Gravity Recovery and Interior Laboratory

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GRAIL
Emblema missione
GRAIL - GRAIL-logo-sm.png
Dati della missione
Proprietario NASA
Destinazione Luna
Esito Conclusa
Vettore Delta II
Luogo lancio Cape Canaveral Air Force Station
Lancio 10 settembre 2011 13:08 UTC[1]
Durata Marzo 2012 - Dicembre 2012
Programma Discovery
Missione precedente Missione successiva
Kepler InSight

Gravity Recovery and Interior Laboratory è 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 $ 496.000.000.[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 ha avuto tre giorni per raggiungere la Luna, il GRAIL ha effettuato una crociera a basso consumo di tre-quattro mesi che l'ha portata ben oltre l'orbita della Luna passando vicino al Sole-Terra prima di immertersi nell'orbita lunare. Questa traiettoria estesa e tortuosa ha permesso alla missione di ridurre il fabbisogno di carburante, proteggere gli strumenti e 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]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b (EN) NASA Launches Mission to Study Moon From Crust to Core. URL consultato il 12 settembre 2011.
  2. ^ Sonde GRAIL schiantate sulla Luna a 6.000 km/h (video)
  3. ^ (EN) Mission Design. URL consultato il 23 agosto 2011.
  4. ^ (EN) Spacecraft & Payload. URL consultato il 23 agosto 2011.
  5. ^ (EN) MIT Mission Design. 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, Massachusetts Institute of Technology. URL consultato il 12 marzo 2011.
  9. ^ GRAIL: Mission Operations & Data Processing, MIT. URL consultato il 14 dicembre 2012.
  10. ^ About GRAIL MoonKAM, Sally Ride Science, 2010. URL consultato il 15 aprile 2010.
  11. ^ GRAIL Launch Press Kit, NASA. URL consultato il 31 agosto 2011.
  12. ^ Spacecraft and Payload, MIT.
  13. ^ GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory)
  14. ^ GRAIL: Mission Overview, MIT. URL consultato il 10 settembre 2011.
  15. ^ Mission Design, NASA. URL consultato il 10 settembre 2011.
  16. ^ Justin Ray, GRAIL Launch Window Chart in SpaceFlight Now, 17 agosto 2011. URL consultato il 9 settembre 2011.
  17. ^ GRAIL: Mission Design, MIT.
  18. ^ GRAIL: Mission Design, 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. ^ 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

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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