stringtranslate.com

GRIAL

Disparo MoonKAM

El Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad ( GRAIL ) fue una misión científica lunar estadounidense del Programa Discovery de la NASA que utilizó mapas del campo gravitacional de la Luna de alta calidad para determinar su estructura interior. Las dos pequeñas naves espaciales GRAIL A ( Ebb ) y GRAIL B ( Flow ) [5] [6] fueron lanzadas el 10 de septiembre de 2011 a bordo de un único vehículo de lanzamiento: la configuración más potente de un Delta II , el 7920H-10. [1] [7] [8] GRAIL A se separó del cohete unos nueve minutos después del lanzamiento, GRAIL B lo siguió unos ocho minutos más tarde. Llegaron a sus órbitas alrededor de la Luna con 25 horas de diferencia. [9] [10] La primera sonda entró en órbita el 31 de diciembre de 2011 y la segunda siguió el 1 de enero de 2012. [11] Las dos naves espaciales impactaron la superficie lunar el 17 de diciembre de 2012. [12]

Descripción general

Estudiantes de cuarto grado de la escuela primaria Emily Dickinson en Bozeman, Montana , que sugirieron nombres Ebb y Flow . [6]

Maria Zuber del Instituto Tecnológico de Massachusetts fue la investigadora principal de GRAIL. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA gestionó el proyecto. La NASA presupuestó 496 millones de dólares para que el programa incluyera el desarrollo de naves e instrumentos, el lanzamiento, las operaciones de misión y el apoyo científico. [13] Tras el lanzamiento, la nave espacial se llamó GRAIL A y GRAIL B y se abrió un concurso para que los escolares seleccionaran nombres. En el concurso participaron casi 900 aulas de 45 estados, Puerto Rico y el Distrito de Columbia. Los nombres ganadores, Ebb y Flow, fueron sugeridos por estudiantes de cuarto grado de la escuela primaria Emily Dickinson en Bozeman, Montana . [6]

Cada nave espacial transmitió y recibió telemetría de las otras naves espaciales e instalaciones terrestres. Midiendo el cambio de distancia entre las dos naves espaciales, se obtuvo el campo de gravedad y la estructura geológica de la Luna. Las dos naves espaciales pudieron detectar cambios muy pequeños en la distancia entre sí. Se podían detectar y medir cambios de distancia tan pequeños como un micrómetro . [14] [15] El campo gravitacional de la Luna fue mapeado con un detalle sin precedentes. [4] [16] [17] [18] [19]

Objetivos

La fase de recopilación de datos de la misión duró del 7 de marzo de 2012 al 29 de mayo de 2012, por un total de 88 días. Una segunda fase, a menor altitud, de recopilación de datos comenzó el 31 de agosto de 2012 [20] y fue seguida por 12 meses de análisis de datos. [4] El 5 de diciembre de 2012, la NASA publicó un mapa de gravedad de la Luna elaborado a partir de datos de GRAIL. [21] El conocimiento adquirido ayudará a comprender la historia evolutiva de los planetas terrestres y los cálculos de las órbitas lunares. [22]

Astronave

Instrumentos

Mapa de gravedad de la Luna por GRAIL

Propulsión

Los propulsores a bordo de cada nave espacial eran capaces de producir 22 newtons (4,9 lb f ). [23] Cada nave espacial fue alimentada con 103,5 kilogramos (228 libras) de hidracina para ser utilizada por los propulsores y el motor principal para permitir que la nave espacial entre en la órbita lunar y pase a la fase científica de su misión. El subsistema de propulsión constaba de un tanque de combustible principal y un sistema de represurización que se activaban poco después de la inserción en la órbita lunar. [27]

Perfil de la misión

Intentos de lanzamiento

Todos los horarios están en EDT ( UTC -4).

