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Cruz de la Liga

El Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares ( LCROSS ) fue una nave espacial robótica operada por la NASA . La misión fue concebida como un medio de bajo costo para determinar la naturaleza del hidrógeno detectado en las regiones polares de la Luna . [2] Lanzado inmediatamente después del descubrimiento de agua lunar por Chandrayaan-1 , [3] el objetivo principal de la misión LCROSS era explorar más a fondo la presencia de agua en forma de hielo en un cráter permanentemente sombreado cerca de una región polar lunar. [4] Tuvo éxito en confirmar la presencia de agua en el cráter lunar del sur Cabeus . [5]

Fue lanzado junto con el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) el 18 de junio de 2009, como parte del Programa Robótico Precursor Lunar compartido , la primera misión estadounidense a la Luna en más de diez años.

LCROSS fue diseñado para recolectar y transmitir datos del impacto y la columna de escombros resultantes del impacto de la etapa superior Centaur del vehículo de lanzamiento (y la nave espacial Shepherding, encargada de recolectar datos) contra el cráter Cabeus , cerca del polo sur de la Luna.

El Centauro tenía una masa de impacto nominal de 2.305 kg (5.081 lb) y una velocidad de impacto de aproximadamente 9.000 km/h (5.600 mph), [6] [7] liberando la energía cinética equivalente a detonar aproximadamente 2 kilotones de TNT (7,2 TJ ).

El LCROSS sufrió un mal funcionamiento el 22 de agosto, agotando la mitad de su combustible y dejando muy poco margen de combustible en la nave espacial. [8]

El Centaur impactó con éxito el 9 de octubre de 2009 a las 11:31 UTC . La nave espacial Shepherding descendió a través de la columna de material expulsado por el Centaur, recopiló y transmitió datos, impactando seis minutos después a las 11:37 UTC. [9]

Contrariamente a lo que informaron los medios de comunicación de la época, ni el impacto ni la nube de polvo que generó pudieron verse desde la Tierra, a simple vista o con telescopios.

Misión

El destello del impacto del LCROSS Centaur.

LCROSS fue una misión complementaria rápida y de bajo costo para el LRO. La carga útil de LCROSS se agregó después de que la NASA trasladó el LRO del Delta II a un vehículo de lanzamiento más grande. Fue elegida entre otras 19 propuestas. [10] La misión de LCROSS estuvo dedicada al difunto presentador estadounidense Walter Cronkite . [6]

El LCROSS fue lanzado con el LRO a bordo de un cohete Atlas V desde Cabo Cañaveral, Florida , el 18 de junio de 2009 a las 21:32 UTC (17:32 EDT ). El 23 de junio, cuatro días y medio después del lanzamiento, el LCROSS y su cohete propulsor Centaur acoplado completaron con éxito un paso por la Luna y entraron en la órbita polar de la Tierra con un período de 37 días, posicionando al LCROSS para el impacto en un polo lunar. [11] [12]

Temprano en la mañana del 22 de agosto de 2009, los controladores de tierra del LCROSS descubrieron una anomalía causada por un problema en un sensor, que había provocado que la nave espacial utilizara 140 kilogramos (309 libras) de combustible, más de la mitad del combustible que quedaba en ese momento. Según Dan Andrews, el director del proyecto LCROSS, "nuestras estimaciones actuales son que si prácticamente logramos la base de la misión, es decir, si cumplimos con las cosas que tenemos que hacer para que la misión sea un éxito total, todavía tenemos un saldo positivo en cuanto a combustible, pero no por mucho". [8]

La trayectoria del LCROSS
Animación de la trayectoria de LCROSS desde el 18 de junio de 2009 hasta el 9 de octubre de 2009
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Una ilustración de la etapa del cohete LCROSS Centaur y la nave espacial Shepherding mientras se aproximan al impacto con el polo sur lunar el 9 de octubre de 2009.

