SMART-1 by Sun Power to the Moon July 2003

8/7/2019 SMART-1 by Sun Power to the Moon July 2003

1/20

BR-191/SweJuli 2003

Till mnen med solenergi

SMART-1


2/20

Cluster, r ett projekt dr fyra rymdfarkoster utforskarvxelverkan mellan Solen och jordens magnetflt i hittillsovertrffad detalj.

Giotto, tog de frsta nrbilderna av en komets krna(Halley) och passerade ocks frbi kometerna Halley ochGrigg-Skjellerup.

Hipparcos, fixerade stjrnornas positioner mer exakt nngonsin tidigare och frndrade astronomernas uppfattningom universums storleksskala.

Rymdteleskopet Hubble, ett samarbete med NASAsom skapade vrldens mest betydelsefulla och mestframgngsrika observatorium i omloppsbana.

Huygens, en sond som under 2004 skall landa p den

gtfulla Titan, Saturnus strsta mne, r en del av Cassiniprojektet.

ISO, har studerat kalla gasmoln och planetersatmosfrer. verallt under sina observationer, fann den vatteni verraskande mngder.

IUE, det frsta europeiska rymdobservatorium somngonsin snts upp och markerade den verkliga startenfr UV-astronomin.

SOHO, ger nya insikter om Solens atmosfr och dess inre.Den har avsljat solstormar och den troliga orsaken tillverljudssolvinden.

Ulysses, den frsta rymdfarkost som flg ver Solenspoler.

XMM-Newton, med sina kraftfulla speglar, hjlper till attlsa mnga kosmiska mysterier i ett universum med vldsamrntgenstrlning, frn gtfulla svarta hl till galaxernasuppkomst.

Om ESA

Den europeiska rymdorganisationen, ESA, bildades 31 maj 1975. Idag ingr 15 medlemsstater: Belgien, Danmark, Finland,Frankrike, Irland, Italien, Nederlnderna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tyskland och sterrike.Kanada r ocks en partner i en del av ESA:s program.

ESA:s vetenskapliga program har genomfrt ett flertal innovativa och framgngsrika rymdprojekt. Hr r ett urval:

Fr mer information om ESA:s vetenskapliga program, kontakta Science Programme CommunicationService (tel) +31 71 565 3223; (fax) +31 71 565 4101.

Mer information finns ocks p ESA:s vetenskapswebbsida: http://sci.esa.int

Bearbetning: Science Programme Communication ServiceText: Nigel CalderPubliserad av: ESA Publications Division

ESTEC, PO BOX 2992200 AG NoordwijkThe Netherlands

Redaktr: Eva EkstrandGrafisk Form och layout:

AOES Medialab, Carel Haakman & Eva EkstrandCopyright: (c) 2002 European Space AgencyISSN Nr. : 92-9092-750-XISBN Nr.: 0250-1589Pris: 7 EuroTryckt i Nederlnderna


3/20

3

Innehll

Till mnen med hjlp av solenergiVlkommen till den dubbla planeten

Jonmotorernas magi

Ett SMART stt att frdas

En spiralformad bana till mnen

Msterverk i miniatyr

Vad kommer alla instrument att gra?

Test av nya tekniker

EPDP och SPEDE

KaTE och RSIS

Laser link

OBAN

Observation av mnen och Solen

AMIE, SIR och D-CIXS

XSM

SPEDE

RSIS

Vetenskapen om Mnen mycket kvar att gra!

Skandet efter is i de mrkaste kratrarna

Varifrn kom mnen?

Mnforskning r idag en global satsning

SMART-1

2

S ska solenergi driva en rymdfarkost till Mnen

468

10111214

15

16171819

Illustration av Medialab, ESA 2002


4/20

Till mnen med hjlp av solenergi

I juli-augusti 2003 kommer ett team av ingenjrer och forskare att vara p Europas

uppsndningsplats i Kourou i Franska Guyana fr att se till att ESA:s SMART-1 fr lift

med nsta Ariane-5 raket.

Den r inte stor, bara en meterstor lda med solpanelerna hopvikta. Sex starka

mn kunde lyfta den. Den vger mindre n 370 kilogram, till skillnad mot de

vanliga satelliterna p Ariane som vger tusentals kilon. S den kommer

knappast att vara ngot problem som extra passagerare.

