Pēc 16 veiksmīgiem novērojumiem ESA SMART-1 gatavojas sniegt savu pēdējo ieguldījumu Mēness zinātnē. Savā pēdējā orbītā kosmosa kuģis lidos tik zemu, ka varētu ietriekties kalnā iepriekšējā pārejā, dodot labāku skatu uz dažādiem uz Zemes bāzētiem teleskopiem. Paredzams, ka galīgais krāteris būs 3-10 metru (10-33 pēdas) platumā un 1 metra (3 pēdas) dziļumā.
Pēc gandrīz sešpadsmit mēnešus ilgā Mēness zinātniskā pētījuma SMART-1, veiksmīgais pirmais kosmosa kuģis, kas ved uz Mēness, tagad beigs savu izpētes piedzīvojumu.
SMART-1 tika palaists 2003. gada 27. septembrī, un pēc ilga spirāles ap Zemi tas sasniedza Mēnesi 2004. gada novembrī. Šajā fāzē kosmosa kuģis pirmo reizi kosmosā pārbaudīja virkni modernu tehnoloģiju.
Tie ietvēra jonu motora (saules elektriskās piedziņas) pirmo izmantošanu starpplanētu ceļojumos, apvienojumā ar gravitācijas palīg manevriem.
SMART-1 pārbaudīja arī nākotnes kosmosa kuģu dziļo kosmosa sakaru paņēmienus, paņēmienus autonomas kosmosa kuģu navigācijas sasniegšanai un miniatūrizētus zinātniskos instrumentus, ko pirmo reizi izmanto ap Mēnesi.
Sākotnēji plānots darboties sešus mēnešus ap Mēnesi, SMART-1 vēlāk tika piešķirta misijas pagarināšana uz vēl vienu gadu, tagad tas tiks pabeigts. Kosmosa kuģis trāpīs uz Mēness virsmu ar nelielu triecienu, kas pašlaik tiek gaidīts 2006. gada 3. septembrī plkst. 07:41 CEST (05:41 UT) vai pulksten 02:37 CEST (00:37 UT), ar nenoteiktību nepilnīgo zināšanu dēļ Mēness topogrāfija. Paredzamās trieciena koordinātas 5:41 UT ir apmēram 36,44º uz dienvidiem no platuma un 46,25º uz rietumiem no garuma.
Manevri līdz triecienam
Ja SMART-1 būtu atstāts Mēness orbītā, tas dabiski būtu sasniedzis Mēnesi 2006. gada 17. augustā Mēness tālākajā pusē, kas nav redzams no Zemes.
2 nedēļu manevru sērija sākās 19. jūnijā un noslēdzās 2. jūlijā, ļaujot SMART-1 pielāgot savu orbītu, lai izvairītos no tā, ka kosmosa kuģis krustojas ar Mēnesi nelabvēlīgā laikā no zinātniskā viedokļa un iegūst noderīgu nelielu misijas “pagarināšana”.
Lai pielāgotu SMART-1 trajektoriju, 2006. gada 27. un 28. jūlijā, 25. augustā un 1. un 2. septembrī var veikt vēl vienu nelielu manevru sēriju.
Kāpēc 3. septembris?
3. septembra izvēli par Mēness triecienu noteica lēmums iegūt no orbītas papildu augstas izšķirtspējas Mēness datus un ļaut zemes teleskopiem redzēt Zemes ietekmi.
2006. gada 3. septembrī SMART-1 bīstamība, kas sakrīt ar trieciena punktu, atradīsies Mēness apgabalā ar nosaukumu “Ekselences ezers”, kas atrodas dienvidu platuma vidusdaļā. No zinātniskā viedokļa šī joma ir ļoti interesanta. Tas ir vulkānisks līdzenums, ko ieskauj augstienes, bet ko raksturo arī zemes minerālu neviendabīgums.
Trieciena laikā šī zona atradīsies tumsā Mēness pusē, tieši pie terminatora - līnijas, kas atdala Mēness dienu no nakts puses. Reģionu aizēnos tiešie saules stari, bet to vāji apgaismo Zemes gaisma - zemes spīdēšana. Kosmosa kuģa orbīta to pārvedīs pa reģionu ik pēc piecām stundām, katrā piegājienā nokļūstot par kilometru zemāk. No Zemes tajā laikā būs redzams Mēness ceturksnis.
Šī ģeometrija ir ideāla, lai varētu veikt novērojumus uz zemes. Faktiski pilnmēness laikā spožums būtu pilnībā aizēnojis ietekmi uz zemes novērotājiem, un arī jaunmēness laikā tas būtu bijis grūti, jo jauns Mēness ir redzams tikai dažas sekundes pēc saulrieta. Turklāt trieciens tumsā veicinās trieciena zibspuldzes noteikšanu.
Zemes teleskopi mēģinās novērot arī putekļus, kurus izmet trieciens, cerot iegūt fiziskus un mineraloģiskus datus uz kosmosa kuģa izraktās virsmas.
Paredzamais trieciena laiks (plkst. 07:41 CEST) būs labs lieliem teleskopiem Amerikas dienvidu un ziemeļrietumos un Havaju salās un, iespējams, Austrālijā. Bet, ja SMART-1 nokļūst kalnā pa savu iepriekšējo pāreju, ap 3. septembri pulksten 02:37 CEST, tad to var novērot no Kanāriju salām un Dienvidamerikas. Ja SMART-1 2. septembrī plkst. 21:33 pēc CEST nokļūst kalnā pie pārejas, tad priekšrocība būs teleskopiem kontinentālajā Eiropā un Āfrikā.
Ieslodzījumā Mēness gravitācija
Kad kosmosa kuģis riņķo ap Mēnesi, kā to dara SMART-1, tas ir lemts gravitācijas likumā. Vilcieni no Saules, Zemes un nelīdzenumi pašā Mēnesī traucē tā orbītā. Agrāk vai vēlāk jebkurš Mēness orbīts ietekmēs Mēness virsmu, ja vien tam nebūs palicis ļoti liels degvielas daudzums, lai to varētu pastiprināt un izbēgt no Mēness gravitācijas.
Atdalīties no Mēness gravitācijas un doties dziļā kosmosā būtu nozīmējis pilnībā atcelt zinātnes programmu SMART-1. Faktiski, līdz brīdim, kad SMART-1 atradās orbītā ap Mēnesi, bija pietiekami daudz propelenta, kas bija paredzēts orbītas palielināšanai, bet ne aizbēgšanai, tāpēc kosmosa kuģis bija īsts Mēness “gūsteknis”.
SMART-1 ir izdzīvojis daudz ilgāk, nekā gaidīts, kad sākotnēji tika plānota 6 mēnešu zinātniskā misija. Tā eksperimentālais jonu motors, kuru darbināja Saule, bija ļoti efektīvs. Līdz brīdim, kad SMART-1 bija nogulējis savā orbītā ap Mēnesi 2005. gada martā, no 84 kilogramiem, kas bija pieejami palaišanas laikā, bija palikuši tikai 7 kilogrami propelenta (ksenona gāze pudelēs).
ESA inženieri izmantoja visu atlikušo ksenonu, lai izvairītos no agrīnas avārijas, kas notika 2005. gada septembrī pēc manevriem, lai atkārtoti palielinātu orbītu. Tā rezultātā SMART-1 ieguva papildu darbības gadu savā Mēness orbītā, no kā labumu gūst Eiropas kosmosa zinātnieki un inženieri.
No ksenona propelenta SMART-1 izmantoja hidrazīna virzuļus, lai veiktu pēdējo nozīmīgāko manevru 2006. gada jūnija beigās, lai vēl vairāk pagarinātu misijas ilgumu un uzvarētu vēl trīs operāciju nedēļas.
Vai kāds kaitējums Mēnesim?
Gandrīz pirms 50 gadiem, 1959. gadā, Krievijas Luna-2 kosmosa kuģis bija pirmais cilvēka radītais objekts, kurš uzlidoja uz Mēness. Kopš tā laika daudzi citi ir rīkojušies tāpat, bez ievērojama kaitējuma, un SMART-1 trieciens būs maigāks nekā jebkura līdz šim cilvēka radītam triecienelementam.
Nonākot Mēness virsmā, SMART-1 brauks ar ātrumu 2 kilometri sekundē. Tas ir daudz lēnāk nekā dabiskais meteoroīds - piemēram, Leonīda meteoroīdi ierodas uz Mēness ar ātrumu 70 kilometri sekundē. SMART-1 ieies skatiena leņķī - kā slēpošanas džemperis. SMART-1 var sasniegt stāvu kalnu ar ātrumu 7000 kilometri stundā, bet ir daudz ticamāk, ka tas slīdēs lejup pa Mēness virsmas plakano daļu, nolaižoties 15 metrus uz priekšu vērstajā pēdējā kilometra virzienā. Trieciena laikā tā vertikālais ātrums būs tikai 70 kilometri stundā, kas ir mazāk nekā daži slēpošanas tramplīni sasniedz.
Iespējams, ka SMART-1 pēc trieciena izslīdēs uz nelielu attālumu, metot priekšā putekļus un izsmidzinot putekļus no abām pusēm, piemēram, tauriņa spārniem. Krāteris, kuru izgatavoja SMART-1, būs 3 līdz 10 metru plats un, iespējams, metru dziļš. Mēnesim jau ir 100 000 krāteru, kas ir vairāk nekā četrus kilometrus plati, un katru dienu vairāki mazi meteoroīdi padara krāterus tik lielus kā SMART-1.
Katrs ķīmiskais elements, kas atrodas uz SMART-1 un tā aprīkojumā, dabiski eksistē uz Mēness. Piemēram, alumīnijs un dzelzs ir ļoti izplatīti. Ūdeņraža, oglekļa un slāpekļa uz Mēness ir daudz mazāk, bet tie dabiski nonāk virsmā no Saules vēja un no apledojušu komētu fragmentu ietekmes, kas satur daudz elementu. No šī viedokļa var domāt par SMART-1 kā mākslīgu komētu. Turklāt mazais hidrazīns, kas palicis SMART-1 virzuļos, uzreiz sadedzinās.
Pēdējie novērojumi
Tuvās Mēness pieejas laikā AMIE kamerai, kas atrodas uz SMART-1, būs slīpi skati uz dažām jomām, kuras mēs iepriekš apskatījām tikai vertikāli, nodrošinot sava veida trīsdimensiju skatu uz virsmu. Tā kā trieciens notiks tumšā Mēness apgabalā, nav iespējams gaidīt, ka pēdējā nolaišanās laikā to ļoti redzēs redzama gaisma.
Pēdējo orbītu laikā pārējiem borta instrumentiem, ieskaitot D-CIXS rentgena teleskopu un SIR infrasarkano spektrometru, būs detalizēts dažu Mēness reģionu skats no ļoti maza augstuma.
Jaudīgie teleskopi uz Zemes var redzēt vāju zibspuldzi no pašas trieciena, kam seko putekļu mākonis, kuru trieciens izceļ, iespējams, 5 kilometru platumā. Putekļi 5 vai 10 minūtes aizēnos Mēness virsmas redzamību. Mākoņa uzvedība sniegs vērtīgu informāciju par trieciena notikumiem kopumā, savukārt putekļu gaismas analīze ar spektrogrāfiem teleskopos var atklāt materiālus, kas trieciena rezultātā izrauti tieši zem Mēness virsmas.
Novērojumi balstīsies uz vāju zemes spīdumu - ja vien kāds putekļu mākonis netiks izmests vairāk nekā 20 kilometrus virs Mēness virsmas. Tādā gadījumā to iedegs tieši saules gaisma un, iespējams, dažas minūtes tas parādīsies daudz gaišāks. Astronomijas amatieri, iespējams, varēs pamanīt saules apspīdēto putekļu mākoni ar binokli un maziem teleskopiem.
Oriģinālais avots: ESA ziņu izlaidums
