Chandrayaan-1 ( transl. Moon-craft , pronunciación ( ayuda · info ) ) [6] fue la primera sonda lunar india bajo el programa Chandrayaan . Fue lanzado por la Organización de Investigación Espacial de la India en octubre de 2008 y funcionó hasta agosto de 2009. La misión incluyó un orbitador lunar y un impactador . India lanzó la nave espacial utilizando un cohete PSLV-XL el 22 de octubre de 2008 a las 00:52 UTC desde el Centro Espacial Satish Dhawan , en Sriharikota , Andhra Pradesh. [7] La misión fue un gran impulso para el programa espacial de India, [8] ya que India investigó y desarrolló su propia tecnología para explorar la Luna. [9] El vehículo se insertó en la órbita lunar el 8 de noviembre de 2008. [10]
Tipo de misión | Orbitador lunar |
---|---|
Operador | Organización de Investigación Espacial de la India |
ID COSPAR | 2008-052A |
SATCAT no. | 33405 |
Sitio web | www |
Duración de la misión | Planificado: 2 años Final: 10 meses, 6 días |
Propiedades de la nave espacial | |
Masa de lanzamiento | 1.380 kg (3.040 libras) [1] |
Secado masivo | 560 kg (1230 libras) [2] |
Masa de carga útil | 105 kg (231 libras) [2] |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 22 de octubre de 2008, 00:52 UTC |
Cohete | PSLV-XL C11 [3] [4] |
Sitio de lanzamiento | Segundo pad de Satish Dhawan |
Contratista | ISRO |
Fin de la misión | |
Ultimo contacto | 28 de agosto de 2009, 20:00 UTC |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Selenocéntrico |
Semieje mayor | 1.758 kilómetros (1.092 mi) |
Excentricidad | 0.0 |
Altitud de periseleno | 200 km (120 millas) |
Altitud aposelene | 200 km (120 millas) |
Época | 19 de mayo de 2009 |
Orbitador lunar | |
Inserción orbital | 8 de noviembre de 2008 |
Órbitas | 3.400 en la MOE [5] |
El 14 de noviembre de 2008, la sonda de impacto lunar se separó del orbitador Chandrayaan a las 14:36 UTC y golpeó el polo sur de manera controlada, convirtiendo a India en el cuarto país en colocar la insignia de su bandera en la Luna. [11] La sonda golpeó cerca del cráter Shackleton a las 15:01 UTC, expulsando suelo subterráneo que podría analizarse para detectar la presencia de hielo de agua lunar . [12] La ubicación del impacto se denominó Jawahar Point . [13]
El costo estimado del proyecto fue de ₹ 386 crore (US $ 54 millones). [14]
Se pretendía estudiar la superficie lunar durante un período de dos años, para producir un mapa completo de la composición química en la superficie y la topografía tridimensional. Las regiones polares son de especial interés ya que pueden contener agua helada. [15] Entre sus muchos logros se encuentra el descubrimiento de la presencia generalizada de moléculas de agua en el suelo lunar. [dieciséis]
Después de casi un año, el orbitador comenzó a sufrir varios problemas técnicos, incluida la falla del rastreador de estrellas y un blindaje térmico deficiente; Chandrayaan-1 dejó de comunicarse alrededor de las 20:00 UTC el 28 de agosto de 2009, poco después de lo cual la ISRO declaró oficialmente que la misión había terminado. Chandrayaan-1 operó durante 312 días en lugar de los dos años previstos, pero la misión logró la mayoría de sus objetivos científicos. [5] [17] [18] [19]
El 2 de julio de 2016, la NASA utilizó sistemas de radar terrestres para reubicar Chandrayaan-1 en su órbita lunar, más de siete años después de su cierre. [20] [21] Observaciones repetidas durante los siguientes tres meses permitieron una determinación precisa de su órbita que varía entre 150 y 270 km (93 y 168 millas) de altitud cada dos años. [22]
Historia
El entonces primer ministro de la India, Atal Bihari Vajpayee, anunció el proyecto Chandrayaan 1 en curso en su discurso del Día de la Independencia el 15 de agosto de 2003. [23] La misión fue un gran impulso para el programa espacial de la India. [8] La idea de una misión científica india a la Luna se planteó por primera vez en 1999 durante una reunión de la Academia de Ciencias de la India. La Sociedad Astronáutica de la India (ASI) llevó adelante la idea en 2000. Poco después, la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) estableció la Fuerza de Tarea de la Misión Lunar Nacional que concluyó que ISRO tiene la experiencia técnica para llevar a cabo una misión india al Luna. En abril de 2003, más de 100 científicos indios eminentes en los campos de las ciencias planetarias y espaciales, ciencias de la Tierra , física, química, astronomía, astrofísica, ingeniería y ciencias de la comunicación discutieron y aprobaron la recomendación del Grupo de Trabajo de lanzar una sonda india a la Luna. Seis meses después, en noviembre, el gobierno indio aprobó la misión. [24] [25]
Objetivos
La misión tenía los siguientes objetivos declarados: [26]
- para diseñar, desarrollar, lanzar y orbitar una nave espacial alrededor de la Luna utilizando un vehículo de lanzamiento hecho en India
- para realizar experimentos científicos utilizando instrumentos en la nave espacial que arrojarían datos:
- para la preparación de un atlas tridimensional (con alta resolución espacial y de altitud de 5 a 10 mo 16 a 33 pies) de los lados cercano y lejano de la Luna
- para el mapeo químico y mineralógico de toda la superficie lunar a alta resolución espacial, mapeando particularmente los elementos químicos magnesio , aluminio, silicio , calcio , hierro, titanio , radón , uranio y torio
- para incrementar el conocimiento científico
- para probar el impacto de un sub-satélite (Moon Impact Probe - MIP) en la superficie de la Luna como precursor de futuras misiones de aterrizaje suave
Metas
Para alcanzar su objetivo, la misión definió estos objetivos:
- Imágenes mineralógicas y químicas de alta resolución de las regiones polares norte y sur en sombra permanente
- Búsqueda de agua lunar superficial o subterránea: hielo, especialmente en los polos lunares.
