Μετά από 16 μήνες επιτυχημένων παρατηρήσεων, το SMART-1 της ESA πρόκειται να κάνει την τελική συμβολή του στη σεληνιακή επιστήμη. Στις τελικές του τροχιές, το διαστημικό σκάφος θα πετάξει τόσο χαμηλά που θα μπορούσε να συντρίψει έναν λόφο σε ένα προηγούμενο πέρασμα, δίνοντας σε διαφορετικά τηλεσκόπια με βάση τη Γη καλύτερη θέα. Ο τελικός κρατήρας αναμένεται να έχει πλάτος 3-10 μέτρα (10-33 πόδια) και βάθος 1 μέτρο (3 πόδια).
Το SMART-1, το επιτυχημένο πρώτο ευρωπαϊκό διαστημικό σκάφος στη Σελήνη, πρόκειται τώρα να τερματίσει την εξερευνητική του περιπέτεια, μετά από σχεδόν δεκαέξι μήνες έρευνας σεληνιακής επιστήμης.
Το SMART-1 κυκλοφόρησε στις 27 Σεπτεμβρίου 2003 και έφτασε στη Σελήνη το Νοέμβριο του 2004 μετά από μια μακρά περιστροφή γύρω από τη Γη. Σε αυτή τη φάση, το διαστημικό σκάφος δοκιμάστηκε για πρώτη φορά στο διάστημα μια σειρά προηγμένων τεχνολογιών.
Αυτές περιελάμβαναν την πρώτη χρήση ενός κινητήρα ιόντων (ηλιακή ηλεκτρική πρόωση) για διαπλανητικά ταξίδια, σε συνδυασμό με ελιγμούς υποβοήθησης βαρύτητας.
Το SMART-1 δοκίμασε επίσης μελλοντικές τεχνικές επικοινωνιών βαθιού διαστήματος για διαστημόπλοια, τεχνικές επίτευξης αυτόνομης πλοήγησης διαστημικών σκαφών και μικροσκοπικά επιστημονικά όργανα, που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά γύρω από τη Σελήνη.
Αρχικά σχεδιάστηκε να λειτουργήσει έξι μήνες γύρω από τη Σελήνη, στο SMART-1 δόθηκε αργότερα μια επέκταση αποστολής για ένα ακόμη έτος, που τώρα πρόκειται να ολοκληρωθεί. Το διαστημικό σκάφος θα χτυπήσει την επιφάνεια της Σελήνης μέσω ενός μικρού αντίκτυπου που αναμένεται επί του παρόντος για τις 3 Σεπτεμβρίου 2006, στις 07:41 CEST (05:41 UT) ή στις 02:37 CEST (00:37 UT), με αβεβαιότητα λόγω της ελλιπούς γνώσης της σεληνιακής τοπογραφίας. Οι αναμενόμενες συντεταγμένες για πρόσκρουση στις 5:41 UT είναι περίπου 36,44º νότια του γεωγραφικού πλάτους και 46,25º δυτικά του γεωγραφικού μήκους.
Ελιγμοί μέχρι επιπτώσεων
Εάν αφεθεί στην πορεία της σεληνιακής τροχιάς του, το SMART-1 θα είχε χτυπήσει φυσικά τη Σελήνη στις 17 Αυγούστου 2006 στη σεληνιακή μακρινή πλευρά, δεν θα ήταν ορατή από τη Γη.
Μια σειρά ελιγμών 2 εβδομάδων ξεκίνησε στις 19 Ιουνίου και ολοκληρώθηκε στις 2 Ιουλίου επέτρεψε στο SMART-1 να προσαρμόσει την τροχιά του για να αποφευχθεί η διασταύρωση του διαστημικού σκάφους με τη Σελήνη σε μειονεκτική στιγμή από επιστημονική άποψη και να αποκτήσει ένα χρήσιμο μικρό «επέκταση» αποστολής.
Μια άλλη σειρά μικρών ελιγμών μπορεί να πραγματοποιηθεί στις 27 και 28 Ιουλίου, 25 Αυγούστου και την 1 και 2 Σεπτεμβρίου 2006 για να προσαρμόσει την τροχιά SMART-1.