Fase de tránsito

Animación de la trayectoria de GRAIL-A del 10 de septiembre de 2011 al 17 de diciembre de 2012
   GRIAL-A  ·   Luna  ·   Tierra
GRIAL-tránsito-Tierra-Luna
Animación de la trayectoria de GRAIL-A alrededor de la Luna del 31 de diciembre de 2011 al 30 de abril de 2012
   GRIAL-A  ·   Luna

A diferencia de las misiones del programa Apolo , que tardaron tres días en llegar a la Luna, GRAIL hizo uso de un crucero translunar de baja energía de tres a cuatro meses de duración muy fuera de la órbita de la Luna y pasando cerca del punto L1 de Lagrange Sol-Tierra antes de realizar el bucle. volver al encuentro con la Luna. Esta trayectoria extendida y tortuosa permitió a la misión reducir los requisitos de combustible, proteger los instrumentos y reducir la velocidad de las dos naves espaciales en la llegada a la luna para ayudar a lograr órbitas extremadamente bajas de 50 km (31 millas) con separación entre las naves espaciales (llegando con 25 horas de diferencia). de 175 a 225 km (109 a 140 mi). [22] [30] Las tolerancias muy estrictas en el plan de vuelo dejaron poco espacio para la corrección de errores, lo que llevó a una ventana de lanzamiento que duró un segundo y proporcionó solo dos oportunidades de lanzamiento por día. [29]

Fase científica

La fase científica primaria de GRAIL duró 88 días, del 7 de marzo de 2012 al 29 de mayo de 2012. Fue seguida por una segunda fase científica que se desarrolló desde el 8 de agosto de 2012 hasta principios de diciembre de 2012.

La técnica de mapeo de gravedad era similar a la utilizada por Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), y el diseño de la nave espacial se basó en XSS-11 . [31]

Las fechas de inserción orbital fueron el 31 de diciembre de 2011 (para GRAIL-A) y el 1 de enero de 2012 (para GRAIL-B). [28] Las órbitas lunares iniciales eran altamente elípticas, casi polares, y luego se redujeron a casi circulares a aproximadamente 25-86 km de altitud con un período de aproximadamente 114 minutos. [32] ( 31 de diciembre de 2011 ) ( 2012-01-01 )

La nave espacial fue operada durante la fase de adquisición de 88 días, dividida en tres ciclos de mapeo de 27,3 días de duración . Dos veces al día se realizó un pase de 8 horas a la vista de la Red del Espacio Profundo para la transmisión de datos científicos y del "E/PO MoonKam". [33]

Las primeras imágenes MoonKam solicitadas por estudiantes fueron tomadas por Ebb del 15 al 17 de marzo de 2012 y enviadas a la Tierra el 20 de marzo. Más de 2.700 escuelas en 52 países estaban utilizando las cámaras MoonKAM. [34]

La cámara MoonKam de Flow capturó a LRO mientras volaba a una distancia de aproximadamente 12 millas (20 km) el 3 de mayo. Es la primera imagen de una nave espacial robótica en órbita lunar tomada por otra. [35]

Fase terminal

Experimento final y fin de la misión.

Al final de la fase científica y de una extensión de la misión, la nave espacial fue apagada y desmantelada durante un período de cinco días. La nave espacial impactó la superficie lunar el 17 de diciembre de 2012. [33] [36] [37] [38] [39] [40] Ambas naves espaciales impactaron una montaña lunar sin nombre entre Philolaus y Mouchez en 75 ° 37′N 26 ° 38 ′O / 75,62°N 26,63°O / 75,62; -26,63 . Ebb , la nave espacial líder en formación, impactó primero. El flujo impactó momentos después. Cada nave espacial viajaba a 3760 millas por hora (1,68 km/s). Se llevó a cabo un experimento final durante los últimos días de la misión. Los motores principales a bordo de la nave espacial se encendieron, agotando el combustible restante. Los planificadores de misiones utilizarán los datos de ese esfuerzo para validar modelos informáticos de consumo de combustible con el fin de mejorar las predicciones de las necesidades de combustible para futuras misiones. [41] La NASA ha anunciado que el lugar del accidente llevará el nombre de la colaboradora de GRAIL y primera mujer estadounidense en el espacio, Sally Ride . [42]

Luna - Oceanus Procellarum ("Océano de tormentas")