- Identificación de sustancias químicas en rocas lunares de las tierras altas
- Estratigrafía química de la corteza lunar por teledetección de las tierras altas centrales de los grandes cráteres lunares y de la Región Aitken del Polo Sur (SPAR), un sitio esperado de material interior.
- Mapeo de la variación de altura de las características de la superficie lunar
- Observación del espectro de rayos X superior a 10 keV y cobertura estereográfica de la mayor parte de la superficie de la Luna con una resolución de 5 m (16 pies)
- Proporcionar nuevos conocimientos para comprender el origen y la evolución de la Luna [ cita requerida ]
Especificaciones
- Masa
- 1.380 kg (3.042 lb) en el lanzamiento, 675 kg (1.488 lb) en la órbita lunar, [27] y 523 kg (1.153 lb) después de soltar el impactador.
- Dimensiones
- Cuboide en forma de aproximadamente 1,5 m (4,9 pies)
- Comunicaciones
- Banda X , antena parabólica de doble cardán de 0,7 m (2,3 pies) de diámetro para transmisión de datos de carga útil. La comunicación de telemetría, seguimiento y comando (TTC) opera en la frecuencia de banda S.
- Energía
- La nave espacial estaba alimentada principalmente por su matriz solar , que incluía un panel solar que cubría un área total de 2,15 × 1,8 m (7,1 × 5,9 pies) que generaba 750 W de potencia máxima, que se almacenaba en una batería de iones de litio de 36 A · h. para usar durante los eclipses. [28]
- Propulsión
- La nave espacial utilizó un sistema de propulsión integrado bipropelente para alcanzar la órbita lunar, así como el mantenimiento de la órbita y la altitud mientras orbita la Luna. La planta de energía constaba de un motor de 440 N y ocho propulsores de 22 N. El combustible y el oxidante se almacenaron en dos tanques de 390 litros (100 gal EE.UU.) cada uno. [27] [28]
- Navegación y control
- La nave se estabilizó en 3 ejes con dos sensores de estrellas , giroscopios y cuatro ruedas de reacción . La nave llevaba dos unidades de gestión de bus redundantes para control de actitud, procesamiento de sensores, orientación de antenas, etc. [27] [28]
Carga útil
La carga útil científica tenía una masa de 90 kg (198 lb) y contenía cinco instrumentos indios y seis instrumentos de otros países.
Instrumentos indios
- TMC o Terrain Mapping Camera es una cámara CMOS con una resolución de 5 m (16 pies) y una franja de 40 km (25 mi) en la banda pancromática y se utilizó para producir un mapa de alta resolución de la Luna. [29] El objetivo de este instrumento era trazar un mapa completo de la topografía de la Luna. La cámara funciona en la región visible del espectro electromagnético y captura imágenes estéreo en blanco y negro. Cuando se utiliza junto con los datos del Instrumento de determinación de distancia por láser lunar (LLRI), también puede ayudar a comprender mejor el campo gravitacional lunar. TMC fue construido por el Centro de Aplicaciones Espaciales (SAC) de ISRO en Ahmedabad. [30] El TMC se probó el 29 de octubre de 2008 mediante un conjunto de comandos emitidos por ISTRAC. [31]
- HySI o Hyper Spectral Imager es una cámara CMOS que realiza un mapeo mineralógico en la banda de 400 a 900 nm con una resolución espectral de 15 nm y una resolución espacial de 80 m (260 pies).
- LLRI o Lunar Laser Ranging Instrument determina la altura de la topografía de la superficie enviando pulsos de luz láser infrarroja hacia la superficie lunar y detectando la parte reflejada de esa luz. Operó continuamente y recopiló 10 mediciones por segundo tanto en el lado diurno como nocturno de la Luna. LLRI fue desarrollado por el Laboratorio de Sistemas de Electro Óptica de ISRO, Bangalore. [32] Fue probado el 16 de noviembre de 2008. [32] [33]
- HEX es un espectrómetro de rayos X aj / gamma de alta energía para mediciones de 30–200 keV con una resolución terrestre de 40 km (25 mi), el HEX midió la desgasificación de U , Th , 210 Pb , 222 Rn y otros elementos radiactivos.
- MIP o la sonda de impacto lunar desarrollada por la ISRO, es una sonda de impacto que constaba de un altímetro de radar de banda C para medir la altitud de la sonda, un sistema de imágenes de video para adquirir imágenes de la superficie lunar y un espectrómetro de masas para medir la constituyentes de la atmósfera lunar. [34] Fue expulsado a las 14:30 UTC del 14 de noviembre de 2008. Como estaba previsto, la sonda de impacto lunar impactó el polo sur lunar a las 15:01 UTC del 14 de noviembre de 2008. Llevaba consigo una imagen de la bandera india. India es ahora la cuarta nación en colocar una bandera en la Luna después de la Unión Soviética, Estados Unidos y Japón.
