28 февраля. По сообщениям НАСА, JPL, АН. Проект лунного орбитального аппарата "Лунар Проспектор" (Lunar Prospector) выбран для осуществления в рамках программы малых межпланетных станций "Дискавери".

В задачи аппарата, старт которого намечен на июнь 1997 г., входят составление химиче­ской карты лунной поверхности, картографирование глобального магнитного и гравитаци­онного поля Луны с более высокой детальностью, чем при любой из предшеству­ющих миссий. Еще одним заданием является поиск водяного льда в затененных околопо­лярных кратерах, обнаружение которою мог­ло бы сыграть ключевую роль в будущем осво­ении Луны человеком.

Станция, диаметр которой составит чуть бо­лее 1.2 м, будет оснащена тремя спектромет­рами.

Проект, стоимость которого оценена в 59 млн $, был признан достаточно зрелым для того, чтобы приступить к полномасштабной разработке. Станция будет изготовлена "Lock­heed Missiles and Space Co." и запущена раке­той LLV этой же фирмы. Научным руководителем проекта является д-р Алан Байндер (Alan Binder) из "Lockheed". Техническая поддержка проекта и изготовление одного из научных приборов возложены на Исследова­тельский центр имени Эймса НАСА.

Дополнительная информация о проектах

приведена в Табл. 1.

Программа, финансирование по которой начато с 1994 ф.г., предусматривает создание малых АМС с конкретными научными задачами, которые могут быть изготовлены не более чем за 36 месяцев и стоят (без носителя) не более 150 млн $ в долларах 1992 г. Осуществляются два проекта - миссия NEAR к астероиду Эрос (запуск в феврале 1996, выход на орбиту спутника Эроса в январе 1999) и станция "Марс Пасфайндер".

28 предложений по второй очереди программы были поданы в октябре 1994 г. в соответствии с объявленным в августе конкурсом. НАСА планирует объявлять очередные конкурсы проектов раз в 18 месяцев, но конкретные даты будут зависеть от объема бюджета НАСА и стоимости ранее выбранных проектов.

"Полеты "Дискавери" намного менее дороги, чем любые ранее выполненные планетарные миссии, - сказал, представляя выбранные проекты, заместитель директора НАСА по наукам о космосе д-р Весли Хантресс-мл. (Dr. Wesley Т. Huntress Jr.), - и тем не менее они обещают отличные научные результаты."

Новости космонавтики 1995 №16-17:

20 июля. И.Лисов по материалам "Lockheed Martin Corp.". Автоматическая станция "Лунар Проспектор" (Lunar Prospector) должна быть выведена на орбиту спутника Луны в июне 1997 г. и выполнить исследования, развивающие достижения научной программы "Аполлон".

Работая на орбите полярного спутника Луны в течение одного года, "Лунар Проспектор" должен составить карты состава поверхности Луны, гравитационного и магнитного полей, и исследовать выходы летучих веществ. Полученные данные не только расширят имеющиеся данные о Луне, но и будут применены при планировании новых исследовательских миссий. "Лунар Проспектор" должен также продемонстрировать возможность выполнения высококачественных научных исследований при низких затратах и в короткие сроки.

Станция представляет собой малый, простой и, как надеются разработчики, надежный космический аппарат, стабилизируемый вращением. Диаметр цилиндрического корпуса - 1.42 м, длина 1.22 м. Корпус покрывается солнечными элементами, обеспечивающими мощность 202 Вт. Масса аппарата вместе с запасом топлива составит 233 кг. Научная аппаратура будет размещена на трех штангах, чтобы изолировать приборы от корпуса и упростить их интерфейс с аппаратом.

Научная аппаратура КА "Лунар Проспектор" была отобрана из списка экспериментов, предложенных учеными НАСА для лунных картографических миссий. Шесть экспериментов высшего уровня приоритета отобраны по их научной ценности и способности работать на простом стабилизируемом вращением спутнике, при низких массе, энергопотреблении и скорости передачи данных. Состав комплекса научной аппаратуры описан ниже.

1. Гамма-спектрометр (Gamma-Ray Spectrometer) представляет собой усовершенствованный по сравнению с устанавливавшимися на "Аполлонах" прибор, предназначенный для составления глобальной карты элементного состава поверхностного слоя Луны. Основные картируемые элементы - уран, торий, калий, железо, титан, кислород, кремний, алюминий, магний и кальций. Знание концентрации этих элементов на всей поверхности Луны поможет понять состав и эволюцию лунной коры.

Поверхность Луны частично сложена KREEP-породами (это название образовано из обозначений для калия (К), редкоземельных элементов (REE) и фосфора (Р)). Уран, торий и калий, а также некоторые другие элементы (цирконий, фтор, хлор), находятся в них в существенных концентрациях. Предполагается, что KREEP-отложения образовались на поздних этапах формирования лунной коры и верхней мантии. Их важно исследовать, чтобы понять, как образовались и эволюционировали кора и мантия.

2. Нейтронный спектрометр. Хотя Луна не имеет каких-либо количеств собственной воды, теоретические расчеты показывают, что вода, заносимая на Луну кометами и богатыми льдом метеоритами может быть заморожена на дне небольших кратеров в полярных областях. Дно кратеров, расположенных на широтах выше 60°, никогда не освещается Солнцем и имеет постоянную температуру около -190°С. При таких условиях срок существования водяного льда превышает срок существования Солнечной системы.

Чувствительность нейтронного спектрометра к водяному льду лучше 0.01%, т.е. он в состоянии обнаружить стакан замерзшей воды в кубометре реголита. Открытие запасов льда в полярных районах Луны могло бы иметь огромное значение для экономики и материального обеспечения исследований и колонизации Луны и внутренней области Солнечной системы. Наличие льда на Луне будет означать, что как кислород, так и водород, необходимые в качестве компонентов ракетного топлива, будущие исследователи Луны смогут получить на месте.

3. Спектрометр альфа-частиц представляет собой усовершенствованный вариант прибора, входившего в состав научной аппаратуры "Аполлона-15" и "Аполлона-16". Он должен определять районы и частоту выбросов радиоактивного газа радона путем детектирования альфа-частиц от радона и продукта его распада, полония. Это будет единственный прибор, обеспечивающий информацию по современному уровню тектонического и вулканического газовыделения на Луне. На основе данных размещенных на поверхности во время выполнения программы "Аполлон" сейсмометров и масс-спектрометров и находившихся на орбитах спутников Луны детекторов альфа-частиц ученые пришли к выводу, что Луна активна, хотя и в значительно меньшей степени, чем Земля или Марс.

4-5. Магнетометр и электронный рефлектометр предназначены для картографирования лунных магнитных полей. Хотя Луна не имеет глобального магнитного поля, как Земля, на ней имеются локальные слабые магнитные поля. Составление карты напряженности и распределения этих локальных полей по Луне позволит определить, было ли их источником существовавшее прежде глобальное магнитное поле, или удары метеоритов, или они имеют иное происхождение. Эти данные будут также говорить о величине и составе лунного ядра. Сопоставив их с данными нейтронного спектрометра, ученые надеются найти корреляцию между магнитными полями и областями концентрации водорода и гелия, принесенных солнечным ветром.

На Земле магнитная разведка служит важным средством нахождения рудных тел промышленного значения. Магнитные эксперименты на Луне обеспечат информацию, важную для понимания экономического потенциала Луны.

6. Допплеровский гравитационный эксперимент. Целью этого исследования является создание первой полной гравитационной карты Луны. Поскольку низкая полярная орбита не использовалась ни в одном из предыдущих полетов, НАСА не имеет адекватной модели лунного гравитационного поля для планирования последующих беспилотных и пилотируемых лунных миссий. Особенности гравитационного поля Луны влияют на высоту полета, и потому на количество топлива, необходимого для поддержания устойчивой орбиты спутников Луны. Дополнительным результатом этого эксперимента станут данные по различию плотностей между корой и внутренней частью Луны, и сведения о природе лунного ядра.

Станция должна быть запущена на РН LLV-2. Перелет по маршруту "Земля-Луна" займет 5 суток. На трассе будут проведены две коррекции. Здесь же будут развернуты штанги научной аппаратуры и начнется калибровка инструментов. Первый маневр вблизи Луны переведет станцию на 24-часовую эллиптическую орбиту. После второго, сутки спустя, период обращения будет уменьшен до 4 часов. Наконец, еще через сутки "Лунар Проспектор" будет переведен на круговую полярную орбиту высотой 100 км с периодом 118 мин. Начиная с этого момента начнется основной цикл научных исследований длительностью один год.

