Explorador da Atmosfera Lunar e Ambiente de Poeira Impressão artística do LADEE.
Organização | NASA |
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Programa | Robótico Precursor Lunar |
Campo | Estudo da exosfera da Lua |
Tipo de missão | Orbiter |
Status | Missão completada |
Lançar | 7 de setembro de 2013 |
Lançador | Minotauro V |
Fim da missão | 17 de abril de 2014 |
Tempo de vida | 163 dias |
Proteção planetária | Categoria II |
Local | Site oficial da NASA |
Missa no lançamento | 383 kg |
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Órbita | Órbita equatorial retrógrada baixa |
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Altitude | 50 km |
NMS | Espectrômetro de massa |
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UVS | Espectrômetro ultravioleta e visível |
LDEX | Medição de poeira |
Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (abreviado comoladeepronunciado /la.diː/; em francês:"Explorer da atmosfera lunar e seu ambiente de poeira") é uma missão espacial daNASAcujo objetivo principal é o estudo da fina atmosfera (exosfera) e a poeira daLuaem suspensão. Para cumprir esta missão, a agência dos EUA coloca asonda espacialem órbita ao redor do satélite terrestre a uma altitude muito baixa (50 quilômetros) para uma missão de 100 dias para que seus instrumentos possam determinar a composição daatmosfera terrestre. Luae as características da poeira lunar suspensa perto de nosso satélite. LADEE é uma sonda espacial de pequeno porte (383 kgcom propelentes) e de baixo custo que carrega três instrumentos científicos que compreendem um analisador de poeira, umespectrômetro demassae umespectrômetrooperando emluz ultravioletaevisível. A sonda também carrega umsistemaexperimentaldecomunicação alaserque deve ajudar a validar o uso desta técnica no contexto de missões interplanetárias. LADEE é lançado por um lançador Minotaur V dosite Wallops Island em7 de setembro de 2013. Esta é a primeira foto deste lançador de luz nesta configuração que possui um estágio adicional. A missão do LADEE termina em17 de abril de 2014.
Em meados dos anos 2000, dois relatórios - o Decadal Survey of Planetary Science produzido pelo National Research Council dos Estados Unidos e o relatório sobre o contexto científico da exploração da Lua ( Scientific Context for Exploration of the Moon , SCEM) foram escritos dentro da estrutura do programa Constelação - faça do estudo da exosfera lunar uma das prioridades científicas da exploração do Sistema Solar . Para atender a essa expectativa, a NASA decide porFevereiro de 2008para desenvolver um pequeno orbitador chamado LADEE, que deve coletar dados colocando-se em uma órbita baixa ao redor da Lua. A missão tem um custo estimado de 280 milhões de dólares americanos, incluindo o lançamento e a fase operacional. A NASA confia a realização da sonda espacial a dois de seus centros: o gerenciamento do projeto e a montagem da sonda espacial são feitos pelo centro de pesquisas Ames, enquanto o centro de vôo espacial Marshall é responsável pelo gerenciamento. Instrumentação a bordo que é desenvolvido por outras entidades internas ou externas (Goddard, Ames, University of Colorado ). A missão espacial LADEE faz parte do programa Lunar Precursor Robotic , cujo objetivo é o estudo científico da Lua usando dispositivos robóticos a custo moderado. O programa também inclui a missão LRO lançada em18 de junho de 2009.
Estudar a atmosfera de outros planetas e luas contribui para a nossa compreensão dos processos em funcionamento na atmosfera da Terra . Os objetivos da missão LADEE são estudar a fina atmosfera da Lua ( exosfera ), bem como a poeira lunar suspensa nela. A exosfera do nosso satélite pertence à categoria de atmosfera mais difundida no Sistema Solar , caracterizada por uma densidade muito baixa que diminui rapidamente à medida que sobe acima da superfície. Pouco se sabe sobre as características desse tipo de atmosfera. Neste contexto, os objetivos da missão são:
Inicialmente, o planejamento da missão leva em conta a chegada iminente em solo lunar das tripulações do programa Constellation, que é posteriormente cancelado. O objetivo é estudar a exosfera antes que as atividades humanas em sua superfície possam modificar significativamente suas características.