SMART str fr Small Missions for Advanced Research and Technology.

De sm rymdprojekten ppnar vgen fr nydanande och ambitisa

forskningsprojekt i framtiden genom att testa de nya teknologier som

kommer att behvas. Men ett SMART-projekt mste ocks vara billigt

ca en femtedel av kostnaden fr ett av ESA:s strre vetenskapligarymdprojekt vilket r anledningen till att SMART inte skjuts upp med

en egen raket.

Huvudsyftet r att ingenjrerna ska kunna utvrdera ett nytt system fr

framdrivning av rymdfarkoster p lngvga frder. Energi frn SMART-1:s

solpaneler kommer att mata ett elektriskt framdrivningssystem som kallas

fr jonmotor. Uppgiften blir att demonstrera hur farkosten kan vervinna

jordens gravitation och placera sig i en bana runt Mnen.

Trots 40 r av sovjetisk och amerikansk rymdutforskning, r kunskaperna om

mnens yta nnu frvnansvrt ofullstndiga. Alltid redo att ta chansen att gra

nya rn, har europeiska rymdforskare utrustat SMART-1 med mycket moderna ochkompakta sensorer.

SMART-1 liftar upp i rymden

p Europas Ariane-5 raket

och placeras i bana runt

jorden, varifrn den

pbrjar sin lnga, lng-

samma resa till mnen.

Som frsta rymdfarkost attprimrt anvnda elektriskframdrivning tillsammans medgravitationsmanvrer, och som

Europas frsta frd till mnen,ppnar SMART-1 nya horisonter

inom rymdteknik och vetenskapligforskning. Vi lovar att publiceranyheter och bilder ofta, s att allakan ta del av vrt mnventyr.

Giuseppe RaccaESA:s SMART-1 Projektansvarig


5/20

54

Vi kommer att kartlgga mineraler p mnen i strre detalj n ngonsin frut

genom att anvnda infrard strlning. Med rntgenstrlning kommer vi att utfraden frsta heltckande inventeringen av nyckelgrundmnen p mnens yta. Lgg tilldetta en mngd bilder frn vr avancerade flerfrgskamera, och SMART-1 kommeratt frnya vr syn p mnen.

Bernard FoingESA:s SMART-1 Projektforskare

Solpaneler av gallium-arsenid,

samma typ som ska driva

SMART-1, gjorde det mjligt

fr den nederlndska soldrivnabilen Nunaatt vinna loppet

World Solar Challenge tvrs

ver Australien 2001.

Jonmotorn SNECMA PPS-1350 ger

SMART-1 sin huvudsakliga fram-

drivning.Skenet kommer frn

accelererade xenongasatomer.

Bildcollageav AOES Medialab, ESA 2002


6/20

SMART-1 r Europas frsta rymdfrd till mnen. Forskarna som

deltar har 2000-talets perspektiv p vr medresenr i rymden, vilket

gr vr samhrighet med den mer intim n ngonsin. mnen anses intelngre vara bara en satellit utan Jordens dotter, en dubbelplanet.

Nr mnniskor frst for till havs fr mnga tusen r sedan, hll de reda p mnens faser och rrelser fr att veta

tidvattnets tillstnd i olika hamnar. Subtilare skiftningar, upp och ner p himlen, fascinerade frhistoriska

experter som ville frutsga frmrkelser. Berknandet av frsta fullmnen efter vrdagjmningen definierade

Psken i den kristna kalendern. Och innan modern belysning fanns, valde personer som ordnade mten datum

d man kunde frvnta sig mnljus fr att deltagare lttare skulle hitta vgen.

Det urgamla praktiska intresset fr mnen har aldrig kommit i konflikt med beundran infr dess sknhet, frn

hedniska dyrkare av jaktgudinnan Diana till moderna popltskrivare. Det finns inte heller skl fr det nu ty det

faktum att mnniskor har gtt p mnen borde inte minska utan frhja vr knsla av frundran. Efter etabler-

ing av forsknings stationer p Antarktisk kan mnen bli en ny plattform fr forskning och teknikutveckling.

Sknhet och vetenskap gr hand i hand. Konstnren Leonardo da Vinci var fr 500 r sedan kanske den frste

som insg att det subtila skenet p den mrka delen bredvid mnskran beror p ljus frn Jorden. Nu mter

astronomer och rymdforskare jordskenet fr att bedma variationer i planetens molnighet och vilken roll

molnen spelar i klimatfrndringar.

