סמארט-1

סמארט-1 (באנגלית: SMART-1 - ראשי תיבות של Small Missions for Advanced Research in Technology 1 - משימות קטנות למחקר טכנולוגי מתקדם) הייתה משימת החלל הראשונה של סוכנות החלל האירופאית לירח, אשר שוגרה ב-27 בספטמבר 2003 ממרכז החלל הגיאני במטרה לבחון טכנולוגיות חלל שונות למשימות עתידיות ולחקור את הירח. הטכנולוגיות שנבחנו היו מנוע יונים סולארי, מערכות תקשורת, וכלים מדעיים ממוזערים. המשימה הסתיימה עם ריסוקה המכוון של הגשושית על הירח ב-3 בספטמבר 2006, והפכה את סוכנות החלל האירופאית לארגון הרביעי שהגיע אל פני הירח אחרי ארצות הברית, ברית המועצות ויפן (היטן). ממדיה של סמארט-1 היו כשל מכונת כביסה, ומשקלה ללא הדלק היה 287 ק"ג. היא הונעה באמצעות מנוע יונים סולארי שהשתמש בגז קסנון כדלק. המנוע השתמש בשדה חשמלי ליינון הגז ולהאצתו למהירויות גבוהות. המנוע הפיק מתקף הסגולי של 16.1 kN·s/kg‏ (1,640 שניות), כלומר כל ק"ג של דלק ייצר דלתא V של 45 מטרים לשנייה. הדלק שנשאה החללית שקל 82 ק"ג והמנוע ושאר מערכות ההנעה שקלו עוד 29 ק"ג. שיא הצריכה של מנוע היונים היה 1,200 ואט. זו הפעם הראשונה שבה שוגרה גשושית בעלת מנוע יונים - שיטת הנעה חדשנית שהביאה אותה אל הירח בהאצה חשמלית של החומר המניע. הגשושית נושאת קולטי שמש הממירים את אור השמש לחשמל, המשמש להסרת אלקטרונים מאטומים של קסנון. תהליך זה מייצר יונים בעלי מטען חשמלי המואצים דרך שדה מגנטי ונפלטים מצדה האחורי של הגשושית, ותוך כך מספקים לה דחיפה עדינה הדומה למשקל מטבע דק ביותר בכף היד. מנועיהן של חלליות קונבנציונליות סומכים בעיקר על תגובות כימיות לייצור גז וחימומו, תוך שצינור הפליטה ממיר את החום והלחץ למהירות ודוחף את החללית, בדומה לאופן בו בלון שיוצא ממנו האוויר טס דרך החדר. עם זאת, למרות יכולתם של מנועים כימיים להפיק דחף גבוה ביותר, שמתאים מאוד לשיגור מכדור הארץ למסלול, הם פחות יעילים. המהירות בה החומר המניע עוזב בהם נמוכה, ועל כן על אף יכולתם לגמוע כמויות דלק עצומות בזמנים קצרים ולספק דחף עצום, מנועים כגון מנועי יונים, על אף היותם חלשים יותר, ועל אף צריכת החשמל הגבוהה שלהם, מספקים בסופו של דבר יותר מהירות בשביל כל קילוגרם של דלק. הגשושית השתמשה בטכנולוגיות ניסיוניות רבות לצורך מיפוי הירח ובהן מצלמה מסוג חדש – ספקטרוסקופ קרינת X קומפקטי (D-CIXS), שביצעה מיפוי כימי של פני השטח של הירח ועשויה לגלות סוף סוף את התשובה לשאלה האם הירח היה פעם חלק מכדור הארץ. באמצעות השוואת היחסים בין היסודות הכימיים על הירח וכדור הארץ ניתן יהיה לאשר או לפסול את התאוריה הזו. סמארט-1 נשאה גם מצלמה בהפרדה גבוהה לצילום אתרי נחיתה פוטנציאליים למשימות רובוטיות או אף מאוישות, וכן היא חיפשה אחר קרח במכתשים המוצלים תמידית מפני השמש, בשל סמיכותם לקוטב הדרומי של הירח, תוך שימוש בספקטרוסקופ אינפרה-אדום. הקרח, שאכן התגלה במשימות מאוחרות יותר (צ'אנדריאן 1 ו-MIP ב-2008 ו-LCROSS ב-2009), עשוי להקל על משימות מאוישות עתידיות בהוותו מקור מים וכן מימן וחמצן לתדלוק מנועי החלליות. כחלק מאסטרטגיית סוכנות החלל האירופאית - בניית חלליות זולות וקטנות, עלותה הכוללת של סמארט-1 הייתה רק 110 מיליון אירו (כ-170.1 מיליון דולרים). סמארט-1 נבנתה על ידי תאגיד החלל השוודי עבור סוכנות החלל האירופאית. הגשושית שוגרה ב-27 בספטמבר 2003, 23:14:00 UTC, על גבי משגר אריאן 5 ממרכז החלל הגיאני שבגיאנה הצרפתית, והחלה במסע איטי שבו הקיפה את כדור הארץ למעלה מ-300 פעם ברדיוס הולך וגדל, עד שנלכדה בשדה הכבידה של הירח ב-15 בנובמבר 2004, והחלה להקיף אותו בהקפות שהרדיוס שלהן הלך וקטן, עד שהגיעה למסלול אליפטי בגובה 300 × 3000 ק"מ מפניו ב-1 בפברואר 2005. ב-3 בספטמבר 2006, 05:42:22 UTC רוסקה הגשושית באורח מכוון על ידי סוכנות החלל האירופית במכתש שהרכבו המינרלוגי, כפי שהתגלה על ידי הגשושית בתקופת פעילותה, עניין את החוקרים. הגשושית התרסקה ב-34°24′0″S 46°12′0″W﻿ / ﻿34.40000°S 46.20000°W﻿ / -34.40000; -46.20000 במהירות של כ-2,000 מטרים בשנייה. לאור הצלחת המבצע הודיעה סוכנות החלל האירופית כי מנועי יונים ישמשו את מרבית החלליות הבאות שתשגר אירופה, כדוגמת בפי-קולומבו (BepiColumbo) לכוכב חמה. פרופ' גרדנה עצמו היה החוקר הראשי האחראי על המכשירים הממוזערים של סמארט-1: ספקטרוסקופ קרני ה-X הקומפקטי הידוע בשם D-CIXS. המכשיר הזה מיפה את הרכב הירח ובעיקר בחן את התפלגות הסידן, המגנזיום, האלומיניום הצורן והברזל. ידיעת עושר היסודות הללו תסייע לעדן את התאוריות אודות יצירת הירח, לפיהם הירח נוצר מהתאגדות רסיסים שנזרקו מכדור הארץ בהתנגשות עצומה בין כדור הארץ וגוף בגודל של מאדים, לפני מיליארדי שנים. חקר הירח היטן צ'אנדריאן 1 מנוע יונים צ'אנג-אה 1 מדיה וקבצים בנושא סמארט-1 בוויקישיתוף אתר האינטרנט הרשמי של סמארט-1 (באנגלית) פרופיל המשימה באתר נאס"א (באנגלית) אבי בליזובסקי, ‏תמונות מדהימות ממקפת הירח האירופית, באתר "הידען", 31 בינואר 2005 ריכוז הידיעות על הגשושית מיום שיגורה ועד לריסוקה, באתר "הידען" סמארט-1, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) Accommodating electric propulsion on SMART-1