211service.com
Powrót na Księżyc
Następny orbiter księżycowy NASA wystartuje jeszcze w tym roku, pierwszy krok w ambitnym planie powrotu ludzi na Księżyc – i wysłania ich na Marsa. Statek kosmiczny, zwany Lunar Reconnaissance Orbiter ( LRO ), wykorzystają nową technologię do tworzenia precyzyjnych map powierzchni Księżyca, poszukiwania zasobów takich jak lód oraz oceny zagrożenia, jakie promieniowanie w środowisku może stanowić dla ludzi.
Księżycowy: Lunar Reconnaissance Orbiter (powyżej) będzie krążył wokół Księżyca i badał go, dostarczając więcej szczegółów na temat jego powierzchni i otoczenia niż jakikolwiek poprzedni satelita. Jednym z dwóch nowych instrumentów na pokładzie statku kosmicznego będzie wysokościomierz laserowy orbitera księżycowego (na dole), który będzie wysyłał pięć wiązek laserowych 28 razy na sekundę, aby zmapować powierzchnię księżyca. Bardzo krótkie impulsy światła laserowego są emitowane przez wąski srebrny stożek przymocowany do zespołu optycznego instrumentu (pudełko w kolorze złotym). Duży stożek zbiera światło lasera, które odbija się od powierzchni Księżyca.
LRO to najbardziej zaawansowany satelita księżycowy, jaki zbudowała NASA – mówi Richard Vondrak, naukowiec pracujący dla LRO, który dodaje, że dostarczy informacji, których zebranie kilka dekad temu byłoby niemożliwe. Badamy Księżyc bardziej szczegółowo niż jakiekolwiek inne ciało niebieskie z korzyścią dla wszystkich krajów, w tym Chin, Japonii i Indii, które powiedziały, że mają ambicje umieścić ludzi na Księżycu w ciągu najbliższych 10 do 20 lat, dodaje David. Smith, naukowiec NASA pracujący nad LRO.
LRO jest częścią Wizja NASA dotycząca eksploracji kosmosu , program mający na celu m.in. odpowiadanie na fundamentalne pytania fizyki, poszukiwanie życia pozaziemskiego oraz poszukiwanie nowych zasobów, takich jak źródła zasilania dla Ziemi. Program wzywa ludzi do powrotu na Księżyc. Ale zanim to się stanie, mówi Vondrak, konieczne jest zrozumienie znacznie więcej na temat promieniowania powierzchniowego i topografii Księżyca.
Podczas Apollo doszło do wielu niemal śmiertelnych błędów, mówi Smith. Nie wylądowaliśmy na płaskiej powierzchni, a wszędzie były głazy, które mogły uszkodzić pojazd i uniemożliwić powrót na Ziemię. Dzisiejsze normy bezpieczeństwa nie pozwoliłyby Apollo.
Program załogowych statków kosmicznych Apollo został zamknięty w 1975 roku i dopiero w latach 90. Stany Zjednoczone wysłały więcej satelitów na orbitę Księżyca – Klementyna i Poszukiwacz Księżyca , który spędził kilka miesięcy na orbicie Księżyca i odsyłał dane. Klementyna był wspólnym projektem Departamentu Obrony USA i NASA, który testował również nowe technologie balistyczne; Stany Zjednoczone nie uruchomiły od tego czasu żadnych innych sond księżycowych.
LRO będzie zbierać więcej danych z większą precyzją, aby naukowcy mogli znaleźć bezpieczne i bogate w zasoby miejsca lądowania oraz zaprojektować systemy odpowiednie dla środowiska księżycowego, mówi Vondrak.
LRO będzie krążyć wokół Księżyca przez rok na wysokości 50 kilometrów. Poprzednie satelity amerykańskie utrzymywały wysokość około 100 do 200 kilometrów, podobnie jak satelity wysyłane przez inne kraje, takie jak Chiny. Zmień 1 i japońskie Kaguya , oba wystrzelone w 2007 roku. Orbitowanie na mniejszej wysokości pozwala statkowi kosmicznemu uzyskać bliższy widok Księżyca, umożliwiając statkowi uzyskanie obrazów o wyższej rozdzielczości, bardzo szczegółowych map i dokładniejszych pomiarów temperatury, mówi Vondrak.
Orbiter księżycowy jest wyposażony w sześć nowatorskich instrumentów, z których dwa zadebiutują w przestrzeni kosmicznej: teleskop promieniowania kosmicznego, który będzie mierzył skutki, jakie promieniowanie księżycowe będzie miało na ludzi, oraz wysokościomierz laserowy, który stworzy mapy powierzchnia Księżyca.
