Дата: 16-08-22 12:44

КОСМОС: Безквиткові пасажири вирушать на Місяць


Credit: NASA

Безквиткові пасажири на масивній місячній ракеті НАСА обіцяють велику науку у маленьких упаковках/

Коли цього місяця найпотужніша ракета НАСА здійснить свій перший політ, її найважливіше корисне навантаження складатиметься з трьох манекенів з приладами, які вирушать у 42-денну подорож за межі Місяця.

Вони замінюють астронавтів, яких 98-метрова ракета Space Launch System (SLS) має доставити на Місяць вже в 2025 році в рамках програми NASA Artemis. Але коли SLS стартує 29 серпня, у польоті будуть і інші мандрівники: 10 CubeSat, супутників розміром не більше невеликого портфеля, які вивчатимуть Місяць, астероїди та радіаційне середовище глибокого космосу.

Дослідники, які побудували ці супутники, відчувають більше, ніж звичайне занепокоєння під час запуску: у половини з них може не вистачити енергії, щоб розпочати свої місії. Застрягши всередині ракети більш ніж на рік через затримку запуску, їх батареї розряджені до рівня, коли деякі не можуть завантажитися і розгорнути свої сонячні панелі. «Чим довше ми чекаємо, тим вищий ризик», — каже Бен Малфрус з Університету штату Морхед, керівник проекту Lunar IceCube, одного з CubeSat, який має проблеми з електроживленням.

На карту поставлені не просто дані, а випробування CubeSats як зонди для далекого космосу. "Ми знаходимося на етапі переходу від цікавості та навчального посібника до платформи для справжньої науки", - говорить Мальфрус. CubeSat легко зібрати зі стандартних деталей, від економних іонних рухових установок до мініатюрних радіопередавачів, що поставляються комерційною базою, що росте. Це дозволяє дослідникам зосередитися на розробці інструментів, здатних збирати нові дані, якщо вони зможуть запакувати їх у пакет CubeSat.

Невеликий розмір та стандартизація також роблять CubeSats дешевими. За вартості в мільйони доларів у порівнянні з сотнями мільйонів за більший автономний супутник на власній ракеті вони можуть виконувати більш ризиковані місії, у тому числі подорожувати автостопом на неперевіреному носії SLS. "Коли справа доходить до CubeSats, невдача можлива", - сказав Бхав'я Лал, помічник адміністратора НАСА з технологій, політики та стратегії, на брифінгу на початку цього місяця.

Декілька SLS CubeSat будуть зосереджені на місячному льоду, який заінтригував дослідників з того часу, як Lunar Prospector НАСА виявив сигнал, що нагадує воду, наприкінці 1990-х років. Використовуючи детектор нейтронів, він заглянув у холодні, постійно затінені області полярних кратерах. У багатьох зонд виявив цікаве придушення нейтронів, що найкраще пояснюється надлишком водню у верхньому шарі грунту.

Дослідники припускають, що більшість водню є водяний лід, доставлений у результаті древніх зіткнень з кометами чи астероїдами і застряг у найхолодніших і темних місячних нішах. Але водень може бути імплантований сонячним вітром. Коли іони водню у вітрі ударяються про мінерали, що містять кисень, в місячному грунті, вони створюють гідроксил, який може бути перетворений у воду в результаті наступних реакцій. Якщо на Місяці буде достатньо води, її можна буде використовувати для сільського господарства та життєзабезпечення, а також поділити на водень та кисень для ракетного палива. «Це буде економічніше, ніж доставляти його із Землі», — каже Ханна Сарджент, планетолог із Університету Центральної Флориди.

Lunar Polar Hydrogen Mapper (LunaH Map), SLS CubeSat під керівництвом Крейга Хардгроува з Аризонського державного університету, Темпе, спробує покращити карти Lunar Prospector за допомогою орбіти, яка ширяє всього за 12–15 кілометрів над Південним полюсом. Протягом 280 проходів за допомогою детектора нейтронів команда сподівається скласти карту надлишкового водню з роздільною здатністю від 20 до 30 кілометрів, що приблизно вдвічі краще, ніж у Lunar Prospector. "Ми можемо відрізнити один [глибокий кратер] від іншого", - говорить Хардгроув. За його словами, кратери, в яких не вистачає водню, або збагачення за межами холодних сховищ можуть вказувати на відносно недавню дію, яка викинула кригу та перерозподілила її.

