月球勘測軌道器LRO

美國航天局於2009年6月18日在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地利用一枚“宇宙神－5”運載火箭將兩個月球探測器發射升空，這標誌著美國“重返月球”計畫正式啟動。

基本介紹

• 中文名：月球勘測軌道器
• 外文名：Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)
• 類別：探測器
• 地點：月球

簡介

月球勘測軌道飛行器（LRO）是美國國家航空航天局（NASA）“新太空探索計畫”的首個任務，該方案在2004年提出，旨在重返月球，並登入火星以及向更遠的太空進軍。月球軌道探測器的任務包括在月面尋找安全的著陸點，尋找潛在的資源，研究月面的輻射環境並論證一些新的技術。這枚探測器由NASA的綜合探索任務執行委員會負責，將在50公里高的極月軌道上運行一年。LRO將會傳回包括全日月溫圖、月面大地坐標、高解析度彩色圖片以及月面紫外返照率在內的大量數據。然而，這項任務的重中之重是月球兩極一些常年不見陽光的地方，在兩極的陰暗處尋找水的蹤跡。LRO的極具探索性的任務讓NASA的綜合探索任務執行委員會在一年之後過渡到了一個科學階段，LRO上有很多儀器都是從過去行星探測器繼承而來的。

任務

月球勘測軌道飛行器（LRO）是美國國家航空航天局（NASA）“新太空探索計畫”的首個任務，該方案在2004年提出，旨在重返月球，並登入火星以及向更遠的太空進軍。月球軌道探測器的任務包括在月面尋找安全的著陸點，尋找潛在的資源，研究月面的輻射環境並論證一些新的技術。
這枚探測器由NASA的綜合探索任務執行委員會負責，將在50公里高的極月軌道上運行一年。LRO將會傳回包括全日月溫圖、月面大地坐標、高解析度彩色圖片以及月面紫外返照率在內的大量數據。然而，這項任務的重中之重是月球兩極一些常年不見陽光的地方，在兩極的陰暗處尋找水的蹤跡。LRO的極具探索性的任務讓NASA的綜合探索任務執行委員會在一年之後過渡到了一個科學階段，LRO上有很多儀器都是從過去行星探測器繼承而來的。

儀器

LRO將圍繞月球的低極軌道上運轉至少一年的時間，收集關於月球環境的詳細資訊。LRO的裝備包括6個儀表和一個技術演示，將提供重要的數據包，幫助人類重返月球。
1、宇宙射線望遠鏡測量輻射效應
測量輻射效應的宇宙射線望遠鏡（CRaTER：The Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation）將給出月球輻射環境的特徵，確定其對生物可能產生的影響。CRaTER還將對輻射效應和禁止模型進行測試，這有助於開發保護技術。
2、月球輻射計實驗（Diviner Lunar Radiometer Experiment）
月球輻射計（ DLRE ）將提供軌道熱繪測量，給出地表和地下溫度（辨別出冷阱和可能的冰沉積物）的詳細信息以及著陸險地：不平坦的地勢或突起的岩石。
3、萊曼阿爾法測繪項目（Lyman Alpha Mapping Project）
萊曼阿爾法測繪項目（LAMP）將畫出遠紫外線下的整個月球表面地圖。LAMP將在極地地區探尋表面冰層和霜凍，並提供在只有星光照射時，永遠處於陰影中的地區的畫面。
4、月球探索中子探測器（Lunar Exploration Neutron Detector）
月球探索中子探測器（LEND）將繪出高清晰度的氫分布圖，並提供月球輻射環境的相關信息。LEND可被用來尋找月球表面有水凍的證據，並將提供有助於未來人類探索的空間輻射環境測量。
5、月球軌道飛行器雷射測高儀
月球軌道飛行器雷射測高儀（LOLA）將測量著陸點坡度，表面糙度程度，並繪製一張高解析度的月面圖。月球軌道飛行器極光探測儀還將通過分析月球地形的勘測和分析來確定月球的永久日照區域和永久背陰區域。
6、月球偵查軌道器照相機
月球偵查軌道器照相機（LROC）將傳回高解析度的月面黑白圖像，拍攝解析度達到米級的月極圖像。月球勘測軌道飛行器照相機還能對月球表面進行彩色和紫外線拍照。這些圖像將有助於研究月極光照情況，發現可能的資源和危險地區，還將有助於選擇飛行器安全著陸地點。
7、微型射頻技術顯示器
微型射頻技術顯示器(Mini-RF Technology Demonstration)的主要目的是尋找月球表面以下的水冰存在。此外，該儀器還能為月球上被永久背光區域拍攝高清晰圖像。