Mnen har nstan samma diameter som planeten

Merkurius, och 27 procent av jordens. I relation till sin

planet r den mycket strre n ngon annan mne i

solsystemet. Vr granne Mars har tv sm mnar och

Venus har ingen. De tv planeternas geologi r heltannorlunda mot vr. S det r inte lngskt att stlla

frgan om mnens existens ger jorden egenskaper

som r srskilt gynnsamma fr liv.

En chockerande fdelse fr Mnen?

SMART-1:s forskare kommer att testa

teorin att vr fljeslagare i rymden

kom till av spillrorna efter en enorm

kollision fr flera miljarder r sedan

mellan den nyfdda jorden och en

mindre planet.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002

Vlkommen till den dubbla planeten


7/20

76

Vid mitten av detta sekel r Mnen

troligen en bemannad bas, inte bara

fr forskningen utan ocks fr gruvdrift

och annan teknisk verksamhet och

dessutom en mellan-station fr lngrerymdfrder.Bilder: Pat Rawlings/SAIC/NASA JSC --Mark Dowman

och Mike Stovall/Eagle Engineering,Inc. /NASA JSC --Clementine/BMDO/NSSDC --

LunaCorp/Robotics Institute

Enligt en ledande teori, formades mnen av en kollision mellan jorden, nr den var ung, och ett mycket stort

freml. SMART-1 kommer att utforska denna id. Rymdfarkosten kommer ocks att underska mnens kratrar

som kan bertta historien om lnga tiders bombardemang av kometer och asteroider. Nra mnens sydpol finnsen srskilt stor bassngsom SMART-1 kommer att granska noggrant.Vr egen planet drabbades nnu vrre av

sdana nedslag.

Jorden och mnen har haft en gemensam historia under 4,5 miljarder r. Strre kunskap om mnen kommer att

hjlpa forskare att frst vrt hem i rymden. Kanske kan vi d ocks bttre skydda vr Jord.

Jord-mnsystemet r uppen-

barligen en dubbelplanet nr man

ser det utifrn rymden.


8/20

Jonmotorernas magi

Jonmotorer, som anvnds i rymden, en milj nra vakuum, stter ut en framdrivande gas mycket fortare n jet-

strlen hos en kemisk raket. De levererar ca tio gnger s mycket impuls per kilo brnsle. Jonerna, som ger

motorn sitt namn, r laddade atomer accelererade av ngon typ av elektriskt system. Om energin kommer frnrymdfarkostens solpaneler,kallas tekniken fr sol-elektrisk framdrivning.

Jonmotorer stadkommer sin magi i lngsam takt. Eftersom solpaneler av normal storlek endast kan producera

ngra f kilowatt energi, kan inte en soldriven jonmotor konkurrera med den snabba rstyrkan hos en kemisk

raket. Men en typisk kemisk raket brinner bara i ngra minuter. En jonmotor kan lugnt arbeta p i mnader eller

till och med r s lnge Solen skiner och det medhavda brnslet rcker.

S fungerar en jonmotor. Elektroner som dras in i utfldeskammaren kolliderar med xenonatomer frn den fram-

drivande gasen ombord, vilket skapar laddade atomer (joner). Induktionsspolar bde inne i och utanfr den

ringformiga kammaren upprtthller ett magnetiskt flt som r orienterat som ekrar i ett hjul. P grund av

Halleffekten skapar joner och elektroner som viker av i motsatta riktningar i det magnetiska fltet ett elektriskt flt.

Detta fr xenonjonerna att strmma ut i en framdrivande jetstrle.Andra utstrmmande elektroner neutraliserar

xenonatomerna och drmed skapas den blfrgade jonstrlen.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002


9/20

98

ESA:s Artemis rddades av sina

jonmotorer. Vid uppsndningen 2001

hamnade denna experimentella

telekommunikationssatellit i en fr lg

bana. Jonmotorerna, som var tnkta attutfra enbart manvrering, har

gradvis hjt banan. ESA/J.Huart

BepiColombo (vnster) och Solar Orbiter r ESA:s frsta lngvga veten-

skapliga rymdprojekt dr man planerar att anvnda jonmotorer. ESA

En jonmotor kan minska tiden det tar BepiColombo att n Merkurius med nstan

fyra r. Men vi behver handfast erfarenhet frn SMART-1 fr att knna oss skra patt anvnda den hr nya tekniken.