Lunar IceCube буде оснащений спектрометром, який може виявляти інфрачервоні сліди води чи гідроксилу. Оскільки пристрій залежить від відбитого світла, воно буде найбільш чутливим до ознак гідроксилу та води у освітлених сонцем регіонах у нижчих широтах. "Вони дійсно вивчають [вплив] сонячного вітру день за днем", - говорить Бенджамін Грінхаген, планетолог з Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Хопкінса.

Місячні автостопники

ArgoMoon Monitor виконаний з Cubesats, скелі періоду Італії space agency BioSentinel
Study radiation effects на yast NASA (Ames Research Center)
CuSP Study solar wind and magnetic fields Southwest Research Institute X
EQUULEUS Image Lunar IceCube Study lunar ice Morehead State University X LunIR Test novel infrared spectrometer  Lockheed Martin X NEA Scout Fly до астероїду з мінеральною сировиною NASA (Marshall Space Flight Center)
Test plasma thrusters Miles Space citizen scientists

Коли НАСА запустить свою гігантську ракету на Місяць, вона доставить 10 невеликих супутників за межі низької навколоземної орбіти. Деякі місії могли мати проблеми з живленням під час запуску після того, як половині супутників не дозволяли перезаряджати батареї.

Деякі з CubeSat вирушать за межі Місяця. Після того, як SLS покине орбіту Землі та випустить зонди, Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) розгорне тонке сонячне вітрило розміром із майданчик для ракетболу. Рухомий фотонами, він вирушить до 2020GE, мініатюрного астероїда діаметром від 5 до 15 метрів. Приблизно через 2 роки він має прибути до астероїда на відстань 800 метрів за 3 години польоту. Багато більших астероїдів є купами уламків, але NEA Scout перевірить очікування того, що слабкий тиск сонячного світла розкрутив 2020GE занадто швидко, щоб він міг утримати будь-які уламки, каже Джулі Кастільо-Рогез, головний науковий співробітник NEA Scout.

BioSentinel під керівництвом Серджіо Санта-Марія, біолога з Дослідницького центру Еймса при НАСА, міститиме штами дріжджів, що стане першим випробуванням НАСА біологічних ефектів радіації за межами низької навколоземної орбіти від останньої місії «Аполлон» у 1972 році.

Через магнітне поле Землі організми більш уразливі до пошкодження ДНК, викликаного сонячними спалахами і галактичними космічними променями, що є реальною проблемою для астронавтів, що вирушають на Місяць або Марс. Оптичні датчики BioSentinel, що знаходяться на орбіті Сонця за Місяцем, вимірюватимуть здоров'я штамів дріжджів у міру того, як вони накопичують радіаційні пошкодження, вимірюючи зростання клітин та метаболізм.

BioSentinel, NEA Scout та трьом іншим CubeSat дозволили перезарядити свої батареї під час їхнього очікування на борту SLS. Але п'ятьом іншим не пощастило, включаючи LunaH Map та Lunar IceCube. Дехто не міг перезарядити, не знімаючи з ракети; в інших випадках інженери НАСА побоювалися, що процес може спричинити розряди, які можуть пошкодити решту ракети. "Ми повинні дуже добре усвідомлювати ризик для основної місії, коли взаємодіємо з цими CubeSat", - говорить Джейкоб Блічер, головний дослідник НАСА.

Хардгроув каже, що резерв батареї LunaH Map, ймовірно, становить 50%, а загроза для місії висока, тому що за 40% CubeSat не зможе виконати ряд початкових операцій та маневрів, перш ніж сонячні панелі зможуть розвернутися та розпочати перезарядку батареї. Він каже, що наполягав на можливості перезарядки, але представники НАСА відкинули його план. "Ви не можете погодитися взяти безквитків, а потім убити їх", - говорить він. Тим не менш, він розуміє, що кубсати - це другорядне корисне навантаження, і змирився.


Джерело інформації: Журнал "Все о космосе"

Подiлитись посиланням:  
 Tweet



Передрук матеріалів дозволяється тільки за наявності гіперпосилання на www.aviation.com.ua
Передрук, копіювання, відтворення або інше використання матеріалів, у яких міститься посилання на агентства УНІАН, Інтерфакс-Україна, суворо заборонено. Позиція адміністрації може не співпадати з думками авторів, які публікують статті.