Uruchom Eve: Stacja Międzyplanetarna Lucy
Lucy na ostatnim etapie montażu
16 października NASA planuje wystrzelić rakietę nośną Atlas V 401 z automatyczną stacją międzyplanetarną Lucy. Ten ostatni trafi na orbitę wokół Jowisza, gdzie będzie badał tzw. Asteroidy trojańskie. Zakłada się, że taka misja trwająca co najmniej 12 lat pozwoli na zebranie nowych danych o obiektach Układu Słonecznego, a także wyjaśnienie historia powstawanie planet.
W drodze do kosmosu
W lutym 2014 roku NASA otworzyła przetarg na 13 i 14 misji w ramach programu eksploracji Układu Słonecznego Discovery. Najbardziej udane projekty miały być wspierane przez Agencję. Zgodnie z warunkami konkursu start planowano przeprowadzić przed końcem 2021 roku.
Stacja w konfiguracji lotu
Na konkurs wpłynęło blisko trzydzieści zgłoszeń. We wrześniu 2015 roku NASA wybrała pięć projektów do dalszego rozwoju, a na początku 2017 roku ogłoszono zwycięzców. Tak więc 13. misją w ramach Discovery był projekt o nazwie Lucy. Otrzymał pełne wsparcie i rozpoczął się pełnoprawny rozwój samego AMS i urządzeń do niego. Całościowe zarządzanie projektem powierzono Centrum Lotów Kosmicznych. R. Goddarda.
Na początku 2019 roku wybrano pojazd startowy do startu Lucy, był to produkt Atlas V 401 firmy ULA. Start zaplanowano na październik-listopad 2021 r. w oknie startowym trwającym 23 dni. To właśnie te daty startów umożliwią skierowanie Lucy na optymalną trajektorię i rozwiązanie wszystkich śmiałych zadań.
28 sierpnia 2020 roku zatwierdzono projekt Lucy, po czym Lockheed Martin rozpoczął budowę stacji. Kilka tygodni później na miejsce montażu dotarły pierwsze próbki docelowego ładunku. Budowa AMS została zakończona tego lata, a 30 lipca urządzenie zostało dostarczone do Bazy Sił Powietrznych na Przylądku Canaveral, gdzie odbędzie się start. Ostatniego dnia września NASA poinformowała o instalacji stacji na rakiecie nośnej.
Spektrometr L'TES
Według najnowszych doniesień przygotowania do startu przebiegają zgodnie z planem i bez opóźnień. Premiera zaplanowana jest na pierwszy dzień okienka startowego, 16 października. Na razie NASA nie może całkowicie wykluczyć niewielkich transferów, ale misja na pewno rozpocznie się w okresie rozliczeniowym.
Ciekawe, że w programie „Lucy” znalazło się miejsce na symbolikę i paralele. Został nazwany na cześć szkieletu australopiteka AL 288-1, jednego z głównych znalezisk skamielin w historii badań nad pochodzeniem człowieka. Asteroidy trojańskie też są swego rodzaju „skamieniałościami” i mogą przechowywać ślady formowania się planet w naszym systemie. Ponadto AMS powinien przelecieć w pobliżu asteroidy (52246) Donaldjohanson - nazwano ją na cześć archeologa, który znalazł Lucy.
Technologia międzyplanetarna
AMS „Lucy” to statek kosmiczny z własnym napędem i elektrownią, zdolny do lotu po zadanej trajektorii, a także przenoszenia i wykorzystywania instrumentów naukowych. Masa zmontowanej stacji - 821 kg; w tym paliwo - 1550 kg. Cechą charakterystyczną konstrukcji są różnorodne rozwiązania mające na celu zmniejszenie gabarytów i masy przy zachowaniu wymaganych parametrów eksploatacyjnych.
Aparat L'LORRI
Stacja zbudowana jest na bazie prostokątnej obudowy, wewnątrz i na zewnątrz której umieszczone są elementy różnych systemów oraz docelowy ładunek. Po bokach znajdują się dwa rozkładane panele słoneczne o średnicy 7,3 m. Główna antena komunikacyjna o średnicy ok. 2m, osłonięty ochroną przed światłem. Na przeciwległej powierzchni znajduje się platforma z instrumentami badawczymi.
Dzięki zastosowaniu elementów składanych dostosowano wymiary AMS do wymagań rakiety nośnej. W konfiguracji transportowej wysokość stacji nie przekracza 3,8 m, a średnica 2,8 m. Po rozłożeniu wszystkich elementów szerokość stacji wzrasta do 14,25 m, a wysokość określa średnica kolektora słonecznego panele.
Urządzenie dwuskładnikowe L'Ralph
Jednym z głównych celów projektu Lucy było zapewnienie wystarczającego zasilania na wszystkich odcinkach trajektorii. W tym celu stosuje się panele słoneczne o dużej średnicy. Według obliczeń, nawet w maksymalnej szacowanej odległości od Słońca, będą generować ponad 500 W, co wystarczy do działania wszystkich urządzeń. Ponadto akumulatory są bardzo trwałe i stabilne. Stacja otrzyma energię nawet w przypadku awarii znacznej części elementów.
