글레일

GRAIL
기타 용도는 Grail(동음이의)을 참조하십시오.
중력 회복 및 실내 실험실
GRAIL.jpg
달 표면 위의 GRAIL 탠덤 우주선에 대한 예술가의 해석.
교환입니다.NASA/JPL[1][2]
COSPAR ID2011-046 (A, B)
새캣37801, 37802
웹 사이트moon.mit.edu
미션 기간1년, 3개월, 7일, 9시간
우주선 속성
제조원매사추세츠 공과대학, LMSS
발사 질량307 kg (677파운드)
건조 질량132.6 kg (292파운드)
힘(솔라 어레이 / 리튬 이온 배터리)
임무 개시
발매일2011년 9월 10일 13:08:52.775 (2011-09-10)UTC 13:08:52Z) UTC
로켓델타 II 7920H-10 D-356
발사장소케이프 커내버럴 SLC-17B
입력 서비스2011년 12월 31일 (Ebb)
2012년 1월 1일 (플로우)
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템셀레노 중심
정권극궤도
반장축1,788.0km(1,180.0mi)
페리셀렌 고도25km(16mi)
아포셀렌 고도86km(53mi)
기간113분
달 임팩터
영향일자GRAIL A: 2012년 12월 17일 22:28:51 UTC
영향 부위75°36°30°N 33°24°15°E/75.6083°N 33.4043°E/ 75.6083; 33.4043
달 임팩터
영향일자GRAIL B: 2012년 12월 17일 22:29:21 UTC
영향 부위75°39°01°N 33°09′51§ E/75.6504°N 33.1643°E/ 75.6504; 33.1643
GRAIL - GRAIL-logo-sm.png
문캠샷

중력 회복 및 내부 연구소(GRAIL)는 나사의 디스커버리 프로그램(Discovery Program)에 포함된 미국의 달 과학 임무로 달의 내부 구조를 결정하기 위해 고품질 중력장 지도를 사용했다.두 개의 소형 우주선 GRAIL A(Ebb)와 GRAIL B(Flow)[3][4]는 2011년 9월 10일 단일 발사체로 발사되었다. 즉, 델타 II의 가장 강력한 구성인 [1][5][6]7920H-10이다.GRAIL A는 발사 후 약 9분 후에 로켓에서 분리되었고 GRAIL B는 약 8분 후에 그 뒤를 따랐다.그들은 25시간 간격으로 [7][8]달 주변의 궤도에 도착했다.첫 번째 탐사선은 2011년 12월 31일에 궤도에 진입했고 두 번째 탐사선은 2012년 [9]1월 1일에 궤도에 진입했다.이 두 우주선은 2012년 [10]12월 17일 달 표면에 충돌했다.

개요

몬태나 보즈먼에 있는 에밀리 디킨슨 초등학교 4학년 학생들이 에브 앤 [4]플로우라는 이름을 제안했습니다.

Massachusetts Institute of Technology의 Maria Zuber는 GRAIL의 수석 조사관이었다.NASA의 제트 추진 연구소가 이 프로젝트를 관리했다.2011년 8월 5일 현재 이 프로그램의 비용은 4억9600만 [11]달러입니다.발사 당시 우주선은 GRAIL A와 GRAIL B로 명명되었으며 이름을 고르는 대회가 학생들에게 열렸다.푸에르토리코와 콜롬비아 특별구 등 45개 주에서 900여 개의 교실이 이 대회에 참가했다.수상작인 에브와 플로우는 [4]몬태나 보즈먼에 있는 에밀리 디킨슨 초등학교 4학년 학생들이 제안한 것이다.

각 우주선은 다른 우주선과 지구 기반 시설과 원격 측정 정보를 주고 받았다.두 우주선 사이의 거리 변화를 측정함으로써 달의 중력장과 지질 구조를 알아냈다.그 두 우주선은 서로 간의 거리에서의 아주 작은 변화를 감지할 수 있었다.1마이크로미터만큼 작은 거리의 변화는 감지되고 측정이 [12][13]가능했다.달의 중력장은 전례 없이 [14][15][16][17][18]상세하게 지도화되어 있었다.

목적

  • 달의 지각과 암석권의 구조를 지도화한다.
  • 달의 비대칭 열진화를 이해하다
  • 충격 분지의 지표면 구조 및 달 매스콘의 발생원 파악
  • 지각 침강과 마그마의 시간적 진화를 확인한다.
  • 달의 깊은 내부 구조를 제한하다
  • 달의 내핵 크기를 제한합니다.

임무의 데이터 수집 단계는 2012년 3월 7일부터 5월 29일까지 총 88일간 지속되었다.두 번째 단계인 저고도에서의 데이터 수집은 2012년 [19]8월 31일부터 시작되었으며, 이후 12개월간의 데이터 [14]분석이 이어졌다.2012년 12월 5일 NASA는 GRAIL 데이터로 [20]만들어진 달의 중력 지도를 공개했다.습득한 지식은 지구 행성의 진화 역사와 달 [21]궤도의 계산에 도움이 될 것이다.

우주선

인스트루먼트

GRAIL에 의한 달의 중력도
  • 중력 회복 및 기후 실험([22]GRACE) 기구에서 파생된 K 밴드 Lunar Gravity Ranging System(LGRS; 달 중력 범위 측정 시스템)입니다a.GRACE 소프트웨어의 90%가 GRAIL에 [23]재사용되었습니다.
  • 무선 과학 표지(RSB)
  • 중학생에 의해 습득된 문 지식(문캠).[24]각 MoonKAM 시스템은 디지털 비디오 컨트롤러와 4개의 카메라 [25]헤드로 구성됩니다.달 궤도에서 찍은 MoonKAM 사진을 보려면 [1]을 클릭하십시오.

추진력

각 우주선에 탑재된 추진기는 22뉴턴(4.9파운드f)[22]을 생산할 수 있었다.각 우주선에는 103.5kg의 히드라진이 주입되어 달 궤도에 진입하고 임무의 과학 단계로 전환하기 위해 추진기와 주 엔진에 의해 사용되었다.추진 서브시스템은 달 궤도 [26]삽입 직후 작동한 주 연료 탱크와 재압축 시스템으로 구성되었다.

미션 프로파일

기동 시도

모든 시간은 EDT(UTC-4)로 표시됩니다.

시도 계획된 결과 돌아서 이유 결정점 날씨 변화(%) 메모들
1 2011년 9월 8일 오전 8:37:06 스크럽된[27] — 높은 수준의 바람 2011년 9월 8일 오전 8시 30분 40% 기상 관측 풍선은 상층 바람의 최신 수치를 측정하기 몇 분 전에 발표되었고 공군의 기상 정찰기는 오전 7시에 이륙했다.
2 2011년 9월 8일 오전 9시 16분 12초 스크럽된[27] 0일, 0시간, 39분 높은 수준의 바람 2011년 9월 8일 오전 9시 7분 40% [28] 99도 방위각을 지원하기 위해 추적 안테나가 아닌 옴니 안테나로 범위가 재구성되었습니다.
3 2011년 9월 9일 오전 8시 33분 25초 포기된[27] 0일 23시간 17분 로켓 추진 40% 델타 2호 로켓에서 연료가 배출되는 동안 로켓의 추진 시스템에 문제가 발견되었습니다.
4 2011년 9월 10일 오전 8시 29분 45초 스크럽된[27] 0일 23시간 56분 높은 수준의 바람 2011년 9월 10일 오전 8시 21분 60%
5 2011년 9월 10일 오전 9시 8분 52초 성공[27] 0일, 0시간, 39분
  • Spacecraft technicians close the payload fairing around GRAIL before launch.

    우주선 기술자들이 발사 전에 GRAIL 주변의 페이로드 페어링을 닫습니다.

  • GRAIL awaits launch at Cape Canaveral Air Force Station.

    GRAIL은 케이프 커내버럴 공군기지에서 발사를 기다리고 있다.

  • Fire and smoke light up a blue sky as a United Launch Alliance Delta II Heavy rocket propels GRAIL into space.

    연합 발사 동맹 델타 II 중형 로켓이 GRAIL을 우주로 발사할 때 불꽃과 연기가 푸른 하늘을 밝히고 있습니다.

통과 단계

2011년 9월 10일부터 2012년 12월 17일까지의 GRAIL-A 궤도 애니메이션
성배 A· 달· 지구
GRAIL-지구의 달
2011년 12월 31일 ~ 2012년 4월 30일 달 주위의 GRAIL-A 궤도 애니메이션
성배 A· 달

달에 도달하는데 3일이 걸린 아폴로 계획 임무와 달리, GRAIL은 달 궤도 바깥에 있는 태양-지구 라그랑주 지점 L1 근처를 지나 달과 다시 합류하기 전에 3~4개월의 저에너지 달 횡단 순항을 이용했다.이 연장되고 선회하는 궤도는 우주선이 175에서 225 km (109에서 140 [21][29]mi)의 거리를 두고 극도로 낮은 50 km (31 mi) 궤도를 달성하는데 도움을 주기 위해 달 착륙 시 연료 요구량을 줄이고, 기구를 보호하고, 두 우주선의 속도를 감소시키는 것을 가능하게 했다.비행계획의 매우 엄격한 허용오차는 오류를 수정할 여지를 거의 남기지 않아 발사창이 1초 동안 지속되고 [28]하루에 두 번의 발사 기회만 제공하게 되었다.

과학 단계

GRAIL의 1차 과학 단계는 2012년 3월 7일부터 5월 29일까지 88일간 지속되었다.8월 8일부터 두 번째 과학 단계가 이어졌다.

중력 지도 기술은 중력 회복 및 기후 실험(GRACE)에서 사용한 것과 유사하며, 우주선 설계는 XSS-11에 [30]기초했다.

