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 月面上のGRAILタンデム宇宙船のアーティストによる解釈。 | |
| 名前 | 聖杯 |
|---|---|
| ミッションタイプ | 月周回衛星 |
| オペレーター | NASA / JPL [1] [2] |
| コスパーID | 2011-046A 2011-046B |
| SATCAT番号 | 37801 37802 |
| Webサイト | ムーン |
| ミッション期間 | 1年3ヶ月7日 |
| 宇宙船の特性 | |
| バス | XSS-11 [3] |
| メーカー | MIT ロッキード・マーティン |
| 打ち上げ質量 | 202.4kg（各）[4] |
| 乾燥質量 | 132.6 kg (292 ポンド) |
| 力 | （太陽電池／リチウムイオン電池） |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2011 年 9 月 10 日、13:08:52.775 UTC |
| ロケット | デルタ II 7920H-10 D-356 |
| 発射場 | ケープカナベラル SLC-17B |
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス |
| 入隊 | 2011年12月31日（引き潮） 2012年1月1日（流れ潮） |
| ミッション終了 | |
| 廃棄 | 軌道から外れた |
| 減衰日 | 2012年12月17日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 月中心主義 |
| 政権 | 極軌道[5] |
| 半長軸 | 1,788.0 km (1,111.0 マイル) |
| ペリセレネ高度 | 25 km（16マイル） |
| アポセレーネ高度 | 86 km (53 マイル) |
| 期間 | 113分 |
| 月面衝突装置 | |
| 宇宙船のコンポーネント | 引き潮 |
| 影響日 | 2012年12月17日 22:28:51 UTC |
| 衝突地点 | 北緯75度36分30秒 東経33度24分15秒 / 北緯75.6083度 東経33.4043度 / 75.6083; 33.4043 |
| 月面衝突装置 | |
| 宇宙船のコンポーネント | 流れ |
| 影響日 | 2012年12月17日 22:29:21 UTC |
| 衝突地点 | 75°39′01″N 33°09′51″E / 75.6504°N 33.1643°E / 75.6504; 33.1643 |
| |
重力回復・内部研究所（GRAIL ）は、NASAのディスカバリー計画におけるアメリカの月科学ミッションであり、月の内部構造を決定するために高品質の重力場マッピングを使用しました。2つの小さな宇宙船GRAIL A（Ebb）とGRAIL B（Flow）[6] [7]は、単一の打ち上げロケット（デルタIIの最も強力な構成である7920H-10）で2011年9月10日に打ち上げられました。[1] [8] [9] GRAIL Aは打ち上げの約9分後にロケットから分離し、GRAIL Bは約8分後に続きました。それらは25時間離れて月の周りの軌道に到着しました。[10] [11]最初の探査機は2011年12月31日に軌道に入り、2番目は2012年1月1日に続きました。[12] 2つの宇宙船は2012年12月17日に月面に衝突しました。[11]
概要
マサチューセッツ工科大学のマリア・ズーバーがGRAILの主任研究者だった。NASAのジェット推進研究所がプロジェクトを管理した。NASAは宇宙船と機器の開発、打ち上げ、ミッション運用、科学サポートを含むプログラムに4億9600万ドルの予算を計上した。[ 13]打ち上げ時に宇宙船はGRAIL AとGRAIL Bと命名され、名前を選ぶコンテストが学校の子供たちに開かれた。45の州、プエルトリコ、コロンビア特別区から約900のクラスがコンテストに参加した。優勝したEbbとFlowは、モンタナ州ボーズマンのエミリー・ディキンソン小学校の4年生が提案した名前だった。[7]
それぞれの宇宙船は、他の宇宙船や地球上の施設からテレメトリを送受信しました。2機の宇宙船間の距離の変化を測定することで、月の重力場と地質構造が得られました。2機の宇宙船は、互いの距離の非常に小さな変化を検出することができました。1マイクロメートルほどの距離の変化も検出および測定可能でした。[14] [15]月の重力場は、前例のない詳細さでマッピングされました。[5] [16] [17] [18] [19]
目的
- 月の地殻と岩石圏の構造を地図化する
- 月の非対称な熱進化を理解する
- 衝突盆地の地下構造と月のマスコンの起源を解明
- 地殻の破砕とマグマ活動の時間的進化を解明する
- 月の深部内部構造を解明する
- 月の内核の大きさに制限を設ける
ミッションのデータ収集フェーズは、2012年3月7日から2012年5月29日までの計88日間続いた。2番目のフェーズは、より低い高度でデータ収集が行われ、2012年8月31日に開始され[20]、その後12か月間のデータ分析が行われた。[5] 2012年12月5日、NASAはGRAILデータから作成した月の重力マップを公開した。[21]得られた知識は、地球型惑星の進化史の理解と月の軌道の計算に役立つだろう。[22]
宇宙船
楽器
- Kバンド月重力測距システム（LGRS）は、重力回復・気候実験（GRACE）装置から派生したものです。[23] GRACEソフトウェアの90％がGRAILに再利用されました。[24 ]
- 電波科学ビーコン（RSB）