Аппарат будет удерживаться на заданной рабочей орбите с помощью периодически проводимых коррекций. Если, как ожидается, запаса топлива бортовой ДУ хватит более чем на год, картографирование будет продолжено на орбите высотой 50 км в течение 6 недель с целью получить более точные магнитные и гравитационные данные. Затем съемка будет выполняться с эллиптических орбит с высотой перицентра до 10 км над несколькими районами, представляющими особый интерес. Миссия закончится после того, как все топливо для поддержания орбиты будет израсходовано, и аппарат упадет на поверхность Луны.

НАСА объявило о выборе проекта "Лунар Проспектор" для реализации в рамках программы малых АМС "Дискавери" 28 февраля 1995 г. ("НК" №5, 1995). Станция и ракета-носитель будут изготовлены на заводе "Lockheed Martin" в Саннивейле, Калифорния. Общее руководство программой возложено на научного руководителя д-р Алана Байндера (Alan Binder). Д-р Доминик Тенерелли (Dominick Tenerelli), также из "Lockheed Martin", назначен менеджером проекта. Менеджером программы от НАСА является Скотт Хаббард (G. Scott Hubbard) из Исследовательского центра имени Эймса НАСА.

Новости космонавтики 1996 №11:

20 мая. Сообщение LMC. Изготовление и сборка космического аппарата "Lunar Prospector" ("НК" №16-17 1995) идет по графику, предусматривающему его запуск в октябре 1997 г.

Как сообщает менеджер проекта Тома Дагерти (Tom Dougherty), заказы по оборудованию и подсистемам близятся к завершению, ведется изготовление компонентов летного аппарата, близки к готовности научные приборы, и вскоре начнутся сборка и испытания. В настоящее время статические и динамические испытания конструкции запланированы на май и июнь, модификации конструкции по их результатам - на июль, установка трубопроводных коммуникаций - на август, установка электросистем и оборудования - на сентябрь. В октябре начнутся полномасштабные системные испытания.

"Мы чрезвычайно довольны нашей работой до настоящего момента, - говорит Дагерти. - Мы составили детальную программу, и мы выполняем график и ведем контроль расходов. Сущность нашего подхода - собрать маленькую, сплоченную группу с разносторонними талантами, с тесными связями с заказчиком... так, чтобы решения принимались в реальном времени."

Проект "Lunar Prospector" был предложен как совместная работа "Lockheed Martin" и Исследовательского центра имени Эймса НАСА; важный вклад вносят Лос-Аламосская национальная лаборатория, Лаборатория космической науки Университета Калифорнии в Беркли, Центр космических полетов имени Годдарда и другие. Эти организации изготовили научные инструменты для станции, которые обошлись лишь в небольшую долю обычной стоимости.

Космический аппарат имеет форму цилиндра диаметром 1.40 ми длиной 1.25 м, стабилизируется вращением. Мощность солнечных батарей, которыми покрыт корпус, составляет 206 Вт. Полностью заправленная станция имеет массу 233 кг. "Lunar Prospector" - это поразительный маленький аппарат, сила которого - в его простоте," - говорит научный руководитель проекта д-р Алан Байндер (Alan Binder)

Станцию планируется запустить ракетой LMLV-2. Перелет по трассе "Земля-Луна" займет 4 суток. За это время будут проведены две коррекции, развертывание трех штанг научной аппаратуры, сбор данных для калибровки приборов. Затем аппарат будет выведен на полярную орбиту спутника Луны высотой 100 км с периодом обращения 118 мин

"Lunar Prospector" должен работать в течение одного года, исследуя поверхностный состав, гравитационное и магнитное поле и выделения летучих веществ при помощи гамма-спектрометра, нейтронного спектрометра, спектрометра альфа-частиц, магнетометра/электронного рефлектометра, а также в ходе допплеровского гравитационного эксперимента. Если в конце года останется топливо, может быть проведена съемка с меньшей высоты отдельных районов, представляющих особый интерес (К таким, в частности, относится южнополярный бассейн Айткена, гигантская депрессия диаметром 2500 и глубиной 12 км, где могут находиться породы мантии. Исследование единственного образца лунной мантии могло бы дать больше информации о Луне, чем весь грунт, доставленный "Аполлонами" - И.Л.) Полностью исчерпав топливный запас, аппарат упадет на лунную поверхность.

На примере проекта "Lunar Prospector" НАСА отрабатывает новый подход к исследовательским аппаратам, при котором вся ответственность за его создание передается подрядчику. Правда, в НАСА создан отдел по этому проекту во главе со Скоттом Хаббардом (Scott Hubbard), который наблюдает за ходом работ, и особенно за вопросами, чреватыми срывом графика, ростом стоимости или существенным сокращением научного "выхода". (Это называется "защитой интересов налогоплательщиков".) Кроме того, Центр Эймса отвечает за навигационное обеспечение, анализ, средства слежения и организацию центра управления.

Новости космонавтики 1997 №6:

12 марта. И.Лисов по сообщениям NASA, ЮПИ, "Lockheed Martin". Закончены изготов­ление и сборка станции "Lunar Prospector", которая должна быть запущена 24 сентября 1997 г. с целью составления первых глобаль­ных карт состава поверхности и гравитаци­онного поля Луны. Сегодня станция была продемонстрирована репортерам на заводе "Lockheed Martin" в Саннивейле, Калифор­ния.

В течение нескольких следующих месяцев будут проведены функциональные и термо-бароиспытания КА. По окончании этих работ, в конце августа 1997 г. станция будет отправ­лена в "Космопорт Флорида" для запуска.

"Мы восхищены выполненной к этому дню работой, - заявил менеджер миссии "Lunar Prospector" в Исследовательском центре имени Эймса Скотт Хаббард. - "Lockheed Martin" и ее производственная группа подго­товила детальную программу и осуществила ее с хорошим запасом относительно графика и при жестком контроле за расходами."

Почему NASA возвращается на Луну? Не­смотря на высокий уровень научного и обще­ственного интереса, особенно в эру програм­мы "Apollo", остались существенные пробе­лы в научных знаниях о Луне. Примерно для 70% лунной поверхности отсутствуют де­тальные карты. Нет ответов на ряд важных вопросов об истории Луны, ее составе и внут­ренних процессах

"Lunar Prospector" будет в течение года работать на полярной орбите спутника Луны, картируя состав поверхности, гравитацион­ное и магнитное поле, и пытаясь зарегистри­ровать выделение летучих веществ. Эта ин­формация поможет понять происхождение и эволюцию Луны. Станция сможет также прямо определить наличие или отсутствие водяного льда кометного происхождения в полярных районах Луны, которое следует из анализа косвенных радиолокационных дан­ных миссии "Clementine" в 1994 г. "Если там есть вода, - говорит научный руководитель проекта Алан Байндер ("Lockheed Martin"), - я думаю, что импульс для возвращения на Луну человека будет очень сильным."

"Lunar Prospector" - это небольшой, ста­билизируемый вращением КА, масса которо­го вместе с запасом топлива составляет всего 300 кг (в мае 1996 г. называлась масса 233 кг). Он имеет высоту 1.40 и диаметр 1.25 м и несет три штанги длиной по 2.44 м. Со­лнечные элементы, смонтированные на внешней поверхности, обеспечат мощность 206 Вт. По словам Байндера, станция пред­ставляет собой "великолепный маленький аппарат, сила которого - в его простоте".

На штангах КА, вдали от корпуса и электро­ники станции, располагаются пять научных инструментов, которые отбирались исходя из научной ценности, способности работать на стабилизируемом вращением аппарате, низких массе, энергопотреблении и потоке данных.

Нейтронный спектрометр способен обна­ружить одну чашку воды в кубометре лунного реголита, и именно он должен разрешить загадку полярных залежей льда на Луне. Этот прибор обнаруживает водород, но во­дород на Луне может существовать практи­чески только в составе воды.

Гамма-спектрометр обеспечит глобальное картирование элементного состава поверх­ностного слоя Луны, с более полными данны­ми по таким элементам, как уран, торий, калий, железо, титан, кислород, алюминий, магний, кальций, откуда последуют выводы о минеральном составе и эволюции Луны.

Детектор альфа-частиц даст информацию по уровню газовыделения в результате тек­тонической и вулканической активности, какие-то следы которых были обнаружены в период программы "Apollo". С его помощью будут картированы источники и частота вы­деления радона.

