Gravity Recovery and Interior Laboratory

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GRAIL
Emblema missione
Dati della missione
OperatoreNASA
DestinazioneLuna
EsitoConclusa
VettoreDelta II
Lancio10 settembre 2011 13:08 UTC[1]
Luogo lancioCape Canaveral Air Force Station
DurataMarzo 2012 - Dicembre 2012
Proprietà del veicolo spaziale
CostruttoreLockheed Martin Space
Sito ufficiale
Programma Discovery
Missione precedenteMissione successiva
Kepler InSight
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Gravity Recovery and Interior Laboratory è stata una missione della NASA nell'ambito del programma Discovery che ha utilizzato strumenti per la misura del campo gravitazionale della Luna al fine di determinarne la sua struttura interna.

La missione è stata gestita dal Jet Propulsion Laboratory ed era composta da 2 sonde spaziali, denominate Ebb e Flow, dalle dimensioni paragonabili a quella di una comune lavatrice che hanno lavorato in tandem. La tecnica di mappatura della gravità era simile a quella già utilizzata nella missione Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). In pratica se sorvolavano aree di maggiore o minore gravità, determinata sia dalla presenza di elementi topografici come montagne o crateri sia da masse localizzate sotto la superficie, esse si avvicinavano o allontanavano tra loro, decodificando questi segnali in una mappa del campo gravitazionale della luna.[2]

Il lancio delle due piccole sonde che compongono il GRAIL è avvenuto il 10 settembre 2011[1] tramite un razzo Delta II. Esse hanno effettuato un percorso simile, ognuna autonomamente, della durata di 3 o 4 mesi che le ha portarte alla fine del 2011 all'ingresso dell'orbita lunare. Le due sonde si sono posizionate sulla stessa orbita, polare e quasi circolare, 50 km sopra la superficie lunare ad una distanza variabile da 65 km a oltre 200 km l'una dall'altra, con la sonda GRAIL-B a precedere GRAIL-A.[3][4]

La fase scientifica della missione è durata 90 giorni. Al termine della missione c'è stato un periodo di 5 giorni durante il quale le sonde sono state messe su un'orbita che le ha portate ad impattare il 17 dicembre 2012 con la superficie lunare del polo nord.[5]

Rappresentazione delle due sonde Ebb e Flow

Panoramica[modifica | modifica wikitesto]

Maria Zuber del Massachusetts Institute of Technology è la ricercatrice principale del progetto Grail. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha gestito il progetto dall'8/11/2011 con un costo complessivo di US 496000000 $.[6] Prima del lancio della sonda è stato organizzato un piccolo concorso tra i ragazzi delle scuole nel scegliere i nomi della Grail A e B. Circa 900 aule di 45 Stati, da Puerto Rico al Distretto di Columbia, hanno partecipato. I nomi vincitori, Ebb e Flow, sono stati suggeriti da 4 studenti dell'Emily Dickinson Elementary School nel Montana.[7][8]

Obiettivi[modifica | modifica wikitesto]

  • Mappatura della crosta lunare e litosfera
  • Capire l'evoluzione termica della Luna
  • Determinare la struttura del sottosuolo e l'origine della Luna
  • Accertare l'evoluzione temporale della crosta terrestre
  • Porre dei limiti sulla dimensione del nucleo interno della Luna

Veicolo spaziale[modifica | modifica wikitesto]

Strumenti a bordo[modifica | modifica wikitesto]

Mappa della gravità lunare creata dal GRAIL
  • Ka band Lunar Gravity Ranging System (LGRS), deriva dallo strumento Gravity Recovery and Climate Experiment. Il 90% del software è stato riutilizzato per il GRAIL.[9]
  • Radio science beacon (RSB)
  • Moon Knowledge Acquired by Middle school students (MoonKAM).[10] Ogni sistema MoonKAM (uno per sonda) è costituito da un controllore digitale video e quattro corpi macchina.[11] Clicca qui per vedere l'album fotografico scattato dal MoonKAM durante le orbite lunari.

Propulsione[modifica | modifica wikitesto]

Ogni veicolo spaziale era provvisto di una propulsione in grado di produrre 22N di spinta.[12] Ogni sonda è stata alimentata con 103.5 kg di idrazina per essere utilizzati dai razzi propulsori e dal motore principale per consentire al veicolo spaziale di entrare in orbita lunare e transitare nella fase scientifica della sua missione. Il sottosistema di propulsione invece, era costituito da un serbatoio principale e uno di He-ripressurizzato che è stato attivato poco dopo l'inserimento in orbita lunare dei satelliti.[13]

Profilo della missione[modifica | modifica wikitesto]

Fase del transito[modifica | modifica wikitesto]

Transito Terra-Luna del GRAIL-

A differenza delle missioni del Programma Apollo, che impiegavano tre giorni per raggiungere la Luna, GRAIL ha effettuato una crociera trans-lunare a basso consumo di tre-quattro mesi che l'ha portata ben oltre l'orbita della Luna, passando vicino al punto lagrangiano L1 del sistema Sole-Terra, prima di immettersi nell'orbita lunare. Questa traiettoria estesa e complicata ha permesso alla missione di ridurre il consumo di propellente, di proteggere gli strumenti e di ridurre la velocità del veicolo spaziale in arrivo.[14][15] Le tolleranze molto strette nel piano di volo hanno lasciato poco spazio per le eventuali correzioni degli errori di traiettoria nel viaggio di avvicinamento.[16]

Fase scientifica[modifica | modifica wikitesto]

La missione è stata divisa in tre lunghe sotto missioni di 27,3 giorni con cicli di mappatura di 8 ore giornaliere mentre il resto era impiegato per la trasmissione dei dati e la fase fotografica della MoonKam.[17][18] La tecnica di mappatura della gravità è simile a quella utilizzata dal Gravity Recovery e Climate Experiment (GRACE), e veicoli spaziali si basano sull'XSS-11.[19]