- 中学生が身につける月の知識（MoonKAM）。[25]各MoonKAMシステム（宇宙船1機につき1台）は、デジタルビデオコントローラーと4つのカメラヘッドで構成されています。[13]
推進
各宇宙船に搭載されたスラスタは22ニュートン（4.9 lb f ）を生成可能であった。[23]各宇宙船には103.5キログラム（228ポンド）のヒドラジン が燃料として供給され、スラスタとメインエンジンによって使用され、宇宙船が月周回軌道に投入され、ミッションの科学段階に移行できるようにした。推進サブシステムは、メイン燃料タンクと再加圧システムで構成されており、月周回軌道投入後すぐに起動された。[26]
ミッションプロフィール
打ち上げの試み
すべての時間はEDT ( UTC -4) です。
-
宇宙船の技術者は、打ち上げ前にGRAILの周囲のペイロードフェアリングを閉じます。 -
GRAILはケープカナベラル空軍基地で打ち上げを待っている。 -
ユナイテッド・ローンチ・アライアンス社の デルタ IIヘビーロケットが GRAIL を宇宙に打ち上げると、火と煙が青空を照らします。
トランジットフェーズ
グレイルA · 月 ・ 地球
グレイルA · 月
月に到達するのに3日かかったアポロ計画のミッションとは異なり、GRAILは、月の軌道からかなり外れ、太陽地球ラグランジュ点L1付近を通過してからループして月とランデブーする、3〜4か月の低エネルギー月周回航行を利用した。この長くて回りくどい軌道により、このミッションでは燃料要件を減らし、機器を保護し、月到着時に2機の宇宙船の速度を下げて、50 km（31マイル）の非常に低い軌道を達成し、宇宙船間の距離（25時間間隔で到着）は175〜225 km（109〜140マイル）になった。[22] [29]飛行計画の許容範囲が非常に狭かったため、誤差修正の余地がほとんどなく、打ち上げウィンドウは1秒間しか続きませんでした。1日に2回の打ち上げ機会しかありませんでした。[28]
科学フェーズ
GRAIL の主要科学フェーズは、2012 年 3 月 7 日から 2012 年 5 月 29 日までの 88 日間続きました。その後、2012 年 8 月 8 日から 2012 年 12 月初旬まで第 2 段階の科学フェーズが続きました。
重力マッピング技術は重力回復・気候実験（GRACE）で使用されたものと同様であり、宇宙船の設計はXSS-11に基づいていた。[3]
軌道投入日は2011年12月31日（GRAIL-Aの場合）と2012年1月1日（GRAIL-Bの場合）でした。[27]当初の月軌道は極付近の楕円軌道でしたが、後に高度約25～86kmで周期約114分のほぼ円形に下げられました。[30]
宇宙船は88日間の取得フェーズで運用され、27.3日間の天底測量サイクル3回に分けられた。科学データと「E/PO MoonKam」データの送信のため、1日2回、ディープ・スペース・ネットワークの視野内で8時間飛行した。[31]
学生からのリクエストによる最初のMoonKam画像は、2012年3月15日から17日にかけてEbbによって撮影され、3月20日に地球に送信されました。52か国にまたがる2,700以上の学校がMoonKAMカメラを使用していました。[32]
FlowのMoonKamカメラは、5月3日に約12マイル（20 km）の距離を飛行するLROを捉えました。これは、別のロボット宇宙船によって撮影された月周回ロボット宇宙船の初めての映像です。[33]
終末期
最終実験とミッション終了
科学調査段階とミッション延長の終了時に、宇宙船は5日間にわたって電源が切られ、廃止された。宇宙船は2012年12月17日に月面に衝突した。[31] [34] [35] [36] [ 37] [38]両方の宇宙船は、フィロラウスとムシェの間の75°37′N 26°38′W / 75.62°N 26.63°W / 75.62; -26.63にある名前のない月の山に衝突した。 編隊の先頭の宇宙船であるエブが最初に衝突した。フローはその数分後に衝突した。各宇宙船は時速3,760マイル (1.68 km/s) で移動していた。ミッションの最終日に最後の実験が行われた。宇宙船のメインエンジンが点火され、残りの燃料が使い果たされた。この取り組みから得られたデータは、将来のミッションの燃料需要予測を改善するために、ミッション計画者によって燃料消費コンピュータモデルの検証に使用されます。 [39] NASAは、この墜落現場をGRAILの協力者であり宇宙に行った最初のアメリカ人女性であるサリー・ライドにちなんで命名すると発表しました。[40]
月 –オシアナス・プロセララム(「嵐の海」)
結果
重力は物質を通過します。表面の質量に加え、高解像度の重力場により、表面下のぼやけた、しかし有用な情報が得られます。GRAIL データの分析により、月に関する一連の科学的成果が得られました。
- 重力場の解像度はGRAIL以前の結果に比べて大幅に向上しました。初期の解析では、月の重力場は次数420、順序660とされていました。 [41] [16] [17]その後の解析では、次数と順序がさらに高いものが得られました。[18] [19]重力場のマップが作成されました。
- 地殻の密度と多孔度が決定された。[42]地殻は古代の大きな衝突によって断片化された。
- 細長い線状の地形が発見されたが、これはマグマによって形成された古代の板状の貫入岩または岩脈であると解釈されている。[43]
- 重力と月レーザー測距データを組み合わせると、3つの主要な慣性モーメントが得られます。[44]これらのモーメントは、密度の高いコアが小さいことを示しています。
