První sonda – LRO (Lunar Reconnaisance Orbiter) – se stala další družicí naší družice. Poté, co téměř čtyřicet minut (11:47 až 12:26:28 SELČ) fungoval její korekční motorový systém na hydrazin, dostala se sonda na předběžnou polární dráhu 220 km až 3 100 km s periodou pět hodin (296 min) a už zůstane v náručí Měsíce.
Během příštích pěti dní bude dráha při čtyřech dalších manévrech jen upravena na počáteční pracovní dráhu ve výši 30 km až 216 km a během dalších dvou měsíců bude dosažena konečná kruhová mapovací dráha ve výši 50 km s periodou 113 minut.
Druhá sonda, LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satelite) ve stejnou dobu, přesněji ve 12:30 SELČ, proletěla pouhých 3 270 km od měsíčního povrchu a gravitačním manévrem přešla na velmi excentrickou dráhu v barycentrickém systému Země – Měsíc (znalci ocení, že ve vzdálenosti 357 tisíc až 582 tisíc km se sklonem 45° a oběžnou dobou 38 dní).
Nyní tedy třikrát proletí apogeem své dráhy (10. července, 16. srpna a 22. září) a koncem září se nejpozději rozhodne, kam přesně na povrchu Měsíce dopadne. Neboť Měsíc je její osud, vrátí se k němu a nakonec, 9. října v poledne světového času, skončí na jeho povrchu…
První krůčky k návratu na Měsíc
Když v lednu 2004 předchozí prezident deklaroval americkému národu novou vizi vesmírného průzkumu, předpokládalo se, že prvním krůčkem k návratu lidí na Měsíc bude americká bezpilotní sonda. Je to logický postup před pilotovanými lety a očekávalo se, že američtí odborníci v těchto krůčcích nezůstanou sami. Ovšem iniciativa nejen mimoamerických specialistů, ale i jejich vlád byla více než vstřícná.
Nakonec to dopadlo tak, že nejprve začala pracovat družice japonská (start 14. září 2007, na oběžné dráze kolem Měsíce se od ní oddělily dva satelity, sonda zanikla nárazem do Měsíce 10. 6. 2009, ionosférický subsatelit Okina 12. 2. 2009), dále čínská lunární družice Chang'e 1 (start 24. 10. 2007, ukončení činnosti dopadem na povrch Měsíce 1. 3. 2009) a nakonec i indická Chandrayaan 1 (start 22. 10. 2008, dosud funguje).
Takto si výtvarník představuje družici LRO na orbitě kolem Měsíce.
Jejich přístrojům se podařilo získat zajímavé poznatky a příslušným týmům poněkud srovnat krok s Američany. Ovšem na ohlašovaný americký počáteční projekt dochází až nyní a už od počátku je zřejmé, že komplexnost výzkumného programu je nejméně o třídu dál.
Původní představa se zrodila již před koncem programu Apollo a základní podoba vědeckého programu vznikla koncem 90. let, ovšem až po formulaci prezidentské vize mohl být realizován.
Odklad kvůli záchrannému systému pro ISS
V prosinci 2004 byly vybrány přístroje a stanoveny omezující parametry sondy. V únoru 2006 byla sonda pod názvem navržena, přičemž v dubnu byl jednomu z vybraných úkolů věnován samostatný subsatelit.V květnu 2006 se uskutečnil schvalovací proces, v listopadu 2006 proběhla oponentura a začala stavba s tím, že v říjnu 2008 se svět dočká startu. Ovšem nedočkal se.
Oficiálně byl start odložen, protože přednost dostaly zkoušky záchranného systému X-37B pro kosmický komplex ISS. Odklad na únor dopadl podobně: teprve v polovině února byla sonda dopravena z Marylandu na Floridu. Bylo ovšem ještě nutno provést předstartovní testy – a opět dostal přednost někdo jiný. Když byla v pořádku raketa, potřebovali vojáci vynést vojenskou telekomunikační družici Satcom a jeden odklad následoval další - z konce února na březen, pak duben, květen a nakonec v červnu.
Poslední odklad vedl k datu 17. 6., aby ještě nastala termínová kolize s raketoplánem Endeavour, ale výprava STS-127 to nakonec musela vzdát "kontumačně". Start k Měsíci připravený 18. června na 23:12 SELČ byl vzhledem k počasí odložen o 20 minut a uskutečnil se "na poslední možnou chvíli" toho dne…
Vzpomeneme-li na americké bezpilotní počátky letů k Měsíci, bylo to 19. využití rakety Atlas (už první sondu Surveyor nesl roku 1966 Atlas-Centaur D), ovšem 16. start "úplně nové" varianty rakety Atlas V s premiérou roku 2002. Exemplář AV-020 byl v konfiguraci 401 bez startovních bloků schopný dopravit na přechodovou ke geostacionární dráze 5 000 kg.
