Lunar lommelykt

Eksperimentell Lunar Flashlight
CubeSat Beskrivelse av dette bildet, også kommentert nedenfor Lunar Lommelykt som kretser rundt Månen ( kunstnerens inntrykk ) Generell data
Organisasjon NASA
Bygger Marshall Space Flight Center
Felt Eksperimentell satellitt, vannoppdagelse på månen
Mission typen bane
Status Under utvikling
Start rundt midten av 2020
Launcher SLS
Varighet 2 år
Tekniske egenskaper
Messe ved lansering 14 kg
Plattform CubeSat 6U
Framdrift ionemotor
Ergols Ammonium dinitramid
Drivmasse 2 kg
Av 290 m / s
Holdningskontroll stabiliserte 3 akser
Energikilde Solcellepaneler
Elektrisk energi 51 watt
Månebane
satellitt av Måne
Bane Polar bane
Perigee 15 km
Apogee 9000 km
Periode 12 timer
Hovedinstrumenter
x laser reflectometer

Lunar lommelykt er en nano-satellitt format CubeSat 6U valgt av ledelsen bemannede ferder i NASA . Satellitten utviklet av Marshall Space Flight Center sammen med Jet Propulsion Laboratory sammen, skulle gjøre det mulig å evaluere bruken av miniatyriserte satellitter for oppdrag i det interplanetære rommet. Lunar Flashlight har et laserreflektometer ombord som vil gjøre det mulig å kartlegge vannet som er tilstede i regionen på den sørlige polen av månen ved å måle absorpsjonen av overflaten av strålingen som sendes ut av 4 lasere. Satellitten skal lanseres som en del av Space Launch Systemets første flytur ( Exploration Mission 1 ) planlagt til midten av 2020. Den må deretter plasseres i en sterkt elliptisk månebane ved hjelp av dens kjemiske fremdrift for å oppnå sitt vitenskapelige oppdrag i en periode på 2 måneder.

Kontekst og mål

I løpet av de siste to tiårene har flere romoppdrag samlet inn data med forskjellige typer instrumenter som ser ut til å indikere at vann er tilstede på overflaten av Månen. På grunn av begrensningene til instrumentene som brukes, er det imidlertid forskjellige meninger om mengden og plasseringen av dette vannet og om det faktum at det kan brukes til ISRU- applikasjoner . Lunar Flashlight tar sikte på å oppdage, kvantifisere og kartlegge vannet som er tilstede i områder av polarområdene som er permanent plassert i skyggen (inne i visse kratere, kategorisert som kratere med evig mørke ), spesielt der temperaturen er lavere. Ved 110 kelvin som utgjør den nedre grensen av fenomenene sublimering. Det endelige målet er å bestemme potensialet i disse ressursene for fremtidig bemannet eller ubemannet romforskning.

Tekniske egenskaper

Lunar Flashlight er en 6U CubeSat- format nanosatellitt , dvs. dens dimensjoner, masse og flere av dens egenskaper er pålagt av denne standarden. Det er en rektangulær parallellpipeped på 10 x 20 x 30 cm før distribusjon av vedhengene ( solcellepaneler , antenner, ...) og massen inkludert 1,5 kg for drivmidlene som brukes av fremdriften. For å oppfylle sitt oppdrag er satellitten stabilisert på 3 akser ved hjelp av et system som er hentet fra hyllen, inkludert en stjernesøker , fire solfangere , en treghetsenhet og reaksjonshjul . CubeSat har 4 solcellepaneler , distribuert i bane, hvorav to lagres brettet opp på seg selv. De gir omtrent 51,2 watt på slutten av oppdraget. Et litiumionbatteri med en kapasitet på 6,0 Ah. Instrumentet som utgjør nyttelasten brukes i hver bane i 3 minutter og bruker omtrent 400 watt. Denne energien tilføres av kondensatorer med stor kapasitet som lades opp i løpet av resten av banen. Telekommunikasjon utføres ved hjelp av Iris-mottakeren utviklet av JPL og allerede om bord i andre oppdrag. Hastigheten til jorden på denne senderen, som opererer i X-båndet , er x kilobit / s med en mottaks parabolsk antenne 34 meter i diameter. Det innebygde styringssystemet støttes av en datamaskin som bruker en radioherdet LEON3-FT mikroprosessor .