Resultados

La gravedad atraviesa la materia. Además de la masa superficial, un campo gravitatorio de alta resolución proporciona una visión borrosa, pero útil, debajo de la superficie. Los análisis de los datos de GRAIL han producido una serie de resultados científicos para la Luna.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab "Delta II listo para lanzar la misión GRAIL de la NASA". Alianza Unida de Lanzamiento . 2011. Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2011 . Consultado el 2 de septiembre de 2011 .
  2. ^ "La misión GRIAL: hoja informativa". Ciencia de Sally Ride . 2010. Archivado desde el original el 28 de abril de 2010 . Consultado el 15 de abril de 2010 .
  3. ^ "GRIAL" (PDF) . NASA . Consultado el 30 de noviembre de 2022 .
  4. ^ abc "Acerca del GRIAL". Instituto de Tecnología de Massachusetts . Consultado el 12 de marzo de 2011 .
  5. ^ Schontzler, Gail (18 de enero de 2012). "La clase Bozeman gana el concurso para nombrar satélites que orbitan la luna". Crónica diaria de Bozeman . Consultado el 18 de diciembre de 2018 .
  6. ^ abc Agle, CC. "Los estudiantes de Montana envían nombres ganadores para la nave espacial lunar de la NASA". JPL de la NASA.
  7. ^ Delta II: el caballo de batalla de la industria (PDF) (Reporte). Alianza de Lanzamiento Unida. 2010. Archivado desde el original (PDF) el 30 de septiembre de 2011 . Consultado el 2 de agosto de 2011 .
  8. ^ Gray Hautaluoma (10 de diciembre de 2007). "Nueva misión de la NASA para revelar la estructura interna y la evolución de la Luna". NASA . Consultado el 31 de agosto de 2011 .
  9. ^ Éxito del lanzamiento de la nave espacial gemela GRAIL con destino a la Luna
  10. ^ Spaceflight101 Archivado el 11 de febrero de 2015 en la Wayback Machine.
  11. ^ "La primera nave espacial GRAIL de la NASA entra en la órbita lunar". NASA . Consultado el 1 de enero de 2012 .
  12. ^ Los gemelos GRAIL chocan contra la Luna para completar una misión de gran éxito. Archivado el 11 de febrero de 2015 en la Wayback Machine.
  13. ^ "Kit de prensa. Lanzamiento del Laboratorio de Interior y Recuperación de Gravedad (GRAIL)" (PDF) . NASA . Agosto de 2011. pág. 7 . Consultado el 4 de diciembre de 2022 .
  14. ^ MISIÓN DE RECUPERACIÓN DE GRAVEDAD Y LABORATORIO INTERIOR (GRIAL): ESTADO AL INICIO DE LA FASE DE MAPEO CIENTÍFICO, 43a Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (2012)
  15. ^ Washington Post 17 de diciembre de 2012
  16. ^ ab Konopliv, Alex S.; Parque, Ryan S.; Yuan, Dah-Ning; Asmar, Sami W.; Watkins, Michael M.; Williams, James G.; Fahnestock, Eugenio; Kruizinga, Gerhard; Paik, Meegyeong; Strekalov, Dmitri; Harvey, Nate (2013). "El campo de gravedad lunar del JPL hasta el grado armónico esférico 660 de la misión principal de GRAIL: GRAIL LUNAR GRAVITY". Revista de investigación geofísica: planetas . 118 (7): 1415-1434. Código Bib : 2013JGRE..118.1415K. doi :10.1002/jgre.20097. hdl : 1721.1/85858 . S2CID  16559256.
  17. ^ ab Lemoine, Frank G.; Goossens, Sander; Sabaka, Terence J.; Nicolás, José B.; Mazarico, Erwan; Rowlands, David D.; Loomis, Bryant D.; Chinn, Douglas S.; Caprette, Douglas S.; Neumann, Gregorio A.; Smith, David E. (2013). "Modelos de gravedad de alto grado a partir de datos de la misión primaria GRAIL". Revista de investigación geofísica: planetas . 118 (8): 1676–1698. Código Bib : 2013JGRE..118.1676L. doi : 10.1002/jgre.20118 . hdl : 2060/20140010292 . ISSN  2169-9097.
