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LCROSA

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] Lanzada 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] Logró 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 Lunar Precursor compartido , la primera misión estadounidense a la Luna en más de diez años.

LCROSS fue diseñado para recopilar y transmitir datos del impacto y la columna de escombros resultantes de la etapa superior Centaur gastada del vehículo de lanzamiento (y la nave espacial Shepherding de recopilación de datos) que golpeó el cráter Cabeus cerca del polo sur de la Luna.

Centaur tuvo 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 ). .

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]

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 eyección de Centaur, recopiló y transmitió datos e impactó seis minutos después, a las 11:37 UTC. [9]

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

Misión

El destello del impacto LCROSS Centaur.

LCROSS fue una misión complementaria rápida y de bajo costo para el LRO. La carga útil LCROSS se añadió después de que la NASA trasladara 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 locutor estadounidense Walter Cronkite . [6]

LCROSS se lanzó 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, LCROSS y su cohete propulsor Centaur adjunto completaron con éxito un giro lunar y entraron en la órbita polar de la Tierra con un período de 37 días, posicionando a LCROSS para impactar en un polo lunar. [11] [12]

Temprano en la mañana del 22 de agosto de 2009, los controladores terrestres del LCROSS descubrieron una anomalía causada por un problema en el sensor, que había provocado que la nave espacial consumiera 140 kilogramos (309 libras) de combustible, más de la mitad del combustible restante en ese momento. Según Dan Andrews, director del proyecto LCROSS, "nuestras estimaciones ahora son que si establecemos una base de referencia para la misión, es decir, simplemente logramos las cosas que tenemos que [hacer] para realizar el trabajo con total éxito, todavía estamos en el negro en propulsor, pero no por mucho." [8]

La trayectoria LCROSS
Animación de la trayectoria de LCROSS del 18 de junio de 2009 al 9 de octubre de 2009.
  CRUZ  ·   Luna  ·   Tierra
Una ilustración de la etapa del cohete LCROSS Centaur y la nave espacial Shepherding mientras se acercan al impacto con el polo sur lunar el 9 de octubre de 2009.

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

En su aproximación final a la Luna, la nave espacial Shepherding y Centaur se separaron el 9 de octubre de 2009 a las 01:50 UTC. [16] La etapa superior Centaur actuó como un impactador pesado para crear una columna de escombros que se elevó sobre la superficie lunar. Cuatro minutos después del impacto de la etapa superior Centaur, la nave espacial Shepherding voló a través de esta columna de escombros, recopilando y transmitiendo datos a la Tierra antes de que golpeara la superficie lunar para producir una segunda columna de escombros. Se proyectó que la velocidad del impacto sería de 9.000 km/h (5.600 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 aproximadamente 150 toneladas métricas (170 toneladas cortas) y crearía un cráter de aproximadamente 18 m (60 pies) de diámetro a una profundidad de aproximadamente 3 m (10 pies). Se esperaba que la mayor parte del material en la columna de escombros de Centaur permaneciera en altitudes (lunares) inferiores a 10 km (6 millas). [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 en sombra. Los científicos de la misión esperaban que la columna de impacto del Centauro fuera visible a través de telescopios de aficionados con aperturas tan pequeñas como de 25 a 30 cm (10 a 12 pulgadas). [14] Pero estos telescopios de aficionados no observaron ninguna columna. Incluso los telescopios de clase mundial como el telescopio Hale , equipado con óptica adaptativa, no detectaron la columna. Es posible que la columna todavía haya ocurrido, pero a pequeña escala, no detectable desde la Tierra. Ambos impactos también fueron monitoreados por observatorios terrestres y por activos orbitales, como el Telescopio Espacial Hubble .

Se ha dicho que el hecho de que LCROSS encuentre agua o no influye en si el gobierno de los Estados Unidos busca o no crear una base en la Luna . [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 despiezada )

La misión LCROSS aprovechó las capacidades estructurales del anillo adaptador de carga útil secundaria (ESPA ) del vehículo de lanzamiento desechable evolucionado (EELV ) [19] utilizado para conectar el LRO al cohete de etapa superior Centaur para formar la nave espacial Shepherding. Montados en el exterior del ESPA había seis paneles que contienen la carga útil científica, los sistemas de comando y control, el equipo de comunicaciones, las baterías y los paneles solares de la nave espacial. Dentro del anillo se montó un pequeño sistema de propulsión monopropulsor . También se adjuntaron dos antenas omnidireccionales de Banda S y dos antenas de ganancia media. Las estrictas limitaciones de cronograma, 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 al abastecimiento innovador 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 en 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, plateado) y LCROSS (abajo, dorado) preparados para carenado