Gordon WhitcombESA:s chef fr framtida rymdprojekt

Till solen med hjlp av solenergi

SMART-1 kommer att skerstlla Europas kompetens

inom omrdet elektrisk framdrivning, samt dess

oberoende inom denna tjugofrsta seklets rymd-

teknik.

BepiColombo, ESA:s planerade frd till planetenMerkurius, (planeten nrmast solen), kommer att

anvnda jonmotorer fr att accelerera farkosten dit.

Solar Orbiter, som ska svepa nnu nrmare solen fr att

skaffa nrbilder, kommer att anvnda samma typ av

jonframdrivning som BepiColombo.

Andra vetenskapliga rymdfrder frvntas anvnda

jonmotorer fr komplexa manvrar i nrheten av

Jordens omloppsbana, exempelvis LISA, ett projekt

med syfte att upptcka gravitationsvgor som kommer

lngt bortifrn i Universum.

1998 snde NASA upp en demonstrationsfarkost kallad

Deep Space 1 som flg frbi en asteroid nra Jorden och

sedan mtte en komet.ESA:s SMART-1,flyger inte lngren till mnen, men den kommer att demonstrera

subtilare operationer av den typ som behvs fr resor

till avlgsna ml. Dessa kommer att kombinera sol-

elektrisk framdrivning med manvrar som utnyttjar

planeters och mnars gravitation.

SMART-1 jonmotorn testas.

ESA


10/20

Ett SMART stt att frdas

Den typ av jonmotor som valdes till SMART-1 utnyttjar listigt den effekt som upp-

tcktes 1879 av den amerikanske fysikern E H Hall, genom vilken en elektrisk strm

som korsar ett magnetflt skapar ett elektriskt flt i riktning t sidan frn strmmen.Effekten anvnds fr att accelerera xenonjoner (laddade xenonatomer). Kemiskt r

xenon en delgas, ungefr 131 gnger tyngre n vte.

Jonmotorn drar 1350 watt elektrisk kraft frn SMART-1:s solpaneler och skapar driv-

kraft p 0,07 newton. Det motsvarar tyngden av ett vykort.

Genom att accelerera SMART-1 0,2 millimeter per sekund per sekund, skulle

teoretiskt sett den otroligt svaga drivkraften kunna skicka ivg farkosten ut ur

solsystemet om den fortsatte tillrckligt lnge. I praktiken kommer SMART-1 att

anvnda sin jonmotor d och d under 16 mnader fr att kmpa emot Jordens

dragkraft och placera sig i en bana runt Mnen.

Under de frsta 2 till 3 mnaderna kan den lugna resan innebra problem p grund

av SMART-1:s utsatthet fr subatomiska partiklar med hg energi i de strlnings-

blten som omger Jorden. Elektroniken och instrumenten har frstrkts fr att

kunna motst sdana skador.

SMART-1 kretsar frst runt jorden

i strre och strre ellipser. Nr

den nr mnen ndras omlopps-

banan av mnens gravitationsflt.

Den anvnder ett antal sdana

gravitationsassistanser fr att

positionera sig fr att komma in i

en bana runt mnen.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002


11/20

1110

Ariane-5 raketen kommer att placera SMART-1 i en

elliptisk bana runt jorden. Under kontroll frn European

Space Operations Centre (ESOC) i Darmstadt,Tyskland,kommer jonmotorn att tndas i omgngar tv dagar i

veckan fr att ndra ellipsen till en cirkel och s

smningom expandera den till en spiral.

Varje mnad kretsar mnen i sin egen bana 350 000 till

400 000 kilometer frn jorden. Ju lngre SMART-1

kommer ifrn jorden, desto mer minskar farten. Nr

farkosten kommit 200 000 kilometer bort, kommer

den att f vsentliga hastighetstillskott av mnens

gravitation nr den passerar.

Kontrollstationen mste d inviga en ny era i rymd-navigation. Fr frsta gngen anvnder man en kombi-

nation av kontinuerlig drivkraft frn den elektriska fram-

drivningen och manvrar under gravitation. Isaac

Newton visste ingenting om sdana konster, och drfr

har ESA:s experter ftt uppfinna ny matematik fr att

rkna ut de bsta banorna.