Instrumentos de otros países
- El espectrómetro de fluorescencia de rayos X o C1XS que cubre entre 1 y 10 keV, cartografió la abundancia de Mg , Al , Si , Ca , Ti y Fe en la superficie con una resolución terrestre de 25 km (16 millas) y controló el flujo solar . [35] Esta carga útil es el resultado de la colaboración entre el laboratorio Rutherford Appleton, Reino Unido, la ESA y la ISRO. Fue activado el 23 de noviembre de 2008 [36].
- SARA , el Analizador reflectante de átomos Sub-keV de la ESA mapeó la composición mineral utilizando átomos neutros de baja energía emitidos desde la superficie. [37] [38]
- M 3 , Moon Mineralogy Mapper de Brown University y JPL (financiado por la NASA ) es un espectrómetro de imágenes diseñado para mapear la composición mineral de la superficie. Fue activado el 17 de diciembre de 2008 [39].
- SIR-2 , un espectrómetro de infrarrojo cercano de la ESA, construido en el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar , la Academia Polaca de Ciencias y la Universidad de Bergen , también trazó un mapa de la composición mineral utilizando un espectrómetro de rejilla infrarroja . El instrumento es similar al del Smart-1 SIR. [40] [41] Se activó el 19 de noviembre de 2008 y las observaciones científicas se iniciaron el 20 de noviembre de 2008. [36]
- Mini-SAR , diseñado, construido y probado para la NASA por un gran equipo que incluye el Centro de Guerra Aérea Naval, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins , los Laboratorios Nacionales Sandia , Raytheon y Northrop Grumman , con el apoyo externo de ISRO. Mini-SAR es el sistema activo de radar de apertura sintética para buscar hielo polar lunar, hielo de agua. El instrumento transmitió radiación polarizada derecha con una frecuencia de 2.5 GHz y monitoreó radiación polarizada izquierda y derecha dispersa. La reflectividad de Fresnel y la relación de polarización circular (CPR) son los parámetros clave que se deducen de estas mediciones. El hielo muestra el efecto de oposición de retrodispersión coherente que da como resultado una mejora de los reflejos y la RCP, de modo que se puede estimar el contenido de agua de las regiones polares de la Luna. [42] [43] [44]
- RADOM-7 , Experimento de monitor de dosis de radiación de la Academia de Ciencias de Bulgaria mapeó el entorno de radiación alrededor de la Luna. [45] Fue probado el 16 de noviembre de 2008. [32] [33]
Cronología de la misión
Durante el mandato del Primer Ministro Manmohan Singh, el proyecto Chandrayaan recibió un impulso y, finalmente, Chandrayaan-1 se lanzó el 22 de octubre de 2008 a las 00:52 UTC desde el Centro Espacial Satish Dhawan utilizando los 44,4 metros (146 pies) de altura y cuatro metros de altura de ISRO. etapa vehículo de lanzamiento PSLV C11. [46] Chandrayaan-1 fue enviado a la Luna en una serie de maniobras de aumento de órbita alrededor de la Tierra durante un período de 21 días en lugar de lanzar la nave en una trayectoria directa a la Luna. [47] En el lanzamiento, la nave espacial se insertó en la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) con un apogeo de 22.860 km (14.200 millas) y un perigeo de 255 km (158 millas). El apogeo se incrementó con una serie de cinco quemaduras orbitales realizadas durante un período de 13 días después del lanzamiento. [47]
Durante la duración de la misión, la red de telemetría, rastreo y comando de ISRO ( ISTRAC ) en Peenya en Bangalore , rastreó y controló Chandrayaan-1. [48] Científicos de India, Europa y Estados Unidos realizaron una revisión de alto nivel de Chandrayaan-1 el 29 de enero de 2009 después de que la nave espacial completara sus primeros 100 días en el espacio. [49]
Quemaduras en la órbita terrestre
Fecha (UTC) | Tiempo de combustión (minutos) | resultando apogeo |
---|---|---|
Lanzamiento 22 de octubre | 18.2 en cuatro etapas | 22,860 kilometros |
23 de octubre | 18 | 37.900 kilometros |
25 de octubre | dieciséis | 74,715 kilometros |
26 de octubre | 9.5 | 164.600 kilometros |
29 de octubre | 3 | 267.000 kilometros |
4 de noviembre | 2.5 | 380.000 kilometros |
- Primera quema de órbita
La primera maniobra de elevación de la órbita de la nave espacial Chandrayaan-1 se realizó a las 03:30 UTC del 23 de octubre de 2008 cuando el motor líquido de 440 Newton de la nave se encendió durante unos 18 minutos al mando de la nave espacial desde el Centro de control de la nave espacial (SCC) en ISRO Telemetry. Red de seguimiento y comando (ISTRAC) en Peenya, Bangalore. Con esto, el apogeo de Chandrayaan-1 se elevó a 37.900 km (23.500 millas) y su perigeo a 305 km (190 millas). En esta órbita, la nave espacial Chandrayaan-1 tardó aproximadamente 11 horas en dar la vuelta a la Tierra una vez. [50]
- Segunda quema de órbita
La segunda maniobra de elevación de la órbita de la nave espacial Chandrayaan-1 se llevó a cabo el 25 de octubre de 2008 a las 00:18 UTC cuando el motor de la nave se encendió durante unos 16 minutos, elevando su apogeo a 74.715 km (46.426 millas) y su perigeo a 336. km (209 millas), completando así el 20 por ciento de su viaje. En esta órbita, la nave espacial Chandrayaan-1 tardó unas veinticinco horas y media en dar la vuelta a la Tierra una vez. Esta es la primera vez que una nave espacial india ha ido más allá de la órbita geoestacionaria de 36.000 km (22.000 millas) de altura y alcanza una altitud de más del doble de esa altura. [51]
