Lunar Flashlight

Lunar Flashlight bija ASV Nacionālās aeronautikas un kosmosa administrācijas (NASA) zemu izmaksu Mēness orbitālais aparāts. Tā mērķis ir izpētīt, atrast un novērtēt ūdens ledus nogulumu lielumu un sastāvu uz Mēness, lai tos turpmāk šos resursus varētu izmantot automātiskie aparāti vai cilvēki. Tas tika palaists 2022. gada 11. decembrī.
Kosmiskajam aparātam radās problēmas ar dzinējsistēmu, un 2023. gada 12. maijā NASA paziņoja, ka Lunar Flashlight misija ir pārtraukta.

Priekšvēsture 
2009. gadā NASA Mēness zondes LCROSS, Lunar Reconnaissance Orbiter un Indijas Chandrayaan-1 atklāja gan ūdens (H2O), gan hidroksilgrupas (—OH−) nogulsnes augstos Mēness platuma grādos, kas liecināja par nelielu daudzumu adsorbēta vai saistītā ūdens klātbūtni. Šīs misijas liecināja, ka polārajos reģionos varētu būt pietiekami daudz ledus ūdens, lai to izmantotu turpmākajās misijās, taču tā sadalījumu bija grūti saskaņot ar termiskajām kartēm.

Lai novērtētu atklāta ūdens esamību vai neesamību pastāvīgi apēnotajos Mēness dienvidpola rajonos, Mēness pētnieki piedāvāja zemu izmaksu kosmiskā aparāta projektu. Misijas koncepciju izstrādāja komanda no Reaktīvās kustības laboratorijas (JPL), Kalifornijas Universitātes Losandželosā (UCLA) un NASA Māršala Kosmosa lidojumu centra (MSFC), un tā tika ierosināta NASA Advanced Exploration Systems FY2014 aicinājumā. Šī misija tika izvēlēta finansējuma saņemšanai 2015. gada sākumā.

Sākotnējā koncepcijā Lunar Flashlight kosmiskais aparāts būtu bijis CubeSat 6U formā vai platforma ko virza 80 m² liela saules bura, kas būtu darbojusies arī kā atstarotājs, lai apgaismotu dažus atlasītus pastāvīgi ēnotus apgabalus uz Mēness, bet infrasarkanais spektrometrs mērītu atstaroto spektru virsmas grunts maisījumam, kas sastāvētu no akmeņiem / putekļiem, regolīta, ūdens ledus, CO2, metāna ledus (CH4) un, iespējams, amonjaka ledu (NH3). Apgaismotā vieta būtu bijusi aptuveni 400 m diametrā, atstarota no 20 km augstuma.

Uzbūve 
Galīgajā veidolā Lunar Flashlight tika izveidots CubeSat 6U formā. Tam ir divi saules bateriju komplekti, ko piegādāja Blue Canyon Technologies (BCT) un MMA. Komandu un datu apstrāde tika nodrošināta, izmantojot JPL izstrādāto Sphinx procesoru ar lidojuma programmatūru, kas rakstīta, izmantojot JPL izstrādāto FPrime programmatūras ietvaru. Sakariem izmanto Iris radio, ko izstrādāja JPL un izgatavoja Space Dynamics Laboratory. Kosmiskā aparāta stāvokļa noteikšanas un kontroles sistēmu (ADCS) nodrošina BCT XACT-50. Ieiešanai Mēness orbītā zondei ir ķīmiskās piedziņas sistēma, ko izstrādāja un uzbūvēja Georgia Tech Glenn Lightsey pētniecības grupa sadarbībā ar NASA Māršala kosmosa lidojumu centru.

Zinātniskais instruments ir kompakts īsviļņu infrasarkanais (SWIR) lāzera reflektometrs, kas sastāv no lēcas, dihromiskā stara sadalītājiem un vairākiem viena elementa detektoriem. Tas aizņem 2 no 6 CubeSat 6U moduļiem.

Lunar Flashlight ir otrais kosmiskais aparāts (pēc CAPSTONE), kas izmanto gandrīz taisnlīniju halo orbītu (near-rectilinear halo orbit, NRHO). Tālākajā punktā no Mēness tas būs  km, tuvākajā — 15 km (virs dienvidpola).

Lidojuma gaita 
Lunar Flashlight tika palaists  07:38:13 UTC ar nesējraķeti Falcon 9 Block 5 no Kanaveralas zemesraga Gaisa spēku stacijas starta laukuma SLC-40. Tas bija sekundārā krava Japānas Mēness nolaižamajam aparātam HAKUTO-R M1. Lunar Flashlight tika ievadīts trajektorijā uz Mēnesi.

Pirmajās lidojuma dienās tika konstatēts, ka 3 no 4 dzinējiem darbojas nepietiekami efektīvi. Izanalizējuši situāciju, komanda izstrādāja īpašu manevrēšanas tehniku, lai izmantotu vienu funkcionējošu dzinēju. Mēģinot veikt manevrus jau janvārī, problēmas radās arī ar šo dzinēju, un eksperti secināja, ka Lunar Flashlight, visticamāk, nespēs sasniegt plānoto halo orbītu ap Mēnesi.

Martā NASA komanda tomēr panāca zināmu progresu dzinēju darbības atjaunošanā, un turpināja izmēģināt jaunus variantus, lai palielinātu to vilci un dotu kosmiskajam aparātam iespēju nokļūt orbītā ap Mēnesi. Inženieri secināja, ka degvielas padeves caurulēs sakrājušās cietās daļiņas neļāva dzinējiem nodrošināt vienmērīgu vilci. Viņi izstrādāja veidu, kā panākt drošu vilci no viena no dzinējiem, palielinot degvielas sūkņa spiedienu krietni virs sistēmas darbības robežas, vienlaikus atverot un aizverot sistēmas vārstus. Ar šo pašu procedūru tomēr neizdevās panākt, lai pārējie trīs dzinēji darbotos vienmērīgi. Maija sākumā kosmiskajam aparātam vajadzēja veikt manevru, lai ievirzītu to plānotājā trajektorijā. Inženieri nepaspēja uzlabot dzinēju darbību līdz manevram, un 12. maijā NASA paziņoja, ka Lunar Flashlight misija ir pārtraukta.
Kosmiskais aparāts turpina darboties izstieptā Zemes orbītā.

Atsauces

Ārējās saites 
 Lunar Flashlight NASA 
 Lunar Flashlight Gunter Dirk Krebs 

NASA kosmiskie aparāti
Mēness zondes