Mnens dragkraft kommer frst att bidra till att spiralbanan vidgas genom regelbundna mten som kallas lunar res-

onances.Nr SMART-1 passerar mnen p ca 60 000 kilometers avstnd,kommer gravitationseffekten att vara myck-

et mer mrkbar,med mten som kallas lunar swingbys.

Vid ett kritiskt skede i resan som kallas lunar capture

passerar SMART-1 genom en osynlig drr i rymden knd

som Lagrange-punkt 1, eller L1. Som frst noterat r

1772 av matematikern Joseph-Louis Lagrange, r

gravitationseffekterna av mnen och jorden i balans

vid L1, 50 000 till 60 000 kilometer frn mnen i riktning

mot jorden.

Bortom L1 kommer SMART-1 att flyga ver mnens

nordpol medan den siktar p punkten ver sydpolen dr

den kommer nrmast mnen, och drmed uppnr den

en vid polr bana runt mnen.Under veckorna efter attden har fngats av mnen,kommer SMART-1:s jonmotor

att gradvis reducera storleken och omloppstiden fr

denna bana fr att bttre kunna iakttaga mnens yta.

En spiralformad bana till mnen

Joseph-Louis Lagrange upp-

tckte genom matematik de

underliga omrden, numera

kallade Lagrange-punkter, dr

gravitationsmssig jmvikt

rder,och genom en av vilka

SMART-1 mste frdas.

Lagrange fddes i Turin 1736,

och arbetade i Berlin och

Paris,dr han dog 1813.

Nr SMART-1 har fngats av

mnens gravitation, brjar den

arbeta sig nrmare Mnens yta.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002


12/20

SMART-1 farkosten mter 14 meter med solpanelerna utfllda, men annars ryms allt fr

framdrivning, kommunikation, sktsel och instrumentering i en kub med 1 meters sida.

Framdrivningen med en jonmotor r inte den enda innovativa tekniken ombord p

SMART-1. Solpanelerna anvnder en avancerad typ av gallium-arsenid solcell i

stllet fr traditionella kiselceller. Farkosten kommer ocks att testa nya tekniker

inom kommunikation och navigation.

Av den totala vikten vid uppskjutning p 370 kilogram, r 19 kilo nyttolast i form av

ett dussintal tekniska och vetenskapliga experiment. Liksom andra komponenter

hos farkosten, anvnder de vetenskapliga instrumenten den allra modernaste

tekniken och metoder fr miniatyrisering fr att spara plats och vikt. Till exempel

utgr rntgenteleskopet D-CIXS en kub med bara 15 centimeter sida och med en vikt

p mindre n 5 kilo.

Msterverk i miniatyr

Att bygga enrymdfarkost t ESAinnebr att passaihop mnga delar somkommer frn olika

lnder. Lyckligtvis rlagarbetet vergrnserna magnifikt.

Peter Rathsman

Rymdbolaget,

huvudleverantr fr

SMART-1

SMART-1 packas ihop till sin

hopfllda konfiguration, ssom den

kommer att sndas upp.

En uppsttning solpaneler vecklas

ut fr test.Panelerna stagas upp fr

att simulera noll gravitation.

Nrmare trettio industri-leverantrer frn elva europeiska

lnder och USA har engagerats i

byggandet av SMART-1.

Illustration av AOES Medialab, ESA 2002

ESA

ESA


13/20

13

Syfte

Farkost

Vetenskaplig nyttolast

Uppsndning

Bana

Markstationer

Livstid

Huvudleverantr

Testa elektrisk framdrivning och annan teknik fr lnga rymdfrder och samtidigt utfra

vetenskapliga observationer av mnen.

En kubikmeter, 370 kg. Solpaneler mter 14 meter i utfllt skick och producerar 1,9 kW effekt.

19 kg.

Augusti 2003 frn Kourou, Franska Guyana med Ariane-5 till geostationary transfer orbit (GTO).

16-mnaders transfer orbit frn GTO till lunar orbit insertion, sedan polar elliptical operational

orbit, p en hjd ovanfr mnen mellan 300 och 10 000 km.

ESA:s markstationer runt om i vrlden, 8 timmar tv gnger per vecka.

2 - 2,5 r.

Rymdbolaget, Solna.