- Quemadura de la tercera órbita
La tercera maniobra de elevación de la órbita se inició el 26 de octubre de 2008 a las 01:38 UTC cuando el motor de la nave se encendió durante unos nueve minutos y medio. Con esto su apogeo se elevó a 164,600 km (102,300 mi) y el perigeo a 348 km (216 mi). En esta órbita, Chandrayaan-1 tardó alrededor de 73 horas en dar la vuelta a la Tierra una vez. [52]
- Quemadura de la cuarta órbita
La cuarta maniobra de elevación de la órbita tuvo lugar el 29 de octubre de 2008 a las 02:08 UTC cuando el motor de la nave se encendió durante unos tres minutos, elevando su apogeo a 267.000 km (166.000 millas) y el perigeo a 465 km (289 millas). Esto extendió su órbita a una distancia de más de la mitad del camino a la Luna. En esta órbita, la nave espacial tardó unos seis días en dar la vuelta a la Tierra una vez. [53]
- Quemadura de órbita final
La quinta y última maniobra de elevación de la órbita se llevó a cabo el 3 de noviembre de 2008 a las 23:26 UTC cuando el motor de la nave se encendió durante aproximadamente dos minutos y medio, lo que provocó que Chandrayaan-1 entrara en la trayectoria de transferencia lunar con un apogeo de aproximadamente 380.000 km ( 240.000 millas). [54]
Inserción de la órbita lunar
Fecha (UTC) | Tiempo de combustión (segundos) | Periseleno resultante | Aposelene resultante |
---|---|---|---|
8 de noviembre | 817 | 504 kilometros | 7,502 kilometros |
9 de noviembre | 57 | 200 kilometros | 7,502 kilometros |
10 de noviembre | 866 | 187 kilometros | 255 kilometros |
11 de noviembre | 31 | 101 kilometros | 255 kilometros |
12 de noviembre Órbita final | 100 kilometros | 100 kilometros |
Chandrayaan-1 completó la operación de inserción de la órbita lunar el 8 de noviembre de 2008 a las 11:21 UTC. Esta maniobra implicó el encendido del motor líquido durante 817 segundos (aproximadamente trece minutos y medio) cuando la nave espacial pasó a 500 km (310 millas) de la Luna. El satélite se colocó en una órbita elíptica que pasó sobre las regiones polares de la Luna, con 7.502 km (4.662 millas) de aposeleno y 504 km (313 millas) de periseleno . El período orbital se estimó en alrededor de 11 horas. Con la finalización exitosa de esta operación, India se convirtió en la quinta nación en poner un vehículo en órbita lunar. [10]
- Primera reducción de órbita
La primera maniobra de reducción de la órbita lunar de Chandrayaan-1 se llevó a cabo el 9 de noviembre de 2008 a las 14:33 UTC. Durante esto, el motor de la nave espacial se encendió durante unos 57 segundos. Esto redujo el periseleno a 200 km (124 millas) mientras que el aposeleno se mantuvo sin cambios en 7,502 km. En esta órbita elíptica, Chandrayaan-1 tardó unas diez horas y media en dar la vuelta a la Luna una vez. [55]
- Segunda reducción de órbita
Esta maniobra se llevó a cabo el 10 de noviembre de 2008 a las 16:28 UTC, lo que resultó en una fuerte disminución en el aposelene de Chandrayaan-1 a 255 km (158 millas) y su periselene a 187 km (116 millas). Durante esta maniobra, el motor se encendió. durante unos 866 segundos (unos catorce minutos y medio). Chandrayaan-1 tardó dos horas y 16 minutos en dar la vuelta a la Luna una vez en esta órbita. [56]
- Reducción de la tercera órbita
La tercera reducción de la órbita lunar se llevó a cabo encendiendo el motor a bordo durante 31 segundos el 11 de noviembre de 2008 a las 13:00 UTC. Esto redujo el periseleno a 101 km (63 millas), mientras que el aposeleno se mantuvo constante en 255 km. En esta órbita, Chandrayaan-1 tardó dos horas y 9 minutos en dar la vuelta a la Luna una vez. [57]
- Órbita final
La nave espacial Chandrayaan-1 se colocó en una órbita polar lunar específica de la misión de 100 km (62 millas) sobre la superficie lunar el 12 de noviembre de 2008. [58] [59] En la maniobra final de reducción de la órbita, el aposeleno y el periseleno de Chandrayaan-1 fueron ambos reducidos a 100 km. [59] En esta órbita, Chandrayaan-1 tarda unas dos horas en dar la vuelta a la Luna una vez. Se encendieron dos de las 11 cargas útiles, la cámara de cartografía del terreno (TMC) y el monitor de dosis de radiación (RADOM). El TMC adquirió imágenes tanto de la Tierra como de la Luna. [59]
Impacto del MIP en la superficie lunar
La Luna Sonda de Impacto (MIP) Crash aterrizó en la superficie lunar el 14 de noviembre de 2008, 15:01 GMT cerca del cráter Shackleton en el polo sur. [58] El MIP fue uno de los once instrumentos científicos (cargas útiles) a bordo del Chandrayaan-1. [60]
El MIP se separó de Chandrayaan a 100 km de la superficie lunar y comenzó su caída en picada a las 14:36 UTC. entrar en caída libre durante treinta minutos. [58] A medida que caía, seguía enviando información al satélite madre que, a su vez, transmitía la información a la Tierra. El altímetro también comenzó a registrar mediciones para prepararse para que un rover aterrizara en la superficie lunar durante una segunda misión a la Luna. [61]
Tras el despliegue del MIP, se encendieron los demás instrumentos científicos, iniciando la siguiente fase de la misión. [60]
Después de análisis científicos de los datos recibidos del MIP, la Organización de Investigación Espacial de la India confirmó la presencia de agua en el suelo lunar y publicó el hallazgo en una conferencia de prensa dirigida por su entonces presidente G. Madhavan Nair .
Aumento de la temperatura de la nave espacial
ISRO informó el 25 de noviembre de 2008 que la temperatura de Chandrayaan-1 había aumentado por encima de lo normal a 50 ° C (122 ° F), [62] Los científicos dijeron que fue causada por temperaturas más altas de lo esperado en la órbita lunar. [62] La temperatura se redujo en unos 10 ° C (18 ° F) girando la nave espacial unos 20 grados y apagando algunos de los instrumentos. [62] Posteriormente, la ISRO informó el 27 de noviembre de 2008 que la nave espacial estaba operando en condiciones normales de temperatura. [63] En informes posteriores, la ISRO dice que, dado que la nave aún registraba temperaturas más altas de lo normal, funcionaría solo con un instrumento a la vez hasta enero de 2009, cuando se dice que las condiciones de temperatura orbital lunar se estabilizarán. [64] Inicialmente se pensó que la nave espacial experimentaba altas temperaturas debido a la radiación del Sol y la radiación infrarroja reflejada por la Luna. [65] Sin embargo, el aumento de la temperatura de la nave espacial se atribuyó más tarde a un lote de convertidores CC-CC con mala regulación térmica. [66] [67]
Mapeo de minerales
El contenido mineral en la superficie lunar fue mapeado con el Moon Mineralogy Mapper (M 3 ), un instrumento de la NASA a bordo del orbitador. Se reiteró la presencia de hierro y se han identificado cambios en la composición de las rocas y minerales. Se cartografió la región de la Cuenca Oriental de la Luna e indica la abundancia de minerales que contienen hierro, como el piroxeno . [68]
En 2018 se anunció que los datos infrarrojos M 3 se habían vuelto a analizar para confirmar la existencia de agua en amplias extensiones de las regiones polares de la Luna. [69]
Mapeo de los sitios de aterrizaje de Apolo
ISRO anunció en enero de 2009 la finalización del mapeo de los sitios de aterrizaje de las misiones Apollo Moon por parte del orbitador, utilizando múltiples cargas útiles. Se han cartografiado seis de los sitios, incluidos los sitios de aterrizaje del Apolo 15 y el Apolo 17 . [70]
Adquisición de imágen
La nave completó 3.000 órbitas adquiriendo 70.000 imágenes de la superficie lunar, [71] [72] [73] que es un récord en comparación con los vuelos lunares de otras naciones. Los funcionarios de ISRO estimaron que si las cámaras de Chandrayaan han transmitido más de 40.000 imágenes en 75 días, se han enviado casi 535 imágenes diarias. Primero se transmitieron a la Red de Espacio Profundo de la India en Byalalu cerca de Bangalore, desde donde se transmitieron a la Red de Comando y Seguimiento de Telemetría de ISRO (ISTRAC) en Bangalore.
Algunas de estas imágenes tienen una resolución de hasta 5 metros (16 pies), lo que proporciona una imagen nítida y clara de la superficie de la Luna, mientras que muchas imágenes enviadas por algunas de las otras misiones tenían solo una resolución de 100 metros. [74] A modo de comparación, la cámara del orbitador de reconocimiento lunar tiene una resolución de 0,5 metros. [75]
El 26 de noviembre, la cámara autóctona de cartografía del terreno, que se activó por primera vez el 29 de octubre de 2008, adquirió imágenes de picos y cráteres. Esto fue una sorpresa para los funcionarios de ISRO porque la Luna está formada principalmente por cráteres. [76]
Detección de señales de rayos X
Las firmas de rayos X de aluminio, magnesio y silicio fueron captadas por la cámara de rayos X C1XS. Las señales fueron captadas durante una erupción solar que provocó un fenómeno de fluorescencia de rayos X. El destello que causó la fluorescencia estaba dentro del rango de sensibilidad C1XS más bajo. [77] [78] [79]
Imagen de la Tierra completa
El 25 de marzo de 2009, Chandrayaan transmitió sus primeras imágenes de la Tierra en su totalidad. Estas imágenes fueron tomadas con el TMC. Las imágenes anteriores se tomaron solo en una parte de la Tierra. Las nuevas imágenes muestran Asia, partes de África y Australia con India en el centro. [80] [81]
Órbita elevada a 200 km
Después de completar todos los principales objetivos de la misión, la órbita de la nave espacial Chandrayaan-1, que había estado a una altura de 100 km (62 millas) de la superficie lunar desde noviembre de 2008, se elevó a 200 km (124 millas). Las maniobras de elevación de la órbita se llevaron a cabo entre las 03:30 y las 04:30 UTC del 19 de mayo de 2009. La nave espacial a esta mayor altitud permitió realizar más estudios sobre las perturbaciones de la órbita, la variación del campo gravitacional de la Luna y también permitió obtener imágenes de la superficie lunar con una franja más amplia. . [82] Más tarde se reveló que la verdadera razón del cambio de órbita era que era un intento de mantener baja la temperatura de la sonda. [83] Se "... asumió que la temperatura [de los subsistemas de la nave espacial] a 100 km sobre la superficie de la Luna sería de alrededor de 75 grados Celsius. Sin embargo, era más de 75 grados y comenzaron a surgir problemas. Tuvimos que elevar la órbita a 200 km ". [84]
Fallo del sensor de actitud
El rastreador de estrellas , un dispositivo utilizado para la determinación de la actitud de apuntar (orientación), falló en órbita después de nueve meses de funcionamiento. Posteriormente, se determinó la orientación de Chandrayaan usando un procedimiento de respaldo usando un sensor solar de dos ejes y tomando un rumbo desde una estación terrestre. Esto se utilizó para actualizar los giroscopios de tres ejes que permitieron las operaciones de las naves espaciales. [71] [72] [73] El segundo fallo, detectado el 16 de mayo, se atribuyó a una radiación excesiva del sol. [85]
Escaneos de radar
El 21 de agosto de 2009, Chandrayaan-1 junto con el Lunar Reconnaissance Orbiter intentaron realizar un experimento de radar biestático utilizando sus radares Mini-SAR para detectar la presencia de hielo de agua en la superficie lunar . [86] [87] El intento fue un fracaso; resultó que el radar Chandrayaan-1 no apuntó a la Luna durante el experimento. [88]
El Mini-SAR ha captado imágenes de muchas de las regiones en sombra permanente que existen en ambos polos de la Luna. [89] En marzo de 2010, se informó que el Mini-SAR a bordo del Chandrayaan-1 había descubierto más de 40 cráteres permanentemente oscurecidos cerca del polo norte de la Luna que se supone que contienen un estimado de 600 millones de toneladas métricas de hielo de agua. [89] [90] La alta CPR del radar no es un diagnóstico exclusivo de rugosidad o hielo; el equipo científico debe tener en cuenta el entorno en el que se producen las señales de RCP alta para interpretar su causa. El hielo debe ser relativamente puro y al menos un par de metros de espesor para dar esta firma. [89] La cantidad estimada de hielo de agua potencialmente presente es comparable a la cantidad estimada de la misión anterior de los datos de neutrones de Lunar Prospector . [89]
Aunque los resultados son consistentes con hallazgos recientes de otros instrumentos de la NASA a bordo del Chandrayaan-1 (el Moon Mineralogy Mapper (MP3) descubrió moléculas de agua en las regiones polares de la Luna, mientras que el vapor de agua fue detectado por el satélite de observación y detección de cráteres lunares de la NASA , o LCROSS [ 89] ) esta observación no es consistente con la presencia de depósitos gruesos de hielo de agua casi pura dentro de unos pocos metros de la superficie lunar, pero no descarta la presencia de pequeños (<∼10 cm), trozos discretos de hielo mezclados con el regolito. [91]
Fin de la mision
La misión se lanzó el 22 de octubre de 2008 y se espera que funcione durante dos años. Sin embargo, alrededor de las 20:00 UTC del 28 de agosto de 2009, la comunicación con la nave espacial se perdió repentinamente. La sonda había funcionado durante 312 días. Se esperaba que la nave permaneciera en órbita durante aproximadamente otros 1000 días y se estrellara contra la superficie lunar a fines de 2012, [92] aunque en 2016 se descubrió que todavía estaba en órbita. [21]
Un miembro del consejo asesor científico de Chandrayaan-1 dijo que es difícil determinar las razones de la pérdida de contacto. [93] El presidente de ISRO, Madhavan Nair, dijo que debido a la radiación muy alta , las unidades de suministro de energía que controlaban ambos sistemas informáticos a bordo fallaron, interrumpiendo la conectividad de comunicación. [94] Sin embargo, la información publicada más tarde mostró que la fuente de alimentación suministrada por MDI falló debido a un sobrecalentamiento. [83] [84] [95]
Aunque la misión duró menos de 10 meses y menos de la mitad de los dos años previstos, [8] [94] [96] una revisión de los científicos calificó la misión como exitosa, ya que había completado el 95% de sus objetivos principales. .
Resultados
El mapeador de mineralogía lunar de instrumentos de la NASA de Chandrayaan ha confirmado la hipótesis del océano de magma, lo que significa que la Luna alguna vez estuvo completamente fundida. [97]
La cámara de cartografía del terreno a bordo del Chandrayaan-1, además de producir más de 70.000 imágenes tridimensionales, ha registrado imágenes del lugar de aterrizaje de la nave espacial estadounidense Apollo 15. [98] [99]
Las cargas útiles TMC e HySI de ISRO han cubierto aproximadamente el 70% de la superficie lunar, mientras que M 3 cubrió más del 95% de la misma y SIR-2 ha proporcionado datos espectrales de alta resolución sobre la mineralogía de la Luna.
La Organización de Investigación Espacial de la India dijo que los datos interesantes sobre las áreas polares lunares fueron proporcionados por el Lunar Laser Ranging Instrument (LLRI) y el espectrómetro de rayos X de alta energía (HEX) de ISRO, así como por el radar de apertura sintética en miniatura (Mini-SAR) de EE. UU.