Магнитометр и электронный рефлекто­метр будут картировать локальные магнит­ные поля на поверхности Луны. Это поможет определить происхождение таких полей и получить информацию о размере и составе лунного ядра. (Иногда этот инструмент счи­тают за два, и тогда общее количество со­ставляет шесть.)

Допплеровский гравитационный экспери­мент позволит составить первую карту грави­тационного поля Луны, очень важную для планирования дальнейших автоматических и пилотируемых миссий, а также даст инфор­мацию по различиям в плотности лунной коры, внутренней части и природе ядра.

Перелет по трассе Земля-Луна займет пять суток (по состоянию на май 1996 - четыре). За это время станция выполнит две коррекции траектории, развернет штанги на­учной аппаратуры, проведет калибровку на­учных инструментов. Достигнув Луны, она перейдет на круговую полярную орбиту вы­сотой 100 км с периодом 118 мин.

Если после года штатной работы останет­ся топливо, планируется продолжить карто­графирование районов специального инте­реса с высот вплоть до 10 км. После того как топливо будет исчерпано, станция упадет на поверхность Луны.

Миссия "Lunar Prospector" осуществляется по заданию NASA компанией "Lockheed Mar­tin Missiles & Space" (менеджер проекта - Том Дагерти). Важный вклад в этот проект вносит Лос-Аламосская национальная лабо­ратория, Лаборатория космической науки Университета Калифорнии в Беркли, Центр космических полетов имени Годдарда и Ла­боратория реактивного движения NASA. Центр Эймса "защищает интересы общест­ва" и несет ответственность за управление, навигационное обеспечение, слежение и анализ.

"Lunar Prospector" является первопроход­цем во многих отношениях," - говорит Хаб­бард. Это первый межпланетный КА NASA, выбранный для осуществления на конкурс­ной основе, и по сути NASA является заказ­чиком не самого аппарата, а получаемой с его помощью научной информации. По сло­вам менеджера проекта, он уже вписан в историю за стиль управления, технический подход, управление стоимостью и сосредо­точенность на научных задачах. Отдел про­екта в Центре Эймса уделял детальное вни­мание ходу и графику работ, отдаче от вложенных средств и науке, но не давал никаких детальных указаний Научному руководите­лю проекта было дано право выбирать наи­более выгодный путь.

Общая стоимость миссии "Lunar Prospec­tor" для NASA, включая запуск, управление и анализ данных, составляет всего 63 млн $.

Новости космонавтики 1997 №18-19:

10 сентября. Е.Девятьяров по сообщени­ям NASA и Рейтер. Запуск американского космического аппарата "Lunar Prospector" ("Лунный разведчик") перенесен с 24 сентяб­ря на 23 ноября 1997 года. Дополнительное время потребовалось для завершения испы­таний и подготовки новой ракеты-носителя компании "Lockheed Martin" LMLV-2.

23 августа был успешно осуществлен за­пуск ракеты-носителя LMLV-1, ранней вер­сии LMLV-2. Это был первый запуск после неудачи с этой РН в августе 1995 года. За­держка с запуском РН LMLV-2 стала резуль­татом принятия дополнительных мер предо­сторожности.

Ракета-носитель LMLV-2 будет запущена с 46-й площадки космодрома на Мысе Канаверал. Это первый коммерческий пуск, произ­веденный с этой площадки. В ремонт испы­тательной площадки БРПЛ "Trident 2" было вложено 7 млн $. Ее предполагается исполь­зовать для запуска ракет-носителей LMLV, "Taurus", а также "конверсионных" ракет"Мinuteman" и др.

"Lunar Prospector" - это первый проект по программе "Discovery" (научно-исследова­тельские космические полеты), который NASA отобрала на конкурсной основе по принципу: "быстрее, лучше, дешевле". Его общая стоимость, включая разработку КА, ракеты-носителя и научных инструментов, составила 62.8 млн $.

Новости космонавтики 1997 №23:

С.Тимаков по сообщениям NASA. Пред­ставитель Научно-исследовательского Центра Моффет Фильд, NASA (Moffett Field) заявил об очередном переносе запуска лун­ного КА "Lunar Prospector" с 23 ноября на 5 января 1998-го года.

По словам представительницы NASA Элизабет Картер, причина задержки связа­на с необходимостью завершить подготов­ку и проверку новой ракеты-носителя "Athena II" ("Афина"), ранее известной как LMVL-2, разработанной компанией "Lock­heed Martin Corp".

Ранее уже имела место отсрочка запуска по похожим причинам.

РН "Athena M" построена "Lockheed Martin Astronautics" (шт.Денвер) и является частью основного контракта, заключенного между фирмой и Научно-исследовательским цент­ром Моффет-Фильд, NASA (шт. Калифор­ния).

Аппарат "Lunar Prospector" будет нахо­диться на лунной орбите высотой около 102 км в течение года. Пять научных приборов на его борту должны дать ученым подробную информацию о строении и структуре лунной поверхности.

Картер сообщила, что практически 75% лунной поверхности до сих пор не изучены. Главная задача экспедиции - определить, есть ли лед в затененных полярных облас­тях Луны.

Эта миссия - одна из серии исследова­тельских программ NASA, проводимых под лозунгом "Быстрее, Лучше, Дешевле".

Стоимость лунной программы, включая сам космический корабль, ракету-носи­тель, научную аппаратуру и обработку по­лученных данных, обойдутся NASA всего в 62.8 млн $.

Запуск планируется произвести в 17:32 РDТ 5 января 1998 года с нового стартового комплекса космодрома на Мысе Канаверал. Второе стартовое окно будет через 24 часа, 6-го января.

Новости космонавтики 1997 №25:

4 декабря. С.Головков по сообщениям KSC. АМС "Lunar Prospector" доставлена сегодня во Флориду для подготовки к запуску. Подготовка будет проходить в коммерческом центре компании "Astrotech" в г.Тайтсвилл.

Здесь пройдет заправка баков системы ориентации аппарата, а 16 декабря будет произведена балансировка. На 18 декабря запланирована стыковка КА с твердотопливным разгонным блоком TLIS (Trans-Lunar Injection Stage - Ступень для перевода на траекторию полета к Луне), доставленным 1 декабря, а 21 декабря они будут помещены в головной обтекатель ракеты "Athena 2".

Утром 23 декабря "Lunar Prospector" должен быть перевезен на Станцию ВВС "Мыс Канаверал". На 46-й площадке Космопорта Флорида, арендуемой у ВВС, состоится стыковка аппарата с РН "Athena 2". Две ступени носителя были собраны на LC-46 еще в июле, а 3-я и 4-я - 1 и 2 ноября соответственно. На 10-11 декабря запланирован 34-часовой пробный предстартовый отсчет.

Запуск КА "Lunar Prospector" запланирован на 5 января в 20:31 EST (6 января в 01:31 GMT). Аппарат предназначен для составления глобальной карты элементного состава поверхности Луны, ее гравитационного и магнитного полей.

Новости космонавтики 1998 №1/2:

Дата запуска определялась следующими условиями. Во-первых, нужно было в максимальной мере избежать попадания аппарата в земную тень. За несколько часов нахождения в ней аккумуляторы станции разрядились бы. Работа КА «Lunar Prospector» полностью укладывается в начавшийся 16 сентября 1997 г. 23-месячный период отсутствия лунных затмений. Во-вторых, дата пуска внутри лунного месяца определялась как минимальной потребной скоростью, так и требованием непрерывной связи на этапе перелета и выхода на рабочую орбиту. В течение января запуск был возможен только 6-го и 7-го (по всемирному времени). Следующей возможной датой пуска было 5 февраля.

НК подробно сообщали о ходе предстартовой подготовки этого аппарата. Запуск был запланирован на 5 января в 20:31 EST (6 января в 01:31 UTC). Стартовое окно, то есть временной интервал, в течение которого запуск возможен по баллистическим условиям, составлял 4 минуты. 5 января отказал радиолокатор службы обеспечения безопасности полигона, расположенный на авиабазе Патрик. Чтобы ввести его в работу, было нужно примерно пять часов. Поэтому пуск был отложен на сутки.

7 января запуск был выполнен менее чем через 1 секунду после начала стартового окна. Расчетная циклограмма пуска дана в таблице. Азимут пуска составил 97.13°, однако участок вертикального подъема был необычно долог. После работы 1-й ступени в течение 88 сек была достигнута высота 19.05 км, а через 5.5 мин после старта головной блок в составе доводочной ступени ОАМ², разгонного блока TLI³ и собственно КА отделился от 3-й ступени.

