След 16 месеца успешни наблюдения, SMART-1 на ESA е на път да даде своя последен принос за лунната наука. В крайните си орбити космическият кораб ще лети толкова ниско, че може да се блъсне в хълм при предишен проход, което ще даде по-добър изглед на различни базирани на Земята телескопи. Очаква се крайният кратер да бъде широк 3-10 метра (10-33 фута) и дълбок 1 метър (3 фута).
SMART-1, успешният първи европейски космически кораб до Луната, сега е на път да сложи край на проучвателното си приключение, след почти шестнадесет месеца проучвания на лунната наука.
SMART-1 беше изстрелян на 27 септември 2003 г. и достигна Луната през ноември 2004 г. след дълга спирала около Земята. В тази фаза космическият кораб тества за първи път в космоса серия от съвременни технологии.
Те включват първото използване на йонен двигател (слънчево електрическо задвижване) за междупланетни пътувания, в комбинация с гравитационните маневри.
SMART-1 също изпробва бъдещи техники за комуникация в космически кораби, техники за постигане на автономна навигация на космически кораби и миниатюрни научни инструменти, използвани за първи път около Луната.
Първоначално планирано да оперира шест месеца около Луната, SMART-1 получи по-късно удължаване на мисията с още една година, сега предстои да приключи. Космическият кораб ще удари лунната повърхност чрез малко въздействие, което в момента се очаква за 3 септември 2006 г., в 07:41 CEST (05:41 UT) или в 02:37 CEST (00:37 UT), с несигурност поради непълните знания от лунната топография. Очакваните координати за въздействие в 5:41 ЮТ са около 36,44 ° южно от географската ширина и 46,25 ° западно от географската дължина.
Маневри до въздействие
Ако бъде оставен по хода на лунната си орбита, SMART-1 естествено би ударил Луната на 17 август 2006 г. от далечната страна на луната, която не се вижда от Земята.
Двуседмична поредица от маневри, започнала на 19 юни и приключена на 2 юли, позволи на SMART-1 да коригира орбитата си, за да избегне космическият кораб да се пресича с Луната в неизгодно време от научна гледна точка и да получи полезен малък мисия „разширение“.
Допълнителна серия от малки маневри може да се извърши на 27 и 28 юли, 25 август и на 1 и 2 септември 2006 г., за да се коригира траекторията SMART-1.
Защо 3 септември?
Изборът на 3 септември за лунно въздействие беше воден от решението да се получат допълнителни лунни данни с висока резолюция от орбита и да се позволи на наземните телескопи да видят въздействието от Земята.
На 3 септември 2006 г. перилунът SMART-1, съвпадащ с точката на удара, ще се намира на лунната зона, наречена „Езеро за върхови постижения“, разположена в средната южна ширина. Тази област е много интересна от научна гледна точка. Това е вулканична равнинна зона, заобиколена от високопланински райони, но също така се характеризира с наземни минерални хетерогенности.
По време на удара тази зона ще бъде в тъмнината от близката страна на Луната, точно в близост до терминатора - линията, разделяща лунния ден от нощта. Районът ще бъде засенчен от преките лъчи на Слънцето, но ще бъде слабо осветен от светлината от Земята - от земния блясък. Орбитата на космическия кораб ще го превзема в региона на всеки пет часа, получавайки един километър по-ниска при всеки проход. От Земята по това време ще се вижда квартал на Луната.
Тази геометрия е идеална, за да позволи наземни наблюдения. Всъщност по време на пълнолуние светимостта щеше напълно да затъмни въздействието върху наземните наблюдатели, а и по време на новолуние също би било трудно, тъй като новолунието се вижда само за няколко секунди след залеза. Освен това, ударът в тъмнината ще благоприятства откриването на светкавицата.
Наземните телескопи също ще се опитат да наблюдават изхвърляния от удара прах, надявайки се да получат физически и минералогични данни на повърхността, изкопана от космическия кораб.
Очакваното време на въздействие (07:41 CEST) ще бъде добро за големите телескопи в Южна и Северозападна Америка и Хаваи и вероятно Австралия. Но ако SMART-1 удари хълм при предишния си проход, около 02:37 CEST на 3 септември, то това може да се наблюдава от Канарските острови и Южна Америка. Ако SMART-1 удари хълм на прохода на 2 септември в 21:33 CEST, тогава телескопите в континентална Европа и Африка ще имат предимството.
Хванат от лунната гравитация
Когато космически кораб орбитира около Луната, както прави SMART-1, той е обречен от закона на гравитацията. Влекачи от Слънцето, Земята и нередности в самата Луна, всички нарушават нейната орбита. Рано или късно всеки лунен орбитър ще повлияе на повърхността на Луната, освен ако не останат много големи количества гориво, за да бъдат подсилени отново и да избягат от лунната гравитация.
