Topic: Lancio Delta II: missione GRAIL

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Tra circa due ore e mezzo partirà, da Cape Canaveral in Florida, un razzo Delta II della United Launch Alliance - in configurazione 7920-Heavy - che porterà in orbita lunare i 2 satelliti che compongono il progetto GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), del Jet Propulsion Laboratory.

Il suo obiettivo scientifico primario sarà un'accurata mappatura del campo gravitazionale del nostro satellite per accertarne la struttura interna, dalla superficie fino al possibile nucleo solido, ed aumentare la nostra comprensione sulla sua evoluzione termica "asimmetrica".

Lancio Delta II: missione GRAIL Lancio Delta II: missione GRAIL

Le due sonde gemelle orbiteranno la Luna ad un'altezza di 50 km e mapperanno il suo campo gravitazionale monitorando un flusso continuo di microonde trasmesso fra di esee, piuttosto che osservando la Luna direttamente. La distanza media tra le due sonde sarà di circa 200 km, ed una precederà l'altra.

Come la prima sonda passerà attraverso il disomogeneo campo gravitazionale lunare, sperimenterà piccole accelerazioni o decelerazioni. La seconda sonda rileverà questi disturbi come lievi modifiche nella loro distanza relativa.
La precisione della misurazione arriva a meno della dimensione di un globulo rosso del sangue umano, equivalente a poche decine di micron al secondo di velocità.
La nostra conoscenza del campo gravitazionale lunare aumenterà di un fattore 100x per la faccia illuminata del nostro satellte, e di un fattore di 1000x per la faccia a noi lontana.

Dopo un viaggio a bassa energia di 3-4 mesi per raggiungere la Luna, svolgeranno la missione che durerà altri 3 mesi, dopodichè verranno fatte schiantare sulla superficie lunare.

Sito progetto GRAIL - NASA

Lancio Delta II: missione GRAIL

Fonte: Space.com - BBC
Finestre di lancio:
12:37:06 e 13:16:12 UTC (14:37:06 e 15:16:12 ora italiana)

Countdown - su Orbiter Forum
Segui il lancio in diretta:
Sul sito ULA
Su Space Flight Now
NASA TV

Dati lancio sul sito ULA

(pdf)

Alcune osservazioni di Maria Zuber, la principale ricercatrice su GRAIL:

"La Luna ha giocato un ruolo centrale nell'immaginazione e nella psiche umana, così tanto che quando l'essere umano ci arrivò e vi pose piede, questo divenne un evento fondamentale per la civiltà.

Dall'alba dell'era spaziale nel 1959, ci sono state 109 misisoni con la Luna come obiettivo, 12 esseri umani hanno camminato sul suo suolo, abbiamo riportato indietro 842 poonds di rocce e terreno che ancora continuiamo ad analizzare oggi. In questo momento ci sono 3 mezzi spaziali in orbita intorno alla Luna che raccolgono dati scientifici.

Nonostante tutta questa attività, possiamo dire che non conosciamo ancora tutto ciò che vorremmo sapere sulla Luna.

Provare a capire come la Luna si è formata e come si è evoluta lungo il corso della sua storia è uno degli obiettivi a cui mira la missione GRAIL, ma anche come la Luna sia un esempio di come gli altri pianeti terrestri in generale si siano formati".

Sono chiamati collettivamente pianeti terrestri quelli più vicini al Sole, cioè: Mercurio, Venere, Terra e Marte.
Questi pianeti sono relativamente piccoli, hanno quasi la stessa densità, ed hanno una superficie solida e rocciosa. La maggior parte della loro massa è composta di materia solida, di natura prettamente rocciosa o metallica.

[Ripley]

Forti venti in quota hanno fatto slittare la partenza, ed ora si attende la seconda opportunità di lancio, quindi la missione GRAIL non partirà prima delle 15:16 (ora italiana).
Ecco spiegato a cosa servono queste pause "pre-programmate" dell'ultimo momento, che a prima vista sembrano una cosa forzatamente eccessiva...

Al momento si stanno lanciando altri palloni atmosferici per rilevare la situazione dei venti.
Per questa missione ci sono due opportunità di lancio al giorno: la prima con azimuth 93° e la seconda con azimuth 99°.