詳細參數

發射日期：2009年6月19日凌晨5：12分(美國東部時間18日下午5點12分)。
發射地點：美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地41號發射場。
運載火箭：聯合發射聯盟“宇宙神”V 401運載火箭。
所用燃料：第一級使用RP-1(一種高度精煉的煤油)和液態氧，“半人馬座”火箭上級使用液態氫和液態氧。
軌道：月球勘測軌道器(以下簡稱LRO)在一條距離月表31英里(約合50公里)的圓形極地軌道運行。月球隕坑觀測與感測衛星(以下簡稱LCROSS)則在地月系統周圍一條月球引力助推及月球返回軌道(以下簡稱LGALRO)運行，與黃道平面大約成80度角。
軌道周期：LRO軌道(月球極地軌道)周期為113分鐘。每一條LCROSS軌道周期大約為37天左右。

LRO 任務速覽

持續時間：LRO首先執行為期一年的探測任務，而後可能進行為期3年的科學研究任務。
重量：總發射重量為1916公斤(約合4224磅)。乾重量為1018公斤(約合2244磅)，燃料重量為898公斤(約合1980磅)。
功率：飛船功率為685瓦。
尺寸：在摺疊放入火箭之內時——太陽能電池板陣列和高增益天線被摺疊起來——LRO的高度為152英寸(約合3.86米)。從儀器艙到被摺疊的太陽能電池板陣列的長度為103英寸(約合2.61米)，從被摺疊的高增益天線到微型射頻天線的長度為108英寸(約合2.74米)。發射之後，LRO展開後的太陽能電池板陣列面積為168英寸(約合4.26)× 126英寸(約合3.2)。3塊電池板的總寬度為168英寸，伸出飛船126英寸。展開後的高增益天線向外伸出102英寸(約合2.59米)。
指向控制：LRO指向控制保持在60角秒。
太陽能電視板陣列：LRO裝有鉸接的太陽能電池板以及鋰離子電池。
遙感勘測：利用Ka波段高速下行鏈路和S波段低速上行/下行鏈路進行遙感勘測。
數據量和最大下行鏈路速度：數據量為每天461 Gb，最大下行速度為每秒100 Mb。
飛船研製者：LRO由美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的工程師研製。
軌道：LRO飛往月球的旅程將歷時大約4天時間。在此之後，LRO將進入一個橢圓形軌道，也就是所謂的試運轉軌道。從這條軌道，LRO將移身最終軌道——一條距月球表面大約50公里(約合31英里)的圓形軌道。
任務操作中心：任務操作中心位於美國宇航局的戈達德太空飛行中心。太空飛行中心的工程師將在分離後、進入月球軌道期間以及任務執行過程中控制LRO。任務操作中心負責向高級研究員傳送原始數據。
行星數據系統：在最初的任務完成後6個月內，高級研究員負責將科學儀器獲得的數據傳送給行星數據系統。行星數據系統是一個向公眾公開的知識庫，用於儲存行星任務的科學數據。
項目成本：LRO任務成本大約在5億美元左右。
7個科學儀器：LRO所攜帶的7個科學儀器分別是輻射效應宇宙射線望遠鏡(以下簡稱CRaTER)、多通道太陽發射率和紅外濾波輻射儀(以下簡稱Diviner)、“萊曼-阿爾法”測繪項目(以下簡稱LAMP)、月球勘探中子探測器(以下簡稱LEND)、月球軌道器雷射測高儀(以下簡稱LOLA)、月球勘測軌道器照相機(以下簡稱LROC)以及微射頻新型合成孔徑雷達(以下簡稱Mini-RF)。
CRaTER 首席研究員是波士頓大學的哈爾蘭·斯彭斯(Harlan Spence)博士。該儀器重量為5.4公斤(約合12磅)，平均功率為7.3瓦。
Diviner 首席研究員是加利福尼亞州洛杉磯加州大學的大衛·佩奇(David Paige)博士。該儀器重量為11公斤(約合24磅)，平均功率為24.7瓦。
LAMP 首席研究員是德克薩斯州聖安東尼奧西南研究院的蘭迪·格拉德斯通(Randy Gladstone)博士。該儀器重6.1公斤(約合13磅)，平均功率為4瓦。
LEND 首席研究員是俄羅斯莫斯科太空研究院的伊格爾·米特羅法諾夫(Igor Mitrofanov)博士。該儀器重25.8公斤(約合57磅)，平均功率為11.6瓦。
LOLA 首席研究員是戈達德太空飛行中心的大衛·史密斯(David Smith)博士。該儀器重11.3公斤(約合25磅)，平均功率為33.4瓦。
LROC 首席研究員是位於亞利桑那州滕比的亞利桑那州大學博士馬克·羅賓森(Mark Robinson)。該儀器重19.2公斤(約合42磅)，平均功率為24瓦。
Mini-RF 首席研究員是休斯敦月球與行星研究院的斯圖爾特·諾澤特(Stewart Nozette)博士。該儀器重13.8公斤(約合30磅)，平均功率為7瓦。