Cel misji

Chandrayaan-1 był pierwszą indyjską sondą księżycową której celem była wysokorozdzielcza zdalna detekcja powierzchni księżycowej w zakresach widma widzialnego, bliskiej podczerwiei, promieniowania rentgenowskiego oraz niskoenergetycznego promieniowania gamma. Cele te obejmowały wykonanie obserwacji topografii w 3D, badanie rozpowszechnienia różnych minerałów i pierwiastków chemicznych na całej powierzchni Księżyca, poszukiwanie powierzchniowego i podpowierzchniowego lodu wodnego (zwłaszcza w stale zacienionych rejonach biegunów), obserwacje stratygraficzne skorupy księżycowej.

Budowa sondy

Kształt korpusu sondy powstał na bazie sześcianu o boku 1,5 metra, a jej systemy wywodzą się z satelity meteorologicznego Kalpansat. Wnętrze zawierało zbiorniki paliwa i utleniacza, akumulatory oraz elektronikę. Sondę wyposażono w pojedynczy panel baterii słonecznych oraz maszt anteny wysokiego zysku. Sonda wyposażona była także w 29-kilogramowy impaktor księżycowy.

Orientacja sondy utrzymywana była w trybie trójosiowym dzięki silniczkom korekcyjnym oraz czterem kołom zamachowym (z ang. reaction wheels).

System nawigacyjny i orientacji przestrzennej opierał się na danych z dwóch kamer śledzących pozycje gwiazd, akcelerometrów i jednostki inercyjnej.

Sonda zasilana była z pojedynczego panela ogniw słonecznych, które generowało maksymalnie 750 W mocy. Energia elektryczna magazynowana była w akumulatorach litowo-jonowych.

Komunikacja z sondą odbywała się w paśmie S, wyjątkiem były dane naukowe które przesyłane były w paśmie X za pomocą atneny HGA o średnicy 0,7 metra.

Sonda została wyposażona w trzy jednostki rejestrowania danych typu "flash": pierwszy o pojemności 32 GB służył do zapisu danych gromadzonych przez przyrządy naukowe, drugi o pojemności 8 GB do zapisu danych inzynieryjnych, trzeci o pojemności 10 GB będzie służył do wyłącznej rejestracji danych z instrumentu M3.

Instrumenty naukowe

Sonda została wyposażona w jedenaście instrumentów naukowych o łącznej wadze 55 kilogramów: TCM, HySI, LLRI, HEX, MIP, C1XS, SARA, RADOM, M3, SIR-2 oraz Mini-SAR.

• TMC (Terrain Mapping Camera) - dwie panchromatyczne kamery stereoskopowe, których zadaniem było sporządzenie trójwymiarowych map kartograficznych o rozdzielczości powierzchni około 5 metrów.
• HySI (Hyper Spectral Imager) - instrument sporządził mapy mineralogiczne powierzchni księżycowej (z rozdzielczością około 80 metrów) w 32 pasmach spektralnych pokrywających zakres widmowy od 400 do 900 nanometrów.
• LLRI (Lunar Laser Ranging Instrument) - przyrząd określił topografię powierzchni księżycowej z dokładnością do 10 metrów w pionie. Częstotliwość generowania impulsu laserowego wynosiła 1 Hz a czas jego emisji 10 ns. Instrument wyposażono w teleskop o średnicy zwierciadła 15 centymetrów.
• HEX (High Energy X-ray/gama-ray Detector) - przyrząd pracował w zakresie energii promieniowania rentgenowskiego i gamma od 30 do 250 keV i zbadał powierzchnię z rozdzielczością około 18 km - sporządził mapy rozpowszechnienia pierwiastków takich jak: 210Pb, 222Rn, U, Th oraz innych pierwiastków promieniotwórczych.
• MIP (Moon Impact Probe) - impaktor księżycowy o masie 29 kilogramów i wymiarach 375 na 375 na 470 milimetrów. Został odłączony od orbitera po osiągnięciu orbity operacyjnej (kołowa o wysokości 100 km) i dzięki własnemu silnikowi deorbitacyjnemu został skierowany w ściśle określone miejsce na powierzchni Księżyca. W czasie samodzielnego lotu (który potrwa około 20 minut) stabilizowany był obrotowo. Na pokładzie impaktora znalazły się trzy instrumenty naukowe: Radar Altimeter (RA), Video Imaging System (VIS) i Mass Spectrometer (MS), które zostały włączone po odłączeniu od orbitera. RA służył do pomiarów wysokości MIP nad powierzchnią Księżyca i działał na częstotliwości 4,3 GHz. VIS fotografował powierzchnię Księżyca. Składa się z kamery CCD i dekodera wideo. MS to kwadrupolowy spektrometr masowy przeznaczony do zbadania składu atmosfery księżycowej.
• C1XS (Chandrayaan-1 X-ray Spectrometer) - spektrometr fluorescencyjnego promieniowania rentgenowskiego pracujący w zakresie energii od 1,0 do 10 keV. Instrument wykorzystywał niedawno opracowaną technologię SCD (ang. Swept Charge Device), w którym czujnik promieniowania rentgenowskiego (o powierzchni efektywnej 50 cm²) zamontowany jest za miedziano-złotym kolimatorem (o polu widzenia 5°) oraz filtrami: aluminiowym i poliwęglanowym. Instrument wyposażono także w czujnik intensywności słonecznego promieniowania rentgenowskiego SXM. W normalnych warunkach słonecznych C1XS mógł wykryć w gruncie księżycowym pierwiastki: magnez, glin oraz krzem. W trakcie tzw. rozbłysków słonecznych możliwe było wykrycie wapnia, tytanu i żelaza. Rozdzielczość instrumentu wynosiła około 20 kilometrów.
• SARA (Sub-keV Atom Reflecting Analyzer) - obrazujący spektrometr masowy atomów neutralnych, działający w zakresie energii od 10 eV do 2 keV. Instrument fizycznie składał się z dwóch przyrządów: czujnika atomów neutralnych CENA (ang. Chandrayaan-1 Energetic Neutrals Analyzer) oraz monitora wiatru słonecznego SWIM (ang. Solar WInd Monitor). SARA sporządził mapy składu chemicznego przy użyciu niskoenergetycznych atomów neutralnych wybijanych z powierzchni Księżyca.
• RADOM (Radiation Dose Monitor Experiment) instrument mierzył dawkę promieniowania. RADOM składał się z półprzewodnikowego (krzemowego) detektora o powierzchni 2 cm², który mierzył strumień cząstek (jonów, elektronów i promieni gamma), widmo energetyczne i przeliczał na dawkę promieniowania.
• M3 (Moon Mineralogy Mapper) - spektrometr obrazujący którego zadaniem było wykonanie map składu mineralnego powierzchni.
• SIR-2 (Near-Infrared Spectrometer) - sporządził mapy składu mineralngo przy użyciu spektrometru podczerwieni.
• Mini-SAR (Miniature Synthetic Aperture Radar) - badał okolice biegunów księżycowych w poszukiwaniu lodu wodnego.