- 重力と月の地形を組み合わせることで、74の円形の衝突盆地が特定されました。[45]円形の衝突盆地に関連する重力の大幅な増加は、ミュラーとシェーグレンによって発見されたマスコンです。 [46]最も強い重力異常は、高密度の海の物質で満たされた盆地から生じますが、強い重力は、地殻とより高密度のマントルの境界が上方に反り返っていることも必要とします。地殻が厚い場所では、海の物質が存在しないかもしれませんが、地殻とマントルの境界は依然として上方に反り返っています。
- 内部層の半径、密度、剛性が推測される。[47]
- オリエンターレ盆地は月面上で最も新しく、最もよく保存された衝突盆地である。[48]この3つのリング盆地の重力場は高解像度でマッピングされた。
参照
参考文献
- ^ ab 「Delta II Set to Launch NASA's GRAIL Mission」。United Launch Alliance。2011年。2011年9月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年9月2日閲覧。
- ^ 「GRAILミッション：ファクトシート」。サリー・ライド・サイエンス。2010年。2010年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月15日閲覧。
- ^ ab Taylor Dinerman (2007 年 12 月 31 日)。「XSS-11 は、アメリカの宇宙作戦の即応性を求める要求に対する答えとなるか?」The Space Review。2011年8 月 31 日閲覧。
- ^ アシフ・シディキ (2018)。『Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016』( PDF) (第2版)。NASA History Program Office。ISBN 978-1-626-83043-1. 2022年11月30日閲覧。
- ^ abc 「GRAILについて」。moon.mit.edu。MIT。2011年3月12日閲覧。
- ^ ゲイル・ショーンツラー (2012年1月18日). 「ボーズマン級が月を周回する衛星の命名コンテストで優勝」ボーズマン・デイリー・クロニクル. 2018年12月18日閲覧。
- ^ abc DC Brown; DC Agle; WL Mullen (2012年1月17日). “Montana Students Submit Winning Names for NASA Lunar Spacecraft”. nasa.gov . NASA . 2021年2月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年1月18日閲覧。
- ^ Delta II: The Industry Workhorse (PDF) . United Launch Alliance (レポート). 2010年. 2011年9月30日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2011年8月2日閲覧。
- ^ Grey Hautaluoma (2007年12月10日). 「月の内部構造と進化を明らかにするNASAの新ミッション」nasa.gov.NASA . 2021年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年8月31日閲覧。
- ^ Laura Dattaro (2011年9月10日). 「月面着陸予定のGRAIL宇宙船2機、打ち上げ成功」. EarthSky.org . 2024年7月23日閲覧。
- ^ ab 「GRAIL Twins crash into the Moon to complete extremely successful Mission」Spaceflight101.com 2013年3月19日。2015年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2024年7月23日閲覧。
- ^ DC Agle; DC Brown; C. McCall (2011年12月31日). “NASAのGRAIL宇宙船の初号機が月軌道に進入”. nasa.gov . NASA . 2021年2月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年1月1日閲覧。
- ^ ab 「GRAIL Launch Press Kit」（PDF） . solarsystem.nasa.gov . NASA . 2012年10月5日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 2011年8月31日閲覧。
- ^ MT Zuber; DE Smith; SW Asmar; Alomon; AS Konopliv; FG Lemoine; 他 (2012 年 3 月 19 ～ 23 日)。重力回復・内部研究所 (GRAIL) ミッション: 科学マッピング段階開始時の状況。第 43 回月惑星科学会議。テキサス州、米国: NASA。GSFC.CP.00105.2012。
- ^ エミル・コラウォレ（2012年12月17日）。「NASA、月に衝突する探査機を送る」ワシントン・ポスト。 2024年7月24日閲覧。
- ^ ab AS Konopliv; RS Park; DN Yuan; SW Asmar; MM Watkins; et al. (2013). 「GRAIL プライマリミッションによる球面調和関数次数 660 までの JPL 月の重力場: GRAIL LUNAR GRAVITY」。Journal of Geophysical Research: Planets。118 ( 7): 1415–1434。Bibcode :2013JGRE..118.1415K。doi : 10.1002 / jgre.20097。hdl: 1721.1 / 85858。S2CID 16559256。