1 - См. статью "Космопорт Флорида" на стр 42

2 - Описание РН "Athena 2" см. в статье на стр. 40

3 - Trans Lunar Injection - Ступень для перевода на траекторию полета к Луне

Для контроля траектории и приема телеметрических данных с носителя использовались наземные станции на о-ве Антигуа (Т+6 мин 20 сек), о-ве Вознесения (Т+20 мин 23 сек) и в Австралии (Т+51 мин 40 сек).

Ступень ОАМ обеспечила довыведение на опорную орбиту ИСЗ высотой около 200 км и ориентацию во время баллистической паузы. Отделение связки РБ и КА от ступени ОАМ прошло в Т+3315 сек, после примерно 2/3 витка вокруг Земли. Затем была выполнена закрутка связки со скоростью около 57 об/мин и включен твердотопливный двигатель «Star 37FM» блока TLI. Проработав 64 сек, он перевел станцию с опорной орбиты ИСЗ на трассу полета к Луне. В момент Т+3390 сек прошла команда на включение питания аппарата.

Согласно сообщению Секции оперативного управления Центра космических полетов имени Годдарда NASA, KA «Lunar Prospector» присвоено международное регистрационное обозначение 1998-001А. Он также получил номер 25131 в каталоге Космического командования США.

Ступень ОАМ, получившая обозначения 1998-001В и 25132, должна была сойти с орбиты примерно через 7 сут после запуска. Фактически она оказалась на орбите с наклонением 29.25°, высотой 143x196 км над земным эллипсоидом и периодом 87.692 мин и прекратила существование уже 7 января.

Расчетная циклограмма пуска АМС «Lunar Prospector»
ВРЕМЯ	СОБЫТИЕ
Т-0 Т + 01:29.00 Т + 01:29.34 Т + 03:07.80 Т + 03:57.50 Т+ 06:31.80 Т + 06:31.80 Т + 06:36.80 Т + 06:38.80 Т + 13:29.60 Т + 56:37.50	Старт Разделение и включение двигателя 2-й ступени Окончание работы 1-й ступени Окончание работы 2-й ступени Разделение и включение двигателя 3-й ступени Окончание работы 3-й ступени Включение ступени ОАМ (для отвода от 3-й ступени?) Выключение ступени ОАМ Начало довыведения на опорную орбиту Окончание довыведения на опорную орбиту Отделение КА
Примечания. 1. Циклограмма дана для пуска 5/6 января. При пуске 6/7 января длительность пассивного участка полета перед отделением КА несколько отличалась. 2. Символом Т обозначен момент старта, время дано в формате ММ:СС.сс.

АМС «Lunar Prospector»

Задачи миссии и конструкция КА

«Я знаю, многие люди думают, что мы, может быть, знаем о Луне все, что можно знать, но реальность такова, что мы только царапнули ее поверхность. Мы еще много должны узнать». Майкл Дрейк, директор Лунно-планетной лаборатории Университета Аризоны.

«Lunar Prospector» создан в рамках программы NASA «Discovery» («Открытие») для глобальной съемки элементного состава поверхности Луны, исследования ее гравитационного поля и внутреннего строения, магнитного поля и выделения летучих веществ. В ходе лунных экспедиций на кораблях «Apollo» такие исследования были проведены только в экваториальных областях на площади, составляющей лишь около 25% площади Луны.

Станция должна в течение года работать на орбите высотой 100±20 км. В течение следующих примерно 6 месяцев будет выполнена дополнительная съемка особо интересных районов с орбит высотой до 10 км. Работа со станцией будет прекращена либо в результате исчерпания топлива, либо после первого лунного затмения. Вскоре после этого, в результате естественной эволюции орбиты, станция упадет на поверхность Луны.

Это первый аппарат NASA, предназначенный для исследования Луны за последние 25 лет, и только четвертый в мире после полета «Луны-24» в 1976 г.

Японский КА «Muses-A» («Hiten») массой всего 195 кг, запущенный 24 января 1990 г. на высокоэллиптическую орбиту, в течение полутора лет выполнил 10 пролетов Луны: 19 марта, 10 июля, 4 августа, 7 сентября и 2 октября 1990 г., 3 января, 27 января, 3 марта, 26 апреля и 2 октября 1991 г. Во время пролета 19 марта 1990 г. на орбиту ИСЛ был выведен микроспутник «Hagoromo». 15 февраля 1992 г. «Hiten» прошел на расстоянии всего 423 км от Луны и был выведен на орбиту ИСЛ, а 10 апреля 1993 г. упал на ее поверхность.

8 декабря 1990 и 8 декабря 1992 г. съемки полярных областей Луны с пролетной траектории выполнила американская АМС «Galileo». В результате была обнаружена Южнополярная депрессия - впадина диаметром около 2000 км. (Исследования Луны с пролета выполнит в конце января 1998 г. другой американский межпланетный аппарат - NEAR.)

Но одним из основных событий, повлекшим за собой контракт на создание КА «Lunar Prospector», стала работа на орбите ИСЛ в 1994 г. американского военно-исследовательского КА «Clementine». С его помощью были получены данные о том, что в околополярных кратерах Луны есть водяной лед, образующий «озеро» площадью 95 км² и глубиной до 15 м. Если бы это открытие было подтверждено, в огромной степени упростилась бы проблема организации на Луне постоянной лунной базы: отпадает задача снабжения водой и становится возможным производство на месте кислорода и водорода для пусков кораблей к Земле или к Марсу. Данные исследователей, работавших с КА «Clementine», пока не получили подтверждения.

Лунные проекты Алана Байндера Научные интересы Алана Байндера - происхождение, петрологическая и структурная эволюция Луны, а также возможности ее экономического использования. После «Викингов» он в течение 10 лет работал преподавателем и исследователем в ФРГ. Байндер был советником Европейского космического агентства при проработке проекта полярного спутника Луны. Он был также одним из главных участников разработки германо-американского проекта «Selene», который предусматривал запуск серии лунных посадочных аппаратов для создания геофизической сети и доставки образцов грунта. Далее на основе этого проекта прорабатывался американский лунный посадочный аппарат общего назначения (Common Lunar Lander) «Artemis». До реализации дошел только «Lunar Prospector».

«Lunar Prospector» - третий и пока самый дешевый исследовательский аппарат семейства «Discovery», в рамках которой создаются АМС стоимостью не выше 150 млн $ в долларах 1992 ф.г. 28 февраля 1995 г. он был выбран для разработки и запуска на основе объявленного в августе 1994 г. конкурса, первого в рамках программы «Discovery». Стоимость проекта - всего 63 млн $, из которых на разработку аппарата ушло 34 млн., закупку носителя - 26 млн. и на управление и обработку данных - 4 млн. От начала разработки до готовности аппарата к запуску прошло всего 22 месяца. Однако запуск, первоначально планировавшийся на июнь 1997 г., из-за неготовности носителя состоялся с опозданием на 7 месяцев.

Разработчиком концепции аппарата, научным руководителем и директором проекта «Lunar Prospector» является Алан Байндер (Alan Binder) из Лунного исследовательского института (г. Гилрой, Калифорния). В 1970-е годы он был научным руководителем по камере посадочного аппарата АМС «Viking», а на момент начала реализации проекта «Lunar Prospector» работал в компании «Lockheed Corp.».

В NASA разработкой станции «Lunar Prospector» руководил Исследовательский центр имени Джозефа С. Эймса (г.Моффетт-Филд, Калифорния). Этот центр также руководил разработкой АМС «Pioneer 6...9», «Pioneer 10» и «Pioneer 11», «Pioneer Venus» и атмосферного зонда станции «Galileo», в то время как большая часть американских АМС была создана под руководством Лаборатории реактивного движения.

КА был изготовлен по заказу Центра Эймса компанией «Lockheed Martin Missiles & Space» в г.Саннивейл, Калифорния, под руководством Томаса Дагерти (Thomas A. Dougherty), на основе базовой модели LM100. LMMS привлекла к работам около 30 субподрядчиков. Заводские и полигонные испытания КА проводились на специализированном стенде, созданном специалистами компании «Hewlett Packard».

Основой конструкции КА является трехгранная призма (половинка КА «Indium»), к которой крепится внешняя цилиндрическая оболочка диаметром 1.40 и длиной 1.25 м. От цилиндра в направлениях, перпендикулярных оси, отходят три штанги научной аппаратуры длиной по 2.4 м. Масса заправленного КА - 295 кг. Станция стабилизируется вращением вокруг продольной оси; поскольку длина аппарата сравнима с его диаметром, такая ориентация не требует активного демпфирования.