1 SIR

2 Solsensorer

3 SPEDE bom

4 AMIE- kameran

5 D-CIXS

9

Brnsletank fr attitydkontroll

10

Stjrnsensor

11

Motor som vrider solpanelerna

12

Kommunikationstranspondrar

13

Kontrollelektronik fr jonmotorn

14

Thrusters fr attitydkontroll8

7 EPDP- sensorer

6 Kommunikationsantenn

Jonmotor med orienteringsmekanism(hller thruster riktad medan brnsle-tankar tms)

12

4

5

2

3

6

7

78

9 10

11

12

13

13

13

1314

7

12

Illustration av AOES Medialab, ESA 2002


14/20

Vad kommer alla instrument attgra?

Test av ny teknik

EPDP och SPEDE. De som utformar framtida sol-elektriska rymdfarkoster vill vetavad SMART-1:s jonmotor presterar, vilka sidoeffekter den har och om farkosten

pverkas av naturliga elektriska och magnetiska fenomen i rymden omkring den.

Mjliga problem inkluderar felriktning av jonmotorns drivkraft, erosion av ytor,kort-

slutningar pga gnistor, strningar i radiosignaler, och ackumulerat damm. De huvud-

sakliga instrumenten ombord som mter dessa effekter r EPDP och SPEDE.

KaTE och RSIS. Sm ndringar i SMART-1:s rrelser kommer att avslja precis vilkendrivkraft jonmotorn producerar. Som en polisradar som fngar upp fortkrare,

utnyttjar RSIS dopplereffekten genom att uppfatta hur farten ndrar vglngden

p radiosignaler. Den anvnder KaTE:s mycket korta radiovgor. KaTE:s primra

syfte r att demonstrera nsta generations radiolnkar mellan Jorden och avlgsna

rymdfarkoster. Mikrovgorna i Ka-bandet, med en vglngd p ca 9 millimeter, kan

fokuseras till relativt smala strlar av de sm hornantennerna ombord p farkosten.

Laser Linkr nnu ett kommunikationsexperiment. ESA har redan laserlnkar tilltelekomsatelliter frn en optisk markstation p n Teneriffa. Att rikta strlen r

mycket svrare om farkosten, som tex SMART-1, r lngt borta och rr sig snabbt.

Frhoppningen r att kameran ombord, AMIE, ser laserljuset frn Teneriffa.

OBAN. Rymdfarkoster i framtiden kommer att varamer sjlvstndiga nr det gller att lotsa sig lngs

frutbestmda banor mot avlgsna ml. OBAN ska

utvrdera datorteknik fr autonom ombord-

navigation. Den kommer att anvnda sig av stjrnornas

positioner sedda av SMART-1:s stjrnsensorer, samt

jorden, mnen och mjligen asteroider sedda av

AMIE-kameran.

Multinationella arbetslag med vetenskapsmn och ingenjrer kommer att utfra tio olika underskningar

koordinerade av ett Science and Technology Operations Centre. De olika instrumentlagen leds av forskare frn

Finland, Tyskland, Italien, Schweiz och Storbritannien. Alla medlemslnder i ESA deltar genom att bidra medforskare till olika experiment.

Tre fjrranalys instrument avsker manens yta under en passage.

Trots att den inte vger mer n

en amatrkamera, kommer AMIE

att snda hem elektroniska bilder

av jorden och mnen,samt spana

efter lasersignaler frn jorden.


15/20

Observation av mnen och jorden

AMIE, SIR och D-CIXS. Olika typer av synligt ochosynligt ljus frn mnens yta ger kunskap om dess

kemiska sammansttning och geologiska historia.

Den ultra-kompakta AMIE-kameran kommer att

underska terrngen med synligt och nra-infrartt

ljus. En infrard spektrometer, SIR, kommer att kart-

lgga mnens mineraler. Ett rntgenteleskop, D-CIXS,

ska identifiera viktiga kemiska mnen i mnens yta.

De viktigaste vetenskapliga mlen beskrivs p

fljande sidor.

XSM. Mtningarna gjorda av D-CIXS kan bli pverkadeav variationer i solens rntgenstrlning, vilka beror phur mycket det stormar p Solen fr tillfllet. Drfr

kommer SMART-1:s instrument XSM att bevaka

solens rntgenstrlning. XSM kommer ocks att gra

en oberoende studie av solens variationer.