Teleskop promieniowania kosmicznego, zwany Krater , to nowy rodzaj czujnika opracowany przez MIT, Boston University, University of Tennessee w Knoxville oraz Korporacja lotnicza . Może mierzyć promieniowanie środowiska, nie tylko w kosmosie, ale także tak, jak na co dzień doświadczają go astronauci na powierzchni. Charakteryzując promieniowanie, możemy zbudować lepsze osłony na statkach kosmicznych, aby astronauci mogli przetrwać długie podróże na Księżyc i Marsa, mówi Justin Kasper, astrofizyk personelu w Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian i naukowiec projektu Crater.
Ciało ludzkie reaguje na promieniowanie w różny sposób, w zależności od intensywności, czasu trwania i składu cząstek radioaktywnych. Dwie rzeczy, o które najbardziej martwią się naukowcy, to ostre zatrucie promieniowaniem, na przykład rozbłysk słoneczny, oraz długotrwała ekspozycja na galaktyczne promienie kosmiczne, które mogą zwiększać ryzyko zachorowania na raka. We wszystkich przypadkach niebezpieczeństwo polega na tym, że promieniowanie jonizujące [wysokoenergetyczne, naładowane cząstki] może zerwać wiązania atomowe w DNA oraz uszkodzić komórki i tkanki, mówi Kasper.
Detektor promieniowania składa się z szeregu półprzewodników krzemowych, każdy o średnicy około 35 milimetrów i wysokości jednego milimetra. Pomiędzy kawałki krzemu naukowcy umieścili duże bloki materiału zwanego plastikiem równoważnym tkankom. Bloki są woskowe i wyglądają jak gigantyczne czarne kredki, ale mają taki sam skład chemiczny jak tkanka ludzka – mówi Kasper.
Tak więc, podczas gdy krzem mierzy energię i skład cząsteczek przelatujących przez detektor (sprawdzona technika pomiaru promieniowania), plastik jest używany do pomiaru ich efektów biologicznych. Wcześniej dane z detektorów promieniowania wysłano z powrotem na Ziemię, gdzie naukowcy próbowali obliczyć wpływ, jaki zmierzone promieniowanie wywrze na ludzi. Plastik zapewnia bezpośredni i dokładniejszy pomiar promieniowania na różnych głębokościach ludzkiej tkanki, mówi Kasper.
Drugim instrumentem wykonującym swój pierwszy lot kosmiczny jest wysokościomierz laserowy orbitera księżycowego ( Lola ), opracowany przez inżynierów z NASA Goddard Space Flight Center. Wykorzystuje światło laserowe do pomiaru odległości między statkiem kosmicznym a powierzchnią Księżyca. Będzie mierzył tę odległość bardzo dokładnie, z dokładnością do około 10 centymetrów, i będzie dokonywał pomiarów 28 razy na sekundę, mówi Smith z NASA, który jest również głównym badaczem w LOLA. W przeciwieństwie do obecnych instrumentów, które wysyłają pojedynczą wiązkę laserową w krótkich powtórzeniach, nowy wysokościomierz wysyła pięć skupionych wiązek światła laserowego, które są odbijane z powrotem i odbierane przez pięć oddzielnych detektorów, co daje łącznie 140 pomiarów na sekundę.
Pozwala to naukowcom na wykonanie bardzo gęstej, bardzo dokładnej mapy kształtu powierzchni Księżyca. Możemy określić wysokość i nachylenie różnych punktów na Księżycu, a także szorstkość terenu, mówi Smith. Możemy również poznać właściwości powierzchni – na przykład kształt kraterów oraz ich głębokość i wielkość. Ostatecznym celem jest zidentyfikowanie najlepszego miejsca, najlepiej płaskiego, do lądowania dużego lądownika i utworzenia bazy przez astronautów.
Kraterowi i LOLA będą towarzyszyć na orbiterze księżycowym cztery inne instrumenty, które będą obrazować i mapować Księżyc, mierzyć temperaturę powierzchni w celu zidentyfikowania potencjalnych złóż lodu i poszukiwać wodoru w księżycowych regionach polarnych. Wszystkie dane będą stale przesyłane z powrotem na Ziemię w celu analizy.
LRO to pierwsza z naszych misji eksploracyjnych, która ma na celu powrót na Księżyc i będzie miała znaczący wpływ na przyszłe loty kosmiczne ludzi, mówi Vondrak.