16 kuukauden onnistuneiden havaintojen jälkeen ESA: n SMART-1 aikoo antaa viimeisen panoksensa kuun tieteeseen. Viimeisellä kiertoradallaan avaruusalus lentää niin alhaisella tasolla, että se voi törmätä mäkeä edeltävällä passilla antaen erilaisille maapallon kaukoputkille paremman kuvan. Lopullisen kraatterin odotetaan olevan 3-10 metriä (10-33 jalkaa) leveä ja 1 metriä (3 jalkaa) syvä.
SMART-1, menestyvä ensimmäinen eurooppalainen avaruusalus Kuulle, on nyt loppumassa etsintäseikkailuunsa lähes kuudentoista kuukauden kuukauttatutkimuksen jälkeen.
SMART-1 lanseerattiin 27. syyskuuta 2003, ja se saavutti Kuun marraskuussa 2004 pitkän kiertämisen jälkeen Maan ympäri. Tässä vaiheessa avaruusalus testaa ensimmäistä kertaa avaruudessa useita edistyneitä tekniikoita.
Näihin sisältyi ionimoottorin (aurinkoenergian käyttö) ensimmäinen käyttö planeettojenvälisissä matkoissa yhdessä painovoimaohjaustoimintojen kanssa.
SMART-1 testasi myös tulevaisuuden avaruusalusten syväavaruusviestintätekniikoita, tekniikoita autonomisen avaruusaluksen navigoinnin aikaansaamiseksi ja miniatyrisoituja tieteellisiä instrumentteja, joita käytettiin ensimmäistä kertaa Kuun ympärillä.
Alun perin suunniteltu toimimaan kuuden kuukauden ajan Kuun ympärillä, SMART-1: lle myöhemmin annettiin operaation jatkaminen yhdellä vuodella, joka on tarkoitus saada päätökseen. Avaruusalusta osuu Kuun pintaan pienen iskun kautta, jota odotetaan tällä hetkellä 3. syyskuuta 2006 kello 07:41 CEST (05:41 UT) tai klo 02:37 CEST (00:37 UT) epävarmuuden vuoksi puutteellisesta tiedosta kuun topografiasta. Odotettavissa olevat vaikutuksen koordinaatit klo 5:41 UT ovat noin 36,44º etelään leveysasteesta ja 46,25º länteen pituuspiiristä.
Ohjaukset iskuihin asti
Jos SMART-1 jätettäisiin kuun kiertoradallaansa, se olisi osunut kuuhun luonnollisesti 17. elokuuta 2006 kuun kaukana, ei näkyvissä maasta.
2-viikkoinen ohjaussarja, joka aloitettiin 19. kesäkuuta ja päättyi 2. heinäkuuta, antoi SMART-1: lle mahdollisuuden säätää kiertoradallaan välttääkseen avaruusaluksen leikkaamista Kuun kanssa tieteelliseltä kannalta epäedulliseen aikaan ja saadakseen hyödyllisen pienen tehtävä "jatko".
Lisäsarja pieniä liikkeitä voidaan suorittaa 27. ja 28. heinäkuuta, 25. elokuuta sekä 1. ja 2. syyskuuta 2006 SMART-1-suuntauksen säätämiseksi.
Miksi 3. syyskuuta?
Kuun vaikutukselle 3. syyskuuta valitun päätöksen johti päätökseen hankkia lisää korkearesoluutioisia kuukautistietoja kiertoradalta ja antaa maapalloteleskooppien nähdä maan vaikutukset.
3. syyskuuta 2006 SMART-1-vaaratila, joka on samanlainen kuin törmäyspiste, on kuun alueella, nimeltään ”Huippujärvi”, joka sijaitsee eteläisillä leveysasteilla. Tämä alue on erittäin mielenkiintoinen tieteelliseltä kannalta. Se on tulivuoren tasangon alue, jota ympäröivät ylängöt, mutta jolle on ominaista myös maaperän mineraalien heterogeenisyys.