Да се откъснеш от гравитацията на Луната и да излезеш в дълбокото пространство, би означавало изцяло да отмениш научната програма SMART-1. Всъщност, по времето, когато SMART-1 е била в орбитата си около Луната, е имало достатъчно гориво за орбитален тласък, но не и за бягство, така че космическият кораб е истински „затворник“ на Луната.
SMART-1 оцеля далеч по-дълго от очакваното при първоначално планираната 6-месечна научна мисия. Неговият експериментален йонен двигател, задвижван от Слънцето, беше много ефективен. По времето, когато SMART-1 се е настанила в своята оперативна орбита около Луната през март 2005 г., от 84-те килограма, налични при изстрелване, са останали само 7 килограма гориво (бутилиран ксенонов газ).
Инженерите от ESA използваха всички останали ксенони, за да избегнат ранен срив през септември 2005 г., след маневри, за да засилят отново орбитата. В резултат на това SMART-1 получи допълнителна експлоатационна година в лунната си орбита в голяма полза от европейските космически учени и инженери.
С помощта на ксеноновото гориво SMART-1 използва хидразиновите си дросели, за да извърши последната голяма маневра в края на юни 2006 г., за да удължи живота на мисията и да спечели още три седмици операции.
Някаква вреда за Луната?
Преди близо 50 години, през 1959 г., руският космически кораб Луна-2 е първият създаден от човека обект, ударил Луната. Оттогава много други са направили същото, без забележима вреда и въздействието на SMART-1 ще бъде по-меко от това на всеки уред, създаден от човека досега.
Когато пристигне на повърхността на Луната, SMART-1 ще пътува с 2 километра в секунда. Това е много по-бавно от естествения метеороид - например Леонид метеороиди пристигат на Луната със 70 километра в секунда. SMART-1 ще влезе под ъгъл - като ски джъмпер. SMART-1 може да удари стръмен хълм със скорост 7000 километра в час, но това, което е по-вероятно е, че той ще се плъзга надолу над равна част от лунната повърхност, падайки 15 метра в последния километър движение напред. При удара вертикалната му скорост ще бъде само 70 километра в час, което е по-малко, отколкото постигат някои ски джъмпери.
Вероятно SMART-1 ще се промъкне за кратко разстояние след удара, изхвърляйки прах пред него и пръскайки прах от двете страни като крилата на пеперуда. Кратерът, направен от SMART-1, ще бъде широк от 3 до 10 метра и може би метър дълбок. Луната вече има 100 000 кратери с ширина повече от четири километра и всеки ден няколко малки метеороида правят кратери големи колкото SMART-1.
Всеки химически елемент, присъстващ на SMART-1 и в неговото оборудване съществува естествено на Луната. Например алуминият и желязото са много често срещани. Водородът, въглеродът и азотът са много по-оскъдни на Луната, но те достигат естествено на повърхността от слънчевия вятър и от въздействието на ледени фрагменти от комети, които съдържат много елементи. От тази гледна точка човек може да мисли за SMART-1 като изкуствена комета. Освен това малкото хидразин, оставено в тръбите SMART-1, ще изгори веднага при удар.
Последни наблюдения
По време на близки лунни подходи камерата AMIE на борда SMART-1 ще има наклонени гледки към някои области, които преди това сме гледали само вертикално, осигурявайки своеобразен триизмерен изглед на повърхността. Тъй като ударът ще се случи в тъмна зона на Луната, не е възможно да се очаква да видите много от видимата светлина по време на крайното спускане.
По време на последната орбита другите инструменти на борда, включително рентгеноскопа D-CIXS и инфрачервения спектрометър SIR, ще имат подробни изгледи на някои лунни региони от много ниска височина.
Мощните телескопи на Земята могат да видят слаба светкавица от самото въздействие, последвана от облак прах, хвърлен от удара, може би широк 5 километра. Прахът ще затъмни изгледа на част от повърхността на Луната за 5 или 10 минути. Поведението на облака ще даде ценна информация за ударните събития като цяло, докато анализът на светлината от праха със спектрографи в телескопите може да открие материали, изкопани от удара точно под лунната повърхност.
Наблюденията ще разчитат на слабото сияние на земния блясък - освен ако част от праховия облак не бъде хвърлен на повече от 20 километра над лунната повърхност. В този случай тя ще бъде осветена директно от слънчева светлина и ще изглежда далеч по-ярка за може би няколко минути. Астрономите-аматьори може да могат да забележат слънчевия облачен прах със своите бинокли и малки телескопи.
Оригинален източник: ESA News Release