LLRI cubrió tanto los polos lunares como las regiones lunares adicionales de interés, HEX realizó alrededor de 200 órbitas sobre los polos lunares y Mini-SAR proporcionó una cobertura completa de las regiones polares norte y sur de la Luna.
Otra carga útil de la ESA, el espectrómetro de rayos X de imágenes Chandrayaan-1 (C1XS), detectó más de dos docenas de llamaradas solares débiles durante la duración de la misión. La carga útil búlgara llamada Radiation Dose Monitor (RADOM) se activó el día del lanzamiento y funcionó hasta el final de la misión.
ISRO dijo que los científicos de la India y las agencias participantes expresaron su satisfacción por el desempeño de la misión Chandrayaan-1, así como por la alta calidad de los datos enviados por la nave espacial.
Han comenzado a formular planes científicos basados en los conjuntos de datos obtenidos de la misión. Se espera que en los próximos meses se publiquen resultados interesantes sobre la topografía lunar, los contenidos minerales y químicos de la Luna y aspectos relacionados. [100]
La carga útil Chandrayaan-1 ha permitido a los científicos estudiar la interacción entre el viento solar y un cuerpo planetario como la Luna sin un campo magnético. [101]
En su órbita de 10 meses alrededor de la Luna, el espectrómetro de rayos X de Chandrayaan-1 (C1XS) detectó titanio, confirmó la presencia de calcio y recopiló las mediciones más precisas hasta ahora de magnesio, aluminio y hierro en la superficie lunar. [102]
Descubrimiento de agua lunar
El 18 de noviembre de 2008, la sonda de impacto lunar fue lanzada desde Chandrayaan-1 a una altura de 100 km (62 millas). Durante su descenso de 25 minutos, el Explorador de Composición Altitudinal (CHACE) de Chandra registró evidencia de agua en 650 lecturas de espectros de masas recopiladas durante este tiempo. [103] El 24 de septiembre de 2009, la revista Science informó que el Instrumento Nasa Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) en Chandrayaan-1 había detectado hielo de agua en la Luna. [104] Pero, el 25 de septiembre de 2009, ISRO anunció que el MIP, otro instrumento a bordo del Chandrayaan-1, había descubierto agua en la Luna justo antes del impacto y la había descubierto 3 meses antes del M 3 de la NASA . [105] El anuncio de este descubrimiento no se hizo hasta que la NASA lo confirmó. [106] [107]
M 3 detectó características de absorción cercanas a 2.8-3.0 µm en la superficie de la Luna. Para los cuerpos de silicato, tales características se atribuyen típicamente a materiales que contienen hidroxilo y / o agua . En la Luna, la característica se ve como una absorción ampliamente distribuida que parece más fuerte en latitudes altas más frías y en varios cráteres feldespáticos frescos. La falta general de correlación de esta característica en los datos de M 3 iluminados por el sol con los datos de abundancia de H del espectrómetro de neutrones sugiere que la formación y retención de OH y H 2 O es un proceso superficial continuo. Los procesos de producción de OH / H 2 O pueden alimentar trampas frías polares y hacer del regolito lunar una fuente candidata de volátiles para la exploración humana.
El Moon Mineralogy Mapper (M 3 ), un espectrómetro de imágenes, fue uno de los 11 instrumentos a bordo del Chandrayaan-I que llegó a un final prematuro el 28 de agosto de 2009. [108] M 3 tenía como objetivo proporcionar el primer mapa mineral del toda la superficie lunar. Los datos de M 3 se volvieron a analizar años más tarde y revelaron "la prueba más definitiva hasta la fecha" de la presencia de agua en las regiones sombreadas de los cráteres cerca de los polos norte y sur de la Luna. [69]
Los científicos lunares habían discutido la posibilidad de depósitos de agua durante décadas. Ahora están cada vez más "seguros de que el debate de décadas ha terminado", dice un informe. "La Luna, de hecho, tiene agua en todo tipo de lugares; no solo encerrada en minerales , sino esparcida por toda la superficie rota y, potencialmente, en bloques o capas de hielo en profundidad". Los resultados de la misión Chandrayaan también "ofrecen una amplia gama de señales acuosas". [109] [110]
Producción de agua lunar
Según los científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA), el regolito lunar (una colección suelta de granos de polvo irregulares que forman la superficie de la Luna) absorbe núcleos de hidrógeno de los vientos solares. Se espera que la interacción entre los núcleos de hidrógeno y el oxígeno presente en los granos de polvo produzca hidroxilo ( HO-
) y agua ( H
2O ). [111]
El instrumento SARA ( Sub keV Atom Reflecting Analyzer ) desarrollado por la ESA y la Organización de Investigación Espacial de la India fue diseñado y utilizado para estudiar la composición de la superficie de la Luna y las interacciones entre el sol y el viento y la superficie. Los resultados de SARA destacan un misterio: no todos los núcleos de hidrógeno se absorben. Uno de cada cinco rebota en el espacio, combinándose para formar un átomo de hidrógeno. [Se necesita aclaración ] [Se necesita citación ] El hidrógeno se dispara a velocidades de alrededor de 200 kilómetros por segundo (120 mi / s) y escapa sin ser desviado por la débil gravedad de la Luna. Este conocimiento proporciona un consejo oportuno para los científicos que están preparando la misión BepiColombo de la ESA a Mercurio , ya que esa nave espacial llevará dos instrumentos similares a SARA.