Γιατί στις 3 Σεπτεμβρίου;
Η επιλογή της 3ης Σεπτεμβρίου για τον σεληνιακό αντίκτυπο οδήγησε στην απόφαση λήψης περαιτέρω σεληνιακών δεδομένων υψηλής ανάλυσης από την τροχιά και να επιτρέψει στα τηλεσκόπια του εδάφους να δουν τον αντίκτυπο από τη Γη.
Στις 3 Σεπτεμβρίου 2006, ο κίνδυνος SMART-1, που συμπίπτει με το σημείο πρόσκρουσης, θα βρίσκεται στη σεληνιακή περιοχή που ονομάζεται «Λίμνη Αριστείας», που βρίσκεται στα μεσαία νότια γεωγραφικά πλάτη. Αυτή η περιοχή είναι πολύ ενδιαφέρουσα από επιστημονική άποψη. Πρόκειται για μια ηφαιστειακή πεδιάδα που περιβάλλεται από υψίπεδα, αλλά επίσης χαρακτηρίζεται από εδαφικές ετερογενείς ιδιότητες.
Κατά τη στιγμή της σύγκρουσης, αυτή η περιοχή θα βρίσκεται στο σκοτάδι στην κοντινή πλευρά της Σελήνης, ακριβώς κοντά στον τερματικό σταθμό - τη γραμμή που χωρίζει τη σεληνιακή ημέρα από τη νύχτα. Η περιοχή θα σκιάζεται από τις άμεσες ακτίνες του Ήλιου, αλλά θα φωτίζεται ελαφρά από το φως από τη Γη - από τη γη. Η τροχιά του διαστημικού σκάφους θα το μεταφέρει στην περιοχή κάθε πέντε ώρες, κάνοντας ένα χιλιόμετρο χαμηλότερο σε κάθε πέρασμα. Από τη Γη, ένα τέταρτο της Σελήνης θα είναι ορατό εκείνη τη στιγμή.
Αυτή η γεωμετρία είναι ιδανική για να επιτρέπει παρατηρήσεις εδάφους. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της πανσελήνου η φωτεινότητα θα είχε αποκρύψει εντελώς την επίδραση στους παρατηρητές του εδάφους, και κατά τη διάρκεια της νέας Σελήνης θα ήταν επίσης δύσκολη, επειδή η νέα Σελήνη είναι ορατή μόνο για λίγα δευτερόλεπτα μετά το ηλιοβασίλεμα. Επιπλέον, μια κρούση στο σκοτάδι θα ευνοήσει την ανίχνευση του φλας κρούσης.
Τα επίγεια τηλεσκόπια θα προσπαθήσουν επίσης να παρατηρήσουν τη σκόνη που εκτοξεύεται από την πρόσκρουση, ελπίζοντας να αποκτήσουν φυσικά και ορυκτολογικά δεδομένα στην επιφάνεια που ανασκάφηκε από το διαστημικό σκάφος.
Ο αναμενόμενος χρόνος πρόσκρουσης (07:41 CEST) θα είναι καλός για μεγάλα τηλεσκόπια στη Νότια και Βορειοδυτική Αμερική και τη Χαβάη και πιθανώς στην Αυστραλία. Αλλά αν το SMART-1 χτυπήσει ένα λόφο στο προηγούμενο πέρασμα του, περίπου στις 02:37 CEST στις 3 Σεπτεμβρίου, τότε μπορεί να παρατηρηθεί από τα Κανάρια Νησιά και τη Νότια Αμερική. Εάν το SMART-1 χτυπήσει ένα λόφο στο πέρασμα στις 2 Σεπτεμβρίου στις 21:33 CEST, τότε τα τηλεσκόπια στην ηπειρωτική Ευρώπη και την Αφρική θα έχουν το πλεονέκτημα.
Παγιδευμένος από σεληνιακή βαρύτητα
Όταν ένα διαστημικό σκάφος περιστρέφεται γύρω από τη Σελήνη, όπως κάνει το SMART-1, είναι καταδικασμένο από το νόμο της βαρύτητας. Ρυμουλκά από τον Ήλιο, τη Γη και τις ανωμαλίες στην ίδια τη Σελήνη, όλα διαταράσσουν την τροχιά της. Αργά ή γρήγορα, οποιοσδήποτε σεληνιακός τροχιάς θα επηρεάσει την επιφάνεια της Σελήνης, εκτός εάν έχει μείνει πολύ μεγάλη ποσότητα καυσίμου για να ενισχυθεί και να ξεφύγει από τη σεληνιακή βαρύτητα.
