Afbeelding tegoed: Arianespace
Europa's eerste missie naar de maan, SMART-1, is zaterdagavond met succes van start gegaan aan boord van een Ariane-5-raket. Het ruimtevaartuig heeft zijn zonnepanelen ingezet en ondergaat momenteel een eerste check-out van zijn systemen om ervoor te zorgen dat alles naar behoren werkt. De ionenmotor zal op 4 oktober beginnen met het versnellen van het ruimtevaartuig richting de maan, maar het wordt een lange reis - het zal pas in maart 2005 aankomen.
SMART-1, Europa's eerste wetenschappelijke ruimtevaartuig dat is ontworpen om rond de maan te draaien, heeft het eerste deel van zijn reis voltooid door zijn eerste baan om de aarde te bereiken na een vlekkeloze lancering in de nacht van 27 op 28 september.
De SMART-1 van de European Space Agency was een van de drie ladingen op Ariane-vlucht 162. De generieke Ariane-5 vertrok om 27 uur lokale tijd (2314 uur GMT) op 27 juli 2014 (2314 uur GMT) vanuit het Guyana Space Center, Europa's ruimtehaven in Kourou, Frans Guyana. September (01:14 Midden-Europese zomertijd op 28 september).
42 minuten na de lancering waren alle drie de satellieten met succes vrijgegeven in een geostationaire transferbaan (742 x 36 016 km, schuin op 7 graden ten opzichte van de evenaar). Terwijl de andere twee satellieten moeten manoeuvreren in de richting van een geostationaire baan, begint de 367 kg zware SMART-1 aan een veel langere reis naar een doel dat tien keer verder verwijderd is dan de geostationaire baan: de maan.
"Europa kan trots zijn", zei ESA-directeur-generaal Jean-Jacques Dordain, na getuige te zijn geweest van de lancering vanuit ESA's ESOC-ruimteoperatiecentrum in Darmstadt, Duitsland, "hebben we weer koers gezet naar de maan. En dit is nog maar het begin: we bereiden ons voor om veel verder te reiken ”.
Het ruimtevaartuig heeft zijn zonnepanelen ingezet en ondergaat momenteel de eerste controle van zijn systemen onder controle van ESA / ESOC. Deze kassa loopt tot 4 oktober en omvat de eerste keer dat de innovatieve ionenmotor van SMART-1 wordt geactiveerd.
Door ionen rijden naar de maan
Wetenschap en technologie gaan hand in hand in deze spannende missie naar de maan. De aarde en de maan hebben meer dan 4.000 miljoen jaar gedeelde geschiedenis, dus als we de maan beter kennen, zullen wetenschappers in Europa en de rest van de wereld onze planeet beter begrijpen en zullen ze waardevolle nieuwe hints krijgen over hoe we haar beter kunnen beschermen ”, aldus ESA Wetenschapsdirecteur David Southwood, naar aanleiding van de lancering vanuit Kourou.
Als eerste missie in de nieuwe serie Small Missions for Advanced Research in Technology, is SMART-1 voornamelijk ontworpen om innovatieve en sleuteltechnologieën voor toekomstige deep space science-missies te demonstreren.
De eerste technologie die op SMART-1 wordt gedemonstreerd, is Solar Electric Primary Propulsion (SEPP), een zeer efficiënt en lichtgewicht voortstuwingssysteem dat ideaal is voor langdurige deep space-missies in en buiten ons zonnestelsel. Het voortstuwingssysteem van SMART-1 bestaat uit een enkele ionenmotor die wordt aangedreven door 82 kg xenongas en pure zonne-energie. Deze plasma-boegschroef vertrouwt op het "Hall-effect" om xenonionen te versnellen tot 16.000 km / uur. Het kan 70 mN stuwkracht leveren met een specifieke impuls (de verhouding tussen stuwkracht en stuwstofverbruik) 5 tot 10 keer beter dan traditionele chemische stuwraketten en voor een veel langere duur (maanden of zelfs jaren, vergeleken met de bedrijfstijden van enkele minuten) typisch voor traditionele chemische motoren).
De ionenmotor moet op 30 september in actie komen. In eerste instantie zal het bijna continu vuren 'alleen stoppen als het ruimtevaartuig zich in de schaduw van de aarde bevindt' om de sonde te versnellen (ongeveer 0,2 mm / s2) en de hoogte van zijn perigeum (het laagste punt van zijn baan) te verhogen van 750 naar 20.000 km. Deze manoeuvre duurt ongeveer 80 dagen en zal het ruimtevaartuig veilig boven de stralingsgordels rond de aarde plaatsen.
Vlucht 162 klaar voor lancering
De inbedrijfstelling zal binnen 2 weken worden voltooid, waarna het ESA-controlecentrum bij ESOC wekelijks gedurende twee perioden van 8 uur contact zal hebben met het ruimtevaartuig.
Eenmaal op veilige afstand van de aarde, zal SMART-1 zijn thruster gedurende meerdere dagen afvuren om zijn apogee (de maximale hoogte van zijn baan) geleidelijk naar de baan van de maan te brengen. Op 200.000 km van de aarde zal het beginnende sleepboten van de maan te ontvangen. Vervolgens zal hij eind december 2004, eind januari en februari 2005 drie zwaartekracht-ondersteunende manoeuvres uitvoeren terwijl hij langs de maan vliegt. Uiteindelijk zal de SMART-1 "gevangen" worden en in maart 2005 een bijna polaire elliptische baan om de maan binnengaan. SMART- 1 zal dan zijn boegschroef gebruiken om de hoogte en excentriciteit van deze baan te verminderen.
