Введение
Американский космический проект, американский лунный зонд "Клементина" (официально — Научный эксперимент программы глубокого космоса (DSPSE)) был совместным космическим проектом Организации противоракетной обороны (ранее Организации стратегической оборонной инициативы) и НАСА, запущенным 25 января 1994 года. Его целью являлось испытание датчиков и компонентов космических аппаратов в условиях длительного воздействия космоса, а также проведение научных наблюдений Луны и околоземного астероида 1620 Географос.
the American Lunar probe
Clementine (officially called the Deep Space Program Science Experiment (DSPSE)) was a joint space project between the Ballistic Missile Defense Organization (previously the Strategic Defense Initiative Organization) and NASA, launched on January 25, 1994. Its objective was to test sensors and spacecraft components in long term exposure to space and to make scientific observations of both the Moon and the near Earth asteroid 1620 Geographos.
Результаты
Наблюдение за астероидом не было проведено из-за неисправности космического аппарата. Лунные наблюдения включали получение изображений на различных длинах волн в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, лазерную высотометрию, гравиметрию и измерения заряженных частиц. Эти наблюдения проводились с целью получения многоспектральных изображений всей лунной поверхности, оценки минералогического состава поверхности Луны, получения данных высотометрии от 60° северной до 60° южной широты, а также получения данных о гравитации для ближней стороны Луны. Также планировалось получение изображений и определение размера, формы, характеристик вращения, свойств поверхности и статистики кратеров астероида Geographos.
Конструкция космических аппаратов
Космический аппарат представлял собой восьмиугольную призму высотой 1,88 м и поперечным сечением 1,14 м, с двумя солнечными панелями, выступающими с противоположных сторон параллельно оси призмы. На одном конце призмы располагалась высокоусиленная неподвижная параболическая антенна, а на другом – двигатель тягой 489 N. Отверстия датчиков были сгруппированы вместе на одной из восьми панелей, под углом 90 градусов к солнечным панелям, и защищены единым защитным кожухом для датчиков. Двигательная система космического аппарата состояла из монопропеллярной гидразиновой системы для управления ориентацией и бипропеллярной системы на основе тетраоксида азота и монометилгидразина для маневров в космосе. Бипропеллярная система обеспечивала общую дельту-V около 1900 м/с, при этом около 550 м/с требовалось для выхода на лунную орбиту, а 540 м/с – для старта с лунной орбиты. Управление ориентацией осуществлялось с помощью 12 небольших двигателей ориентации, двух звездных трекеров и двух инерциальных измерительных блоков. Космический аппарат стабилизировался по трем осям на лунной орбите с помощью реактивных колес с точностью 0,05 градуса по управлению и 0,03 градуса по знанию. Электропитание обеспечивалось карданными, одноосными солнечными панелями на основе GaAs/Ge, которые заряжали аккумулятор Nihau (NiH) стандартного давления объемом 15 А·ч, с удельной энергоемкостью 47 В·ч/кг. Обработка данных космического аппарата выполнялась с использованием компьютера MIL STD 1750A (1,7 MIPS) для безопасного режима, управления ориентацией и поддержания работоспособности, 32-битного RISC-процессора (18 MIPS) для обработки изображений и автономных операций, а также системы сжатия изображений, предоставленной Французским космическим агентством CNES. Блок обработки данных управлял работой камер, системой сжатия изображений и направлял поток данных. Данные хранились на динамическом твердотельном накопителе емкостью 2 Гбит.
Миссия
25 января 1994 года аппарат "Клементина" был запущен с Космического пускового комплекса 4 West на авиабазе Ванденберг, штат Калифорния, с использованием ракеты-носителя Titan II. Миссия включала два этапа. После двух гравитационных манёвров вблизи Земли, выход на лунную орбиту был осуществлён примерно через месяц после запуска. Картографирование Луны проводилось в течение приблизительно двух месяцев, в два этапа. Первый этап состоял из пятичасовой эллиптической полярной орбиты с периапсисом около 400 км на 13° южной широты и апоапсисом 8300 км. Каждая орбита включала 80 минут лунного картографирования вблизи периапсиса и 139 минут приёма данных в апоапсисе. После месяца картографирования орбита была развёрнута таким образом, чтобы периапсис оказался на 13° северной широты, где она оставалась ещё один месяц. Это обеспечило глобальное получение изображений и альтиметрических данных от 60° южной широты до 60° северной широты, в общей сложности с 300 орбит. После перелёта с Луны на Землю и ещё двух гравитационных манёвров вблизи Земли, аппарат должен был направиться к астероиду 1620 Geographos, прибыв через три месяца для пролёта на расстоянии около 100 км. К сожалению, 7 мая 1994 года, после выхода на первую переходную орбиту к Земле, неисправность на борту привела к неконтролируемой работе одного из двигателей управления ориентацией в течение 11 минут, что привело к расходу всего запаса топлива и вращению "Клементины" со скоростью около 80 об/мин. В этих условиях пролёт мимо астероида не мог дать полезных результатов, поэтому аппарат был переведён на геоцентрическую орбиту, проходящую через радиационные пояса Ван Аллена, для тестирования бортовых компонентов. Миссия завершилась в июне 1994 года, когда уровень энергии на борту упал до такой степени, что телеметрические данные с аппарата стали неразборчивыми. Однако, "благодаря случайному совпадению, аппарат оказался в положении, необходимом для повторного включения питания, наземным службам управления удалось восстановить кратковременный контакт с ним в период с 20 февраля по 10 мая 1995 года".
После лунной миссии
7 мая 1994 года (UTC) после выхода из лунной орбиты на аппарате Clementine произошел отказ компьютерной системы. Этот отказ привел к расходу оставшегося топлива, в результате чего космический аппарат начал вращаться со скоростью до 80 оборотов в минуту.