Το να ξεφύγεις από τη βαρύτητα της Σελήνης και να φύγεις στο βαθύ διάστημα θα σήμαινε την πλήρη ακύρωση του επιστημονικού προγράμματος SMART-1. Στην πραγματικότητα, τη στιγμή που το SMART-1 βρισκόταν σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, είχε απομείνει αρκετό προωθητικό για μια τροχιακή ώθηση, αλλά όχι για διαφυγή, οπότε το διαστημικό σκάφος ήταν ένας πραγματικός «φυλακισμένος» της Σελήνης.
Το SMART-1 επέζησε πολύ περισσότερο από το αναμενόμενο όταν η αρχικά προγραμματισμένη 6μηνη επιστημονική αποστολή. Ο πειραματικός κινητήρας ιόντων, που τροφοδοτείται από τον Ήλιο, ήταν πολύ αποδοτικός. Μέχρι τη στιγμή που η SMART-1 είχε εγκατασταθεί στην τροχιά της γύρω από τη Σελήνη τον Μάρτιο του 2005, είχε απομείνει μόνο 7 κιλά προωθητικού (εμφιαλωμένο αέριο ξένον) από τα 84 κιλά που ήταν διαθέσιμα κατά την εκτόξευση.
Οι μηχανικοί της ESA χρησιμοποίησαν όλα τα υπόλοιπα ξένα για να αποφύγουν μια πρόωρη συντριβή που θα πραγματοποιηθεί τον Σεπτέμβριο του 2005, μετά από ελιγμούς για να ενισχύσουν ξανά την τροχιά. Ως αποτέλεσμα, το SMART-1 κέρδισε έναν επιπλέον χρόνο λειτουργίας στη σεληνιακή τροχιά του, προς όφελος των διαστημικών επιστημόνων και μηχανικών της Ευρώπης.
Από το προωθητικό ξένων, το SMART-1 χρησιμοποίησε τους προωθητήρες υδραζίνης για να εκτελέσει τον τελευταίο μεγάλο ελιγμό στα τέλη Ιουνίου 2006 για να επεκτείνει περαιτέρω τη διάρκεια της αποστολής και να κερδίσει τρεις ακόμη εβδομάδες λειτουργίας.
Οποιαδήποτε ζημιά για τη Σελήνη;
Πριν από σχεδόν 50 χρόνια, το 1959, το ρωσικό διαστημικό σκάφος Luna-2 ήταν το πρώτο τεχνητό αντικείμενο που χτύπησε τη Σελήνη. Έκτοτε, πολλοί άλλοι έχουν κάνει το ίδιο, χωρίς καμία αξιοσημείωτη βλάβη και ο αντίκτυπος του SMART-1 θα είναι πιο ήπιος από αυτόν που προκαλεί κάποιος ανθρωπογενής κρούστης μέχρι τώρα.
Όταν φτάσει στην επιφάνεια της Σελήνης, το SMART-1 θα ταξιδεύει με ταχύτητα 2 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Αυτό είναι πολύ πιο αργό από ένα φυσικό μετεωροειδές - για παράδειγμα, τα μετεωροειδή Leonid φτάνουν στη Σελήνη με ταχύτητα 70 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Το SMART-1 μπαίνει σε μια γωνία ματιάς - σαν άλτης σκι. Το SMART-1 μπορεί να χτυπήσει σε έναν απότομο λόφο στα 7000 χιλιόμετρα την ώρα, αλλά αυτό που είναι πιο πιθανό είναι ότι θα γλιστρήσει κάτω από ένα επίπεδο τμήμα της σεληνιακής επιφάνειας, πέφτοντας 15 μέτρα στο τελευταίο χιλιόμετρο της κίνησης προς τα εμπρός. Κατά την πρόσκρουση, η κατακόρυφη ταχύτητά της θα είναι μόνο 70 χιλιόμετρα ανά ώρα, κάτι που είναι μικρότερο από αυτό που επιτυγχάνουν ορισμένοι άλτες σκι.