Система энергопитания включает смонтированные на цилиндрической оболочке солнечные элементы с выходной мощностью 206 Вт и никель-водородные аккумуляторные батареи.

В системе управления и обработки данных, разработанной «Spectrum Astro, Inc.», нет бортового компьютера. Станция работает по командам, выдаваемым из центра управления, который оборудован в Исследовательском центре имени Эймса. Менеджером миссии является Скотт Хаббард (G.Scott Hubbard), его заместителем - Сильвия Кокс (Sylvia Сох).

Связь со станцией осуществляется через передатчик и приемник диапазона S, работающие через всенаправленную антенну или антенну среднего усиления MGA. Обе антенны находятся на верхнем днище аппарата, всенаправленная над MGA. Всенаправленная антенна необходима для передачи команд на борт во время перелета, а MGA - для передачи данных с лунной орбиты на станции Сети дальней связи NASA. Частота радиолинии «борт-Земля» 2273.000 МГц, линии «Земля-борт» - 2093.0541 МГц.

Разгонный блок TLI с двигателем «Star 37FM» компании «Thiokol» рассматривается как часть космического аппарата, однако в приведенную выше массу не входит. Шесть ЖРД ориентации и маневрирования КА изготовлены компанией «Primex Aerospace» в г.Редмонд, штат Вашингтон.

«Lunar Prospector» несет пять приборов: магнитометр MAG, электронный рефлектометр ER, нейтронный спектрометр NS, гамма-спектрометр GRS и альфа-спектрометр APS, вынесенные на штанги научной аппаратуры для изоляции от корпуса и упрощения интерфейсов. Все три спектрометра изготовлены Лос-Аламосской национальной лабораторией. Научные руководители экспериментов перечислены в таблице. Допплеровский гравитационный эксперимент выполняется без специального прибора.

Эксперимент	Научный руководитель	Организация
MAG ER NS GRS APS DGE	Д-р Марио Акунья, д-р Худ Д-р Роберт Линь Д-р Уилльям Фелдман Скотт Хаббард Д-р Алан Байндер Д-р Александер Коноплив	Центр космических полетов имени Годдарда, Лунно-планетная лаборатория Университета Аризоны в Таксоне Лаборатория космической науки Университета Калифорнии в Беркли Лос-Аламосская национальная лаборатория Исследовательский центр имени Эймса Лунный исследовательский институт Лаборатория реактивного движения

На самый интересный вопрос о наличии льда на Луне должен ответить нейтронный спектрометр. Этот прибор фиксирует нейтроны, выбиваемые из поверхности Луны ядрами космических лучей, и определяет их энергии. Те нейтроны, которые взаимодействовали с водородом, должны иметь вполне конкретные уровни энергии. Так как водород входит в состав воды, уже в середине февраля ученые будут знать, действительно ли на поверхности Луны есть значительные количества водяного льда. Алан Байндер, однако, относится к возможности существования одного миллиарда тонн льда на Луне скептически; если в действительности льда намного меньше, он будет обнаружен после тщательной обработки данных измерений. Нейтронный спектрометр «видит» примерно на один метр вглубь, а его чувствительность позволяет обнаружить примерно 100 г воды в кубометре грунта.

Приборный комплекс станции позволит составить карту и других минеральных ресурсов. К апрелю 1998 г. гамма-спектрометр GRS позволит найти и картировать 5-6 основных элементов лунной коры, в том числе калий и фосфор. Позже к ним добавятся титан, кремний, алюминий и железо. Именно эти данные интересуют ученых больше, чем полярный лед. Карта распределения элементов в лунной коре (водород, гелий, кислород, магний, алюминий, кремний, калий, кальций, титан, железо, торий, уран) позволит ответить на важнейшие вопросы о происхождении и эволюции Луны, а также Земли и Солнечной системы.

Альфа-спектрометр предназначен для поиска газов, выделяющихся из лунной поверхности в результате тектонических или вулканических явлений - азота, окиси углерода, углекислого газа и радиоактивного радона, и взаимодействия этих явлений с едва заметной лунной атмосферой. Быть может, с его помощью будет подтверждено открытие Н.А.Козырева, впервые зарегистрировавшего в 1958 г. выделение газов из кратера Альфонс.

КА «Lunar Prospector» со ступенью TLE.

Магнетометр и электронный рефлектометр позволят определить, является ли слабый остаточный магнетизм лунных пород чисто поверхностным феноменом, или же эти проявления связаны с ядром Луны. Возможно, удастся определить размеры и состав этого ядра. Станция должна также ответить на вопрос, может ли небесное тело, не обладающее заметной атмосферой, получить магнитные свойства в результате столкновений с астероидами и кометами.

Камеры видимого диапазона на станции нет. Это объясняется с одной стороны тем, что Луна давно и детально отснята, а с другой - тем, что разместить камеру на таком легком аппарате с заданными ограничениями по энергетике и радиокомплексу было невозможно.

Часть приборов станции рассчитаны на длительную работу, для других оптимальна съемка с наименьшего расстояния. Сочетание 12-месячной основной и 6-месячной дополнительной программы обеспечивает хорошие возможности для приборов обоих типов.

К середине марта, по измерениям допплеровского смещения частоты радиосигналов станции (эксперимент DGE - Doppler Gravity Experiment), будет составлена грубая гравитационная карта Луны. К концу полета характеристики гравитационного поля Луны, в том числе и над обратной стороной, будут установлены достаточно точно, для того чтобы надежно предсказывать эволюцию окололунных орбит и, соответственно, требуемый запас топлива для будущих лунных КА. Этот же эксперимент позволит выявить вариации плотности коры и внутренних слоев Луны и природу ядра.

На пресс-конференции 4 января Скотт Хаббард так сказал о проекте «Lunar Prospector»: «Мы хотели показать, что на сумму, равную стоимости типичного голливудского фильма, можно исследовать межпланетное пространство. Лично я считаю, что это лучшая из возможных миссий, которые можно купить за 63 млн $.»

Полет АМС «Lunar Prospector»

Как и планировалось, 6 января в 19:47 PST (7 января в 03:47 UTC), через 78 мин после старта, была установлена связь с аппаратом через станцию Сети дальней связи NASA в Голдстоуне, Калифорния. Измерения навигационных параметров показали, что станция вышла на траекторию полета к Луне с отклонением скорости от расчетной менее 1 м/с, что обеспечивает штатный перелет продолжительностью 105 часов. Телеметрия показала, что заряд батарей КА нормальный, потребляемый ток составляет 3 ампера.

Моменты основных событий полета АМС «Lunar Prospector»
ДАТА И ВРЕМЯ , PST	СОБЫТИЕ
06.01.1998, 18:29 07.01.1998, ? 08.01.1998, 00:25 11.01.1998, 03:45 12.01.1998, 02:58 13.01.1998, 03:27 15.01.1998,13:44	Старт Коррекция ТСМ-1 Коррекция ТСМ-2 Выход на начальную орбиту ИСЛ LOI-1 Коррекция орбиты ИСЛ LOI-2 Коррекция орбиты ИСЛ LOI-3. Первая рабочая орбита. Коррекция орбиты ИСЛ. Штатная рабочая орбита.

Последнее путешествие Юджина Шумейкера Станция «Lunar Prospector» доставила к Луне контейнер с одной унцией (28 г) праха замечательного американского астронома-планетолога, Юджина Шумейкера (Eugene Shoemaker), занимавшегося Луной со времен проекта «Ranger». «То, что я не смог постучать по Луне... своим собственным молотком, было величайшим разочарованием в моей жизни», - говорил он. Шумейкер погиб в автокатастрофе вблизи г. Алис-Спрингс (Австралия) 18 июля 1997 г. Сообщение France Presse о том, что к Луне также отправлен прах Каролины Шумейкер и Дэвида Леви, соавторов Юджина по открытию кометы Шумейкеров-Леви 9, ошибочно. Каролина и Дэвид, слава Богу, живы. «Он всегда хотел полететь на Луну», - сказала Каролина Шумейкер, наблюдавшая пуск на мысе Канаверал. - Он был бы восхищен». Контейнер, предоставленный компанией «Celestis», был украшен фотографиями кометы Хейла-Боппа, Аризонского метеоритного кратера и нес строки из «Ромео и Джульетты» Вилльяма Шекспира. Представители племени навахо осудили космические похороны Шумейкера. «Человеческие останки не должны попадать на Луну, так как ее земля священна», - заявили они. NASA пришлось принести официальные извинения.