Cuevas lunares
Chandrayaan-1 captó una imagen de un surco lunar , formado por un antiguo flujo de lava lunar, con un segmento sin colapsar que indica la presencia de un tubo de lava lunar , un tipo de cueva grande debajo de la superficie lunar. [112] El túnel, que fue descubierto cerca del ecuador lunar, es un tubo volcánico vacío, que mide aproximadamente 2 km (1,2 millas) de largo y 360 m (1180 pies) de ancho. Según AS Arya, científico SF del Centro de Aplicaciones Espaciales (SAC) con sede en Ahmedabad, este podría ser un sitio potencial para el asentamiento humano en la Luna. [113] Anteriormente, el orbitador lunar japonés SELENE (Kaguya) también registró evidencia de otras cuevas en la Luna. [114]
Tectonismo
Los datos del sensor de microondas (Mini-SAR) de Chandrayaan-1 procesados con el software de análisis de imágenes ENVI, han revelado una buena cantidad de actividad tectónica pasada en la superficie lunar. [115] Los investigadores piensan que las fallas y fracturas descubiertas podrían ser características de la actividad tectónica interior pasada junto con impactos de meteoritos. [115]
Premios
- El Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA) ha seleccionado a la misión Chandrayaan-1 de ISRO como una de las ganadoras de sus premios anuales AIAA SPACE 2009, que reconocen las contribuciones clave a la ciencia y tecnología espaciales. [116]
- El Grupo de Trabajo de Exploración Lunar Internacional otorgó al equipo de Chandrayaan-1 el Premio de Cooperación Internacional en 2008 por alojamiento y pruebas de la carga útil lunar más internacional de la historia (de 20 países, incluida India, la Agencia Espacial Europea de 17 países, EE. UU. Y Bulgaria). [117]
- La National Space Society, con sede en Estados Unidos, otorgó a ISRO el premio Space Pioneer Award 2009 en la categoría de ciencia e ingeniería, por la misión Chandrayaan-1. [118] [119]
Equipo
Los científicos considerados fundamentales para el éxito del proyecto Chandrayaan-1 son: [120] [121] [122]
- G. Madhavan Nair , presidente de la Organización de Investigación Espacial de la India
- TK Alex - Director, ISAC (Centro de satélites ISRO)
- Mylswamy Annadurai - Director de proyectos, Chandrayan-1
- SK Shivkumar - Director - Red de telemetría, seguimiento y comando
- M. Pitchaimani - Director de operaciones, Chandrayan-1
- Leo Jackson John, director de operaciones de la nave espacial, Chandrayan-1
- K. Radhakrishnan - Director, VSSC
- George Koshy, director de misión, PSLV-C11
- Srinivasa Hegde - Director de misión, Chandrayaan-1
- Jitendra Nath Goswami , directora del laboratorio de investigación física e investigadora científica principal de Chandrayaan-1
- Madhavan Chandradathan - Jefe, Junta de Autorización de Lanzamiento, Chandrayan-1 [123]
Divulgación pública de datos
Los datos recopilados por Chandrayaan-I se pusieron a disposición del público a fines del año 2010. Los datos se dividieron en dos temporadas, la primera temporada se hizo pública a fines de 2010 y la segunda a mediados de 2011. La Los datos contenían imágenes de la Luna y también datos de mapas químicos y minerales de la superficie lunar. [124]
Misiones de seguimiento
Chandrayaan-2 es una misión de seguimiento que se lanzó el 22 de julio de 2019. [125] La misión incluye un orbitador lunar, un módulo de aterrizaje llamado Vikram y un rover lunar robótico llamado Pragyan . El rover fue diseñado para moverse sobre seis ruedas en la superficie lunar, realizar análisis químicos en el lugar y enviar los datos a la Tierra a través del orbitador Chandrayaan-2, que estará orbitando la Luna. [126] La tercera misión, llamada Chandrayaan-3, está programada tentativamente para 2024. [127] [128]
Puesto avanzado lunar
Las imágenes de Chandrayaan se utilizarán para identificar regiones de interés que serán exploradas en detalle por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA . El interés radica en identificar el agua lunar en la superficie que se puede explotar para establecer un futuro puesto de avanzada lunar . El Mini-SAR, una de las cargas útiles de EE. UU. En Chandrayaan, se utilizó para determinar la presencia de hielo de agua. [129]
Ver también
- Exploración de la Luna
- Gaganyaan , la nave espacial orbital tripulada de la India
- Lista de objetos artificiales en la Luna
- Lista de misiones lunares actuales y futuras
- Lista de satélites indios
- Lista de misiones ISRO
- Agua lunar
Referencias
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los instrumentos Mini-RF del Chandrayaan-1 de ISRO y el Orbitador de reconocimiento lunar (LRO) de la NASA obtuvieron imágenes de radar de apertura sintética de banda S (12,6 cm) del lugar del impacto a una resolución de 150 y 30 m, respectivamente. Estas observaciones muestran que el piso de Cabeus tiene un índice de polarización circular (CPR) comparable o menor que el promedio del terreno cercano en las tierras altas lunares del sur. Además, <2% de los píxeles en el cráter Cabeus tienen valores de CPR superiores a la unidad. Esta observación no es consistente con la presencia de depósitos gruesos de hielo de agua casi pura dentro de unos pocos metros de la superficie lunar, pero no descarta la presencia de pequeños trozos de hielo discretos (<∼10 cm) mezclados con el regolito.
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enlaces externos
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