LCROSS está gestionado por ARC de la NASA y fue construido por Northrop Grumman . La revisión del diseño preliminar del LCROSS se completó el 8 de septiembre de 2006. La misión LCROSS pasó su Revisión de Confirmación de la Misión el 2 de febrero de 2007, [21] y su Revisión Crítica del 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) recopiló la información de cada instrumento para transmitirla al Control de Misión LCROSS. Debido a las limitaciones de cronograma y presupuesto, LCROSS aprovechó componentes resistentes disponibles comercialmente. Los instrumentos individuales pasaron por un riguroso ciclo de pruebas que simuló 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 visible visualmente como se había previsto. El director del proyecto, Dan Andrews, creía que esto se debía a simulaciones previas al choque que exageraban la prominencia de la columna. [ cita necesaria ] Debido a problemas con el ancho de banda de los datos, las exposiciones se mantuvieron cortas, lo que hizo que la columna fuera difícil de ver en las imágenes del espectro visible. Esto resultó en 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 LCROSS Centaur. A partir de noviembre de 2009 , la concentración y distribución del agua y otras sustancias requirieron más análisis. [5] La confirmación adicional provino de una emisión en el espectro ultravioleta que se atribuyó a fragmentos de hidroxilo , un producto de la descomposición 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 en otros cráteres parecen presentarse depósitos gruesos de hielo relativamente puro. [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 que había hielo en la superficie de los polos de la Luna. [29]

Imágenes

Fotos del paso lunar de LCROSS (23 de junio de 2009) [30]
  • Una de las primeras imágenes del satélite de detección y observación de cráteres lunares (LCROSS) utilizando la cámara de luz visible durante el paso de la Luna. LCROSS tiene nueve instrumentos científicos que recopilan diferentes tipos de datos que son complementarios entre sí.
    Una de las primeras imágenes del satélite de detección y observación de cráteres lunares (LCROSS) utilizando la cámara de luz visible durante el paso de la Luna. LCROSS tiene nueve instrumentos científicos que recopilan diferentes tipos de datos que son complementarios entre sí.
  • Una imagen de la Luna tomada con una cámara infrarroja con la cámara de infrarrojo medio del Satélite de Detección y Observación de Cráteres Lunares (LCROSS). Esta es la primera imagen infrarroja jamás tomada de la cara oculta de la Luna.
    Una imagen de la Luna tomada con una cámara infrarroja con la cámara de infrarrojo medio del Satélite de Detección y Observación de Cráteres Lunares (LCROSS). Esta es la primera imagen infrarroja jamás tomada de la cara oculta de la Luna.
  • Otra imagen de la Luna tomada por una cámara de luz visible por la nave espacial LCROSS durante su paso por la Luna.
    Otra imagen de la Luna tomada por una cámara de luz visible por la nave espacial LCROSS durante su paso por la Luna.
Fotos de separación de LCROSS Centaur (Impact - 9hrs 40min, 9 de octubre de 2009) [31]
  • Imagen en el infrarrojo cercano de la separación LCROSS Centaur vista desde la nave espacial LCROSS Shepherding
    Imagen en el infrarrojo cercano de la separación LCROSS Centaur vista desde la nave espacial LCROSS Shepherding
  • Imagen de infrarrojo medio (color falso) de la separación LCROSS Centaur (rojo->caliente, azul->frío)
    Imagen de infrarrojo medio (color falso) de la separación LCROSS Centaur (rojo->caliente, azul->frío)
  • Imagen STK (Satellite Tool Kit) de la nave espacial LCROSS después de la separación de Centaur
    Imagen STK ( Satellite Tool Kit ) de la nave espacial LCROSS después de la separación de Centaur
Fotos del impacto de Centaur/LCROSS (11:31 UTC del 9 de octubre de 2009) [32]
  • Imagen tomada del impacto de la etapa superior 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 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 del polo sur de la Luna. Los datos de Diviner se utilizaron para ayudar a seleccionar el sitio de impacto final de LCROSS dentro del cráter Cabeus, que tomó muestras de una región extremadamente fría en sombra permanente que puede servir como una trampa fría 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 del polo sur de la Luna. Los datos de Diviner se utilizaron para ayudar a seleccionar el sitio de impacto final de LCROSS dentro del cráter Cabeus, que tomó muestras de una región extremadamente fría en sombra permanente que puede servir como una trampa fría eficaz para el hielo de agua y otros volátiles congelados.
  • Mapas térmicos preliminares no calibrados de LRO/Diviner del sitio de impacto Centaur/LCROSS adquiridos dos horas antes del impacto y 90 segundos después del impacto. La firma térmica del impacto se detectó claramente en los cuatro canales de mapeo térmico de Diviner.
    Mapas térmicos preliminares no calibrados de LRO/Diviner del sitio de impacto Centaur/LCROSS adquiridos dos horas antes del impacto y 90 segundos después del impacto. La firma térmica del impacto se detectó claramente en los cuatro canales de mapeo térmico de Diviner.