В первые часы полета связь с КА «Lunar Prospector» была затруднена. Корпус станции находился между антенной и Землей, принимаемый сигнал был слаб и содержал многочисленные ошибки, а передача команд была невозможна. (Правда, телеметрия шла и через геостационарный ретранслятор TDRS.) Из-за этого пришлось отложить штатную ориентацию и развертывание штанг научной аппаратуры. Чтобы это развертывание прошло нормально, потребовалось задать станции временную ориентацию, изменив направление оси примерно на 30° - так, чтобы механизмы развертывания штанг и другие элементы конструкции не перегревались.

7 января. К 04:30 PST (12:30 UTC) были полностью развернуты штанги научной аппаратуры (с помощью пиротехнических устройств: зажженный заряд расплавляет парафиновую «печать» и дает штанге возможность развернуться) и подано питание на все научные приборы. Затем была успешно проведена первая коррекция траектории (ТСМ-1). (В первых сообщениях о проблемах со связью говорилось, что она будет отложена на сутки.) Станция была переведена в штатную ориентацию, обеспечиваемую вращением со скоростью 11.2 об/мин.

Во второй день полета между 22:09 и 23:44 PST после суточной дегазации приборов было подано высокое напряжение на электронный рефлектометр, нейтронный спектрометр и гамма-спектрометр. Замечаний к работе приборов нет.

Вторая коррекция ТСМ-2 была проведена 8 января в 00:25-00:40 PST. Приращение скорости составило 8.4 м/с. После нее планировалось перевести станцию из перелетной в штатную ориентацию для торможения у Луны, но инженер по динамике КА запросил дополнительное время для оценки текущей ориентации станции, несколько изменившейся в ходе коррекции, и ориентирование отложили до утра 9 января.

По состоянию на 09:00 PST «Lunar Prospector» имел скорость вращения 12.685 об/мин. Передача научных данных велась со скоростью 3600 бит/с через всенаправленную антенну. Все системы станции работали штатно, передача команд и прием телеметрии проходили без потерь.

8 января. (третий день полета) В течение полутора часов станция DSS-24 в Голдстоуне не могла установить надежный радиоконтакт с аппаратом, данные были зашумлены. Добиться устойчивой связи удалось после небольшого изменения частоты поднесущей. 53 минуты данных из этого интервала могут быть восстановлены, так как записаны на закольцованном запоминающем устройстве подсистемы команд и обработки данных.

В третий день полета выполнялись главным образом калибровка и настройка научной аппаратуры по командам с Земли. После анализа результатов ТСМ-2 менеджер полетных операций Марси Смит сообщила, что станция идет почти точно по расчетной траектории. Станция была успешно переведена в ориентацию, необходимую для торможения у Луны (так называемая LOI-ориентация), и готова к нему. К полуночи 8 января на борт всего было передано 250 команд.

9 января коррекция траектории ТСМ-3, запланированная на пять утра следующего дня, была признана излишней и отменена, так как расчетная длительность работы двигателей была менее одной секунды. Так же точно не потребовался и планировавшийся в ночь на 11 января резервный разворот в LOI-ориентацию. По баллистическому расчету, станция должна была достичь минимального расстояния от Луны в пределах 4 сек от расчетного времени и 3 км от расчетной точки.

В течение 39 часов, до 15:00 PST 10 января, на борт было передано только 8 команд управления научной аппаратурой.

11 января «Lunar Prospector» перешел на орбиту искусственного спутника Луны (ИСЛ). Это была критическая операция, возможная только в течение двух часов вблизи точки наибольшего сближения с Луной. В 02:45 PST на станцию была загружена команда на маневр выхода на орбиту спутника Луны LOI-1 (Lunar Orbit Insertion) и запущен таймер. Станция подошла к Луне по траектории с наклонением 89.7° (расчетное 89.9°), прошла над поверхностью Луны на высоте 71 км, на 11 км ниже, чем планировалось, и на 33 сек раньше расчетного. Вблизи точки наибольшего сближения были получены первые пробные результаты со спектрометра станции.

В 03:45 PST (11:45 UTC), точно по графику, «Lunar Prospector» начал торможение при помощи двух двигателей на нижнем днище. Это был очень напряженный момент: целеуказания для станций Сети дальней связи на период торможения оказались рассчитаны неверно, и в ходе торможения связь с аппаратом и пять минут данных были потеряны. Тем не менее, проработав 32.2 минуты, двигатели обеспечили выход на начальную орбиту ИСЛ («орбита захвата») с высотой апоцентра около 8500 км и периодом 11.8 час (12 час), на которой он и был обнаружен. Скорость вращения станции после маневра была 13.2 об/мин и осталась близка к расчетной. Резервный маневр изменения скорости вращения был отменен. Причины выдачи ошибочного прогноза выяснены.

12 января. В 02:58-03:25 PST (10:58-11:25 UTC), вблизи периселения (03:12 PST), была выполнена коррекция орбиты ИСЛ LOI-2. В результате 27-минутной работы двигателей станция перешла на орбиту с периселением 83 км, апоселением 1870 км и периодом 210 мин. После LOI-2 из 138 кг топлива в баках станции осталось 58 кг.

Плоскость орбиты была почти перпендикулярна направлению на Землю, а периселений расположен над 30° с.ш. Луны, справа вверху, если смотреть с Земли. Такое расположение орбиты обеспечивает непрерывную связь с Землей. Кроме того, орбита почти перпендикулярна линии Луна-Солнце, и станция постоянно освещена.

Аппарат вращался со скоростью 12.15 об/мин. Передача велась со скоростью 3600 бит/с через всенаправленную антенну.

13 января. Был выполнен третий маневр формирования рабочей орбиты, LOI-3.

Два хвостовых двигателя станции проработали 27 мин (03:27-03:54 PST, 11:27-11:54 UTC) с целью перевода аппарата на околокруговую орбиту высотой около 100 км. Планирование LOI-3 было выполнено по «консервативной» схеме: слишком сильное торможение повлекло бы сход с орбиты.

Лучше было недотормозить, чем перетормозить. Минимальная высота во время маневра составила 89 км; выданный импульс был на 4% меньше номинального, и станция вышла на орбиту с наклонением 89.93° и высотой 92x160 км. Из 58 кг топлива было израсходовано 24 кг. Оставшихся после трех маневров 34 кг достаточно для доведения орбиты до штатной и поддержания ее в течение основной годовой и дополнительной программы работы станции.

После LOI-3 скорость вращения станции была установлена на уровне 12 об/мин. Все системы КА и научная аппаратура работали нормально.

Обращение Луны вокруг Земли приводит к тому, что начиная с 13 января «Lunar Prospector» будет заходить за Луну на каждом 2-часовом витке. Заход за Луну сопровождается радиозатмением, первое из которых началось в 10:54 PST, примерно через 9 часов после LOI-3, и длилось 7 мин.

На пресс-конференции 13 января Алан Байндер сказал, что управлять станцией оказалось очень легко («детская игра») и что поступающие научные данные «намного лучше ожидаемых».

Утром 14 января новые команды на борт не передавались. В течение первой недели полета почти все основные работы проводились ночью по тихоокеанскому времени, но теперь операторы готовились сдвинуть их на дневное время. В 11:34 PST на борт были отправлены 10 команд настройки коэффициентов усиления для спектрометров КА.

Уточненные параметры первой рабочей орбиты составили: наклонение 90.1°, высота 92x153 км, период 120 мин (расчетный -118 мин). К полудню 14 января длительность радиозатмений возросла до 33.5 мин, а к 20 января это время увеличится до максимума - 47 мин. Во время нахождения над обратной стороной Луны информация записывается на борту. Цикл радиозатмений составляет 14 суток, примерно половину периода обращения Луны, из которых 11 суток затмения происходят, а 3 суток - нет.

15 января. Станция перешла на вторую, оптимальную для съемки рабочую орбиту. В 12:31 был включен подогрев двигателей, а в 13:44 PST в периселении они были включены на 76.6 сек, чтобы уменьшить скорость на 12.1 м/с и снизить высоту апоселения со 153 до 100 км. Повторный подогрев был включен в 14:06, и за ним последовал второй, разгонный импульс длительностью 16.4 сек и величиной 2.6 м/с для подъема периселения с 92 до 99 км.