  18. ^ ab Konopliv, Alex S.; Parque, Ryan S.; Yuan, Dah-Ning; Asmar, Sami W.; Watkins, Michael M.; Williams, James G.; Fahnestock, Eugenio; Kruizinga, Gerhard; Paik, Meegyeong; et al. (2014). "Campos de gravedad lunar de alta resolución de las misiones primaria y extendida GRAIL". Cartas de investigación geofísica . 41 (5): 1452-1458. Código Bib : 2014GeoRL..41.1452K. doi : 10.1002/2013GL059066 .
  19. ^ ab Lemoine, Frank G.; Goossens, Sander; Sabaka, Terence J.; Nicolás, José B.; Mazarico, Erwan; Rowlands, David D.; Loomis, Bryant D.; Chinn, Douglas S.; Neumann, Gregorio A.; Smith, David E.; Zuber, María T. (28 de mayo de 2014). "GRGM900C: un modelo de gravedad lunar de grado 900 a partir de datos de la misión primaria y extendida de GRAIL". Cartas de investigación geofísica . 41 (10): 3382–3389. Código Bib : 2014GeoRL..41.3382L. doi :10.1002/2014GL060027. PMC 4459205 . PMID  26074638. 
  20. ^ Laboratorio interior y recuperación de gravedad: Noticias y artículos: Los gemelos lunares GRAIL de la NASA comienzan una misión científica extendida Archivado el 9 de abril de 2013 en la Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Recuperado el 21 de julio de 2013.
  21. ^ Laboratorio interior y de recuperación de gravedad: Noticias y artículos: GRAIL de la NASA crea el mapa de gravedad lunar más preciso Archivado el 11 de mayo de 2013 en Wayback Machine . Solarsystem.nasa.gov. Recuperado el 21 de julio de 2013.
  22. ^ ab "GRIAL: descripción general de la misión". MIT . Consultado el 10 de septiembre de 2011 .
  23. ^ ab "Nave espacial y carga útil". Instituto de Tecnología de Massachusetts.
  24. ^ "GRAIL: operaciones de misión y procesamiento de datos". MIT . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2012 . Consultado el 14 de diciembre de 2012 .
  25. ^ "Acerca del GRIAL MoonKAM". Ciencia de Sally Ride. 2010. Archivado desde el original el 27 de abril de 2010 . Consultado el 15 de abril de 2010 .
  26. ^ "Kit de prensa de lanzamiento de GRAIL" (PDF) . NASA . Consultado el 31 de agosto de 2011 .
  27. ^ "Catálogo de misiones satelitales - GRIAL". eoPortal.org . Consultado el 3 de diciembre de 2022 .
  28. ^ abcdef Harwood, William. "La NASA lanza sondas lunares GRAIL". Noticias CBS . Consultado el 11 de septiembre de 2011 .
  29. ^ ab Justin Ray (17 de agosto de 2011). "Gráfico de ventanas de inicio de GRAIL". Vuelo espacial ahora . Consultado el 9 de septiembre de 2011 .
  30. ^ "Diseño de misión". NASA. Archivado desde el original el 3 de octubre de 2011 . Consultado el 10 de septiembre de 2011 .
  31. ^ Taylor Dinerman (31 de diciembre de 2007). "¿Es XSS-11 la respuesta a la búsqueda de Estados Unidos de un espacio con capacidad de respuesta operativa?". La revisión espacial . Consultado el 31 de agosto de 2011 .
  32. ^ Noticias de la misión del Grial. marzo 2012
  33. ^ ab "GRIAL: Diseño de misión". MIT .
  34. ^ "NASA GRAIL devuelve las primeras imágenes lunares seleccionadas por estudiantes". Laboratorio de Propulsión a Chorro .
  35. ^ "Las naves espaciales se cruzan en la Luna".
  36. ^ "Los gemelos GRAIL de la NASA completan su impacto lunar". NASA. 17 de diciembre de 2012 . Consultado el 17 de diciembre de 2012 .
  37. ^ Wall, Mike (13 de diciembre de 2012). "Sondas gemelas GRAIL preparadas para estrellarse contra la Luna". Noticias NBC . Consultado el 18 de febrero de 2013 .
  38. ^ Wall, Mike (11 de diciembre de 2012). "Las sondas gemelas de la NASA se estrellarán contra la Luna la próxima semana". Espacio.com . Consultado el 18 de febrero de 2013 .
  39. ^ "Nave espacial gemela de la NASA se prepara para estrellarse contra la luna". Phys.org . 13 de diciembre de 2012 . Consultado el 13 de diciembre de 2012 .