SPEDE. Som ett skepp i havet, lmnar mnen efter sigsvallvgor i solvinden den stndiga strmmen av

laddade partiklar och relaterade magnetiska flt som

kommer frn solen. Det elektriska experimentet

SPEDE ska observera den effekten p nra hll.

RSIS. Med hjlp av mikrovgsystemet KaTE och AMIE-kameran,kommer radioexperimentet RSIS att demon-

strera ett nytt stt att mta rotationen hos planeter

och deras mnar. Det br kunna observa en nickande

rrelse hos mnen dr frst dess nordpol och sedan

dess sydpol tippar ltt i riktning mot jorden.

Instrument och teknik som testas genom att

observera mnen frn SMART-1 kommer att hjlpa

ESA:s rymdfarkost BepiColombo att underska

planeten Merkurius.

Mjligheten att anvnda en laserstrle fr att kommunisera med en

avlgsen rymdfarkost kommer att testas av Laser Link frn Teneriffa till

SMART-1.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002

1514

Hur pverkar det elektriska havet i rymden runt Jorden en elektrisk motor? Kan det skada farkosten? EPDP och

SPEDE kommer att finna svar.


16/20

Vetenskapen om mnen mycket kvar att gra!

Mnens kopprriga ansikte ger ett intryck av hur Jorden sg ut fr ungefr 4 miljarder r sedan, nr kometer och

asteroider bombarderade de nyformade planeterna i solsystemet och skapade kratrar i alla storlekar. De flesta

av jordens sr har lkt, men mnen har knappt frndrats sedan fr 3,5 miljarder r,nr lava formade de mrkaomrden som kallas maria (hav p svenska).

Frn sina sex landningar p mnen under NASA:s Apollo program (1969-1972) tog astronauter hem sten-

material fr analys i laboratorier ver hela vrlden. Tre obemannade sovjetiska farkoster hmtade ocks mn-

stenar. Forskare vrderade materialet som exemplar av de ursprungliga mineralerna som byggde upp mnen

och jorden,och som nedslagens krnikrer.Men stenarna kom mestadels frn omrden nra ekvatorn. Mnens

baksida och regionerna kring polerna, som har en helt annan geologisk historia,kom inte med.

Tv sm amerikanska rymdfarkoster, Clementine och Lunar Prospector, gick in i banor runt mnen 1994 och

1998 med en mngd olika fjrranalysinstrument fr att utforska hela dess yta. Lunar Prospector kartlade

dessutom mnens gravitation och upptckte magnetiska regioner. Men mnga obesvarade frgor frbryllarfortfarande mn forskarna.

SMART-1.s kamera AMIE kommer att ge forskare en ny mjlighet att studera mnens topografi och ytstruktur.

Den mter synligt ljus p en miljon punkter i ett 5 grader brett synflt,och filter kan vlja gult ljus, rtt ljus eller

mycket kort infrard strlning. Genom att betrakta utvalda omrden frn olika vinklar, och under olika ljus-

frhllanden, kommer AMIE att ge nya ledtrdar om hur mnens yta har utvecklats.

Med lngre infrard strlning, kommer infrardspektrometern SIR att kartlgga frekomsten av mineraler, som

tex pyroxener, oliviner och fltspat, lngt mer detaljerat n Clementine gjorde nr den avskte mnens yta med

sina sex infrarda band.SIR kan urskilja 256 vglngdsband frn 0,9 till 2,4 mikrometer.Mineralogin kommer att

avslja effekterna av formationen av kratrar och hav, samt karaktrsdrag hos underliggande lager som expon-

erats i sprickor i mnens skorpa.

S kommer SIR ombord SMART-1

att kartlgga mnens mineraler.

Material som ofta ser gra ut i

synligt ljus blir desto mer

frggranna i infrartt. Nr olika

infrarda vglngder som repre-

senterar relativa intensiteter visassom ett spektrum, fr varje

mineral en tydlig signatur

beroende p vilka vglngder

den absorberar mest.


17/20


18/20

Varifrn kom mnen?

Mnen r huvudvittnet till de tidiga frhllanden nr

livet uppstod p vr planet. Som jordens dotter hllerhon nycklarna till frstelsen av vrt ursprung och till

frberedelserna fr framtidens utforskningar av sol-systemet.