- ^ ab FG Lemoine; S. Goossens; TJ Sabaka; JB Nicholas; E. Mazarico; et al. (2013). 「GRAILプライマリミッションデータからの高次重力モデル」。Journal of Geophysical Research: Planets。118 ( 8): 1676–1698。Bibcode : 2013JGRE..118.1676L。doi : 10.1002 / jgre.20118。hdl : 2060 / 20140010292。ISSN 2169-9097。
- ^ ab AS Konopliv; RS Park; DN Yuan; SW Asmar; MM Watkins; et al. (2014). 「GRAIL プライマリおよび拡張ミッションによる高解像度の月面重力場」。地球物理学研究レター。41 (5): 1452–1458。Bibcode :2014GeoRL..41.1452K。doi : 10.1002/2013GL059066。
- ^ ab FG Lemoine; S. Goossens; TJ Sabaka; JB Nicholas; E. Mazarico; et al. (2014 年 5 月 28 日). 「GRGM900C: GRAIL プライマリおよび拡張ミッション データからの 900 度月重力モデル」. Geophysical Research Letters . 41 (10): 3382–3389. Bibcode :2014GeoRL..41.3382L. doi :10.1002/2014GL060027. PMC 4459205. PMID 26074638 .
- ^ DC Agle、Caroline McCall (2012年8月31日)。「 NASAのGRAIL Moon Twinsが延長ミッションサイエンスを開始」。jpl.nasa.gov。NASA / JPL。2013年7月21日閲覧。
- ^ DC Agle、DC Brown、S. McDonnell (2012 年 12 月 5 日)。「NASA の GRAIL が最も正確な月の重力マップを作成」。jpl.nasa.gov。NASA / JPL。2013年7月21 日閲覧。
- ^ ab 「GRAIL: ミッション概要」。moon.mit.edu。MIT。2011年9月10日閲覧。
- ^ ab 「GRAIL: Spacecraft and Payload」。moon.mit.edu。MIT。2024年7月24日閲覧。
- ^ 「GRAIL: Mission Operations & Data Processing」。moon.mit.edu。MIT。2012年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月14日閲覧。
- ^ 「GRAIL MoonKAMについて」。Sally Ride Science。2010年。2010年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月15日閲覧。
- ^ 「GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory)」. eoPortal.org . 2022年12月3日閲覧。
- ^ abcdef William Harwood (2011年9月10日). 「NASAがGRAIL月探査機を発射」CBSニュース。2012年11月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年9月11日閲覧。
- ^ ab Justin Ray (2011年8月17日). 「GRAIL Launch Window Chart」. Spaceflight Now . 2011年9月9日閲覧。
- ^ 「GRAIL (Ebb and Flow) - NASA Science」。science.nasa.gov。NASA。2011年9月10日閲覧。
- ^ DC Agle (2012年3月27日). 「Flying Formation - Around the Moon at 3,600 MPH」. jpl.nasa.gov . NASA / JPL . 2024年7月24日閲覧。
- ^ ab 「GRAIL: Mission Design」。moon.mit.edu。MIT。2024年7月24日閲覧。
- ^ DC Agle、DC Brown、C. McCall (2012年3月22日)。「 NASA GRAIL、学生が選んだ最初の月面画像を返す」。jpl.nasa.gov。NASA / JPL。2014年7月24日閲覧。
- ^ 「宇宙船が月で相互に通過」。science.nasa.gov。NASA。2012年12月13日。 2024年7月24日閲覧。
- ^ DC Agle (2012年12月17日). 「NASA GRAIL Twins Complete Their Moon Impact」. jpl.nasa.gov . NASA / JPL . 2012年12月18日閲覧。
- ^ Mike Wall (2012年12月13日). 「2機のGRAIL探査機が月面着陸に向けて準備完了」NBCニュース. 2013年2月18日閲覧。[リンク切れ ]
- ^ Mike Wall (2012年12月12日). 「NASAの双子探査機が来週月面に衝突」. Space.com . 2013年2月18日閲覧。
- ^ 「NASAの双子宇宙船、月面衝突に備える」Phys.org 2012年12月13日2012年12月14日閲覧。