Docelowe obciążenie stacji obejmuje tylko trzy urządzenia. Pierwszym z nich jest Lucy Thermal Emission Spectrometer (L'TES), termiczny spektrometr w podczerwieni opracowany przez University of Arizona. Za jego pomocą określone zostaną właściwości termiczne planetoid i określony zostanie skład ich powierzchni. Wykorzystując wysokiej rozdzielczości kamerę Lucy Long Range Reconnaissance Imager (L'LORRI) z Johns Hopkins University, uzyskamy wysokiej jakości obrazy powierzchni trojanów.
Goddard Center zaprojektowało i wyprodukowało instrument L'Ralph, który obejmuje dwa instrumenty. Są to urządzenie do mapowania spektrograficznego w podczerwieni Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA) oraz kolorowa kamera Multi-spectral Visible Imaging Camera (MVIC).
Plan lotów na lata 2021-33
Podczas przelotów w pobliżu asteroid prowadzone będzie fotografowanie i wykonywanie różnych pomiarów. Nawet w ograniczonym czasie kilka instrumentów o różnych funkcjach będzie w stanie zebrać bardzo różne dane. Ponadto należy pamiętać, że Lucy jest pierwszym urządzeniem, które bada trojany, a zatem ilość dostępnych informacji na ich temat i tak będzie rosła.
program lotu
Stacja Lucy będzie musiała badać planetoidy trojańskie - dwie grupy obiektów znajdujących się w pobliżu orbity Jowisza w pobliżu punktów Lagrange'a L4 i L5. Zakłada się, że te asteroidy są pozostałościami substancji, która uczestniczyła w powstawaniu planet Układu Słonecznego. W związku z tym ich badania pozwolą wyjaśnić procesy pojawiania się Ziemi i innych ciał niebieskich. Badanie trojanów z naszej planety jest trudne z wielu powodów, dlatego takie zadania powierzono AMS.
Pierwotnie Lucy miała zbadać tylko dwie asteroidy. Jednak dalsze obliczenia wykazały, że urządzenie można sprowadzić na optymalną trajektorię, która zapewni lot po ósmej m.in. o szczególnym zainteresowaniu. Będzie to rekord w całej historii badań kosmicznych – żaden AMS nie zbadał wcześniej tylu obiektów w jednym locie.
Asteroidy - cele misji
16 października lub później stacja zostanie podniesiona na niską orbitę referencyjną przez rakietę wspomagającą, rozmieszczona i przygotowana do lotu. Do grudnia 2024 roku AMS pozostanie w LEO, po czym zmieni orbitę, dostanie boosta i trafi do pierwszej grupy trojanów. W kwietniu 2025 roku sonda przeleci przez główny pas asteroid 922 km od obiektu (52246) Donaldjohanson.
W sierpniu 2027 roku ma dotrzeć do punktu L4, gdzie znajdują się asteroidy trojańskie „obozu Achajów”. W ciągu kilku tygodni zakończą się badania planetoid (3548) Eurybat (z satelitą Queta) i (15094) Polymela. Następnie trajektoria zmieni się, a „Lucy” zacznie poruszać się w kierunku Słońca. Dzięki temu w kwietniu przyszłego roku nastąpi zbliżenie z (11351) Leucus, aw listopadzie - z (21900) Orus.
W grudniu 2030 r. stacja powróci na Ziemię, uzyska nowe przyspieszenie i poleci do punktu L5, w pobliżu którego skupiają się asteroidy „obozu trojańskiego”. W marcu 2033 r. badania przejdą asteroida (617) Patroklos i jej satelita Menetius.
Jowisz i dwie grupy Trojanów - na razie tylko rysunek artysty
Dalsze plany zostaną ustalone na podstawie wyników przeprowadzonych prac. Stację Lucy można odesłać z powrotem do Achajów w celu nowych badań - taka podróż zajmie kolejne 5-6 lat. Po wyczerpaniu zasobów AMS będzie kontynuował niekontrolowany lot i pozostanie na ustalonej trajektorii. Według obliczeń będzie w stanie nadal latać obok Ziemi z jednej grupy asteroid do drugiej przez dziesiątki i setki tysięcy lat.
Klucz do startu!
Już w niedalekiej przyszłości nastąpi start rakiety Atlas V z automatyczną stacją międzyplanetarną Lucy, a tym samym rozpocznie się jedna z najciekawszych misji kosmicznych ostatnich czasów. Dane zebrane przez nowy AMS powiedzą wiele o mało zbadanych obiektach na orbicie Jowisza, a także wyjaśnią historię powstania naszego układu planetarnego. Takie informacje mają szczególne znaczenie dla nauki.
Niestety, na pierwsze efekty nowej misji trzeba będzie poczekać kilka lat. Lucy przejdzie przez główny pas asteroid w 2025 roku, a do głównych celów dotrze dopiero w 2027 i 2033 roku. Jednak w tej chwili głównym zadaniem jest uruchomienie i przygotowanie stacji do pracy, której powodzenie ma bezpośredni wpływ na cały dalszy przebieg misji i jej wyniki.
informacja