LCROSS

LCROSS-简介   
月球陨坑观测和遥感卫星(LCROSS)撞月模拟图月球勘测轨道器(LRO)和月球陨坑观测与遥感卫星(简称LCROSS)将在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角一同发射升空。在与LRO之间的距离达到足够远之后，组成LCROSS的“牧羊航天器”以及“半人马座”火箭将进行泄料，排出“半人马座”余下的所有燃料以阻止污染撞击点。
发射5天后，“牧羊航天器”和“半人马座”将飞越月球，进入月球引力助推及月球返回轨道(以下简称LGALRO)。在此之后，“牧羊航天器”和“半人马座”将在轨道合适位置撞击目标地点——月球极地。每一条LGALRO的周期大约在37天左右。
在距离撞击前不到10小时，“牧羊航天器”和“半人马座”将最终抵达指定的月球撞击位置，在此之后，“牧羊航天器”和“半人马座”将进行分离。LCROSS将进行制动以实现分离，同时旋转180度，将所携带的仪器瞄准月球。“牧羊航天器”负责收集“半人马座”撞击产生的闪光和羽状碎片数据，并将数据传回LCROSS任务控制中心。4分钟之后，“牧羊航天器”撞击月球表面，产生第二个羽状碎片。

LCROSS-详细参数     
“牧羊航天器”

美国月球陨坑观测和遥感卫星(LCROSS)组成(新浪科技制图)尺寸：“牧羊航天器”高79英寸(约合2米)，主结构直径为103英寸(约合2.6米)，从“全向–Z”到“全向+Z”天线的宽度为131英寸(约合3.3米)。

重量：发射时总重量为1664磅(约合891公斤)——飞船自身重1290磅(约合585公斤)，肼燃料重674.6磅(约合306公斤)。

额外信息：撞击过程中，“牧羊航天器”的最大重量为866公斤，最小重量为621公斤，平均重量为743公斤。很多因素都可预测撞击时的重量，其中就包括发射日期在内。

电力设施：船载系统所需电量由一个固定的峰值功率为600瓦的太阳能电池阵列以及一个锂离子电池提供。1个恒星跟踪器组合件以及10个高精度太阳方位传感器，负者保持电池板朝向太阳方向。

所要实现的精确度：按照要求，精确度应达到半径6.2英里(约合10公里)的范围，实际精确度预计可达到达到0.75公里(约合1.2公里)。

遥感勘测：飞船通讯通过两条速度为1.5 Mbps(兆比特每秒)的中增益天线、两条速度为40 Kbps(千比特每秒)的全向天线以及一个7瓦S波段无线电频率转发器实现。

数据：“牧羊航天器”获取的工程学与内务操作数据以及科学仪器获取的数据将实时传送给LCROSS任务操作和科学研究团队。

飞船制造者：加州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司以及马里兰州拉特哈姆的诺斯罗普·格鲁曼技术服务公司。

设计制造：“牧羊航天器”在诺斯罗普·格鲁曼公司位于加州雷东多海滩的工厂设计制造，所携带的科学仪器则在美国宇航局位于加州莫菲特场的艾姆斯研究中心设计制造。

所载科学仪器：“牧羊航天器”所携带的科学仪器包括两个近红外线分光计、一个紫外线-可见光分光计、两架中红外照相机、两架近红外照相机、一架可见光照相机以及一个可见光高速光度计。所有9个科学仪器获取的数据均由一个常见的数据处理设备负责处理。

任务持续时间：LCROSS撞月任务持续时间在3个月至7个月之间，撞击目标为一个位于月球极地附近的永久性阴暗区陨坑。具体持续时间取决于发射以及目标陨坑确定日期。

具体操作：LCROSS任务的任务操作与科学研究由美国宇航局位于加州莫菲特场的艾姆斯研究中心负责。

项目成本：LCROSS任务耗资7900万美元，其中并不包括“月球机器人先驱”项目自2008年10月以来因推迟发射产生的额外费用。

 

 
“半人马座”火箭
尺寸：“半人马座”高41.6英尺(约合12.68米)，直径为10英尺(约合3.04米)。如果将“牧羊航天器”算在内，这个“二合一”的高度可达到47英尺(约合14.5米)。
重量：“半人马座”撞月时的重量最高可达到5216磅(约合2366公斤)。

 

LCROSS-寻找月球上的水   
如果月球上确有水存在，水在月球上的出现方式应该与地球相同。经过数十亿年的流星和彗星撞击，水或水的组成元素在地球和月球上不断集聚。由于引力不到地球的五分之一，月球实际上并不拥有大气层。任何在月球表面堆积的轻元素或者化合物直接暴露在真空和太阳辐射环境下。
一个月球日大约相当于29个地球日。月球白天温度可达到250华氏度(121摄氏度)，任何暴露在日光下的水冰，不管暴露时间多长都会变成水蒸汽，水蒸汽随后分解并消失在太空中。在月球极地地区，太阳升起高度从未高出确定陨坑边缘，也就是说，这些陨坑坑底在数十亿年时间里可能从未接触过阳光。由于温度估计接近零下328华氏度(零下200摄氏度)，这些陨坑能够“冷阱”或者捕获绝大多数挥发物。

LCROSS-科学目标   
月球陨坑观测与遥感卫星的可视摄像仪拍摄的月球表面月球是夜空中最为明显的天体，但人类对月球绝大多数地区的了解还不及更为遥远的火星。对月球的了解主要来自地球上的望远镜，“阿波罗”任务以及规模较小的机器人月球任务。上世纪90年代，两次小规模机器人任务——“克莱门汀”号月球任务以及“月球勘探者”任务——发现了月球极地地区可能存在水的证据。不幸的是，所发现的证据并不具有决定性。LCROSS任务的一个重要目标就是寻找月球水是否存在这个问题的确切答案。如果确有水存在，月球必将成为人类探索太阳系的一个宝贵资源。

LCROSS任务主要科学目标包括以下4个方面：
1。证实月球一个永久性阴暗区是否有水存在。
2。寻找在月球极地地区探测到的氢签名成因。
3。如果确有水存在，确定月球土被或土壤中的含水量。
4。确定月球其中一个位于永久性阴暗区的陨坑土被成分。

LCROSS任务将是针对月球永久性阴暗区陨坑的第一次实地研究。LCROSS的首要任务是测量永久阴暗区土被或土壤中的水冰(冰与尘埃的混合物)浓度。“半人马座”重量达到5216磅(约合2366公斤)，大约相当于一辆大型运动型多功能车(SUV)。在以每秒1.55英里(约合每秒2.5公里)的速度撞击一个永久阴暗区陨坑坑底时，首先会出现闪光，紧接着产生羽状碎片。如果坑底有水存在，水会因此次撞击被抛到空中。一旦高度超过陨坑边缘，便会暴露在太阳辐射下，水分子随即分解成氢离子和氢氧离子。

在撞击后的4分钟时间里，“牧羊航天器”将利用所携带的科学仪器收集羽状碎片数据并传回LCROSS任务控制中心，在此之后，“牧羊航天器”也将执行撞月任务。两次撞击的一个可能结果是，暂时产生一个由氢氧离子构成的稀薄大气层，并被地上、绕地望远镜以及绕月卫星探测到。