- ^ Alex Knapp (2012年12月14日). 「NASA、探査機を月に衝突させる準備」. Forbes . 2012年12月15日閲覧。
- ^ DC Agle、DC Brown、S. McDonnell (2012年12月13日)。「NASAの探査機、ミッション終了の月面衝突に備える」。jpl.nasa.gov。NASA / JPL。2013年2月18日閲覧。
- ^ Mike Wall (2012年12月18日). 「月探査機の墜落現場にサリー・ライドの名がつけられる」. Space.com . 2013年2月18日閲覧。
- ^ MT Zuber; DE Smith; MM Watkins; SW Asmar; AS Konopliv; et al. (2013). 「GRAILミッションによる月の重力場」. Science . 339 (6120): 668–671. Bibcode :2013Sci...339..668Z. doi :10.1126/science.1231507. ISSN 0036-8075. PMID 23223395. S2CID 206545934.
- ^ MA Wieczorek; GA Neumann; F. Nimmo; WS Kiefer; GJ Taylor; et al. (2013). 「GRAILで見た月の地殻」. Science . 339 (6120): 671–675. Bibcode :2013Sci...339..671W. doi :10.1126/science.1231530. ISSN 0036-8075. PMC 6693503. PMID 23223394 .
- ^ JC Andrews-Hanna; SW Asmar; JW Head; WS Kiefer; AS Konopliv; et al. (2013). 「GRAIL重力勾配測定法で明らかになった古代の火成岩貫入と月の初期の膨張」。Science。339 ( 6120 ) : 675–678。Bibcode : 2013Sci ...339..675A。doi : 10.1126/science.1231753。ISSN 0036-8075。PMID 23223393。S2CID 18004181 。
- ^ JG Williams; AS Konopliv; DH Boggs; RS Park; DN Yuan; et al. (2014). 「GRAILミッションによる月の内部特性」Journal of Geophysical Research: Planets . 119 (7): 1546–1578. Bibcode :2014JGRE..119.1546W. doi : 10.1002/2013JE004559 . S2CID 7045590.
- ^ GA Neumann; MT Zuber; MA Wieczorek; JW Head; DMH Baker; et al. (2015). 「重力回復と内部実験室の測定によって明らかになった月の衝突盆地」。Science Advances . 1 (9): e1500852. Bibcode :2015SciA....1E0852N. doi :10.1126/sciadv.1500852. ISSN 2375-2548. PMC 4646831. PMID 26601317 .
- ^ PM Mueller; WL Sjogren (1968). 「マスコン：月の質量濃度」. Science . 161 (3842): 680–684. Bibcode :1968Sci...161..680M. doi :10.1126/science.161.3842.680. ISSN 0036-8075. PMID 17801458. S2CID 40110502.
- ^ I. Matsuyama; F. Nimmo; JT Keane; NH Chan ; et al. (2016). 「GRAIL、LLR、およびLOLAによる月の内部構造への制約」。Geophysical Research Letters。43 ( 16): 8365–8375。Bibcode :2016GeoRL..43.8365M。doi : 10.1002 /2016GL069952。hdl : 10150 /621595。S2CID 36834256 。
- ^ MT Zuber; DE Smith; GA Neumann; S. Goossens; JC Andrews-Hanna; et al. (2016). 「重力回復および内部実験室ミッションによるオリエンターレ盆地の重力場」。Science . 354 (6311): 438–441. Bibcode :2016Sci...354..438Z. doi :10.1126/science.aag0519. ISSN 0036-8075. PMC 7462089 . PMID 27789835.
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 GRAILに関連するメディアがあります。
- GRAIL: ミッションNASA
- NASA GRAIL (重力回復・内部実験室) 2022-11-26 にWayback Machineでアーカイブ– ミッションのホームページ
- MIT GRAIL ホームページ
- NASA 科学ミッション: GRAIL (重力回復・内部実験室)
- NASA 360 New Worlds New Discoveries 2/2 2011 年 6 月 3 日閲覧。
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