Vaikutushetkellä tämä alue on pimeässä Kuun läheisellä puolella, vain terminaattorin lähellä - linja, joka erottaa kuun päiväpuolen yöpuolelta. Alue on varjostettu auringon suorasta säteestä, mutta maapallon valo - maapallonvalo - valaisee sitä heikosti. Avaruusaluksen kiertorata kulkee sen alueen yli viiden tunnin välein, saaden kilometrin matalammalle kululle. Maapallolta tulee kuukauden neljännes näkymään tuolloin.
Tämä geometria on ihanteellinen maapallon havainnointiin. Itse asiassa täysikuun aikana valoisuus olisi täysin peittänyt vaikutuksen maan tarkkailijoihin, ja myös uuden kuun aikana se olisi ollut vaikeaa, koska uusi kuu on näkyvissä vain muutaman sekunnin auringonlaskun jälkeen. Lisäksi pimeässä tapahtuva isku suosii iskulampun havaitsemista.
Maapalloteleskoopit yrittävät myös tarkkailla törmäyksen aiheuttamaa pölyä toivoen saavansa fyysisiä ja mineralogisia tietoja avaruusaluksen kaivamasta pinnasta.
Odotettu vaikutusaika (07:41 CEST) on hyvä isoille kaukoputkille Etelä- ja Luoteis-Amerikassa sekä Havaijilla ja mahdollisesti Australiassa. Mutta jos SMART-1 osuu mäkeä aikaisemmalle passilleen, noin 02:37 CEST 3. syyskuuta, niin se voidaan havaita Kanariansaarilta ja Etelä-Amerikasta. Jos SMART-1 osuu mäen ohitse 2. syyskuuta kello 21:33 CEST, kaukoputkeilla Manner-Euroopassa ja Afrikassa on etuna.
Kuun painovoiman ansassa
Kun avaruusalus kiertää Kuun ympäri, kuten SMART-1 tekee, se on tuomittu painovoiman perusteella. Auringon, maan ja hinauksen aiheuttamat hinaukset itse Kuussa häiritsevät sen kiertorataa. Ennemmin tai myöhemmin kuun kiertoradalla on vaikutusta Kuun pintaan, ellei siinä ole erittäin suuria määriä polttoainetta, jotta sitä voitaisiin tehostaa uudelleen, ja paeta kuun painovoimaa.
Erottaminen Kuun painovoimasta ja poistuminen syvään avaruuteen olisi tarkoittanut SMART-1-tiedeohjelman peruuttamista kokonaan. Itse asiassa siihen mennessä, kun SMART-1 oli kiertoradallaan Kuun ympärillä, ponneaineita oli jäljellä riittävästi kiertoradan vauhdittamiseksi, mutta ei pakoon pääsemiseksi, joten avaruusalus oli todellinen Kuun "vanki".
SMART-1 on selvinnyt paljon kauemmin kuin odotettiin alun perin suunnitellun 6 kuukauden tieteellisen virkamatkan aikana. Sen kokeellinen ionimoottori, jota auringon voima tuotti, oli erittäin tehokas. Siihen mennessä, kun SMART-1 oli asettunut toimintakierrokseensa Kuun ympärillä maaliskuussa 2005, lentokoneessa oli jäljellä vain 7 kiloa ponneainetta (pullotettua ksenonikaasua) 84: sta kilosta, joita oli saatavilla laukaisussa.
ESA: n insinöörit käyttivät kaikkia jäljellä olevia ksenoneja välttääkseen varhaisen törmäyksen syyskuussa 2005, kun kiertoradalle tehtiin lisäohjeita. Seurauksena on, että SMART-1 sai ylimääräisen käyttöiän vuoden kuun kiertoradallaan Euroopan avaruustutkijoiden ja insinöörien suureksi hyödyksi.
Ksenonipotkurin ulkopuolella SMART-1 käytti hydratsiiniputkistojaan suorittaakseen viimeisen merkittävän liikkeen kesäkuun 2006 lopussa jatkaaksesi operaation elinaikaa ja voittaakseen vielä kolme viikkoa operaatiota.
Onko kuulelle haittaa?
Lähes 50 vuotta sitten, vuonna 1959, venäläinen Luna-2-avaruusalus oli ensimmäinen ihmisen aiheuttama esine, joka osui Kuuhun. Siitä lähtien monet muut ovat tehneet saman, ilman mitään merkittävää haittaa, ja SMART-1: n vaikutus on pehmeämpi kuin minkään tähän mennessä ihmisen tekemän iskulaitteen.