Фактическая высота второй рабочей орбиты составила 99x100 км с периодом 118 мин. Наклонение орбиты 90°. Орбитальная скорость - 1.63 км/с. Баллистический прогноз показывает, что отклонение от этой орбиты из-за особенностей гравитационного поля Луны не превысит 20 км в течение примерно двух недель. После этого орбита будет скорректирована вновь.

В 15:57 PST двигатели были включены в пульсирующем режиме с целью разворота станции в рабочую ориентацию с осью вращения, почти перпендикулярной плоскости эклиптики. Всего было выдано 139 импульсов для поворота оси на 31.5°. Расчетные эклиптические координаты северного конца оси были: широта 89°, долгота 296°, фактические - 87.1° и 218° соответственно. Отклонение оси от расчетного положения составило 2.7°, однако оно находится в пределах допуска. Скорость вращения станции - 12.09 об/мин.

В этот же день планировалось перейти со всенаправленной антенны на антенну среднего усиления MGA.

С 22 января станция будет не только заходить за Луну, но и попадать в тень. По отношению к тени орбита «Lunar Prospector'a» расположена так, что имеет место 187-суточный цикл: 40 суток без тени, затем 147 суток с заходами в тень.

Рассказ о запуске и полете АМС «Lunar Prospector» был бы невозможен без регулярных и подробных пресс-релизов, выпускаемых Дэвидом Морзе (David Morse) в Исследовательском центре имени Эймса.

Новости космонавтики 1998 №3:

С.Тимаков, НК, по сообщениям информационных агентств.

Состояние КА на 16:00 PST (24:00 UTC)
Число витков, совершенных КА	137
Скорость передачи данных, бит/с	3600
Скорость собственного вращения КА, об/мин	12.09
Орбита: перицентр, км апоцентр, км период, мин.	90 110 118
время нахождения в радиотени, мин. за виток	35
время нахождения в солнечной тени, мин. за виток	15
Направление оси вращения КА:
- долгота - широта	226° 88.1°

21 января. По сообщению группы управления в Исследовательском центре имени Эймса NASA, по состоянию на 16:00 PST (24:00 UTC) КА совершает 113-й виток вокруг Луны. Научные приборы продолжают нормально функционировать. Параметры орбиты КА составляют:

- высота перицентра - 80 км;

- высота апоцентра - 120 км;

- период обращения - 118 мин.

Оптимальной для КА являлась бы круговая орбита с высотой 100 км, достигнутая 15 января. Отклонение реальной орбиты вызвано небольшими возмущениями гравитационного поля Луны. Тем не менее, КА и в данных условиях способен выполнять поставленные задачи.

Специалисты группы управления изучают воздействие гравитационных возмущений на аппарат. В ближайшем будущем будет проведена оценка необходимости коррекции орбиты КА.

Внимание специалистов обращено на энергообеспечение КА в связи с его более продолжительным, чем ожидалось, нахождением в тени.

23 января.

В четверг ночью, а также в пятницу (22 и 23 января) на борт КА было передано в общей сложности 72 команды для проведения подстройки магнитометра MAG и электронного рефлектометра ER, а также настройки остронаправленной антенны среднего усиления, которую планируется использовать вместо всенаправленной антенны. Это даст возможность увеличить уровень мощности сигнала на 7дБ и тем самым улучшить прием информации с КА наземными станциями.

Днем 26 января планируется провести небольшую коррекцию плоскости орбиты КА.

Новости космонавтики 1998 №4/5:

«Lunar Prospector»

С.Карпенко. НК.

По сообщениям группы управления КА.

31 января. На 20:21 PST все системы аппарата работают нормально. Однако в конце прошедшей недели имели место небольшие проблемы с работой электроники спектрометров, в связи с чем передача данных с них на время прерывалась. Тогда специалисты управления просто выключили и снова включили подсистему электропитания этих блоков, после чего все стало работать нормально. Спектрометры были вновь настроены на выполнение требуемых функций. С этой целью на борт КА было передано в общей сложности 38 команд.

В течение прошедшей недели были проведены коррекция скорости и оси вращения КА, произведена настройка магнитометра и электронного рефлектометра.

26 января. На борт станции переданы 24 команды для изменения его скорости вращения и ориентации оси вращения на 2.4°. Для этого в 09:18 PST (17:18 UTC) были выданы 12 импульсов тяги, а в 09:54 PST - импульс тяги длительностью 0.61 с, изменивший скорость вращения аппарата с 12.098 до 11.936 об/мин. В настоящее время ось вращения аппарата направлена приблизительно на северный полюс эклиптики и наклонена на 1° в сторону от Солнца для поддержания температурного режима и минимизации затененности солнечных батарей.

Параметры движения КА на 04:00 PST 9 февраля
Номер текущего витка	345
Скорость передачи данных, бит/сек	3600
Скорость вращения аппарата, об/мин	11.94
Ориентация оси вращения аппарата:
долгота	242.0°
широта	88.4°
Орбита:
Периселений, км	92
Апоселений, км	109
Период, мин	118
Время нахождения в радиотени, мин	46
Время нахождения в солнечной тени, мин/виток	39

Скорость собственного вращения аппарата находится в допустимых пределах. В течение ближайших двух месяцев она не будет изменяться и составит 12±0.1 об/мин.

28 января. На борт КА было передано 5 команд для настройки магнитометра и электронного рефлектометра.

«Lunar Prospector» (LP) находится на рабочей орбите уже две недели. Передача данных с аппарата на Землю в течение его прямой видимости наземными станциями проходит в реальном масштабе времени. Когда же КА оказывается в радиотени, собранная им информация сохраняется на твердотельных бортовых запоминающих устройствах. После выхода из тени накопленные данные транслируются на Землю параллельно с текущими.

Передача информации организована таким образом, что каждый научный прибор КА имеет свой строго определенный интервал времени сеанса трансляции на Землю. Зная, когда какой прибор должен быть на связи, а также время проведения наблюдения и точное положение аппарата, ученые восстанавливают весь ход измерений и извлекают из них требуемую информацию. Существуют определенные трудности выделения полезной информации из потока данных из-за зашумленности и малой мощности принимаемого сигнала. Поэтому для объективности сделанных наблюдений требуется неоднократное исследование интересующих областей Луны с целью дальнейшей статистической обработки полученных результатов.

9 февраля. Сегодня после полудня (PST) была проведена небольшая коррекция ориентации с целью разворота оси вращения аппарата для лучшего освещения Солнцем его верхней части.

Все системы аппарата работают нормально.

Новости космонавтики 1998 №6:

Лед на Луне есть!

5 марта

С.Карпенко по сообщениям JPL, группы управления КА.

Научной аппаратурой КА Lunar Prospector получены первые результаты, доказывающие существовании воды на Луне, а также проясняющие строение гравитационного поля спутника Земли. Об этом было объявлено на пресс-конференции в Исследовательском центре им.Эймса (г.Моффет-Филд, шт. Калифорния), где присутствовали представители Лаборатории реактивного движения, Центра Эймса и Лос-Аламосской национальной лаборатории.

1. Лунный лед

Как сообщили научный руководитель проекта д-р Алан Байндер (Alan Binder) и его коллега д-р Уилльям Фелдман, данные двухмесячных наблюдений, проведенных нейтронным спектрометром аппарата Lunar Prospector, доказывают существование на Луне водяного льда. Лед сосредоточен в основном на южном и северном лунных полюсах, но имеется также в очень небольших количествах в районах лунных кратеров, где его доля в приповерхностном грунте составляет 0.3 -1%.

Вот по таким графикам ученые определяют наличие воды на Луне.

Принимая толщину льда равной 0.5 м (проникающая глубина спектрометра), Байндер и Фелдман получили, что содержащие лед грунты покрывают 10 - 50 тыс км² поверхности на северном и 5 - 20 тыс км² на южном полюсах. По их оценке, в зависимости от принятой модели общее количество льда на Луне составляет от 10 до 300 млн тонн. На северном полюсе льда примерно в два раза больше, чем на южном.

То, что содержание льда повышено в районах кратеров, подчеркивает внелунное происхождение воды на поверхности. Вода могла быть принесена сюда метеоритами и кометами, которые падали на Луну в течение нескольких миллиардов лет.

Д-р Джим Арнольд (Jim Arnold) ранее оценил количество льда, поступившего с метеоритами и кометами, величиной 10 -100 млрд тонн. Он считает, что содержащий лед грунт может иметь толщину до 2 метров. Тогда реальное количество льда в действительности в 3 - 4 раза больше, чем следует из расчетов Байндера и Фелдмана.

