet. It mapped the Moon’s entire surface including the polar regions at wavelengths from near ultraviolet through visible to far infrared. The laser altimetry provided the first global topographic map of the Moon. Similar data from Apollo missions only mapped the equatorial regions of the Moon that lay under the spacecraft’s orbital path. Radio tracking of the spacecraft refined our knowledge of the Moon’s gravity field. A finding with significant application to future exploration missions, Clementine found areas near the polar regions where significant amounts of water ice may exist in permanently shadowed crater floors. Conversely, Clementine found other regions near the poles that may remain in near perpetual sunlight, providing an abundant energy source for future explorers. The Dec. 16, 1994, issue of Science, Vol. 266, No. 5192, published early results from Clementine. The Clementine project team assembled a series of lessons learned from the mission to aid future spacecraft development and operations.

Left: A global map of the Moon created from Clementine images. Right: A global topographic map of the Moon based on Clementine data.

Left: Composite image of Earth taken by Clementine from lunar orbit. Middle left: Colorized image of the full Earth over the lunar north pole. Middle right: Color enhanced view of the Moon lit by Earth shine, the solar corona, and the planet Venus. Right: Color enhanced image of the Earthlit Moon, the solar corona, and the planets Saturn, Mars, and Mercury.

Its Moon observation time over, Clementine left lunar orbit on May 5, heading for Geographos via two more Earth gravity-assist flybys. Unfortunately, two days later a computer glitch caused one of the spacecraft’s attitude control thrusters to misfire for 11 minutes, expending precious fuel and sending Clementine into an 80-rotations-per-minute spin. The problem would have significantly reduced data return from the asteroid flyby planned for August and managers decided to keep the spacecraft in an elliptical geocentric orbit. A power supply failure in June rendered Clementine’s telemetry unintelligible. On July 20, lunar gravity propelled the spacecraft into solar orbit and the mission officially ended on Aug. 8. Ground controllers briefly regained contact between Feb. 20 and May 10, 1995, but Clementine transmitted no useful data.

Despite the loss of the Geographos flyby, Clementine left a lasting legacy. The mission demonstrated that a flight primarily designed as a technology demonstration can accomplished significant science. The data Clementine returned revolutionized our knowledge of lunar history and evolution. The discovery of the unique environments at the lunar poles, including the probability of large quantities of water ice in permanently shadowed regions there, changed the outlook for future scientific missions and human exploration. Subsequent science missions, such as NASA’s Lunar Prospector and Lunar Reconnaissance Orbiter, China’s Chang’e spacecraft, and India’s Chandrayaan spacecraft, all built on the knowledge that Clementine first obtained. Current uncrewed missions target the lunar polar regions to add ground truth to the orbital observations, and NASA’s Artemis program intends to land the first woman and the first person of color in that region as a step toward sustainable lunar exploration.



Acest titlu a fost scris de inteligență artificială Chat GPT, unele date pot fi incorecte. Pentru stirea originala, verificati sursa: Link catre sursa

Sursa si foto: NASA




Recomandari STIRIdinROMANIA.ro

Finala mică a voleiului masculin: Dinamo București vs Rapid București, meciul 2 din serie

Astăzi, echipa de volei masculin a clubului Dinamo București se pregătește pentru meciul 2 din finala mică împotriva echipei...

Read More...

Campionii la Șah Rapid în 2024

Evenimentul de Șah Rapid din 2024 a adus în prim plan micii campioni ai acestei competiții. Printre aceștia se...

Read More...

Victorie în primul derby al finalei mici

Echipa masculină de baschet a Rapidului a obținut o victorie importantă în primul derby al finalei mici a campionatului...

Read More...

Leave a reply:

Your email address will not be published.

CAPTCHA ImageChange Image

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

Mobile Sliding Menu

stiri & ziare online Adauga la Agregator.ro