Premios

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

Ver también

Referencias

  1. ^ a b "Kit de prensa LRO/LCROSS v2" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 27 de octubre de 2009 . Consultado el 4 de agosto de 2009 .
  2. ^ Tompkins, Paul D.; Cazar, oxidado; D'Ortenzio, Matt D.; Fuerte, James; Galal, Ken; Bresina, John L.; capataz, Darín; Barbero, Robert; Shirley, Marcos; 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. ^ "La misión lunar india encuentra agua en la luna". TheGuardian.com . 2009-09-24.
  4. ^ "NASA - LCROSS: descripción general de la misión". Nasa.gov. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2010 . Consultado el 14 de noviembre de 2009 .
  5. ^ abcd Dino, Jonas; Equipo de satélites de detección y observación del CRater Lunar (13 de noviembre de 2009). "Los datos de impacto de LCROSS indican agua en la Luna". NASA . Archivado desde el original el 6 de enero de 2010 . Consultado el 14 de noviembre de 2009 .
  6. ^ ab "La NASA estrella un cohete contra la luna". Estrella de Toronto . 09/10/2009 . Consultado el 9 de octubre de 2009 .
  7. ^ "La misión LCROSS de la NASA cambia el cráter de impacto". NASA. 2009-09-29. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2009 . Consultado el 21 de noviembre de 2009 .
  8. ^ ab Stephen Clark (25 de agosto de 2009). "Los gerentes reflexionan sobre opciones después del mal funcionamiento de la misión lunar". Vuelos espaciales ahora.
  9. ^ TheStar.com, "La NASA estrella un cohete contra la luna".
  10. ^ Tariq Malik (10 de abril de 2006). "La NASA agrega sondas de colisión lunar a la misión LRO". Espacio.com . Consultado el 11 de abril de 2006 .
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  12. ^ "Vídeo en streaming del LCROSS Lunar Swingby". NASA. 2009-06-23. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2009.
  13. ^ Seth Borenstein (9 de octubre de 2009). "Las sondas de la NASA le dan a la luna un doble golpe". Associated Press. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2009 . Consultado el 9 de octubre de 2009 .
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  17. ^ "Un destello de información: actualización de la misión LCROSS". NASA. 2008-08-11. Archivado desde el original el 5 de enero de 2009.
  18. ^ "El accidente del cohete de la NASA podría impulsar los planes para las colonias lunares". El Chosun Ilbo . 09/10/2009 . Consultado el 9 de octubre de 2009 .
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  22. ^ "El satélite de detección y observación del cráter lunar pasa la revisión crítica del diseño". Moondaily.com. 2007-03-02.
  23. ^ "Ecliptic proporciona elementos clave de la carga útil de LCROSS". www.spaceflightnow.com. 2008-03-03.
  24. ^ Jonás Dino (14 de enero de 2008). "La búsqueda 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 golpea la luna de la Tierra mientras otras lunas continúan desconcertadas: cuarto envío de la reunión anual de planetas". Científico americano . Poco antes de que la nave espacial impactara, llegó la noticia de que la cámara infrarroja había visto una firma térmica del cráter del propulsor.
  26. ^ Perlman, David (14 de noviembre de 2009). "La NASA elige el cráter lunar para estrellar el cohete". La crónica de San Francisco . Archivado desde el original el 25 de marzo de 2010.
  27. ^ NASA - Radar de la NASA encuentra depósitos de hielo en el polo norte de la Luna
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  34. ^ "CELEBRANDO LOS MEJORES 53º Premios Anuales". Semana de la Aviación . Medios Penton. 2010-01-11.
  35. ^ La Fundación Espacial honra al equipo de la misión LCROSS con John L. "Jack" Swigert, Jr., Premio a la exploración espacial | Simposio Nacional Espacial Archivado el 1 de julio de 2012 en archive.today
  36. ^ "NASA - Premio a la excelencia en ingeniería de sistemas 2010". www.nasa.gov . Consultado el 1 de mayo de 2018 .
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  38. ^ Los premios a la excelencia del programa AVIATION WEEK honran el liderazgo y los mejores programas aeroespaciales 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 tiene medios relacionados con LCROSS .