Historia

• 7 czerwca 2005 - podpisano porozumienie pomiędzy ESA i ISRO o umieszczeniu europejskich instrumentów naukowych na pokładzie indyjskiego orbitera.
• 9 maja 2006 - podpisano porozumienie pomiędzy NASA i ISRO o umieszczeniu dwóch amerykańskich instrumentów naukowych na pokładzie orbitera Chandrayaan-1.
• 15 września 2008 - zakończono 20-dniowe testy środowiskowe w komorze próżniowo-termicznej w ośrodku ISRO Satellite Centre w Bangalore.
• 20 września 2008 - rozpoczęły się testy wibracyjno-akustyczne sondy.
• 3 października 2008 - sonda została przetransportowana z Satellite Centre w Bangalore do Sriharikota Launch Centre, gdzie zostanie przygotowana do startu.
• 17 października 2008 - na pokładzie rakiety PSLV-C11 sonda została przetransportowana na platformę startową Satish Dhawan Space Centre.
• 20 października 2008 - o 22:52 czasu UTC rozpoczeło się 52-godzinne odliczanie przed startem rakiety nośnej.
• 22 października 2008 - o godzinie 0:52 czasu uniwersalnego wystartowała rakieta nośna PSLV-C11 z orbiterem Chandrayaan-1 na pokładzie (orbita 254 na 22 856 kilometrów, okres obiegu 6,5 godziny).
• 23 października 2008 - o 3:30 UTC rozpoczęto 18-minutowy manewr podniesienia orbity wokółziemskiej (nowa orbita: 305 na 37 900 kilometrów, okres obiegu 11 godzin).
• 25 października 2008 - o 0:18 UTC rozpoczęto 16-minutowy manewr podniesienia orbity wokółziemskiej (nowa orbita: 336 na 74 715 kilometrów, okres obiegu 25,5 godziny).
• 26 października 2008 - o 1:38 czasu uniwersalnego rozpoczęto 9,5-minutowy manewr podniesienia orbity wokółziemskiej (nowa orbita: 348 na 164 600 kilometrów, okres obiegu 73 godzin).
• 29 października 2008 - o 2:08 czasu uniwersalnego rozpoczęto 3-minutowy manewr podniesienia orbity wokółziemskiej (nowa orbita: 465 na 267 000 kilometrów, okres obiegu około 6 dni).
• 3 listopada 2008 - o 23:26 czasu uniwersalnego rozpoczęto 2,5-minutowy manewr podniesienia orbity wokółziemskiej (nowa orbita: 1000 na 380 000 kilometrów).
• 8 listopad 2008 - o 11:21 czasu uniwersalnego rozpoczęto 817-sekundowy manewr wejścia sondy na orbitę księżycową (osiągnięto orbitę o wysokości 504 na 7502 kilometrów i okresie obiegu 11 godzin).
• 9 listopada 2008 - o 15:33 UTC przeprowadzono 1-minutowy namewr obniżenia peryselenium orbity (nowa orbita: 200 na 7502 kilometrów).
• 10 listopada 2008 - o 16:28 czasu uniwersalnego rozpoczęto 866-sekundowy manewr obniżenia aposelenium orbity (nowa orbita: 187 na 255 kilometrów, okres obiegu 2 godziny i 10 minut).
• 11 listopada 2008 - o 13:00 czasu uniewrsalnego rozpoczęto 31-sekundowy manewr obniżenia peryselenium orbity (nowa orbita: 101 na 255 kilometrów).
• 12 listopada 2008 - przeprowadzono manewr ukołowienia orbity wokółksiężycowej (nowa orbita: 100 na 101 kilometrów).
• 14 listopada 2008 - o 14:36 czasu uniwersalnego impakrot MIP oddzielił się od orbitera Chandrayaan-1 i po 25 minutowym locie (o 15:01) uderzył w powierzchnię Księżyca w rejonie krateru Shackleton.
• 19 maja 2009 - podniesiono wysokość kołowej orbity księżycowej do 200 kilometrów.
• 28 sierpnia 2009 - około 20:00 czasu uniwersalnego nastąpiła niespodziewana utrata kontaktu z sondą.
• 30 sierpnia 2009 - po przeanalizowaniu zgromadzonych danych, inżynierowie i technicy ISRO zdecydowali się zakończyć misje orbitera Chandrayaan-1.

Linki zewnętrzne

[1] Chandrayaan-1 - Informacje o misji sondy na oficjalnej stronie ISRO.