Po 16 mesecih uspešnih opazovanj bo ESA-in SMART-1 končno prispeval k lunarni znanosti. V končni orbiti bo vesoljsko plovilo letelo tako nizko, da bi se ob prejšnjem prehodu lahko zrušilo v hrib, kar bo omogočilo boljši pogled različnim zemeljskim teleskopom. Končni krater naj bi bil širok 3-10 metrov in globok 1 meter.
SMART-1, uspešno prvo evropsko vesoljsko plovilo na Luno, bo po skoraj šestnajstih mesecih raziskav lunarne znanosti končalo svojo raziskovalno pustolovščino.
SMART-1 je bil lansiran 27. septembra 2003, Luno pa je dosegel novembra 2004 po dolgi spirali okoli Zemlje. V tej fazi je vesoljsko plovilo prvič v vesolju preizkusilo vrsto naprednih tehnologij.
Ti so vključevali prvo uporabo ionskega motorja (sončni električni pogon) za medplanetarna potovanja v kombinaciji z manevri za pomoč pri gravitaciji.
SMART-1 je preizkusil tudi prihodnje komunikacijske tehnike za vesoljska plovila v vesolju, tehnike za doseganje avtonomne vesoljske plovbe in miniaturistične znanstvene instrumente, ki so jih prvič uporabili okoli Lune.
Sprva je načrtoval, da bo deloval šest mesecev okoli Lune, pozneje pa je SMART-1 podaljšal misijo za nadaljnje leto, zdaj pa naj bi se zaključil. Vesoljsko plovilo bo z majhnim udarcem, ki ga trenutno pričakujemo 3. septembra 2006, ob 07:41 CEST (05:41 UT) ali ob 02:37 CEST (00:37 UT), udaril na površino Lune z negotovostjo zaradi nepopolnega znanja lunine topografije. Pričakovane koordinate za udar pri 5:41 UT so približno 36,44 ° južno od zemljepisne širine in 46,25 ° zahodno od zemljepisne dolžine.
Manevri do udarca
Če bi ga pustil na svoji lunarni orbiti, bi SMART-1 17. avgusta 2006 Luno seveda udaril na daleč stran lune, ki ni vidna z Zemlje.
Dvotedenska serija manevrov se je začela 19. junija, zaključila pa 2. julija in omogočila SMART-1, da prilagodi svojo orbito, da se z znanstvenega vidika vesoljsko plovilo ne preseka z Luno in da dobi koristno majhno misija 'razširitev'.
Naslednja serija manjših manevrov se lahko izvede 27. in 28. julija, 25. avgusta in 1. in 2. septembra 2006, da se prilagodi usmeritev SMART-1.
Zakaj 3. septembra?
Izbira 3. septembra za vpliv na luno je temeljila na odločitvi, da se iz orbite pridobijo nadaljnji lunarni podatki visoke ločljivosti in da se zemeljskim teleskopom omogoči, da vidijo vpliv z Zemlje.
3. septembra 2006 bo peril SMART-1, ki sovpada s točko udarca, na luninem območju, imenovanem "Jezero odličnosti", ki se nahaja na srednjih južnih širinah. To področje je z znanstvenega vidika zelo zanimivo. Je vulkansko ravninsko območje, obdano z visokogorjem, značilno pa je tudi z zemeljskimi mineralnimi heterogenostmi.
V času udarca bo to območje v temi na bližnji strani Lune, tik ob terminatorju - črti, ki ločuje lunarni dan od nočne strani. Območje bo zasenčeno od sončnih neposrednih žarkov, vendar ga bo rahlo prižgala svetloba z Zemlje - zemeljska plast. Orbita vesoljskega plovila bo vsakih pet ur preletela regijo, pri vsakem prehodu pa en kilometer nižje. Z Zemlje bo takrat vidna četrtina Lune.
Ta geometrija je idealna za omogočanje opazovanja tal. Dejansko bi v času polne Lune svetilnost popolnoma zasenčila vpliv na zemeljske opazovalce, tudi med novo Luno pa bi bilo težko, saj je nova Luna vidna le nekaj sekund po sončnem zahodu. Poleg tega bo vpliv mraka ugodneje odkril udarno bliskavico.
Kopenski teleskopi bodo tudi poskušali opazovati prah, ki ga izločajo udarci, v upanju, da bodo dobili fizične in mineraloške podatke na površini, ki jo je izkopalo vesoljsko plovilo.
Pričakovani udarni čas (07:41 CEST) bo primeren za velike teleskope v južni in severozahodni Ameriki ter na Havajih in morda v Avstraliji. Če pa SMART-1 na septembrskem prehodu zaide v hrib okoli 02:37 CEST, ga lahko opazujemo s Kanarskih otokov in Južne Amerike. Če 2. septembra ob 21:33 CEST SMART-1 zadene hrib na prelazu, bodo imeli prednost teleskopi v celinski Evropi in Afriki.
Ujeta lunina gravitacija
Ko vesoljsko plovilo kroži okoli Lune, kot to počne SMART-1, je po zakonu gravitacije obsojeno. Vlaki s Sonca, Zemlje in nepravilnosti na Luni sami motijo njeno orbito. Prej ali slej bo kateri koli lunarni orbiter prizadel površino Lune, razen če ima na razpolago zelo velike količine goriva, da bi se ponovno zvišali in ušli iz lunine gravitacije.