Для сравнения, ранее проведенные по программе Clementine лунные исследования с использованием радиозондирования поверхности показали наличие на южном полюсе Луны от 100 млн до 1 млрд тонн льда.

Такие разные оценки являются следствием различий как в используемых моделях Луны, так и в самих способах оценки количества водяного льда. Однако в любом случае, наличие на Луне даже 50 млн тонн льда обеспечит водой до 2000 человек в течение 100 лет, что значительно облегчит в будущем строительство лунных баз.

В дальнейшем для более детального исследования лунной поверхности и уточнения количества льда высоту орбиты КА снизят до 10 км.

2. Гравитационные данные

Известно, что гравитационное поле Луны имеет небольшие отклонения, связанные с неоднородностями поверхности, а также глобальную аномалию, вызванную неравномерностью распределения толщины лунной коры.

Для получения точной глобальной карты гравитационного поля Луны был поставлен гравитационный эксперимент с использованием эффекта Допплера (DGE). Для его проведения не потребовалось специального оборудования. По изменению частоты радиосигнала канала связи «борт-Земля» в зависимости от того, приближается ли КА к Земле или, наоборот, удаляется, легко точно определить относительную скорость аппарата. Зная скорость, можно определить силы, действующие на КА, а из них выделить гравитационную составляющую и рассчитать параметры гравитационного поля в данной точке.

Используя результаты эксперимента, а также информацию, полученную ранее в ходе полетов 60 - 70-х годов (Lunar Orbiter, Apollo) и военным КА Clementine в 1994 г., можно обнаружить неизвестные ранее аномалии в распределении массы Луны и построить точную карту лунного гравитационного поля.

Уже обнаружены две аномалии распределения массы по поверхности видимой стороны Луны.

Подробная карта гравитационного поля необходима для обеспечения точной и безопасной навигации будущих аппаратов в поле лунного тяготения.

Глобальная карта гравитационного поля Луны по данным Lunar Prospector

С.Карпенко

по сообщениям групп управления КА.

Lunar Prospector

Номер витка Скорость передачи данных, бит/с Скорость вращения КА, об/мин Ориентация оси вращения КА: Долгота Широта Параметры орбиты: наклонение периселений, км апоселений, км период, мин время нахождения в солнечной тени: время нахождения в радиотени, мин/виток

650 3600 11.94 344° 88.8° 90.0° 82 117 118 нет 45

10 февраля в 14:29 PST (22:29 UTC) для обеспечения лучшей освещенности аппарата была проведена небольшая коррекция ориентации КА на Солнце. На борт было передано 13 команд. Требуемое изменение ориентации оси вращения КА составляло 1.7°, реальное оказалось равным 1.84°.

21 февраля на борт КА было передано 2 команды настройки гамма-спектрометра (GRS). Утром 27 февраля Луна располагалась прямо перед Солнцем, и это стало причиной потери данных, передававшихся в течение 9 минут, поскольку наземные радиотелескопы, отслеживающие КА, вместо научной информации принимали солнечные помехи.

Из-за загруженности 26-метровой антенны Сети дальней связи с КА удается получать лишь 76% от общего объема данных.

На 16:00 PST 5 марта КА «Lunar Prospector» продолжает штатно функционировать. В конце этой недели на борт КА команд не передавалось. Текущие параметры движения аппарата составляют:

В конце прошлой недели в течение 15 часов отсутствовала возможность связи между группой управления КА и аппаратом. После этого условия распределения времени станций сети DSN значительно улучшились.

На начало следующей недели запланирована первая коррекция орбиты КА, которую предполагается выполнить за счет двух осевых импульсов тяги: первый предназначен для подъема периселения до высоты 87 км, второй для снижения апоселения до ИЗ км. Коррекция необходима для нормальной работы бортовой научной аппаратуры КА.

13 марта в период 02:14-06:26 GMT произойдет частное лунное затмение, в течение которого аппарат дважды войдет в солнечную тень, каждый раз продолжая оставаться в ней по 46 минут. Столь долгое нахождение в тени может вызвать проблемы с зарядкой бортовых аккумуляторов, поэтому в течение этого времени будут приняты дополнительные меры безопасности.

Новости космонавтики 1998 №7:

Lunar Prospector

11 марта. В субботу 7 марта специалистами группы управления КА проведены два продольных импульса двигателями A3 и A4 для коррекции траектории. Первый, для подъема периселения, был выполнен в 19:49 PST (03:49 UTC; продолжительность работы 46.5 сек), второй - в 20:53 PST (04:53 UTC, 45.9 сек) для снижения апоселения орбиты.

Планируемые параметры должны были составить:

- периселений - 87 км,

- апоселений - 113 км.

Реально полученные значения:

- периселений - 87.7 км;

- апоселений - 112.3 км.

18 марта. LP продолжает успешно выполнять возложенные на него задачи. Вечером 12 марта Луна и КА вошли в солнечную тень, созданную Землей. Лунное затмение не было полным, поэтому солнечные батареи аппарата продолжали получать энергию, хотя и в меньшем количестве. Как и ожидалось, недостаток света привел к частичной разрядке бортовых аккумуляторов до момента обычного входа в ночную тень Луны и уменьшению тока питания бортовой аппаратуры. После выхода из тени произошла зарядка батарей до штатного уровня.

13 марта. Группой управления КА проведена коррекция, целью которой являлось изменение ориентации оси вращения КА на 1.7° для достижения оптимальной освещенности Солнцем и поддержания теплового режима. Для этого в 12:26 PST (20:26 UTC) двигатели A1 и A4 выдали 13 импульсов. В 12:50 PST с помощью двигателя T1, включенного на 0.81 сек, была проведена коррекция угловой скорости вращения КА для компенсации отклонений, возникших после маневров на прошлой неделе. Скорость вращения изменена с 12.17 до 11.95 об/с.

Состояние КА на 18 марта характеризуется следующими значениями:

Номер витка - 797;

Скорость передачи данных «борт-Земля» - 3600 бит/с;

Скорость вращения - 11.95 об/сек

Орбита:

- наклонение - 90.4°;

- периселений - 84 км;

- апоселений - 115 км;

- период - 118 мин.

Время нахождения в радиотени - 40 мин.

Время нахождения в солнечной тени - 46 мин.

Новости космонавтики 1998 №8:

25 марта. Станция работает штатно, научные исследования продолжаются.

Эволюция высот апоцентра и перицент­ра орбиты станции показана на рисунке. Излом 8 марта соответствует проведенной коррекции. В настоящее время орбита эво­люционирует в соответствии с последним вариантом гравитационной модели Луны LP75D, подготовленной д-ром Конопливом (JPL) и вступившей в силу с 3 марта. Точ­ность решений при определении орбиты существенно возросла по сравнению с мо­делями, использованными до запуска. Ре­шения для орбит на период до 3 марта бу­дут пересчитаны к середине апреля.

Принято решение проводить коррекции орбиты станции приблизительно раз в два месяца. Они будут выполняться в повторя­ющиеся раз в две недели периоды отсутст­вия радиозатмений. Коррекция состоит из двух импульсов, прикладываемых в проти­воположных точках орбиты для удержания высоты перицентра и апоцентра в заданных пределах (см. рис.), изменения эксцентри­ситета орбиты и положения перицентра. Без таких маневров средняя высота пери­центра падала бы со временем, что повлек­ло бы гибель станции. Очередная коррек­ция будет проведена около 1 мая.

1 апреля. Вчера выполнена коррек­ция ориентации оси вращения КА, в резуль­тате чего аппарат развернут на 4.7° к Солн­цу для лучшей освещенности его верхнего днища. Маневр потребовал 23 включения двигателей А1 и А4 31 марта в 14:58 PST (22:58 UTC). Группа управления аппаратом все еще разбирается в результатах пере­ориентации КА и закончит работу тогда, когда будет повторно откалиброван так на­зываемый датчик пересечения лимба.

Орбита по состоянию на 1 апреля (ви­ток №968):

- наклонение: 90.2°

- периселений: 93.4 км

- апоселений: 105.9 км

- период: 118 мин.

Сейчас плоскость орбиты КА совпадает с прямой Луна-Солнце, а это значит, что аппарат более обычного находится в солнечной тени и испытывает резкие переходы из света в тень и обратно и столь же резкую смену температур. Через 3 месяца плоскость орбиты будет примерно перпендикулярна направлению на Солнце, и тени в течение нескольких недель не будет.

Замечаний к работе аппарата нет. Сбор научных данных продолжается.

Новости космонавтики 1998 №14: