Efter 16 måneders vellykkede observationer er ESAs SMART-1 ved at yde sit sidste bidrag til månevidenskab. I sine endelige kredsløb flyver rumfartøjet så lavt, at det muligvis styrter ned i en bakke på et tidligere pas, hvilket giver forskellige jordbaserede teleskoper en bedre udsigt. Det endelige krater forventes at være 3-10 meter (10-33 fod) bredt og 1 meter (3 fod) dybt.
SMART-1, det succesrige første europæiske rumfartøj til Månen, er nu ved at afslutte sit efterforskningseventyr efter næsten seksten måneder med måneforskningsundersøgelser.
SMART-1 blev lanceret den 27. september 2003, og den nåede Månen i november 2004 efter en lang spiral omkring Jorden. I denne fase testede rumfartøjet for første gang i rummet en række avancerede teknologier.
Disse omfattede den første anvendelse af en ionmotor (solenergi-fremdrift) til interplanetære rejser i kombination med tyngdekraftassistenter.
SMART-1 testede også fremtidige dybrumskommunikationsteknikker til rumfartøjer, teknikker til at opnå autonom rumfartøjsnavigation og miniaturiserede videnskabelige instrumenter, der blev brugt for første gang omkring Månen.
Oprindeligt planlagt til at operere seks måneder omkring Månen, fik SMART-1 senere en mission forlængelse med et yderligere år, nu ved at være afsluttet. Rumfartøjet vil ramme månens overflade gennem en lille påvirkning, der i øjeblikket forventes den 3. september 2006, kl. 07:41 CEST (05:41 UT) eller kl. 02:37 CEST (00:37 UT), med en usikkerhed på grund af den ufuldstændige viden af månetopografien. De forventede koordinater for påvirkning kl. 05:41 UT er ca. 36,44º syd for breddegrad og 46,25º vest for længdegrad.
Manøvrer op til påvirkning
Hvis det blev efterladt i løbet af sin månebane, ville SMART-1 naturligvis have ramt Månen den 17. august 2006 på månens fjernside, ikke synlig fra Jorden.
En 2-ugers række manøvrer startede den 19. juni og afsluttedes den 2. juli, hvilket gjorde det muligt for SMART-1 at justere sin bane for at undgå, at rumfartøjet krydser månen på et ugunstigt tidspunkt fra det videnskabelige synspunkt og for at opnå et nyttigt lille mission 'udvidelse'.
En yderligere række mindre manøvrer kan udføres den 27. og 28. juli, 25. august og den 1. og 2. september 2006 for at justere SMART-1-banen.
Hvorfor 3. september?
Valget af 3. september med hensyn til månens påvirkning blev ført af beslutningen om at få yderligere høje opløsninger af månedata fra bane og tillade jordteleskoper at se påvirkningen fra Jorden.
Den 3. september 2006 vil SMART-1-faren, der falder sammen med indflydelsespunktet, være på månens område kaldet 'Fremragende sø', der ligger i midt-sydlige breddegrader. Dette område er meget interessant fra det videnskabelige synspunkt. Det er et vulkansk, almindeligt område omgivet af højland, men også kendetegnet ved jordmineral heterogeniteter.
På påvirkningstidspunktet vil dette område være i mørke på nærsiden af Månen, lige i nærheden af terminatoren - linjen, der adskiller månens dagsside fra nattens side. Regionen vil blive skygget fra solens direkte stråler, men det vil være svagt oplyst af lyset fra Jorden - af jordskin. Rumfartøjets kredsløb overtager regionen hver femte time og bliver en kilometer lavere ved hver pas. Fra Jorden vil et månekvarter være synligt på det tidspunkt.
Denne geometri er ideel til at tillade jordobservationer. Faktisk ville lysstyrken under fuldmåne have helt skjult virkningen for jordobservatører, og under den nye måne ville det også have været vanskeligt, fordi nye måne kun er synlig i et par sekunder efter solnedgang. Endvidere vil en påvirkning i mørket favorisere detekteringen af påvirkningsblitz.
Jordteleskopene vil også forsøge at observere støvet, der udsættes for stødet, i håb om at få fysiske og mineralogiske data på den overflade, der er udgravet af rumfartøjet.
Den forventede påvirkningstid (07:41 CEST) vil være god for store teleskoper i Syd- og Nordvest-Amerika og Hawaii og muligvis Australien. Men hvis SMART-1 rammer en bakke på dens tidligere pas, omkring 02:37 CEST den 3. september, kan den observeres fra De Kanariske Øer og Sydamerika. Hvis SMART-1 rammer en bakke på passet den 2. september kl. 21:33 CEST, vil teleskoper i det kontinentale Europa og Afrika have fordelen.
Fanget af månetyngdekraften
Når et rumfartøj kredser rundt om Månen, som SMART-1 gør, er det dømt af tyngdeloven. Slæbebåde fra solen, jorden og uregelmæssigheder i selve månen forstyrrer alle dens bane. Før eller senere vil en hvilken som helst månebane påvirke månens overflade, medmindre den har meget store mængder brændstof tilbage til at blive boostet og undslippe månens tyngdekraft.
At bryde væk fra Månens tyngdekraft og gå ud i det dybe rum ville have betydet at annullere SMART-1-videnskabsprogrammet helt. Faktisk, da SMART-1 var i sin bane omkring Månen, var der nok drivmiddel tilbage til et orbital boost, men ikke til en flugt, så rumfartøjet var en ægte 'fange' af Månen.
SMART-1 har overlevet langt længere end forventet, da den oprindeligt planlagte 6-måneders videnskabelige mission. Dens eksperimentelle ionmotor, drevet af solen, var meget effektiv. Da SMART-1 havde slået sig ned i sin operationelle bane rundt Månen i marts 2005 var der kun 7 kg drivmiddel tilbage (flaske xenongas) ud af de 84 kg, der var tilgængelige ved lanceringen.
ESA-ingeniører brugte alle de resterende xenon for at undgå et tidligt nedbrud på grund af september 2005, efter en manøvrer for at genskabe bane igen. Som et resultat fik SMART-1 et ekstra år med driftsliv i sin månebane til stor fordel for Europas rumforskere og ingeniører.
Ud af xenon-drivmiddel brugte SMART-1 sine hydrazin-thrustere til at udføre den sidste store manøvre i slutningen af juni 2006 for at forlænge missionens levetid yderligere og vinde tre uger mere i drift.
Nogen skade for Månen?
For næsten 50 år siden, i 1959, var det russiske Luna-2-rumfartøj det første menneskeskabte objekt, der ramte Månen. Siden da har mange andre gjort det samme uden nogen mærkbar skade, og SMART-1's indflydelse vil være blødere end virkningen af nogen menneskeskabt påvirkning indtil nu.
Når den ankommer til Månens overflade, rejser SMART-1 2 kilometer i sekundet. Det er meget langsommere end en naturlig meteoroid - for eksempel ankommer Leonid-meteoroider på Månen 70 kilometer i sekundet. SMART-1 går ind i en blænde vinkel - som en skihopper. SMART-1 rammer muligvis en stejl bakke med 7000 kilometer i timen, men hvad der er mere sandsynligt er, at det glider ned over en flad del af månens overflade og falder 15 meter i den sidste kilometer med fremadgående bevægelse. Ved påvirkning vil dens lodrette hastighed kun være 70 kilometer i timen, hvilket er mindre, end nogle skihoppere opnår.
SMART-1 vil muligvis glide en kort afstand efter anslag, kaste støv op foran det og sprøjte støv ud på hver side som vingerne i en sommerfugl. Krateret lavet af SMART-1 vil være 3 til 10 meter bredt og måske en meter dybt. Månen har allerede 100 000 kratre, der er mere end fire kilometer brede, og hver dag gør flere små meteoroider kratere så store som SMART-1'er.
Hvert kemisk element, der findes på SMART-1 og i dets udstyr, findes naturligt på Månen. F.eks. Er aluminium og jern meget almindelige. Hydrogen, kulstof og nitrogen er meget skarpere på Månen, men de ankommer naturligt på overfladen fra solvinden og fra virkningerne af iskolde fragmenter af kometer, der indeholder mange elementer. Fra dette synspunkt kan man tænke på SMART-1 som en kunstig komet. Desuden vil det lille hydrazin, der er tilbage i SMART-1-thrusterne, brænde øjeblikkeligt ved slag.
Sidste observationer
Under tætte måneforhold vil AMIE-kameraet ombord på SMART-1 have skråt udsigt over nogle områder, som vi tidligere kun har set på lodret, hvilket giver en slags 3-dimensionel visning af overfladen. Da påvirkningen imidlertid vil forekomme i et mørkt område af Månen, er det ikke muligt at forvente at se meget af synligt lys under den endelige nedstigning.
I løbet af de sidste kredsløb vil de andre instrumenter ombord, inklusive D-CIXS røntgenteleskop og SIR-infrarøde spektrometer, have detaljerede visninger af nogle månefelt fra meget lave højder.
Kraftfulde teleskoper på Jorden kan se en svag flash fra selve påvirkningen, efterfulgt af en sky af støv kastet op af stødet, måske 5 kilometer bredt. Støvet skjuver udsigten over en del af Månens overflade i 5 eller 10 minutter. Skyens opførsel vil give værdifulde oplysninger om påvirkningsbegivenheder generelt, mens analysen af lyset fra støvet med spektrografer i teleskopene muligvis kan registrere materialer, der er gravet op ved stødet lige under månens overflade.
Observationerne vil stole på den svage jordskinne - medmindre noget af støvskyen kastes mere end 20 kilometer over månens overflade. I dette tilfælde vil det blive oplyst direkte af sollys og vil se langt lysere ud i måske et par minutter. Amatørastronomer kan muligvis få øje på den soloplyste støvsky med deres kikkert og små teleskoper.
Original kilde: ESA News Release