Framdrift

For å oppfylle sitt oppdrag må Lunar Flashlight sette seg inn i en bane rundt Månen ved gradvis å senke sin perigee, som krever å ha en fremdrift som er i stand til å gi en relativt stor delta-V. For å oppnå dette bruker satellitten kjemisk fremdrift levert av VACCO-selskapet, bestående av 4 rakettmotorer med en skyvekraft på 100 milli Newton med en spesifikk impuls på 200 sekunder. Det hypergoliske drivstoffet som brukes er ammoniumdinitramid som allerede er brukt på den svenske satellitten Prisma . Satellitten bærer 2 kg drivstoffer som gjør at den kan akselerere ( Δv ) med 237 m / s.

Innebygd vitenskapelig instrument

Lunar Flashlight bærer et multifrekvens laserreflektometer som inkluderer en optisk mottaker og 4 lasere som sender ut i forskjellige frekvenser, alle plassert i det nær infrarøde spektralbåndet. To av de valgte bølgelengdene tilsvarer vannabsorpsjonslinjer (1,495 mikron og 1,99 mikron) mens de to andre (1,064 og 1,85 mikron) ligger i kontinuitet. Bølgelengden på 1.064 mikron ble valgt fordi den gjør det mulig å sammenligne målingene med de som ble tatt av LOLA, laserhøydemåler til Lunar Orbiter romføler. På hver flytur over Sydpolen i en høyde mellom 12,6 og 52,4 km, i perigeen på 12-timers bane, opererer de fire lasere etter hverandre i 1 millisekund og deretter alle sammen i 1 millisekund. Denne sekvensen gjentas i 3 minutter, og deretter beveger månebanen seg før den flyr over Sydpolen igjen 12 timer senere. Samtidig drift av de fire lasere gjør det mulig å måle støyen. For å eliminere dette blir målingene av hver laser oppsummert over en periode bestemt av den forventede romlige oppløsningen. Målet er å identifisere tilstedeværelsen av vannis når den representerer mer enn 0,5% av den totale massen og å utføre denne kartleggingen med en romlig oppløsning på 1 til 2 km (minimum suksesskriterium: 10 km). Mengden vann vil bli målt i en region på Sydpolen med breddegrad mellom 0 og 10 °.

Gjennomføring av oppdraget

Lunar Flashlight og 12 andre CubeSats utgjør den sekundære nyttelasten til Exploration Mission 1-oppdraget som er planlagt til midten av 2020. Dette er ombord den første flyvningen til Space Launch System- raketten , hvis hovedmål er å teste Orion- sonden og driften av den nye bæreraketten. CubeSats lagres i adapteren som forbinder den andre fasen av bæreraketten med romfartøyet. De blir droppet i en overføringsbane til Månen. Lunar Flashlight bruker sin fremdrift til å sette seg inn i månebane i en veldig elliptisk bane for deretter å senke perigee for å fly over sørpolen i lav høyde. Den vitenskapelige fasen av oppdraget skal vare i to måneder.

Referanser

  1. (i) Travis Imken, "  Utvikling av nyttelast på Lunar Mission Flashlight  " ,Mai 2016
  2. (in) "  Lunar Flashlight Propulsion System  " , osCommerce (åpnet 28. september 2018 )
  3. (en) Quentin. Vinckier et al. , "  System performance modelling of the Lunar Flashlight  " , 49th Lunar and Planetary Science Conference 2018 ,2018( les online )
  4. (i) Quentin Vinckier, "  Lunar lommelykt CubeSat oppdrag har multi-band SWIR laser reflectometer å kartlegge og kvantifisere vannis på måne Sydpolen  " ,28. mai 2018

Referansedokumenter

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker