Зонд LADEE готов к исследованиям лунной атмосферы (6 фото)
6 сентября при помощи ракеты-носителя Минотавр-5 с космодрома Уоллопс, штат Виргиния, на Луну отправится новый космический аппарат НАСА LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer; «Исследователь лунной атмосферы и пылевой среды»). Этот «космический пылесос» соберёт с орбиты нашего спутника молекулы пыли и газа с целью определить состав и происхождение вещества, окружающего Луну.
LADEE — первенец новой концепции построения межпланетных космических аппаратов MCSB (Modular Common Spacecraft Bus; «Модульный общий космический аппарат»). Оказавшись от стандартного подхода — создания одноразового зонда для исследования Луны, разработчики спроектировали конструкцию, которая может быть адаптирована для выполнения различных миссий, что позволит сэкономить до 50 % на разработке других космических аппаратов.
США. Моффетт, Калифорния. Модульный космический аппарат MCSB, призванный заменить более дорогие аппараты во время начальных испытаний. Он стал прототипом LADEE. (NASA/Ames/Eric James)
Модульная конструкция LADEE напоминает слоёный пирог. Модули могут добавляться в конструкцию, исключаться из неё или изменяться по мере необходимости. В результате одна конфигурация может быть, например, использована в качестве орбитального аппарата для наблюдений Солнца, а другая — для миссий с посадкой на астероиды.
В своей нынешней инкарнации LADEE будет использован для определения причины сумеречного свечения над горизонтом Луны, обнаруженного автоматическими аппаратами НАСА «Сюрвейер», исследовавшими Луну в 1960-е годы, и наблюдавшегося астронавтами с космических аппаратов «Аполлон», находившихся на орбите Луны.
США. Моффетт, Калифорния. Инженеры Исследовательского центра Эймса готовят космический аппарат LADEE к вибрационным тестам. (NASA/Ames Research Center)
Самая простая и очевидная гипотеза, объясняющее феномен сумеречного свечения, состоит в том, что оно вызвано рассеянием солнечного света на частицах лунной пыли, поднявшейся с поверхности. Ветра на Луне нет, и учёные предположили, что пыль с её поверхности поднимает солнечная радиация. Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи на дневной стороне могут выбивать отрицательно заряженные электроны из атомов пылевых частиц, придавая этим частицам положительный заряд. На темной стороне электроны, принесённые туда солнечным ветром, могут передавать частицам пыли отрицательный заряд. В обоих случаях одноименно заряженные частицы пыли, отталкиваясь друг от друга, должны подниматься с поверхности, формируя над ней пылевые облака.
США. Уоллопс, Виргиния. Инженеры НАСА инкапсулируют космический аппарат LADEE. (NASA Wallops/Terry Zaperach)
Лабораторные эксперименты подтвердили, что лунная пыль может вести себя подобным образом, но учёные не знают, как много пыли и на какую высоту может быть поднято в результате этого процесса. Прибор, оставленный на поверхности Луны «Аполлоном-17» в 1972 году, вроде бы зафиксировал признаки наличия пылевых частиц, медленно движущихся над поверхностью, но произведённый в 2011 году повторный анализ его сигнала показал, что сигнал мог быть вызван электрическими помехами от включавшихся ночью встроенных в прибор нагревателей.
США. Уоллопс, Виргиния. Инженеры НАСА инкапсулируют космический аппарат LADEE. (NASA Wallops/Terry Zaperach)
Орбита LADEE будет проходить на высотах от 20 до 50 км над поверхностью Луны. Мелкие частицы, попадающие в детектор пыли, вызовут генерацию им электрического тока, зависящего от её количества. В соответствии с предсказанным перемещением пылевых облаков, связанным с суточными циклами Луны, этот ток должен увеличиваться каждый раз, когда аппарат попадает на её освещённую сторону. Окончив свою миссию, аппарат упадёт на поверхность Луны, передавая на Землю данные до последнего момента своего существования.
США. Уоллопс, Виргиния. Космический аппарат LADEE в носовой части ракеты-носителя Минотавр-5 на стартовой площадке. (NASA Wallops/Zion Young)
Другой инструмент аппарата LADEE будет анализировать состав газов, испускаемых поверхностью под действием солнечной радиации. Считалось, что Луна вообще не имеет атмосферы, но, как выяснилось, она окружена сильно разряженной «экзосферой», содержащей гелий и калий. LADEE будет искать кремний, магний и другие элементы, выброшенные лунным грунтом, и вещества, принесённые на Луну кометами, — метан и двуокись углерода.
Этот же аппарат будет использован для демонстрации новой широкополосной лазерной системы космической связи, разработанной НАСА.
США. Уоллопс, Виргиния. Ракета-носитель Минотавр-5 готова к взлёту. (NASA Wallops/Terry Zaperach)