  40. ^ Knapp, Alex (14 de diciembre de 2012). "La NASA se prepara para estrellar sus sondas contra la Luna". Forbes . Consultado el 13 de diciembre de 2012 .
  41. ^ "Las sondas de la NASA se preparan para el impacto lunar que pondrá fin a la misión". NASA, Laboratorio de Propulsión a Chorro . Consultado el 18 de febrero de 2013 .
  42. ^ Mike Wall (17 de diciembre de 2012). "El lugar del accidente de Moon Probes lleva el nombre de Sally Ride". Espacio.com . Consultado el 18 de febrero de 2013 .
  43. ^ Zuber, MT; Smith, DE; Watkins, MM; Asmar, suroeste; Konopliv, AS; Lemoine, FG; Melosh, HJ; Neumann, GA; Phillips, RJ; et al. (2013). "Campo de gravedad de la Luna de la misión del Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL)". Ciencia . 339 (6120): 668–671. Código Bib : 2013 Ciencia... 339..668Z. doi : 10.1126/ciencia.1231507. ISSN  0036-8075. PMID  23223395. S2CID  206545934.
  44. ^ Wieczorek, MA; Neumann, GA; Nimmo, F.; Kiefer, WS; Taylor, GJ; Melosh, HJ; Phillips, RJ; Salomón, Carolina del Sur; Andrews-Hanna, JC; et al. (2013). "La corteza de la luna vista por GRIAL". Ciencia . 339 (6120): 671–675. Código Bib : 2013 Ciencia... 339..671W. doi : 10.1126/ciencia.1231530. ISSN  0036-8075. PMC 6693503 . PMID  23223394. 
  45. ^ Andrews-Hanna, JC; Asmar, suroeste; Jefe, JW; Kiefer, WS; Konopliv, AS; Lemoine, FG; Matsuyama, I.; Mazarico, E.; McGovern, PJ; et al. (2013). "Antiguas intrusiones ígneas y expansión temprana de la Luna reveladas por gradiometría de gravedad GRAIL". Ciencia . 339 (6120): 675–678. Código Bib : 2013 Ciencia... 339..675A. doi : 10.1126/ciencia.1231753. ISSN  0036-8075. PMID  23223393. S2CID  18004181.
  46. ^ Williams, James G.; Konopliv, Alexander S.; Boggs, Dale H.; Parque, Ryan S.; Yuan, Dah-Ning; Lemoine, Frank G.; Goossens, Sander; Mazarico, Erwan; Nimmo, Francisco; et al. (2014). "Propiedades del interior lunar de la misión GRAIL". Revista de investigación geofísica: planetas . 119 (7): 1546-1578. Código Bib : 2014JGRE..119.1546W. doi : 10.1002/2013JE004559 . S2CID  7045590.
  47. ^ Neumann, Gregorio A.; Zuber, María T.; Wieczorek, Mark A.; Jefe, James W.; Panadero, David MH; Salomón, Sean C.; Smith, David E.; Lemoine, Frank G.; Mazarico, Erwan; et al. (2015). "Cuencas de impacto lunar reveladas por mediciones del Laboratorio Interior y Recuperación de Gravedad". Avances científicos . 1 (9): e1500852. Código Bib : 2015SciA....1E0852N. doi :10.1126/sciadv.1500852. ISSN  2375-2548. PMC 4646831 . PMID  26601317. 
  48. ^ Müller, primer ministro; Sjögren, WL (1968). "Mascons: concentraciones de masa lunar". Ciencia . 161 (3842): 680–684. Código bibliográfico : 1968 Ciencia... 161..680M. doi : 10.1126/ciencia.161.3842.680. ISSN  0036-8075. PMID  17801458. S2CID  40110502.
  49. ^ Matsuyama, Isamu; Nimmo, Francisco; Keane, James T.; Chan, Ngai H.; Taylor, G. Jeffrey; Wieczorek, Mark A.; Kiefer, Walter S.; Williams, James G. (2016). "Restricciones de GRAIL, LLR y LOLA en la estructura interior de la Luna". Cartas de investigación geofísica . 43 (16): 8365–8375. Código Bib : 2016GeoRL..43.8365M. doi :10.1002/2016GL069952. hdl : 10150/621595 . S2CID  36834256.
  50. ^ Zuber, MT; Smith, DE; Neumann, GA; Goossens, S.; Andrews-Hanna, JC; Jefe, JW; Kiefer, WS; Asmar, suroeste; Konopliv, AS; et al. (2016). "Campo de gravedad de la cuenca Oriental de la Misión Laboratorio Interior y Recuperación de Gravedad". Ciencia . 354 (6311): 438–441. Código Bib : 2016 Ciencia... 354..438Z. doi : 10.1126/ciencia.aag0519. ISSN  0036-8075. PMC 7462089 . PMID  27789835. 

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con GRIAL .