Snímací systémy, kterými jsou vybaveny lunární sondy. Na horním snímku je fotoaparát s dlouhým ohniskem, na dolním pak se širokoúhlým objektivem.
Start 547 tun těžkého kolosu
Atlas V měl při startu téměř 60 metrů při průměru 3,8 metru a startovní hmotnost 547 tun. Hlavním motorem v prvním stupni je dvoukomorový RD-180, vyráběný v USA (Pratt and Whitney) na základě licence, neboť konstrukce motoru je ruská. Motor je na kapalný kyslík a kerosin o délce 3,6 m a suché hmotnosti 5 500 kg a má v komoře tlak 27 MPa (vysokotlaký uzavřený cyklus při teplotě 3 300°C) a tah 4,2 MN měnitelný od 47 %.
Druhý stupeň, proslulý Centaur s motorem ve variantě RL-10A-4-2 na kapalný kyslík a kapalný vodík (tah přes 99 kN) měl výjimečně i další úkol než pomoci hlavní sondu dopravit na správnou dráhu (po chvíli na parkovací dráze 180 až 208 km přešel stupeň na dráhu do vzdálenosti Měsíce).
Jedné části nákladu se zbavil hned při startu (22:18 světového času, další geocentrická dráha sondy 194 až 353 800 km) a druhé části se zbaví až po čtyřech měsících; na cestě k Měsíci byl Centaur na dráze 133 až 348 640 km a z termoregulačních důvodů má bílý nátěr. Jinak, jak to bývá u Atlasu V, měří téměř 13 m při průměru 3 m a téměř suchou hmotnost na konci činnosti má 2 300 kg.
Sonda LCROSS
Sonda LCROSS byla navržena vlastně až dodatečně roku 2006, výzkumný program byl svěřen středisku NASA – Ames a stavbou byla pověřena firma Northrop Grumman. Sonda má startovní hmotnost 891 kg, ovšem zůstává připojena po téměř celý let ke stupni Centaur, od něhož se oddělí až v den zániku. Celý projekt nestál víc než 90 milionů dolarů.
Základní těleso sondy má tvar šestibokého hranolu o průměru 2,6 m a výšce 2,0 m a je plně stabilizováno v prostoru. Elektrickou energii dodává panel fotovoltaických baterií, poskytující minimálně 600 W a dobíjející lithium-iontový akumulátor o kapacitě 80 Ah. Vědecká data jsou vysílána na Zemi v reálném čase prostřednictvím dvou antén se středním ziskem s maximální rychlostí přenosu 1,5 Mbit/s.
Na palubě jsou dva infračervené spektrometry v rozsahu 1,2 až 2,4 mikrometru, dále spektrometr pro ultrafialovou a viditelnou oblast 262 až 650 nm. Dvojice kamer pro blízkou infračervenou oblast (do 1,7 mikrometru) a rovněž dvojice kamer pracujících v infračervené oblasti do 13,5 mikrometru. Kromě toho je zde kamera pro viditelnou oblast a fotometr 400 až 1 000 nm.
Soudný den - přistání na Měsíci
Soudným dnem pro sondu bude zřejmě 9. říjen 2009. Toho dne hned po půlnoci světového času se oddělí od stupně Centaur a kolem 11:30 UT dopadne Centaur na vybrané místo povrchu v oblasti jižního pólu Měsíce. Ještě nikdy nebyl dopad "umělého meteoritu" tak dobře naplánován. Dopadová rychlost bude asi 2,5 km pod úhlem 60° až 80° k horizontální rovině.
Vyvrhne se tak do prostoru (do výšky až 70 km nad povrch Měsíce) nejméně 350 tun materiálu a přitom vytvoří kráter o průměru kolem 20 až 30 m a hloubce 4 až 5 metrů. Dopad a oblak vyvrženého materiálu budou pozorovat zcela určitě přístroje sondy samé a snad i sondy LRO, ale chystá se i globální pozemní kampaň profesionálů a amatérů – i laici se mohou k pohledu (byť možná nepříliš výraznému) na unikátní divadlo připojit (u nás třeba na některé lidové hvězdárně).