Če bi se oddaljili od gravitacije Lune in se spustili v globoko vesolje, bi pomenilo popolnoma preklicati znanstveni program SMART-1. Pravzaprav je bilo v času, ko je SMART-1 v svoji orbiti okoli Lune ostalo dovolj pogonskega sredstva za orbitalno povečanje, ne pa tudi za pobeg, tako da je bilo vesoljsko plovilo pravi Lunov ujetnik.
SMART-1 je preživel veliko dlje, kot je bilo pričakovano, v prvotno načrtovani 6-mesečni znanstveni misiji. Njegov eksperimentalni ionski motor, ki ga poganja Sonce, je bil zelo učinkovit. Do trenutka, ko se je SMART-1 marca 2005 spustil v svojo operativno orbito okoli Lune, je od 84 kilogramov, ki so bili na voljo, ostalo le 7 kilogramov pogonskega goriva (ustekleničeni ksenonski plin).
ESA inženirji so uporabili ves preostali ksenon, da bi se izognili zgodnji nesreči septembra 2005, po manevrih za ponovno okrepitev orbite. Kot rezultat, je SMART-1 dobil dodatno leto delovne dobe v svoji lunarni orbiti v veliko korist evropskih vesoljskih znanstvenikov in inženirjev.
SMART-1 je s ksenonskim pogonskim gorivom konec junija 2006 s svojimi hidrazinskimi potisniki izvedel zadnji večji manever, s čimer je še podaljšal življenjsko dobo misije in osvojil še tri tedne operacij.
Kakšna škoda za Luno?
Pred skoraj 50 leti, leta 1959, je bilo rusko vesoljsko plovilo Luna-2 prvo umetno ustvarjeno sredstvo, ki je zadelo Luno. Od takrat so mnogi drugi storili enako, brez opazne škode, vpliv SMART-1 pa bo mehkejši kot pri vseh moških, ki jih je ustvaril človek do zdaj.
Ko pride na površino Lune, bo SMART-1 potoval s hitrostjo 2 kilometra na sekundo. To je veliko počasneje kot naravni meteoroid - na primer Leonidovi meteoroidi na Luno prispejo s hitrostjo 70 kilometrov na sekundo. SMART-1 bo vstopil pod kotom, kot je smučarski skakalec. SMART-1 lahko zadene strm hrib s hitrostjo 7000 kilometrov na uro, vendar je bolj verjetno, da bo drsal po ravnem delu lunarne površine, pri zadnjem kilometru gibanja naprej pa bo padel 15 metrov. Pri udarcu bo njegova navpična hitrost znašala le 70 kilometrov na uro, kar je manj, kot dosegajo nekateri smučarski skakalci.
Morda bo SMART-1 po udarcu zdrsnil na krajši razdalji, tako da bo pred seboj spustil prah in razpršil prah na obeh straneh kot krila metulja. Krater, ki ga je izdelal SMART-1, bo širok od 3 do 10 metrov in morda kakšen meter globok. Luna že ima 100 000 kraterjev, ki so široki več kot štiri kilometre, in vsak dan več majhnih meteoroidov naredi kraterje tako velike kot SMART-1.
Vsak kemični element, prisoten na SMART-1 in v njegovi opremi, naravno obstaja na Luni. Na primer, aluminij in železo sta zelo pogosta. Vodik, ogljik in dušik so na Luni precej bolj redki, vendar na površje pridejo naravni sončni veter in vplivi ledenih drobcev kometov, ki vsebujejo veliko elementov. S tega vidika si lahko SMART-1 zamislimo kot umetni komet. Poleg tega bo mali hidrazin, ki je ostal v potisnikih SMART-1, takoj udaril.
Zadnja opažanja
Med bližnjimi lunarnimi približevanji bo kamera AMIE na krovu SMART-1 poševno gledala nekatera območja, ki smo jih prej gledali le navpično, kar zagotavlja nekakšen tridimenzionalni pogled na površino. Ker pa bo udar prišlo v temnem območju Lune, ni mogoče pričakovati, da bo med končnim spuščanjem vidno veliko svetlobe.
Med zadnjo orbito bodo ostali instrumenti na krovu, vključno z rentgenskim teleskopom D-CIXS in infrardečim spektrometrom SIR, podrobno videli nekatere lunarne regije z zelo majhne višine.
Zmogljivi teleskopi na Zemlji se lahko od samega udarca slišijo rahlo bliski, čemur sledi oblak prahu, ki ga je udarček vrgel, morda širok 5 kilometrov. Prah bo 5 ali 10 minut zakril pogled na del Lunove površine. Obnašanje oblaka bo dalo dragocene informacije o udarnih dogodkih na splošno, medtem ko lahko analiza svetlobe iz prahu s spektrografijo v teleskopih odkrije materiale, izkopane zaradi udarca tik pod površino lune.
Opazovanja bodo temeljila na šibkem sijaju zemeljskega sijaja - razen če se nekaj oblaka prahu vrže več kot 20 kilometrov nad površino lune. V tem primeru bo osvetljena neposredno s sončno svetlobo in se bo morda nekaj minut svetleje videla. Amaterski astronomi bodo morda lahko z daljnogledom in majhnimi teleskopi opazili osvetljen oblak prahu.
Izvirni vir: ESA News Release
