Gravity Recovery and Interior Laboratory

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL)
Interpretació artística del tàndem de naus espacials GRAIL sobre la superfície lunar
Interpretació artística del tàndem de naus espacials GRAIL sobre la superfície lunar
Logotip de la missió GRAIL
Logotip de la missió GRAIL
Operador NASA / JPL
Contractistes principals Lockheed Martin Space Systems
MIT
Tipus de missió Orbitador
Satèl·lit de La Lluna
Data d'inserció orbital 31 de desembre de 2011 (2011-12-31) (Ebb), 1 de gener de 2012 (2012-01-01) (Flow)
Data de llançament 2011-09-10, 13:08:52.775 UTC
Vehicle de llançament Delta II configuració 7920H-10 (D-356)
Lloc de llançament Space Launch Complex 17B
Cape Canaveral Air Force Station
Durada de la missió Març de 2012 - Desembre 2012
COSPAR ID 2011-046
Lloc web http://moon.mit.edu
Massa 132,6 kg (buit)
202,4 kg (amb combustible)[1]
Font d'energia (Sistema fotovoltàic / Bateria d'ió liti)
Referències [2][3]

El Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) va ser una missió científica americana del Programa Discovery de la NASA que va utilitzar una cartografia d'alta qualitat del camp gravitatori de la Lluna per determinar la seva estructura interior. Es van llançar dues naus espacials, GRAIL A (Ebb) i GRAIL B (Flow)[4] el 10 de setembre de 2011 a bord d'un sol vehicle de llançament: la configuració més potent d'un Delta II, el 7920H-10.[2][5][6] El GRAIL A es va separar del coet als nou minuts després del llançament, el GRAIL B el va seguir vuit minuts més tard. Van arribar a les seves òrbites lunarrs en diferència de 24 hores.[7] La primera sonda va entrar en òrbita el 31 de desembre de 2011 i la segona la va seguir l'1 de gener de 2012.[8] Les dues naus van impactar en la superfície lunar el 17 de desembre de 2012.[9]

Resum[modifica | modifica el codi]

Els estudiants de quart grau de l'Escola Emily Dickinson Elementary School a Bozeman, Montana que va suggerir els noms Ebb i Flow.[4]

Maria Zuber de la Massachusetts Institute of Technology és la investigadora principal del GRAIL. La Jet Propulsion Laboratory de la NASA gestiona el projecte. El programa té un cost de 496 milions de dòlars.[10] En el llançament, es va triar batejar les sondes GRAIL A i GRAIL B canviant de nom, i es va obrir un concurs als escolars per seleccionar els noms. Gairebé 900 aules de 45 estats, Puerto Rico i el Districte de Columbia, van participar també en el concurs. Els noms guanyadors, Ebb i Flow, van ser suggerits pels estudiants de 4t grau al Emily Dickinson Elementary School de Bozeman, Montana.[4]

Cada nau espacial transmet i reb telemetria de l'altra nau i les instal·lacions terrestres. En mesurar el canvi en la distància entre les dues naus, pot ser obtinguda el camp de la gravetat i l'estructura geològica de la Lluna. Les dues naus espacials són capaces de detectar canvis molt petits en la distància entre un i l'altre. Els canvis en distància tan petites com un dècim d'un micròmetre—o la meitat del diàmetre d'un cabell humà—són detectables i mesurables.[11] El camp gravitatori de la Lluna ha sigut mapejat amb un detall sense precedents.[12]

Objectius[modifica | modifica el codi]

La fase de recopilació de dades de la missió va durar 90 dies, i va anar seguit de 12 mesos d'anàlisi de dades.[12] Els resultats van començar a quedar disponibles en 30 dies després de l'inici de la recol·lecció.[13] El coneixement adquirit ajuda a la comprensió de la història evolutiva dels planetes tel·lúrics i els càlculs de les òrbites lunars.[13]

Nau espacial[modifica | modifica el codi]

Instruments[modifica | modifica el codi]

Mapa gravitatòri de la Lluna pel GRAIL
  • Ka band Lunar Gravity Ranging System (LGRS), derivat de l'instrument Gravity Recovery and Climate Experiment.[1] El 90% del programari del GRACE es va reutilitzar pel GRAIL.[14]
  • Radio science beacon (RSB)
  • Experiment Moon Knowledge Acquired by Middle (MoonKAM).[15] Each MoonKAM system (one per spacecraft) consists of a digital video controller and four camera heads.[16] Clica aquí per a una fotografia de la MoonKAM en òrbita lunar.

Propulsió[modifica | modifica el codi]

Els propulsors a bord de cada nau espacial eren capaços de produir 22 newtons.[1] Cada nau espacial va ser alimentat amb 103.5 quilograms d'hidrazina per ser utilitzat pels propulsors i el motor principal per ajudar a la nau espacial a entrar en òrbita lunar i la transició a la fase científica de la missió. El subsistema de propulsió consta d'un dipòsit de combustible principal i un sistema de He-repressurització que es va acitvar breument després de la inserció en òrbita lunar.[17]

Missió[modifica | modifica el codi]

Intents de llançament[modifica | modifica el codi]

Totes les hores són en EDT (UTC-4).

Intent Programat Resultat Diferència de temps Raó Punt de desició Clima (%) Notes
1 8 de setembre de 2011, 08:37:06 esborrat[18] --- vents d'alt nivell 8 de setembre de 2011, 8:30 am 40% Un globus meteorològic va ser alliberat minuts abans del punt de decisió per prendre les últimes lectures de vents de nivell superior i els avions de reconeixement del temps de la Força Aèria van ser a dalt a partir de les 7 am.
2 8 de setembre de 2011, 09:16:12 esborrat[18] 0 dies, 0 hores, 39 minuts vents d'alt nivell 8 de setembre de 2011, 09:07:12 40%[19] L'abast va ser reconfigurat per les antenes omnidireccionals en comptes de les fixes per donar suport en 99 graus azimutals.
3 9 de setembre de 2011, 08:33:25 abandonat[18] 0 dies, 23 hores, 17 minuts propulsió del coet 40% Va ser detectat, un problema amb el sistema de propulsió del coet, mentre que el coet Delta 2 es va drenar de combustible.
4 10 de setembre de 2011, 08:29:45 esborrat[18] 0 dies, 23 hores, 56 minuts vents d'alt nivell 10 de setembre de 2011, 08:21 60%
5 8 de setembre de 2011, 09:08:52 Reeixit[18] 0 dies, 0 hores, 39 minuts

Fase de trànsit[modifica | modifica el codi]

Trànist Terra-Lluna del GRAIL

A diferència de les missions del programa Apollo, que va trigar tres dies a arribar a la Lluna, el GRAIL va estar viatjant entre tres i quatre mesos en una travessia translunar a baixa potència fora de l'òrbita de la Lluna i passant a a prop del punt de Lagrange L1 abans de tornar a retrobar-se amb la Lluna. Aquesta trajectòria extensa i tortuosa ha permès a la missió de reduir la demanda de combustible, protegir els instruments i reduir la velocitat de les dues naus espacials a l'arribada lunar pèr ajudar a realitzar òrbites extremadament lentes de 50 km amb separació entre les naus (arribant a 24 hores de diferència) de 175 a 225 km.[13][20] Les toleràncies tan estretes en el pla de vol deixa poc marge per a la correcció d'errors que porta a una finestra de llançament que duren segons i va proporcionar només dos oportunitats de llançament per dia.[19]

Fase científica[modifica | modifica el codi]

La fase científica del GRAIL va durar 90 dies. Després de la fase científica (o fase d'ampliació de la missió), es va programar un període de cinc dies de cloenda, després que la nau espacial impactés a la superfície lunar en uns 3 dies.[21] The gravity mapping technique is similar to that used by Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), and the spacecraft design is based on XSS-11.[22]

Les dates d'inserció orbital va ser el 31 de desembre de 2011 (2011-12-31) (pel GRAIL-A) i l'1 de gener de 2012 (2012-01-01) (pel GRAIL-B).[18]

La nau espacial va ser operat a través d'una missió de 90 dies, amb possibilitat de prolongació. Aquesta missió es va dividir en tres cicles de mapeig en nadir de 27,3 dies incloent dos passades de vuit hores diàries del Deep Space Network per a la transmissió de la ciència i les dades del "E/PO MoonKam".[23]

Fase final[modifica | modifica el codi]

Moments finals d'Ebb i Flow.
Punt final del GRAIL.
Aquesta animació mostra les últimes tres òrbites de la nau espacial, amb vistes a la zona d'impacte. L'impacte es produeix a la cara oculta en Lluna Creixent, així que la vista es desplaça d'una lluna en color natural a un mapa d'elevació en fals color.


Al final de la fase de la ciència i les ampliacions de la missió, la nau es va apagar i posar fora de servei durant un període de cinc dies. La nau va impactar en la superfície lunar el 17 de desembre de 2012.[23][24] [25][26][27][28] Ambdues naus van impactar en una muntanya lunar sense nom entre Philolaus i Mouchez a 75° 37′ N, 26° 38′ O / 75.62,-26.63. Ebb, la nau principal en la formació, va impactar primer. Flow va impactar moments més tard. Cada nau espacial es desplaçava a 6.050 km/h. Un últim experiment es va dur a terme durant els últims dies de la missió. Els motors principals a bord de la nau espacial es van encendre, esgotant el combustible restant. Les dades d'aquest part seran utilitzades pels planificadors de missions per validar el consum de combustible en simulacions per millorar les prediccions de combustible necessaris en futures missions.[29] La NASA va anunciar que el lloc d'impacte serà anomenat amb el nom de la col·laboradora del GRAIL i primera dona americana a l'espai, Sally Ride.[30]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 1,2 «Spacecraft and Payload». MIT.
  2. 2,0 2,1 «Delta II Set to Launch NASA's GRAIL Mission». United Launch Alliance, 2011. [Consulta: 2 September 2011].
  3. «The GRAIL Mission: A Fact Sheet». Sally Ride Science, 2010. [Consulta: 2010-04-15].
  4. 4,0 4,1 4,2 Agle, DC. «Montana Students Submit Winning Names for NASA Lunar Spacecraft». NASA JPL.
  5. Falta indicar la publicació.
  6. Grey Hautaluoma. «New NASA Mission to Reveal Moon's Internal Structure and Evolution». NASA, 10 December 2007. [Consulta: 31 August 2011].
  7. Moon-bound twin GRAIL spacecraft launch success
  8. «First of NASA's GRAIL Spacecraft Enters Moon Orbit». NASA. [Consulta: 1 January 2012].
  9. GRAIL Twins crash into the Moon to complete highly successful Mission
  10. Marcia Dunn, AP Aerospace Writer. «NASA Spacecraft Begins 5-Year Trip to Jupiter». Yahoo News, Friday, 5 August 2011 [Consulta: 7 setembre 2011].
  11. Washington Post December 17, 2012
  12. 12,0 12,1 «About GRAIL». Massachusetts Institute of Technology. [Consulta: 2011-03-12].
  13. 13,0 13,1 13,2 «GRAIL: Mission Overview». MIT. [Consulta: 10 September 2011].
  14. «GRAIL: Mission Operations & Data Processing». MIT. [Consulta: 2012-12-14].
  15. «About GRAIL MoonKAM». Sally Ride Science, 2010. [Consulta: 2010-04-15].
  16. «GRAIL Launch Press Kit». NASA. [Consulta: 31 August 2011].
  17. GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory)
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 18,5 Harwood, William. «NASA launches GRAIL lunar probes». CBS News. [Consulta: 11 September 2011].
  19. 19,0 19,1 Justin Ray. «GRAIL Launch Window Chart». SpaceFlight Now, 17 August 2011 [Consulta: 9 setembre 2011].
  20. «Mission Design». NASA. [Consulta: 10 September 2011].
  21. «GRAIL: Mission Design». Massachusetts Institute of Technology. [Consulta: 13 April 2011].
  22. Taylor Dinerman. «Is XSS-11 the answer to America’s quest for Operationally Responsive Space?». The Space Review, Monday, 31 December 2007 [Consulta: 31 agost 2011].
  23. 23,0 23,1 «GRAIL: Mission Design». MIT.
  24. «NASA GRAIL Twins Complete Their Moon Impact». NASA, 2012-12-17 [Consulta: 17 desembre 2012].
  25. Wall, Mike. «Twin GRAIL probes readied for crash into Moon». MSNBC [Consulta: 13 desembre 2012].
  26. Wall, Mike. «Twin NASA Probes to Crash into Moon Next Week». Space.com, 2012-12-11 [Consulta: 13 desembre 2012].
  27. «Twin NASA spacecraft prepare to crash into moon». Phys.Org, 2012-12-13 [Consulta: 13 desembre 2012].
  28. Knapp, Alex. «NASA Prepares To Crash Its Probes Into The Moon». Forbes, 2012-12-14 [Consulta: 13 desembre 2012].
  29. http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2012-396&cid=release_2012-396
  30. http://www.space.com/18944-nasa-grail-moon-crash-sally-ride.html

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Gravity Recovery and Interior Laboratory