El 9 de octubre de 2009 se produjeron impactos lunares, después de aproximadamente tres órbitas, con el Centaur estrellándose contra la Luna a las 11:31 UTC y la nave espacial Shepherding siguiéndolo unos minutos más tarde. [13] El equipo de la misión anunció inicialmente que Cabeus A sería el cráter objetivo para los impactos duales de LCROSS, [14] pero más tarde refinó el objetivo para que fuera el cráter principal, Cabeus, más grande. [15]

En su aproximación final a la Luna, la nave espacial Shepherding y la Centaur se separaron el 9 de octubre de 2009 a las 01:50 UTC. [16] La etapa superior de la Centaur actuó como un impactador pesado para crear una columna de escombros que se elevó por encima de la superficie lunar. Cuatro minutos después del impacto de la etapa superior de la Centaur, la nave espacial Shepherding voló a través de esta columna de escombros, recopilando y transmitiendo datos a la Tierra antes de chocar contra la superficie lunar para producir una segunda columna de escombros. Se proyectó que la velocidad del impacto sería de 9000 km/h (5600 mph) o 2,5 km/segundo. [17]

Se esperaba que el impacto del Centauro excavara más de 350 toneladas métricas (390 toneladas cortas ) de material lunar y creara un cráter de unos 27 m (90 pies) de diámetro a una profundidad de unos 5 m (16 pies). Se proyectó que el impacto de la nave espacial Shepherding excavaría unas 150 toneladas métricas (170 toneladas cortas) y crearía un cráter de aproximadamente 18 m (60 pies) de diámetro a una profundidad de unos 3 m (10 pies). Se esperaba que la mayor parte del material en la columna de escombros del Centauro permaneciera a altitudes (lunares) por debajo de los 10 km (6 mi). [1]

Se esperaba que el análisis espectral de la columna de impacto resultante ayudaría a confirmar los hallazgos preliminares de las misiones Clementine y Lunar Prospector que insinuaban que podría haber hielo de agua en las regiones permanentemente sombreadas. Los científicos de la misión esperaban que la columna de impacto de Centaur fuera visible a través de telescopios de clase amateur con aperturas tan pequeñas como 25 a 30 cm (10 a 12 pulgadas). [14] Pero no se observó ninguna columna con dichos telescopios amateurs. Incluso telescopios de clase mundial como el Telescopio Hale , equipados con óptica adaptativa, no detectaron la columna. La columna puede haber ocurrido de todos modos, pero a una escala pequeña no detectable desde la Tierra. Ambos impactos también fueron monitoreados por observatorios basados ​​​​en la Tierra y por activos orbitales, como el Telescopio Espacial Hubble .

Se ha dicho que el hecho de que LCROSS encuentre agua o no influirá en la decisión del gobierno de los Estados Unidos de seguir adelante con la creación de una base lunar . [18] El 13 de noviembre de 2009, la NASA confirmó que se detectó agua después de que el Centauro impactara el cráter. [5]

Astronave

Nave espacial LCROSS ( vista ampliada )

La misión LCROSS aprovechó las capacidades estructurales del anillo del Adaptador de Carga Secundaria (ESPA ) del Vehículo de Lanzamiento Despechable Evolucionado (EELV) [19] utilizado para unir el LRO al cohete de etapa superior Centaur para formar la Nave Espacial Shepherding. En el exterior del ESPA se montaron seis paneles que contienen la carga útil científica de la nave espacial, los sistemas de comando y control, el equipo de comunicaciones, las baterías y los paneles solares. En el interior del anillo se montó un pequeño sistema de propulsión monopropelente . También se unieron dos antenas omnidireccionales de banda S y dos antenas de ganancia media. Las estrictas limitaciones de calendario, masa y presupuesto de la misión plantearon desafíos difíciles a los equipos de ingeniería del Centro de Investigación Ames (ARC) de la NASA y Northrop Grumman . Su pensamiento creativo condujo a un uso único del anillo ESPA y a la obtención innovadora de otros componentes de la nave espacial. Por lo general, el anillo ESPA se utiliza como plataforma para albergar seis pequeños satélites desplegables; para LCROSS, se convirtió en la columna vertebral del satélite, una novedad para el anillo. LCROSS también aprovechó los instrumentos disponibles comercialmente y utilizó muchos de los componentes ya verificados en vuelo utilizados en LRO . [20]