A missão também deve permitir:
O LADEE tem forma cilíndrica (2,37 m de altura por um diâmetro de 1,85 m ) e pesa 383 kg incluindo 49,6 kg de instrumentos científicos e aproximadamente 134,8 kg de propelentes . O satélite é estabilizado em 3 eixos usando rodas de reação . Trinta painéis solares cobrindo o corpo da sonda espacial podem fornecer uma energia elétrica de 295 watts. O LADEE possui propulsão de propelente líquido queimando uma mistura de metil hidrazina e peróxido de nitrogênio pressurizado por hélio . Um motor de foguete principal com um impulso de 460 newtons é usado para as modificações da órbita, enquanto 4 pequenos propulsores de 22 N são usados para estabilizar a sonda quando o propulsor principal está operando e para " dessaturar " as rodas do motor . As comunicações são em banda S por meio de uma antena de ganho médio e uma antena de baixo ganho. A arquitetura do LADEE é baseada em uma estrutura modular ( Modular Common Spacecraft Bus ). O sistema de telecomunicações permite uma taxa de transferência de 10 kb / s para dados científicos. A NASA espera ser capaz de reutilizar os módulos que cumprem as funções padrão para futuras missões interplanetárias para economizar parte dos custos de desenvolvimento (arquitetura Modular Common Spacecraft Bus ).
Posição dos instrumentos científicos.
LADEE é o primeiro exemplo de um modelo de sonda espacial modular.
O LADEE carrega três instrumentos científicos, todos derivados de instrumentos que já voaram a bordo de sondas espaciais:
O espectrômetro UVS.
O espectrômetro de massa NMS.
O analisador de poeira lunar LDEX.
Diagrama do sistema de comunicação de laser LLCD.
Por fim, a sonda carrega um demonstrador tecnológico LLCD ( Lunar Laser Communications ) que permite testar o uso de um laser para a comunicação de sondas espaciais quando estão a uma grande distância da Terra. O feixe de laser emitido pela sonda deve atingir um diâmetro de 5 km ao chegar à Terra. As comunicações a laser requerem um sistema de apontamento mais preciso, mas provavelmente requerem muito menos potência e massa. O sistema de laser da LADEE é projetado para transferir dados a uma taxa 6 vezes maior do que a do sistema de telecomunicações de rádio a bordo.
A janela de lançamento do ladee é de alguns dias por mês. Para o mês deSetembro de 2013, abre no dia 6 e fecha no dia 10 e dura cerca de 15 minutos todos os dias. A sonda é lançada em6 de setembropara 23 h 24 , hora local (07 de setembroa 3 h 24 TU ) do local da Ilha Wallops por um jarro Minotauro V com cinco andares. Esta versão deste foguete sólido lançador leve é lançada pela primeira vez em relação à versão Minotaur IV que já voou, compreende um quinto estágio consistindo de um propelente sólido propulsor Star 37FM (fr) que já foi evidência de lançamentos de satélites comerciais .
A sonda espacial leva cerca de 70 dias para alcançar sua órbita de trabalho ao redor da lua. O lançador coloca a sonda em uma órbita alta da Terra com uma forte excentricidade com um apogeu de cerca de 50 raios terrestres (a Lua tem cerca de 60 raios terrestres). A sonda, portanto, viaja três órbitas, usando sua propulsão para corrigi-la e elevá-la em cada passagem perto da Terra. Aproximadamente 30 dias após o lançamento, o LADEE entra no campo gravitacional da Lua e usa sua propulsão principal para reduzir sua velocidade e entrar em uma órbita circular equatorial retrógrada a uma altitude de 250 quilômetros em6 de outubro de 2013.
Após uma fase de teste de aproximadamente 40 dias, a órbita é baixada para uma altitude de 50 quilômetros e a missão científica começa em 10 de novembro de 2013. A qualidade dos dados coletados aumenta com a diminuição da altitude. A altitude adotada é um compromisso que visa limitar o consumo de propelentes e obter uma vida útil suficiente para a missão. Na verdade, levando em consideração as irregularidades do campo gravitacional da Lua ligadas à presença de repletões , a altitude da sonda espacial varia entre 20 e 60 quilômetros e precisa ser corrigida usando os propulsores a cada três ou três. Cinco dias para evitar a sonda de cair prematuramente no solo lunar. A missão principal de 100 dias termina em março. É prorrogado até17 de abril. No início de abril, a órbita é reduzida para que o satélite voe sobre o solo lunar dentro de 2 km . LADEE falha no final de sua missão em17 de abril do outro lado da Lua para evitar qualquer risco de esmagamento em uma das regiões exploradas por missões lunares anteriores.
O sistema experimental de comunicação a laser LLCD está sendo testado entre a órbita lunar e uma estação terrestre. É alcançada uma velocidade downstream de 622 megabits / se upstream de 20 megabits / s.
A sonda montada em uma mesa de vibração antes dos testes de vibração realizados em Janeiro de 2013.
LADEE em uma sala limpa no Centro de Pesquisas Ames , pouco antes de seus painéis solares serem colocados.
LADEE instalado em cima de seu Minotaur V. Launcher .