| Start |
M.označ. |
Hmotnost |
Popis |
| 27.09.2003 |
2003-043C |
350 kg |
- sonda pro orbitální průzkum Měsíce |
SMART 1
Z Evropy
na Měsíc
Sonda Evropské kosmické agentury ESA s názvem SMART 1 (Small
Missions for Advanced Research in Technology 1) je první
zástupkyní tzv. “flexi missions” – malých a relativně levných automatů, které
kromě splnění vědeckých úkolů mají ověřit nové technologie, použité později
na ambicióznějších expedicích.
Hlavní úkoly SMART 1
Jak již bylo řečeno, dají se úkoly SMART 1 rozdělit do dvou
kategorii:
Z technologických
cílů je nejdůležitější ověření nového iontového motoru PPS 1350 firmy SNECMA
(Francie) . Testovány budou i přístroje pro sběr dat, které byly postaveny
s využitím nejmodernějších technologii umožňujících jejich miniaturizaci.
- K vědeckým cílům expedice patří získání nových poznatků o měsíční geologii,
morfologii, topografii, mineralogii, studiu tektonické aktivity a studiu procesů,
kterými Měsíc prošel při svém formování se.
Technický popis přístrojového vybavení sondy SMART 1
Startovní hmotnost sondy je 350 kilogramů, při navedení na
oběžnou dráhu Měsíce 305 kilogramů, z toho na vědeckou výbavu připadá 15
kilogramů. Ta se skládá z těchto přístrojů:
- AMIE (Asteroid – Moon Micro Imager Experiment ) – zobrazovací
zařízení sondy SMART 1 o hmotnosti 450 gramů vyrobená ve Švýcarsku, snímá
s úhlem záběru 5,3° x 5,3° a rozlišením 1024 x 1024 pixelů. Snímky můžou
být pořizovány přes tři výměnné filtry: 450nm (UV), 950nm (IR) a 750nm (viditelná
oblast spektra).
- EPDP (Electric Propulsion Diagnostic Package) – vedlejší účinky
použitého iontového motoru mohou být fyzikální, elektrické, mechanické a tepelné.
Působení plasmy může způsobovat erozi exponovaného materiálu dopadem částic,
střídavým ohříváním a chladnutím, elektrickou indukcí. Monitoringem těchto
efektů se má zabývat zařízení EPDP, sestávajícího z mnoha senzorů, namontovaných
v okolí iontového pohonu. Hmotnost zařízení včetně podpůrné elektroniky
nepřesáhne 2 kilogramy.
- SPEDE (Spacecraft Potential , Electron and Dust Experiment) –
dva senzory namontované na konci 60 cm dlouhých tyčí. Využitá mohou být buď
pro měření elektrických účinků iontového pohonu, nebo pro měření plasmy v okolí
sondy. Hmotnost čidel je 800 gramů.
- SIR (SMART 1 Infrared Spectrometer) provede studium měsíčního
povrchu ve vlnových délkách 900-2400 nm se spektrálním rozlišení 0,06 nm a
plošném rozlišení okolo 300 metrů. Celková hmotnost experimentu je 2 kilogramy.
Přístroj byl vyroben konsorciem firem pod vedením Max Planck Institute v Německu.
- D-CIXS (Demonstration of a Compact Imaging X-Ray Spectrometer)
Kompaktní přístroj pro sledování emise paprsků X s rozlišením lepším
než 200 eV, skládá se ze 40 detektorů o rozměrech 10x10 mm o celkové hmotnosti
3 kg včetně elektroniky. Hlavním úkolem je pořízení mapy Měsíce s dosud
nejlepším rozlišením s ohledem na zastoupení různých prvků.
- KaTE (Ka-band Telemetry and Telecommand Experiment) má ověřit
použitelnost nových technologii využívajících vysoce citlivé přijímače, demonstrovat
využití vyšších kmitočtových pásem pro přenos dat, v pásmu X (8 GHz)
a Ka (32/34 GHz), otestovat nové kódovací techniky (tzv. Turbo kód) a prověřit
funkčnost nově postavené stanice pro dálkové kosmické spojení poblíž Perthu
v Austrálii.