LRO (arriba, plata) y LCROSS (abajo, oro) preparados para el carenado

LCROSS está gestionado por el ARC de la NASA y fue construido por Northrop Grumman . La revisión preliminar del diseño de LCROSS se completó el 8 de septiembre de 2006. La misión LCROSS pasó su Revisión de Confirmación de Misión el 2 de febrero de 2007, [21] y su Revisión Crítica de Diseño el 22 de febrero de 2007. [22] Después del ensamblaje y las pruebas en Ames, la carga útil del instrumento, proporcionada por Ecliptic Enterprises Corporation, [23] fue enviada a Northrop Grumman el 14 de enero de 2008, para su integración con la nave espacial. [24] LCROSS pasó su revisión el 12 de febrero de 2009.

Instrumentos

La carga útil de instrumentos científicos de la nave espacial LCROSS Shepherding, proporcionada por el ARC de la NASA, constaba de un total de nueve instrumentos: una cámara visible, dos de infrarrojo cercano y dos de infrarrojo medio; un espectrómetro visible y dos de infrarrojo cercano; y un fotómetro. Una unidad de manejo de datos (DHU) recopilaba la información de cada instrumento para transmitirla al Centro de Control de Misión de LCROSS. Debido a las limitaciones de calendario y presupuesto, LCROSS aprovechó componentes robustos disponibles comercialmente. Los instrumentos individuales pasaron por un riguroso ciclo de pruebas que simulaba las condiciones de lanzamiento y vuelo, identificando debilidades de diseño y modificaciones necesarias para su uso en el espacio, momento en el que se permitió a los fabricantes modificar sus diseños. [1]

Resultados

El impacto no fue tan prominente visualmente como se había previsto. El director del proyecto, Dan Andrews, creyó que esto se debió a simulaciones previas al choque que exageraron la prominencia de la columna. [ cita requerida ] Debido a problemas de ancho de banda de datos, las exposiciones se mantuvieron cortas, lo que hizo que la columna fuera difícil de ver en las imágenes en los espectros visibles. Esto dio como resultado la necesidad de procesar imágenes para aumentar la claridad. La cámara infrarroja también capturó una firma térmica del impacto del propulsor. [25]

Presencia de agua

El 13 de noviembre de 2009, la NASA informó que múltiples líneas de evidencia muestran que había agua presente tanto en la columna de vapor de alto ángulo como en la cortina de eyección creada por el impacto del LCROSS Centaur. A partir de noviembre de 2009 , la concentración y distribución de agua y otras sustancias requerían más análisis. [5] Una confirmación adicional provino de una emisión en el espectro ultravioleta que se atribuyó a fragmentos de hidroxilo , un producto de la ruptura del agua por la luz solar. [5] El análisis de los espectros indica que una estimación razonable de la concentración de agua en el regolito congelado es del orden del uno por ciento. [26] La evidencia de otras misiones sugiere que este puede haber sido un lugar relativamente seco, ya que los depósitos gruesos de hielo relativamente puro parecen presentarse en otros cráteres. [27] Un análisis posterior, más definitivo, encontró que la concentración de agua era "5,6 ± 2,9% en masa". [28] El 20 de agosto de 2018, la NASA confirmó el hielo en la superficie de los polos de la Luna. [29]

Imágenes

Fotos del vuelo lunar de LCROSS (23 de junio de 2009) [30]
  • Una de las primeras imágenes del Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS) utilizando la cámara de luz visible durante el paso de la Luna. LCROSS cuenta con nueve instrumentos científicos que recopilan distintos tipos de datos que se complementan entre sí.
    Una de las primeras imágenes del Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS) utilizando la cámara de luz visible durante el paso de la Luna. LCROSS cuenta con nueve instrumentos científicos que recopilan distintos tipos de datos que se complementan entre sí.
  • Imagen de la Luna tomada con la cámara infrarroja del Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS). Es la primera imagen infrarroja jamás tomada del lado oculto de la Luna.
    Imagen de la Luna tomada con la cámara infrarroja del Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS). Es la primera imagen infrarroja jamás tomada del lado oculto de la Luna.
  • Otra imagen de la Luna con cámara de luz visible tomada por la nave espacial LCROSS durante su paso por la Luna
    Otra imagen de la Luna con cámara de luz visible tomada por la nave espacial LCROSS durante su paso por la Luna
Fotografías de separación del LCROSS Centaur (Impacto - 9 h 40 min, 9 de octubre de 2009) [31]
  • Imagen de infrarrojo cercano de la separación del LCROSS Centaur vista desde la nave espacial LCROSS Shepherding
    Imagen de infrarrojo cercano de la separación del LCROSS Centaur vista desde la nave espacial LCROSS Shepherding
  • Imagen en infrarrojo medio (falso color) de la separación del Centauro de LCROSS (rojo->caliente, azul->frío)
    Imagen en infrarrojo medio (falso color) de la separación del Centauro de LCROSS (rojo->caliente, azul->frío)
  • Imagen del STK (Satellite Tool Kit) de la nave espacial LCROSS después de la separación de Centaur
    Imagen del kit de herramientas satelitales (STK ) de la nave espacial LCROSS después de la separación de Centaur
Fotos del impacto del Centauro/LCROSS (11:31 UTC 9 de octubre de 2009) [32]
  • Imagen tomada del impacto de la etapa superior de Centaur en el cráter Cabeus, cerca del polo sur de la Luna. Las imágenes fueron tomadas por la nave espacial LCROSS Shepherding.
    Imagen tomada del impacto de la etapa superior de Centaur en el cráter Cabeus, cerca del polo sur de la Luna. Las imágenes fueron tomadas por la nave espacial LCROSS Shepherding.
  • Ubicaciones de las franjas de impacto del Diviner LCROSS superpuestas en un mapa térmico diurno en escala de grises de la región polar sur de la Luna. Los datos del Diviner se utilizaron para ayudar a seleccionar el sitio de impacto final del LCROSS dentro del cráter Cabeus, que tomó muestras de una región extremadamente fría en sombra permanente que puede servir como una trampa de frío eficaz para el hielo de agua y otros volátiles congelados.
    Ubicaciones de las franjas de impacto del Diviner LCROSS superpuestas en un mapa térmico diurno en escala de grises de la región polar sur de la Luna. Los datos del Diviner se utilizaron para ayudar a seleccionar el sitio de impacto final del LCROSS dentro del cráter Cabeus, que tomó muestras de una región extremadamente fría en sombra permanente que puede servir como una trampa de frío eficaz para el hielo de agua y otros volátiles congelados.
  • Mapas térmicos preliminares no calibrados del LRO/Diviner del lugar del impacto del Centaur/LCROSS adquiridos dos horas antes del impacto y 90 segundos después del mismo. La firma térmica del impacto se detectó claramente en los cuatro canales de mapeo térmico del Diviner.
    Mapas térmicos preliminares no calibrados del LRO/Diviner del lugar del impacto del Centaur/LCROSS adquiridos dos horas antes del impacto y 90 segundos después del mismo. La firma térmica del impacto se detectó claramente en los cuatro canales de mapeo térmico del Diviner.

Premios

LCROSS ha recibido numerosos premios por sus logros técnicos, de gestión y científicos.

