Goddardi kosmoselennukeskuse pressiteatest:
Nad on peaaegu saabunud.
Kulus poolteist aastat, üle 90 manöövri orbiidil ja - mis imeliselt - palju gravitatsioonivõimendusi ja ainult kõige rammusam kogus kütust, et viia kaks kosmoselaeva oma orbiidilt Maa ümber oma uude koju Kuu ümber.
Kosmoseaparaadid on oma rännakute ajal kunagi varem orbiiti läbinud ning teinud hüppelisi hüppeid ühelt orbiidilt teisele. Sel suvel hakkavad kaks ARTEMISe kosmoselaeva - mis alustasid oma elu viie aurulaeva THEMIS missiooni raames, mis uurib Maa auroore - tiirutama selle asemel Kuu. THEMIS on lühend sündmuste ajaajaloost ja makroskaalade koostoimest Substorms'i kosmoselaevade ajal.
Isegi NASA orbitaalmehaanika kogemus aastakümnete jooksul polnud see teekond kerge. Reis nõudis mitmeid manöövreid, mida pole kunagi varem proovitud, sealhulgas mitu kuud, kui kõik veesõidukid liikusid neerukujulisel rajal mõlemal pool Kuu ringi, noh, midagi muud kui gravitatsioonipunkt ruumis, mida ei tähistanud ükski füüsiline planeet ega objekt.
"Keegi pole seda orbiiti kunagi varem proovinud, see on Maa-Kuu libreerimiste orbiit," ütleb NASA Goddardi kosmoselennukeskuse lennudünaamikainsener David Folta, Md. Greenbeltis. "See on väga ebastabiilne orbiit, mis nõuab igapäevast tähelepanu ja pidevat kohandamist. . ”
ARTEMISe teekond - lühike Kuu koostoime Päikesega kiirenduseks, taasühenduseks, turbulentsiks ja elektrodünaamikaks - algas 2009. aastal pärast seda, kui THEMIS oli lõpetanud umbes kaks aastat kestnud teadusandmete kogumise Maa ümbritseva magnetilise keskkonna, aurora ja nende toimimise kohta. on mõjutatud päikesest.
Kosmoseaparaadid on päikeseenergiaga, kuid kahe kõige kaugema THEMIS-i kosmoselaeva orbiidid olid aja jooksul libisenud ja neid kavatseti korrapäraselt kaheksatunniseks pimeduseks reguleerida. Need kosmoseaparaadid võivad ilma päikesevalguseta vastu pidada kuni kolm tundi, kuid see suur pimedus jätaks akud peagi täielikult tühjaks.
UC-Berkeley ja Goddardi meeskonnad tegelesid kosmoselaeva THEMIS igapäevase juhtimisega. Missiooni vanemuurija Vassilis Angelopoulos UCLA-st rääkis meeskondadega kahe kosmoselaeva kolimisest Kuule, et uurida sealset magnetilist keskkonda. Kuid tavapärase turbetehnika kiire mudelid näitasid, et kogu ülejäänud kütus kulutatakse lihtsalt transiidina. Kuu ümberringi alustamiseks ei oleks kütusevajalikule suunale ja kiiruse reguleerimisele piisavalt järele jäänud.
Nii tõmbas Angelopoulos kokku uue, keerukama mitmeaastase orbiidi muutmise plaani. Kosmoseaparaadi oma kohale viimisel tugineks liikumine peamiselt Kuust ja Maalt pärinevatele gravitatsiooniabi vahenditele. Ta tõi oma idee kahele insenerile, kes olid seotud THEMISe käivitamisega: David Folta ja teisele Goddardi lennuinsenerile Mark Woodardile. Paar kasutas selle uue kujunduse kinnitamiseks oma mudeleid ja plaan oli peal.
Esimene samm: suurendage orbiitide suurust. Maakera algsed orbiidid jõudsid vaevalt Kuu poole poole. Kasutades väikestes kogustes kütust, et reguleerida kiirust ja suunda täpsetel hetkedel orbiidil, tõmmati kosmoseaparaat kaugemale ja kaugemale kosmosesse. ARTEMIS P1 jaoks tehti viis ja ARTEMIS P2 jaoks 27 sellist kohandamist.
Järgmine samm: tehke hüpe Maa orbiidilt keerulisele neerukujulisele „Lissajouse” orbiidile, tiirutades ringi Kuga mõlemal küljel, mida nimetatakse Lagrangia punktiks. Need punktid on kohad, kus Maa ja Kuu vahel olevad gravitatsioonijõud tasakaalustavad üksteist - punkt ei paku tegelikult füüsikalisele olendile ringi tiirutamist. ARTEMIS P1 tegi hüppe - ilusas kaare all Kuu all ja ümber - 25. augustil 2010. aastal Kuu kaugemas servas asuvasse Lagrangiani punkti. Teine käsitöölaev hüppas Kuu lähedale küljele 22. oktoobril. See ülekanne nõudis keerulist manöövrite seeriat, sealhulgas kuu gravitatsiooni abistajad, maa gravitatsiooni abistajad ja süvakosmose manöövrid. Nende manöövrite kombinatsioon oli vajalik mitte ainult selleks, et jõuda õigele kohale Kuu lähedal, vaid ka õigel ajal ja kiirusel.