Tijdens deze overdrachtsfase van 18 maanden zullen de prestaties van de zonne-elektrische primaire voortstuwing en de interacties met het ruimtevaartuig en zijn omgeving nauwlettend worden gevolgd door het Spacecraft Potential, Electron & Dust Experiment (SPEDE) en het Electric Propulsion Diagnostic Package (EPDP) ) om mogelijke bijwerkingen of interacties met natuurlijke elektrische en magnetische verschijnselen in de nabije ruimte te detecteren.
Een veelbelovende technologie, Solar Electric Primary Propulsion, kan worden toegepast op tal van interplanetaire missies in het zonnestelsel, waardoor de omvang en kosten van voortstuwingssystemen worden verminderd en de manoeuvreerflexibiliteit en de massa die beschikbaar is voor wetenschappelijke instrumentatie wordt vergroot.
Naast Solar Electric Primary Propulsion zal SMART-1 een breed scala aan nieuwe technologieën demonstreren, zoals een modulair Li-Ion-batterijpakket; nieuwe generatie high-data-rate deep space-communicatie in X- en Ka-banden met het X / Ka-band Telemetry and Telecommand Experiment (KaTE); een computertechniek waarmee ruimtevaartuigen hun positie autonoom in de ruimte kunnen bepalen, wat de eerste stap is naar volledig autonome navigatie van ruimtevaartuigen.
Graven naar de resterende geheimen van de maan
In april 2005 begint SMART-1 aan de tweede fase van zijn missie, die ten minste zes maanden zal duren en gewijd is aan de studie van de maan vanuit een bijna polaire baan. Al meer dan 40 jaar wordt de maan bezocht door geautomatiseerde ruimtesondes en door negen bemande expedities, waarvan er zes op het oppervlak zijn geland. Desalniettemin valt er nog veel te leren over onze naaste buur, en de payload van SMART-1 zal observaties uitvoeren die nog nooit eerder zo gedetailleerd zijn uitgevoerd.
De miniatuur / CCD-camera Advanced / Moon Micro-Imaging Experiment (AMIE) levert beelden met een hoge resolutie en hoge gevoeligheid van het oppervlak, zelfs in slecht verlichte poolgebieden. De zeer compacte SIR-infraroodspectrometer brengt maanmaterialen in kaart en zoekt water en kooldioxide-ijs in permanent beschaduwde kraters. De Demonstration Compact Imaging X-ray Spectrometer (D-CIXS) zal de eerste wereldwijde chemische kaart van de maan opleveren en de X-ray Solar Monitor (XSM) zal spectrometrische waarnemingen van de zon uitvoeren en kalibratiegegevens aan D-CIXS leveren om te compenseren voor zonne-variabiliteit.
Het SPEDE-experiment dat wordt gebruikt om de interacties van Solar Electric Primary Propulsion met de omgeving te volgen, zal ook bestuderen hoe de zonnewind de maan beïnvloedt.
De algemene gegevens die door SMART-1 worden verzameld, zullen nieuwe gegevens opleveren voor studies over de evolutie van de maan, de chemische samenstelling en de geofysische processen ervan, en ook voor vergelijkende planetologie in het algemeen.
De weg vrijmaken voor toekomstige ruimtesondes
Naast waardevolle maanwetenschap zal de nuttige lading van SMART-1 worden betrokken bij de technologiedemonstraties van de missie om zich voor te bereiden op toekomstige ruimtemissies van de volgende generatie.
De AMIE-camera zal bijvoorbeeld worden gebruikt om het On-Board Autonomous Navigation (OBAN) -algoritme te valideren, dat gegevens van sensoren en stertrackers correleert om navigatiegegevens te leveren. Het zal ook deelnemen aan een experiment met een lasercommunicatieverbinding met ESA's optische grondstation op het Teide Observatorium op Tenerife, Canarische Eilanden, in een poging een inkomende laserstraal vanaf de grond te detecteren.
Met behulp van zowel AMIE- als KaTE-hardware zal het Radio Science Investigation System (RSIS) -experiment een nieuwe manier demonstreren om de interieurs van planeten en hun manen te meten door de bekende kantelbeweging van de maan te detecteren. Deze technologie kan later worden gebruikt door planetaire missies van ESA.
SMART-1 is voor ESA ontwikkeld door de Zweedse Space Corporation, als hoofdaannemer, met bijdragen van bijna 30 aannemers uit 11 Europese landen en de Verenigde Staten. Ondanks zijn kleine formaat heeft het ruimtevaartuig 19 kg wetenschappelijke lading, bestaande uit experimenten onder leiding van hoofdonderzoekers uit Finland, Duitsland, Italië, Zwitserland en het Verenigd Koninkrijk.
Ondanks het relatief kleine budget en het korte ontwikkelingsschema, heeft SMART-1 een enorm potentieel voor toekomstige missies en is het een duidelijke illustratie van Europa's ambities bij de verkenning van het zonnestelsel, ook benadrukt door de lancering van Mars Express in juni, die nu is voltooid tijdens de de helft van zijn reis naar Mars en de lancering van Rosetta, gepland in februari 2004, om komeet Churyumov-Gerasimenko te bezoeken.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