Risultati della missione[modifica | modifica wikitesto]

  • I ricercatori hanno ottenuto preziose informazioni sulla composizione interna del satellite, scoprendo che racchiude all'incirca la stessa percentuale di alluminio della Terra.[20]
  • Le ultime stime effettuate, dimostrano che la crosta lunare è più sottile di quanto si pensava, in media 32–34 km contro i 45 km precedenti.
  • Sono stati trovati canali di magma raffreddati lunghi anche 500 km, che percorrono la Luna dall'interno alla parte superficiale della crosta. Secondo i ricercatori, risalgono alle prime fasi di espansione della Luna, quando il corpo caldo iniziava a estendersi verso l'esterno per poi finire per contrarsi e raffreddarsi.

Fase terminale[modifica | modifica wikitesto]

Questa simulazione mostra le ultime tre orbite del satellite e il sito di impatto.

Al termine della fase operativa, le sonde sono state riprogrammate per eseguire un'orbita che le ha portate ad impattarsi sulla superficie lunare il 17 dicembre 2012.[21][22][23][24][25]

Entrambi i veicoli spaziali si sono schiantate su una montagna lunare senza nome tra il cratere Filolao e quello di Mouchez alle coordinate lunari 75,62 N, 26,63 W. La navicella Ebb si è schiantata per prima seguita pochi minuti dopo dalla Flow. Ognuna viaggiava nei momenti prima dell'impatto a 3760 mph. Un ultimo esperimento è stato condotto durante le fasi terminali della missione. I motori principali a bordo sono stati attivati per esaurire le ultime riserve di combustibile ed i dati ricavati saranno utilizzati dagli ingegneri per migliorare le previsioni sul fabbisogno di combustibile per le missioni future.[26] La NASA ha annunciato che il cratere d'impatto sarà chiamato come la prima donna americana nello spazio, Sally Ride.[27]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b (EN) NASA Launches Mission to Study Moon From Crust to Core, su nasa.gov. URL consultato il 12 settembre 2011.
  2. ^ Sonde GRAIL schiantate sulla Luna a 6.000 km/h (video).
  3. ^ (EN) Mission Design, su solarsystem.nasa.gov. URL consultato il 23 agosto 2011 (archiviato dall'url originale il 3 ottobre 2011).
  4. ^ (EN) Spacecraft & Payload, su solarsystem.nasa.gov. URL consultato il 23 agosto 2011.
  5. ^ (EN) MIT Mission Design, su moon.mit.edu. URL consultato il 23 agosto 2011.
  6. ^ Marcia Dunn, AP Aerospace Writer, NASA Spacecraft Begins 5-Year Trip to Jupiter, in Yahoo News, Friday, 5 August 2011. URL consultato il 7 settembre 2011.
  7. ^ Washington Post December 17, 2012.
  8. ^ About GRAIL, su moon.mit.edu, Massachusetts Institute of Technology. URL consultato il 12 marzo 2011.
  9. ^ GRAIL: Mission Operations & Data Processing, su moon.mit.edu, MIT. URL consultato il 14 dicembre 2012 (archiviato dall'url originale il 5 marzo 2012).
  10. ^ About GRAIL MoonKAM, su grailmoonkam.com, Sally Ride Science, 2010. URL consultato il 15 aprile 2010 (archiviato dall'url originale il 27 aprile 2010).
  11. ^ GRAIL Launch Press Kit (PDF), su solarsystem.nasa.gov, NASA. URL consultato il 31 agosto 2011.
  12. ^ Spacecraft and Payload, su moon.mit.edu, MIT.
  13. ^ GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory)[collegamento interrotto].
  14. ^ GRAIL: Mission Overview, su moon.mit.edu, MIT. URL consultato il 10 settembre 2011.
  15. ^ Mission Design, su solarsystem.nasa.gov, NASA. URL consultato il 10 settembre 2011 (archiviato dall'url originale il 3 ottobre 2011).
  16. ^ Justin Ray, GRAIL Launch Window Chart, in SpaceFlight Now, 17 agosto 2011. URL consultato il 9 settembre 2011.
  17. ^ GRAIL: Mission Design, su moon.mit.edu, MIT.
  18. ^ GRAIL: Mission Design, su moon.mit.edu, Massachusetts Institute of Technology. URL consultato il 13 aprile 2011.
  19. ^ Taylor Dinerman, Is XSS-11 the answer to America’s quest for Operationally Responsive Space?, The Space Review, Monday, 31 December 2007. URL consultato il 31 agosto 2011.
  20. ^ Dalla missione GRAIL la nuova mappa gravitazionale della Luna - Le Scienze.
  21. ^ NASA GRAIL Twins Complete Their Moon Impact, NASA, 17 dicembre 2012. URL consultato il 26 dicembre 2012.
  22. ^ Mike Wall, Twin GRAIL probes readied for crash into Moon, MSNBC. URL consultato il 13 dicembre 2012.
  23. ^ Mike Wall, Twin NASA Probes to Crash into Moon Next Week, Space.com, 11 dicembre 2012. URL consultato il 13 dicembre 2012.
  24. ^ Twin NASA spacecraft prepare to crash into moon, Phys.Org, 13 dicembre 2012. URL consultato il 13 dicembre 2012.
  25. ^ Alex Knapp, NASA Prepares To Crash Its Probes Into The Moon, Forbes, 14 dicembre 2012. URL consultato il 13 dicembre 2012.
  26. ^ NASA Probes Prepare for Mission-Ending Moon Impact - NASA Jet Propulsion Laboratory.
  27. ^ Moon Probes' Crash Site Named After Sally Ride | Space.com.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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