- OBAN (OnBoard Autonomous Navigation) dosud jediná ze všech
vypuštěných kosmických sond byla vybavená systémem aktivního řízení – sonda
Deep Space 1. O svoji jedinečnost ji má připravit právě SMART 1 se systémem
OBAN. Princip aktivního řízení spočívá v softwarovém zpracování poloh
velkého množství kosmických těles, které jsou porovnávána s aktuálním
stavem. Zjištěná data jsou potom neustále konfrontována s programem řízení
letu. Při zjištění disproporce mezi plánovanou a skutečnou polohou vůči cílovému
objektu je navigační systém schopný vypočítat parametry potřebné korekce dráhy.
Řízení letu dozoruje správnou činnost navigačního systému.
- SILEX (SMART 1 Laser Link Experiment) na vlnové délce 847
nm bude vysílaný laserový paprsek z Observatorio del Teide na
Tenerife v nadmořské výšce 2393 metrů. Paprsek s energii 28 W bude
zachycován a odrážen zpět k Zemi, k tomu bude využita kamera AMIE.
Kromě vysoce přesných měření poloh sondy umožní tento experiment zjistit hodnoty
útlumů a vlastností světelných paprsků vysílaných ze Země do vesmíru, což
vhodně doplní znalosti o útlumu světla dopadajícího z vesmíru na Zemi
(kteréžto jsou využívány například při konstrukci optických observatoří, využívajících
tzv. adaptivní optiku – jemné korekce tvaru zrcadel na základě měření chvění
atmosféry pomoci laserového paprsku).
SMART
1 byla první evropskou sondou vyslanou k Měsíci, prvenství mezi evropskými
sondami jí rovněž zajistilo použití iontového motoru jako hlavního pohonného
systému. Elektrický pohon na meziplanetární sondě byl použitý dosud jenom jednou
– na sondě Deep Space 1, vypuštěné v roce 1998. Tento druh pohonu byl vyvinutý
už před třiceti lety, zejména v bývalém Sovětském svazu bylo vypuštěno
množství družic na oběžnou dráhu kolem Země. Používaly vedle klasického chemického
i elektrický pohon, zejména pro stabilizační systém udržující správnou orientaci
v prostoru. Zatímco klasický chemický pohon pracuje se specifickým impulsem
od 3000 Ns/kg, u elektrického pohonu se pohybuje mezi 15 000 – 100 000
Ns/kg (číslo udává rychlost v m/sec, se kterou opouští plyny nebo částice
komoru motoru). Nevýhodou je nízký tah, pouze zlomkový ve srovnání s klasickým
pohonem. To je ale zase vyváženo poměrně malým množstvím potřebného množství
pohonné látky. PPS 1350 je iontový motor, využívající jako pohonnou látku xenon
. Jeho keramická komora o průměru 10cm je obepnutá vnitřním a vnějším vinutím.
Elektrony – záporně nabité částice proudí z vnější elektrody – katody na
anodu umístěnou uvnitř komory, kam je přiváděný xenonový plyn. Elektricky neutrální
částice plynu se ionizují, získávají kladný elektrický náboj a silným magnetickým
polem jsou poté vypuzovány vysokou rychlostí ven z komory, kde se neutralizují.
Tah iontového motoru sondy SMART 1 je 70 mN.
Průběh
letu sondy SMART 1
Sondu SMART 1 do vesmíru vynesla raketa Ariane 5 dne 27.09.2003.
Spirálová trajektorie ze Země ji přivedla k Měsíci po 16–ti měsících, během
nichž byla testována všechna zařízení sondy. U Měsíce byla navedena na eliptickou
polární dráhu ve výšce 300 – 10 000 kilometrů, umožňující provádět vědecká
měření. K průzkumu byly využity všechny přístroje na palubě.
Po vyčerpání zásob xenonu pro iontový motor se dráha sondy
postupně snižovala a dne 03.09.2006 v 05:42:22 UT sonda dopadla na povrch přivrácené
strany Měsíce. Dopad byl ze Země pozorován řadou astronomických observatoří.
Jan Toman
Aktualizováno : 03.09.2006
[ Obsah | Nepilotované
kosmické lety ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/sondy/ostatni/smart1/index.htm)
