루나 손전등

Lunar Flashlight
루나 손전등
달 손전등 나노위성
임무유형달궤도선
교환입니다.나사
COSPARID2022-168B Edit this at Wikidata
SATCAT no.54697Edit this on Wikidata
웹사이트www.jpl.nasa.gov/cubesat/missions/lunar_flashlight.php
임무지속시간경과기간 : 9개월 8일
우주선 특성
우주선루나 손전등
우주선 종류큐브샛
버스6U 큐브위성[1]
제조자제트추진연구소
발사질량>14kg
미션시작
출시일자2022년 12월 11일 07:38:23 UTC
로켓팰컨 9 블록 5
발사장케이프 커내버럴 우주 정거장 SLC-40
청부업자스페이스 엑스
궤도 매개변수
기준계높은 지구 궤도
레짐극궤도
페리셀린 고도20km (12mi)
포셀린 고도1000~5000km
성향90°
트랜스폰더
밴드엑스밴드
용량.>10kbps

루나 플래쉬라이트(Lunar Flashlight)는 로봇이나 인간이 미래에 이용할 수 있도록 달의 물 얼음 퇴적물의 크기와 구성을 탐사, 위치를 파악하고 추정하는 저가의 큐브위성 달 궤도선 임무입니다.[1][2][3][4][5][6]

6U CubeSat 형식의 이 우주선은 제트추진연구소(JPL), 고다드 우주비행센터(GSFC), 조지아 공과대학교(GT), 그리고 나사 마샬 우주비행센터 팀에 의해 개발되었습니다.[4]2015년 초 NASA의 첨단 탐사 시스템(AES)에 의해 2022년 아르테미스 1 임무의 보조 탑재체로 선정되었으나 임무에 포함될 통합 창을 놓쳤습니다.[7]달 손전등은 팰컨 9 블록 5에 하쿠토-R 미션 1호와 함께 탑승할 수 있도록 재방송되었습니다.발사는 2022년 12월 11일에 이루어졌습니다.[8]

우주선의 추진 시스템의 고장으로 달 주위의 궤도에 진입할 수 없게 되었고 NASA는 2023년 5월 12일에 임무를 종료했습니다.[9][10]이 우주선은 편심한 지구 궤도에서 계속 작동하고 있습니다.

역사

NASA의 달 분화구 관측 및 감지 위성(LCROSS), 달 정찰 궤도선(LRO), 인도의 찬드라얀 1호 달 궤도선 및 기타 임무에서 2009년 달 표면에 물(HO2)과 하이드록실(-OH−) 퇴적물이 모두 발견되어 미량의 흡착 또는 결합된 물이 존재함을 나타냅니다.[2]이러한 임무들은 극지방에 미래의 착륙 임무들이 사용할 충분한 얼음물이 있을 수도 있다는 것을 암시하지만,[5][6] 분포는 열 지도와 조화되기 어렵습니다.[2]

달 탐사 임무는 우주 자원의 사용을 임무 구조에 포함시키는 길을 열기 위한 것입니다.NASA의 궁극적인 화성 인간 임무 계획은 산소와 지구로 귀환하는 우주선을 발사하기 위한 추진제를 만들기 위해 지역의 천연 자원을 이용하는 것에 달려 있으며, 달의 전구체 임무는 그러한 ISRU (In situ resource Utilization) 기술을 시험하기에 편리한 장소입니다.[11]

이 임무의 개념은 제트추진연구소(JPL), 캘리포니아대 로스앤젤레스(UCLA), 나사 마셜우주비행센터 팀에 의해 개발되었고, 나사의 2014 회계연도 첨단탐사시스템(AES) 호출에 제안되었습니다.[2][4]그 임무는 2015년 초에 자금 지원을 위해 선정되었습니다.[5][12]

우주선 디자인

원래의 개념에서, 달의 플래쉬라이트 우주선은 6U CubeSat 형식이거나 80 m2 태양 돛에 의해 추진된 버스였을 것이며, 달의 일부 영구적으로 그림자가 드리워진 지역을 비추는 반사판의 역할도 했을 것입니다.[5] 반면에, 탑재된 적외선 분광기는 표면 구성 성분의 반사 스펙트럼 진단을 측정했습니다.암석/먼지, 석회석, 물 얼음, CO2, 메탄 얼음(CH4) 및 암모니아 얼음(NH3) 사이의 오날 혼합물.[2][3][5]조명을 받은 지점은 20km(12mi) 고도에서 반사된 직경 약 400m(1,300ft)였을 것입니다.