Kasutades rea Maa ja Kuu gravitatsiooni, aitas - ja ainult kõige vähem kütust - kosmoseaparaat ARTEMIS astus 2010. aasta talvel Kuu Lagrangia punktide ümber orbiidile. Krediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus / Teaduslik Visualiseerimise Stuudio
Tehti ajalugu. Paljud satelliidid tiirlevad Lagrangia orbiidil Maa ja Päikese vahel, kuid kuigi seda orbiiti oli põhjalikult uuritud, polnud seda kunagi varem proovitud.
See polnud mitte ainult insenerifunktsioon ja iseenesest, vaid ka kosmoselaevad olid nüüd ideaalses kohas, et uurida magnetismi Kuust kaugel. Selles asendis võisid nad märgata, kuidas päikesetuul - mis koosneb ioniseeritud gaasist, mida nimetatakse plasmaks - voolab Kuust mööda ja üritab teisel pool vaakumit täita. Ülesanne on keeruline, kuna plasma on sunnitud magnetväljade abil liikuma mööda kindlaid teid.
"See on tõeline plasmanähtuste loomaaed," ütleb Goddardi THEMISe ja ARTEMISe projektijuht David Sibeck. "Kuu raiub päikesetuules välja õõnsuse ja siis peame vaatama, kuidas see täitub. See on kõike muud kui igav. Seal on mikrofüüsika ja osakeste füüsika ning laineosakeste koostoime ning piirid ja kihid. Kõik, mida meil pole varem olnud võimalust plasmas uurida. ”
Lennumehaanikute jaoks oli elu kõike muud kui igav. Millegi hoidmine orbiidil sellise koha ümber, millel on vähe märgist, välja arvatud gravitatsiooni tasakaal, ei ole lihtne ülesanne. Kosmoselaev vajas korrapäraselt parandusi, et seda õigel teel hoida ning Folta ja Woodard jälgisid seda iga päev.
"Me saaksime ajakohastatud teavet orbiidil iga päev kella 9 paiku," ütleb Woodard. „Me töötaksime selle läbi oma tarkvara ja saaksime hinnangu selle kohta, milline peaks olema järgmine meie manööver. Läksime Berkeleyga edasi-tagasi ja valideerisime koos manöövrit, kuni teadsime, et see töötab, ja hoidsime meid veel ühe nädala lendamas. "
Meeskond õppis kogemusest. Kergetel kohandustel olid sageli oodatust suuremad tagajärjed. Lõpuks leidsid nad optimaalsed kohad, kus parandused näisid vajavat hilisemat peenhäälestamist. Neid armsaid kohti tekkis iga kord, kui kosmoselaev ületanud kujuteldava joone, mis ühendas Maa ja Kuuga, ehkki midagi teooriast sellist polnud ennustanud.
Igapäevane valvsus osutus ülioluliseks. 14. oktoobril muutus P1 kosmoselaeva orbiit ja suhtumine ootamatult. Esimene mõte oli, et jälgimissüsteem võib olla ebaõnnestunud, kuid see ei paistnud olevat probleem. Ent ARTEMISe meeskond märkas ka, et kogu käsitöö oli hakanud minutis pöörlema umbes 0,001 pööret minutis kiiremini. Samuti lakkas töötamast üks instrument, mis mõõdab elektrivälju. Parim vist? Selle instrumendi 82-jalase poomi lõpus asuv kera oli katki läinud - võib-olla seetõttu, et see oli millegi vastu löödud. See kera oli kõigest kolm untsi kosmoseaparaadil, mis kaalus ligi 190 naela - kuid see kohandas ARTEMIS P1 kiirust piisavalt, et kui nad oleksid kõrvalekalde isegi paar päeva hiljem märganud, oleks nad kursusele naasmiseks pidanud raiskama liiga palju kütust.
Praeguse seisuga viib ARTEMIS Kuule veelgi suurema kütusega, kui algselt arvati. Orbiidi korrigeerimiseks kulub seitse kuni kümme aastat piisavalt kütust ja siis jääb piisavalt järele, et kaks veesõidukit Kuule viia.
“Oleme põnevusega missiooniplaneerijate tööst,” ütleb Sibeck. “Nad viivad meid Kuule palju lähemale, kui me oleks võinud loota. See on ülioluline, et saada kvaliteetseid andmeid kuu sisemuse, selle pinna koostise ja selle kohta, kas seal on taskud magnetilisust. "
9. jaanuaril 2011 hüppas ARTEMIS P1 üle kuu ja ühines ARTEMIS P2-ga Maale kõige lähemal asuval Kuu küljel. Nüüd algavad viimased sammud.
27. juunil spiraalib P1 Kuu poole ja siseneb Kuu orbiidile. 17. juulil järgneb P2. P2 liigub Kuuga samas suunas või programmis; P1 liigub tagurpidi vastupidises suunas.
„Oleme jälginud ARTEMISe iga päev ja arendanud manöövreid igal nädalal. See on olnud väljakutse, kuid oleme avastanud mõned suurepärased asjad, “ütleb Folta, kes keskendub nüüd oma tähelepanu teistele NASA lendudele, näiteks MAVEN-missioonile Marsile, mis plaanitakse käivitada 2013. aastal.„ Kuid varsti saame tehtud selle lõpliku manööverdamisega ja noh, me jääme tagasi lihtsalt selleks, et olla ARTEMISe konsultandid. "
Sellel lingil saate vaadata täiendavaid ARTEMISe pilte ja videot.
Kirjutas Karen C. Fox GSFC-s.