Bernard Foing

ESA:s SMART-1 Projektforskare

Om detta scenario ger en korrekt

bild av mnens ursprung, br jrn

vara relativt ovanligt p ytan

jmfrt med,till exempel,

magnesium.D-CIXS kommer att

kunna bedma frdelningen.Illustration av AOES Medialab, ESA 2002

Den mest populra teorin sger att mnen r ett

resultat av en kollision vid tiden fr solsystemets

fdelse fr 4500 miljoner r sedan. Nr jorden var

nstan frdigbildad ska en gigantisk vandrande

asteroid, stor som Mars, ha kolliderat med vr planet

och slungat frgasad sten och damm frn bda him-

lakropparna ut i rymden. En del av materialet kom in

i en bana runt Jorden, stelnade och formade Mnen.

Smllen br ocks ha medfrt omfattande fr-ndringar av jordens yttre lager. En bttre frstelse

av bde jorden och mnen beror p om den hr

teorin kan antingen bekrftas eller vederlggas.


19/20

Om berttelsen stmmer ska mnen innehlla frhllandevis mindre jrn n lttare

mnen som magnesium och aluminium jmfrt med jorden. Genom att gra en

heltckande mtning av de olika kemiska mnenas relativa mngder fr frsta

gngen kan SMART-1 lmna ett vsentligt bidrag i

denna betydelsefulla frga.

D-CIXS (uttalas dee-kicks) r det rtta instrumentet fr

jobbet. Rntgenstrlning frn Solen fr atomer p

mnens yta att fluorescera och d sjlva avge rnt-

genstrlning. Den precisa energimngden i varjerntgenstrle r signaturen fr mnet som avger den.

Mnforskning r idag en global satsning

Arbetsgruppen International Lunar Exploration

Working Group frenar ESA, ISAS och NASDA

(Japan), NASA och flera andra rymdorganisationer

runt om i vrlden. Den siktar p att sammanstlla

resultaten frn alla de senaste svl som framtida

rymdfarkoster. Tolkningen av mnens geologi och

historia kommer att f hjlp av Japans Lunar-Afarkost (2003). Den ska lmna instrument p

mnens yta, p bde den nrmaste och den bortre

sidan, fr att mta vrmeflden och ska krnan

genom att studera vgorna frn mnbvningar.

Japan frbereder ocks Selene (2004) fr att fort-

stta utforskandet av mnens yta med fjrr-

analysteknik, pbrjat av USA:s Clementine och

Lunar Prospector, och vidare av Europas SMART-1.

Att sl samman resultaten kar det vetenskapliga

vrdet hos alla projekt, inklusive SMART-1.

19

Frvnansvrt nog har nnu ingen gjort de observa-tioner vi tnker gra. Drfr fr vrt lilla instrument

p lilla farkosten SMART-1 chansen att lmna ett stort bidrag till frstelsen av Mnen och dess

relation till jorden.Manuel GrandeRutherford Appleton Laboratory,UK, D-CIXS Teamledare

Grundmnen karterades p

Mnens yta av NASA:s rymd-

farkost Clementine. D-CIXS

ombord p SMART-1 kommer att

anvnda rntgenstrlning fr att

gra liknande dock mer detaljer-

ade och heltckande kartor.Bildbearbetning av AOES Medialab, ESA

2002. Original illustration: NASA

18


20/20

ESA Huvudkontor8-10 rue Mario-Nikis75738 Paris Cedex 15

Tel. (33) 1.53.69.71.55Fax (33) 1.53.69.76.90

ESTEC NoordwijkNederlndernaTel. (31) 71.565.3006Fax (31) 71.565.5728

ESOC DarmstadtTysklandTel. (49) 6151.90.2696Fax (49) 6151.90.2961

EAC KlnTysklandTel. (49) 2203.60.010Fax (49) 2201.60.0166

ESRIN FrascatiItalienTel. (39) 6.94.18.02.60Fax (39) 6.94.18.02.57

ESA Science Programme Communication ServiceTel. (31) 71.565.3223

Fax (31) 71.565.4101http://sci.esa.int

Kontakta: ESA Publications Division

c/o ESTEC, P O Box 299, 2200 AG Noordwijk, Nederlnderna

SMART-1 by Sun Power to the Moon July 2003

Documents

Transcript of SMART-1 by Sun Power to the Moon July 2003