최종 설계에서, 달 손전등 우주선은 두 세트의 태양열 어레이를 포함합니다.한 세트는 디스펜서에서 출고될 때 배포하는 BCT(Blue Canyon Technologies)에서 제공하고 다른 세트는 번와이어 배포 메커니즘을 사용하는 MMA에서 제공합니다.명령 및 데이터 처리는 JPL이 개발한 FPrime 소프트웨어 프레임워크를 사용하여 작성된 비행 소프트웨어와 함께 JPL이 개발한 스핑크스 프로세서를 통해 제공됩니다.온보드 라디오(on-board radio)는 JPL이 개발하고 스페이스 다이내믹스 연구소가 제작한 아이리스 라디오입니다.우주선의 자세 판단 및 제어 시스템(ADCS)은 BCT XACT-50에 의해 제공됩니다.우주선은 달 궤도 삽입(LOI)에 필요한 충격을 제공하기 위해 화학적 추진 시스템을 포함하고 있습니다.이 추진 시스템은 조지아 공대의 글렌 라이트시 연구 그룹이 나사 마샬 우주 비행 센터와 협력하여 설계하고 제작했습니다.마지막으로 과학기기 탑재체는 소형 SWIR(단파 적외선) 레이저 반사계입니다.[13]

개요 및 목표

달 손전등의 목표는 노출된 물 얼음의 유무와 그 물리적 상태를 파악하고, 달 남극의 영구적으로 그늘진 지역 내에서 1-2km 축척으로 농도를 지도화하는 것입니다.[4][14][15]이 임무는 달에 도착한 최초의 큐브위성 중 하나가 될 것이며, 물의 얼음을 찾기 위해 레이저를 사용하는 최초의 임무가 될 것입니다.[1]그러면 Lunar Flashlight가 수집한 극성 휘발성 데이터는 보다 값비싼 로버가 현장 측정 및 화학적 분석을 수행하기에 가장 적합한 착륙 지점을 보장할 수 있습니다.[5]이 우주선은 달의 극궤도로 이동할 것이며, 빛을 음영이 있는 극지방에 비추기 위해 근적외선 레이저를 사용할 것입니다. 반면에, 탑재된 분광기는 표면 반사와 조성을 측정합니다.[1]NASA 고다드 우주 비행 센터의 바바라 코헨이 수석 연구원입니다.[4]

과학탑재체

통합 후 달 손전등

이 나노위성에 제안된 페이로드는 적외선 분광기로, 렌즈, 다이크로익 빔 스플리터 및 다중 단일 요소 검출기로 구성됩니다.6U 큐브샛 버스의 6개 모듈 중 2개 모듈을 차지합니다.[2]자세 제어 시스템(블루캐년테크놀로지스 XACT-50), 명령 및 데이터 처리, 전력 시스템이 1.5를 차지합니다.U; Iris 통신 시스템은 0.5U를 차지할 것입니다.[3]

달 손전등 페이로드는 JPL의 INspire (Interplanetary Nano-Specraft Pathfinder In Related Environment), MarCO (Mars Cube One) 및 JPL의 M3(Moon Minerology Mapper)를 포함한 분광기 경험을 포함한 몇 가지 이전 시스템에서 파생되었습니다.[1]6U CubeSat 버스는 리튬 이온 배터리, CPU 보드, MMA Design LLC에서 생산하는 HaWK 태양 전지, 별 추적기 및 3축 반응 바퀴와 같은 대부분의 상용 기성품(COTS) 부품을 사용합니다.[2]CPU는 "Rad-Tol 신뢰성 멀티프로세서"입니다.[3]JPL은 X 대역에서 타이밍, 내비게이션 및 통신을 제공하는 Iris 트랜스폰더를 제공하며,[2] 이 트랜스폰더는 NASA Deep Space Network로 모니터링됩니다.[3]

우주선 설계 및 궤도

달 플래시 라이트 우주선은 태양 센서와 태양 전지판을 사용하여 3축 반작용 바퀴를 작동시킨 후, 달을 통과한 후 팰컨 9 2단에서 발사되었습니다.또한 조지아 테크 스페이스 시스템 디자인 연구소에서 만든 화학물질 단발진 추진 및 방향 시스템을 선보였습니다.추진 시스템은 2 kg의 AF-M315E 단일 추진제를 포함하여 3U의 부피를 차지하였는데,[16] 히드라진 대신 사용되는 독성이 덜한 단일 추진제입니다.복합 추진제 관리 장치는 적층 제조 방식으로 제작되었습니다.[16][17]