Poslední dějství už asi zůstane jen pro profesionály. Zhruba v 11:34 UT dopadne na povrch Měsíce v oblasti jižního pólu i samotná sonda LCROSS. Přitom lze očekávat vytvoření kráteru o průměru 13 až 20 metrů, hloubce 2 až 3 metry a vyvržení asi 150 tun materiálu.
Start LRO - pohled z Banana Creek
Hlavním úkolem sondy bude definitivní určení, zda v povrchovém materiálu je, nebo není přítomna voda a jiné těkavé látky. Sekundárním zjištěním bude stanovení reálného množství energie, která se uvolní při samotném nárazu na měsíční povrch s ohledem na případnou ochranu budoucí lunární základny před dopadajícím materiálem.
Než se na Měsíc vydá první pilotovaný let
Hlavní komplexní výzkum Měsíce je úkolem sondy LRO za zhruba půl miliardy dolarů. Právě ta se stává prvním projektem mnohaletého programu LPRP (Lunar Precursor Robotic Program), po němž přijde ke slovu program pilotovaných letů Constellation. Na základě ročního sběru dat pro potřeby programu NASA "Exploration Mission Directorate" by měla být vytvořena globální, leč velmi podrobná mapa povrchu, sloužící k výběru budoucích míst přistání zejména pilotovaných lodí a budování lunární základny.
V dalších dvou až třech letech budou získávána vědecká data pro ředitelství NASA pro vědecký výzkum – kromě dalšího snímkování povrchu včetně stop dosavadní činnosti člověka na Měsíci, pátrání po výskytu vody, výzkum osvětlení a teploty polárních oblastí Měsíce i monitorování radiačního prostředí s ohledem na případná rizika pro člověka.
Sonda LRO měla při startu hmotnost 1 917 kg, je přibližně ve tvaru čtyřbokého hranolu o rozměrech 2,6 x 2,7 x 3,8 (výška) metru. Je vybavená třídílným rozkládacím panelem fotovoltaických (tedy slunečních) baterií 3,2 x 4,3 m, dobíjejících akumulátor; energetický systém zajišťuje průměrnou dodávku nejméně 800 W pro systémy sondy a vědecké přístroje.
Dva z nich byly zapojeny už na příletové trase sondy krátce po letové korekci translunární dráhy. Byl to nejprve detektor kosmického záření slunečního i galaktického původu ke zjišťování vlivu na živé tkáně a dále detektor neutronů LEND (Lunar Exploration Neutron Detektor) pro mapování koncentrace vodíkových atomů v měsíčním regolitu do hloubky až téměř dvou metrů a dále k měření neutronové složky radiačního prostředí v okolí Měsíce v energetickém rozsahu do 15 MeV s prostorovým rozlišením 10 km.
Tento přístroj byl v letech 2005-2008 vyvinut v Rusku pro Federální kosmickou agenturu. Dále je na palubě radiometr pro měření teploty měsíčního povrchu s ohledem na zjišťování míst event. přítomnosti vody; aparatura pro mapování měsíčního povrchu v ultrafialovém oboru (kolem čáry Lyman-alfa) v rámci zjišťování stop povrchového ledu nebo jinovatky v oblasti měsíčních pólů a laserový výškoměr pro měření profilu terénu ve vybraných lokalitách s ohledem na předpokládané přistávací oblasti pilotovaných expedic a prototyp radiolokátoru s tzv. syntetickou aperturou pracující v různých frekvencích s prostorovým rozlišením až 30 metrů zejména pro mapování výskytu ledu v polárních oblastech.
Významnou součástí aparatury je soubor mapovacích kamer, který tvoří dvě dlouhofokální panchromatické kamery s vysokým rozlišením 0,5 až 1 metr na záběrech o šířce 5 km a jedna širokoúhlá krátkofokální multispektrální kamera s prostorovým rozlišením 100 metrů na snímcích o šíři 60 km.
Pokud sonda splní to, co její technici slibují, zahrne vědce obrovskou záplavou nových poznatků. Pro záznam dat slouží dvě vysokokapacitní polovodičové paměti s kapacitou 2 x 100 gigabytů a zjištěná data jsou předávána na Zemi rychlostí až 100 Mbit/s. Uvidíme, zda v tom vodopádu budou i pozitivní výsledky existence ledových krystalků kolem jižního pólu.
Zdroje:
http://www.nasa.gov/mission_pages
http://www.nasa.gov/centers/goddard/home/index.html
http://www.msss.com/lro/lroc/index.html
http://www.nasa.gov/missions/index.html
http://lroc.sese.asu.edu
http://www.nortropgrumman.com/index.html