Ενδεχομένως το SMART-1 θα γλιστρήσει για μικρή απόσταση μετά την πρόσκρουση, ρίχνοντας τη σκόνη μπροστά του και ψεκάζοντας τη σκόνη και στις δύο πλευρές, όπως τα φτερά μιας πεταλούδας. Ο κρατήρας που κατασκευάζεται από το SMART-1 θα έχει πλάτος 3 έως 10 μέτρα και ίσως βάθος ενός μέτρου. Η Σελήνη έχει ήδη 100.000 κρατήρες πλάτους άνω των τεσσάρων χιλιομέτρων και κάθε μέρα αρκετά μικρά μετεωροειδή κάνουν τους κρατήρες τόσο μεγάλους όσο και τους SMART-1.
Κάθε χημικό στοιχείο που υπάρχει στο SMART-1 και στον εξοπλισμό του υπάρχει φυσικά στη Σελήνη. Για παράδειγμα, το αλουμίνιο και το σίδερο είναι πολύ συνηθισμένα. Το υδρογόνο, ο άνθρακας και το άζωτο είναι πολύ λιγότερα στη Σελήνη, αλλά φθάνουν φυσικά στην επιφάνεια από τον ηλιακό άνεμο και από τις επιπτώσεις παγωμένων θραυσμάτων κομητών, τα οποία περιέχουν πολλά στοιχεία. Από αυτήν την άποψη, μπορεί κανείς να θεωρήσει το SMART-1 ως τεχνητό κομήτη. Επιπλέον, η μικρή υδραζίνη που απομένει στους προωθητήρες SMART-1 θα καεί αμέσως όταν κτυπηθεί.
Τελευταίες παρατηρήσεις
Κατά τη διάρκεια στενών σεληνιακών προσεγγίσεων, η κάμερα AMIE του SMART-1 θα έχει λοξή θέα σε ορισμένες περιοχές που έχουμε ήδη εξετάσει μόνο κάθετα, παρέχοντας ένα είδος τρισδιάστατης προβολής της επιφάνειας. Ωστόσο, καθώς η πρόσκρουση θα συμβεί σε μια σκοτεινή περιοχή της Σελήνης, δεν είναι δυνατόν να περιμένουμε να δούμε πολύ από το ορατό φως κατά την τελική κάθοδο.
Κατά τη διάρκεια των τελευταίων τροχιών, τα άλλα όργανα του σκάφους, συμπεριλαμβανομένου του τηλεσκοπίου ακτίνων Χ D-CIXS και του φασματόμετρου υπερύθρων SIR, θα έχουν λεπτομερείς προβολές ορισμένων σεληνιακών περιοχών από πολύ χαμηλά υψόμετρα.
Ισχυρά τηλεσκόπια στη Γη μπορεί να δουν ένα αχνό φλας από την ίδια την κρούση, ακολουθούμενο από ένα σύννεφο σκόνης που ρίχνεται από την πρόσκρουση, ίσως 5 χιλιόμετρα πλάτος. Η σκόνη θα αποκρύψει την όψη ενός μέρους της επιφάνειας της Σελήνης για 5 ή 10 λεπτά. Η συμπεριφορά του νέφους θα δώσει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τα συμβάντα κρούσης γενικά, ενώ η ανάλυση του φωτός από τη σκόνη, με φασματογράφους στα τηλεσκόπια, μπορεί να ανιχνεύσει υλικά που σκάβονται από την πρόσκρουση ακριβώς κάτω από τη σεληνιακή επιφάνεια.
Οι παρατηρήσεις θα βασίζονται στην αμυδρή λάμψη της γης - εκτός εάν μέρος του νέφους σκόνης ρίχνεται πάνω από 20 χιλιόμετρα πάνω από τη σεληνιακή επιφάνεια. Σε αυτήν την περίπτωση, θα φωτιστεί απευθείας από το φως του ήλιου και θα φαίνεται πολύ πιο φωτεινό για μερικά λεπτά. Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι ενδέχεται να είναι σε θέση να εντοπίσουν το ηλιόλουστο σύννεφο σκόνης με τα κιάλια και τα μικρά τηλεσκόπια τους.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