추진기 문제

비행 초기 며칠(2022년 12월) 동안 4기의 추진기 중 3기의 성능이 떨어지는 것으로 나타났습니다.2023년 1월 현재 임무팀은 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다.[18]2023년 5월까지 나머지 3개의 추진기로 제한적인 성공을 거두었습니다.[19]

궤도

우주선은 거의 직선에 가까운 헤일로 궤도를 사용하는 두 번째 우주선이 될 계획이었는데, 첫 번째 우주선은 캡스톤(CAPSTONE) 임무였습니다.[17]원래의 개념은 여러 달의 근접 비행을 목표로 하는 궤도를 제안했고, 지구 중력 보조 장치를 포함할 수도 있었습니다.[2]

달의 손전등 애니메이션
어라운드 어라운드
달과 함께 회전하는 프레임 - 지구에서 보기
루나 손전등 · 지구 · 달

참고 항목

아르테미스 1 미션을 수행하며 날아온 큐브위성 10개
아르테미스 1에 실리지 않은 큐브위성 3개 미션

참고문헌

  1. ^ a b c d e "Lunar Flashlight Mission Information". JPL (NASA). April 2016. Retrieved 11 March 2021.Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  2. ^ a b c d e f g h i j Cohen, Barbara A. (2013). Lunar Flashlight: Mapping lunar surface volatiles using a CubeSat (PDF). Annual Meeting of the Lunar Exploration Analysis Group (2013). NASA. Retrieved 11 March 2021. Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  3. ^ a b c d e f Hayne, P. O.; Cohen, B. A.; B. T., B. T. (21 March 2016). Lunar Flashlight: Illuminating the Moon's South Pole. 47th Lunar and Planetary Science Conference. Retrieved 11 March 2021. Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  4. ^ a b c d e "NASA TechPort: Lunar Flashlight Project". NASA TechPort. NASA. 2015. Retrieved 11 March 2021. Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  5. ^ a b c d e f "Lunar Flashlight". Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI). NASA. 2015. Retrieved 11 March 2021. Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  6. ^ a b Wall, Mike (9 October 2014). "NASA Is Studying How to Mine the Moon for Water". SPACE.com. Retrieved 11 March 2021.
  7. ^ Ohana, Lavie (3 October 2021). "Four Artemis I CubeSats miss their ride". Space Scout. Retrieved 6 October 2021.
  8. ^ Rosenstein, Sawyer (11 December 2022). "SpaceX launches Falcon 9 carrying private Japanese moon lander". NASASpaceFlight. Retrieved 11 December 2022.
  9. ^ Jet Propulsion Laboratory. "NASA Calls End to Lunar Flashlight After Some Tech Successes". NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). Retrieved 12 May 2023.
  10. ^ Foust, Jeff (9 August 2023). "Clogged propellant lines doomed NASA lunar cubesat mission". SpaceNews. Retrieved 10 August 2023.
  11. ^ "NASA Looking to Mine Water on the Moon and Mars". Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI). NASA. 2015. Retrieved 11 March 2021. Public Domain 이 기사는 공용 도메인에 있는 이 소스의 텍스트를 통합합니다.
  12. ^ Misra, Ria (2 February 2016). "NASA's New Mission to Mars Will Include a Giant Laser "Lunar Flashlight"". Gizmodo. Retrieved 11 March 2021.
  13. ^ Cheek, Nathan; Gonzalez, Collin; Adell, Phillippe; Baker, John; Ryan, Chad; Statham, Shannon; Lightsey, E.; Smith, Celeste; Awald, Conner; Ready, Jud (8 August 2022). "Systems Integration and Test of the Lunar Flashlight Spacecraft". Small Satellite Conference.
  14. ^ "LUNAR FLASHLIGHT: MAPPING LUNAR SURFACE VOLATILES USING A CUBESAT" (PDF). Annual Meeting of the Lunar Exploration Analysis Group (2014). 2014. Retrieved 11 March 2021.
  15. ^ Cohen, Barbara (2016). "CubeSat for investigating ice on the Moon". SPIE Newsroom. SPIE.org. doi:10.1117/2.1201601.006241. ISSN 1818-2259. Retrieved 11 March 2021.
  16. ^ a b "Lunar Flashlight Propulsion System". Retrieved 23 April 2021.
  17. ^ a b JPL/NASA (28 November 2022). "NASA's Lunar Flashlight SmallSat readies for launch".
  18. ^ JPL/NASA. "NASA's Lunar Flashlight Team Assessing Spacecraft's Propulsion System". Jet Propulsion Laboratory. Retrieved 8 February 2023.
  19. ^ 팀은 2023년 5월 9일 NASA의 달 손전등을 위한 추진 문제를 계속 해결하고 있습니다.