궤도 삽입 날짜는 2011년 12월 31일(2011-12-31)과 2012년 1월 1일(2012-01-01)이었다.[27]

이 우주선은 3개의 27.3일 길이의 최저점 지도 제작 주기로 나뉘어져 88일간의 획득 단계에 걸쳐 운영되었다.매일 두 번씩 과학 및 "E/PO MoonKam"[31] 데이터를 전송하기 위해 딥 스페이스 네트워크를 8시간 동안 볼 수 있는 통행권이 있었습니다.

학생들이 요청한 첫 번째 문캄 이미지는 2012년 3월 15일부터 17일까지 에브가 촬영하여 3월 20일 지구에 링크되었다.52개국에 걸쳐 2,700개 이상의 학교가 문캠 카메라를 사용하고 있었다.[32]

플로우의 MoonKam 카메라는 5월 3일 약 20km의 거리를 비행하는 LRO를 포착했다.달 궤도를 도는 로봇 우주선이 다른 [33]우주선에 의해 촬영된 첫 번째 영상이다.

말단 단계

에브앤플로우의 마지막 순간.
GRAIL의 마지막 휴식처.
이 애니메이션은 우주선의 마지막 3개의 궤도를 충돌 지점과 함께 보여준다.이 충격은 초승달의 야간에 발생하기 때문에 자연색인 달에서 위색 표고 지도로 시야가 이동한다.
LRO는 달의 북극 상공을 비행하며, 그곳에서 GRAIL의 영향을 매우 잘 볼 수 있습니다.이 동영상의 두 번째 부분은 LRO에서 LAMP의 슬릿을 통해 본 것으로 충격과 그에 따른 플룸을 보여줍니다.

최종 실험 및 미션 종료

과학 단계가 끝나고 임무가 연장되었을 때, 우주선은 5일 동안 전원을 끄고 해체되었다.이 우주선은 2012년 [31][34][35][36][37][38]12월 17일 달 표면에 충돌했다.두 우주선 모두 필롤라오스와 무체즈 사이의 이름 없는 달 산에 충돌했다. 온도는 75°37°38°W/75.62°N 26.63°W/75.62; -26.63이었다.대형 선두 우주선인 에브가 먼저 충돌했다.흐름은 잠시 후 영향을 받습니다.각각의 우주선은 시속 1.68km로 이동했다.임무의 마지막 날 동안 마지막 실험이 수행되었다.우주선에 타고 있던 주요 엔진이 발사되어 남은 연료가 고갈되었다.이러한 노력의 데이터는 미래 [39]임무에 필요한 연료의 예측을 개선하기 위해 연료 소비 컴퓨터 모델을 검증하는 데 사용될 것이다.NASA는 추락 지점의 이름이 GRAIL의 협력자이자 우주에 간 최초의 미국인 여성인 샐리 [40]라이드의 이름을 따서 지어질 것이라고 발표했다.

문 – Oceanus Procellarum ('폭풍의 바다')
고대 리프트 밸리 – 직사각형 구조물(가시 – 지형 – GRAIL 중력 경사)(2014년 10월 1일).
고대 리프트 밸리– 컨텍스트
고대 리프트 밸리– 클로즈업 (아티스트의 컨셉)

결과.

중력은 물질을 통과한다.표면 질량과 더불어 고해상도 중력장은 표면 아래를 흐릿하지만 유용한 정보를 제공합니다.GRAIL 데이터의 분석은 달에 대한 일련의 과학적 결과를 만들어냈다.

  • 중력장의 분해능이 사전 GRAIL 결과보다 크게 향상되었습니다.초기 분석에서는 달의 중력에 420과 [41][15][16]660의 정도와 순서가 부여되었다.후속 분석 결과 차수와 순서 필드가 [17][18]더 높아졌습니다.중력장 지도가 만들어졌다.
  • 지각 밀도와 다공성이 [42]측정되었다.크러스트는 거대한 고대 충돌로 인해 산산조각이 났다.
  • 마그마에 [43]의해 형성된 고대 표상의 침입이나 제방인 것으로 해석되는 길고 좁은 선형 특징들이 발견되었다.
  • 중력과 달 레이저 범위 데이터를 결합하면 세 가지 주요 [44]관성 모멘트를 얻을 수 있습니다.모멘트는 고밀도 코어가 작음을 나타냅니다.
  • 중력과 달 지형을 결합하여 74개의 원형 충격 분지가 확인되었다.[45]원형 충격 분지와 관련된 강한 [46]중력 증가는 뮬러와 쇼그렌에 의해 발견되었습니다.가장 강한 중력 이상은 밀도가 높은 암말 물질로 채워진 분지에서 발생하지만, 강한 중력으로 인해 지각과 밀도가 높은 맨틀 사이의 경계가 위쪽으로 휘어져야 합니다.지각이 더 두꺼운 곳에서는 암말 충전재가 없을 수 있지만 지각과 망토의 경계는 여전히 위쪽으로 휘어져 있다.
  • 내부 레이어의 반지름, 밀도 및 강성을 [47]유추합니다.
  • 오리엔탈 분지는 달에 [48]있는 가장 젊고 가장 잘 보존된 충돌 분지다.이 3-링 분지의 중력장은 고해상도로 매핑되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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