Kun se saapuu Kuun pinnalle, SMART-1 ajoi 2 kilometriä sekunnissa. Se on paljon hitaampaa kuin luonnollinen meteoroidi - esimerkiksi Leonidin meteoroidit saapuvat Kuulle nopeudella 70 kilometriä sekunnissa. SMART-1 menee sisään vilkkuvaan kulmaan - kuin suksihyppääjä. SMART-1 voi osua jyrkkään mäkeeseen nopeudella 7000 kilometriä tunnissa, mutta on todennäköisempää, että se liukuu alas kuun pinnan tasaisen osan yli pudottaen 15 metriä eteenpäin suuntautuvan viimeisen kilometrin päälle. Iskussa sen pystysuuntainen nopeus on vain 70 kilometriä tunnissa, mikä on vähemmän kuin jotkut hiihtäjät saavuttavat.
Mahdollisesti SMART-1 luistaa lyhyen matkan törmäyksen jälkeen, heittäen pölyn sen eteen ja suihkuttamalla pölyä molemmilta puolilta kuin perhonen siivet. SMART-1: n valmistama kraatteri on 3-10 metriä leveä ja ehkä metrin syvä. Kuulla on jo 100 000 kraatteria, joiden leveys on yli neljä kilometriä, ja joka päivä useat pienet meteoroidit tekevät kraattereista yhtä suuria kuin SMART-1: n.
Jokainen SMART-1: ssä ja sen laitteissa oleva kemiallinen elementti esiintyy luonnossa Kuussa. Esimerkiksi alumiini ja rauta ovat hyvin yleisiä. Vety, hiili ja typpi ovat paljon harvemmin kuuhun, mutta ne saapuvat pintaan luonnollisesti auringon tuulen ja komeetojen jäisten fragmenttien vaikutuksista, jotka sisältävät monia elementtejä. Tästä näkökulmasta voidaan ajatella SMART-1: tä keinotekoisena komeettana. Lisäksi pieni hydratsiini, joka on jäänyt SMART-1-ohjaimiin, palaa heti iskuissa.
Viimeisimmät havainnot
Läheisten kuunlähestymisten aikana AMIE-kameralla SMART-1: llä on vino näkymä joistakin alueista, joita olemme aiemmin katsoneet vain pystysuoraan, jolloin saadaan eräänlainen kolmiulotteinen näkymä pintaan. Koska isku tapahtuu kuitenkin pimeällä kuun alueella, ei ole mahdollista odottaa näkevän paljon näkyvää valoa viimeisen laskeutumisen aikana.
Viimeisillä kiertoradoilla muilla aluksella olevilla instrumenteilla, mukaan lukien D-CIXS-röntgen-teleskooppi ja SIR-infrapunaspektrometri, on yksityiskohtaiset näkymät joistakin kuun alueista hyvin alhaisilta korkeuksilta.
Maapallon voimakkaat kaukoputket saattavat nähdä heikon salaman itse iskusta, jota seuraa törmäyksen heittämä pölypilvi, ehkä 5 kilometriä leveä. Pöly peittää näkymän osan Kuun pinnasta 5 tai 10 minuutin ajan. Pilven käyttäytyminen antaa arvokasta tietoa törmäystapahtumista yleensä, kun taas pölyltä tulevan valon analysointi teleskooppien spektrografien avulla voi havaita törmäyksen kaivetut materiaalit juuri kuun pinnan alapuolelta.
Havainnot perustuvat maanpinnan heikkoon hehkuun - paitsi jos osa pölypilvestä heitetään yli 20 kilometriä kuun pinnan yläpuolelle. Siinä tapauksessa se syttyy suoraan auringonvalosta ja näyttää paljon kirkkaammalta ehkä muutaman minuutin. Amatööri-tähtitieteilijät voivat ehkä havaita auringonvalossa olevan pölypilven kiikarillaan ja pienillä kaukoputkilla.
Alkuperäinen lähde: ESA-lehdistötiedote