Véase también

Referencias

  1. ^ abc "LRO/LCROSS Press Kit v2" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 2009-10-27 . Consultado el 2009-08-04 .
  2. ^ Tompkins, Paul D.; Hunt, Rusty; D'Ortenzio, Matt D.; Strong, James; Galal, Ken; Bresina, John L.; Foreman, Darin; Barber, Robert; Shirley, Mark; Munger, James; Drucker, Eric (25 de abril de 2010). "Operaciones de vuelo para la misión LCROSS Lunar Impactor" (PDF) . NASA . Centro de Investigación Ames . Consultado el 27 de septiembre de 2011 .
  3. ^ "Una misión lunar india encuentra agua en la Luna". TheGuardian.com . 24 de septiembre de 2009.
  4. ^ "NASA - LCROSS: Resumen de la misión". Nasa.gov. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2010. Consultado el 14 de noviembre de 2009 .
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  6. ^ ab "La NASA estrella un cohete contra la Luna". Toronto Star . 2009-10-09 . Consultado el 2009-10-09 .
  7. ^ "La misión LCROSS de la NASA modifica el cráter de impacto". NASA. 29 de septiembre de 2009. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2009. Consultado el 21 de noviembre de 2009 .
  8. ^ de Stephen Clark (25 de agosto de 2009). "Los directivos sopesan opciones tras el mal funcionamiento de la misión a la Luna". Spaceflight Now.
  9. ^ TheStar.com, "La NASA estrella un cohete en la Luna".
  10. ^ Tariq Malik (10 de abril de 2006). "La NASA añade sondas para colisiones con la Luna a la misión LRO". Space.com . Consultado el 11 de abril de 2006 .
  11. ^ "El impactador lunar de la NASA completa con éxito la maniobra lunar". NASA. 23 de junio de 2009. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2009.
  12. ^ "Video en streaming del vuelo lunar de LCROSS". NASA. 23 de junio de 2009. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2009.
  13. ^ Seth Borenstein (9 de octubre de 2009). «Las sondas de la NASA dan un doble golpe a la Luna». Associated Press. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2009. Consultado el 9 de octubre de 2009 .
  14. ^ ab "Campaña de observación LCROSS". NASA. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2012.
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  20. ^ "NASA - Nave espacial LCROSS" www.nasa.gov . Consultado el 16 de enero de 2020 .
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  22. ^ "El satélite de observación y detección de cráteres lunares supera la revisión crítica de diseño". Moondaily.com. 2 de marzo de 2007.
  23. ^ "Ecliptic proporciona elementos clave de la carga útil de LCROSS". www.spaceflightnow.com. 2008-03-03.
  24. ^ Jonas Dino (14 de enero de 2008). "La misión de la NASA para encontrar agua en la Luna se acerca al lanzamiento". NASA . Consultado el 10 de febrero de 2008 .
  25. ^ Musser, George (9 de octubre de 2009). "LCROSS impacta la luna de la Tierra mientras otras lunas continúan desconcertando: cuarto despacho de la reunión anual de planetas". Scientific American . Poco antes de que la nave espacial impactara, llegó la noticia de que la cámara infrarroja había detectado efectivamente una señal térmica del cráter del cohete.
  26. ^ Perlman, David (14 de noviembre de 2009). «La NASA elige un cráter lunar para el impacto de un cohete». The San Francisco Chronicle . Archivado desde el original el 25 de marzo de 2010.
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  34. ^ "CELEBRANDO LA 53.ª Entrega Anual de los Premios BEST". Semana de la Aviación . Penton Media. 11 de enero de 2010.
  35. ^ La Fundación Espacial honra al equipo de la misión LCROSS con el premio John L. "Jack" Swigert, Jr. por exploración espacial | Simposio Nacional del Espacio [usurpado]
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  38. ^ Los Premios a la Excelencia del Programa AVIATION WEEK honran a los mejores programas y líderes de la industria aeroespacial y de defensa
  39. ^ abcd "Premios de Honor Ames de la NASA" (PDF) . Oficina de Historia Ames de la NASA . NASA . Consultado el 1 de mayo de 2018 .
  40. ^ "Premios Internacionales de Exploración Lunar 2008: ¿quiénes son los ganadores?". sci.esa.int . Consultado el 1 de mayo de 2018 .

Recursos externos

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre LCROSS .