Se non dovesse partire oggi alle 15:16, qui c'è la lista di tutti i prossimi orari di partenza fino alla chiusura della finestra di lancio (che va da oggi al 19 ottobre).
Gli orari sono espressi in EDT (Eastern Daylight Time, il fuso orario della Florida), a cui vanno aggiunte 6 ore.

[Ripley]

SCRUB! Il lancio è stato rimandato.
Venti troppo forti anche per questa seconda opportunità di lancio...
Ci si riprova domani alle 14:33, o alle 15:12!

[Ripley]

Il lancio è spostato a domani, sabato 10 settembre (alle 14:29 o alle 15:08).

"The launch now is planned for Saturday, Sept. 10 from Space Launch Complex 17B at Cape Canaveral Air Force Station, Fla. There are two instantaneous launch opportunities at 8:29:45 a.m. and 9:08:52 a.m. EDT. The forecast for Sept. 10 shows a 60 percent chance of favorable weather conditions for a Saturday morning launch".

[Ripley]

Dopo un altro rinvio, a causa di persistenti venti di quota, la missione è finalmente partita alle 15:08.

Video del lancio

Replay del lancio da diverse angolazioni:

Separazione dei due GRAIL A e B:

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GRAIL sfrutterà un'orbita di trasferimento a cosiddetta bassa energia della durata di 3-4 mesi, passando per il punto L1 del sistema Sole-Terra.



Il punto L1 è il primo dei 5 punti Lagrangiani.

Nel problema dei tre corpi, i punti di Lagrange, tecnicamente chiamati punti di oscillazione, altro non sono che quelle posizioni nello spazio (nell'ipotesi semplificativa in cui uno dei corpi abbia massa molto inferiore agli altri due) in cui le forze che agiscono sull'oggetto minore si bilanciano, creando una situazione di equilibrio.
Questi punti sono detti di Lagrange in onore al matematico Joseph-Louis de Lagrange che nel 1772 ne calcolò la posizione.
La spiegazione del perchè è stato scelto questo tipo di rotta e di orbita, da parte di uno dei tecnici:

"Se lasci la Terra e vai diretto verso la Luna, ti servirà un sacco di carburante per rallentare ed entrare in orbita lunare. Vogliamo usare sonde piccole, dotate di piccoli serbatoi. Come conseguenza di ciò, usiamo una traiettoria detta a bassa energia, dove raggiungiamo un punto chiamato Punto di Lagrange Terra-Sole che è come un vuoto nell'oceano".

[Ripley]

Il 5 ottobre scorso il GRAIL-B ha eseguito con successo la prima manovra di correzione orbitale. L'accensione dei motori è servita a rifinire la traiettoria del mezzo spaziale nel suo viaggio dalla Terra alla Luna e a fornire la giusta separazione tra sè ed il suo gemello, il GRAIL-A, che ha fatto la sua prima manovra di correzione il 30 settembre.

David Lehman, il project manager di GRAIL al NASA Jet Propulsion Laboratory di Pasadena ha detto: "I due satelliti sono operativi e queste manovre dimostrano che godono di ottima salute, come ci aspettavamo. Manca ancora un sacco di tempo e di strada all'inserimento in orbita lunare, ma tutto sta andando bene".

L'accensione del GRAIL-B è durata 234 secondi ed ha impartito una modifica di velocità di 25,1 metri al secondo, bruciando 3,7 kg di propellente. Quella del gemello GRAIL-A è durata 127 secondi, impartendo una modifica di velocità di 14 metri al secondo e bruciando 1,87 kg di propellente.
Lo scopo di queste accensioni è di iniziare a distanziare i due GRAIL, in modo che arrivino sulla Luna a circa un giorno di distanza uno dall'altro.

La distanza in linea retta Terra-Luna è di circa 402,336 km. All'Apollo servirono tre giorni di viaggio per coprirla. Ciascuno dei gemeli GRAIL ci metterà 30 volte tanto, e percorrerà più di 4.000.000 di km.
Questo viaggio a bassa energia permette ai pianificatori di missione e ai tecnici a terra di avere più tempo per mettere a punto i veicolli spaziali, e da anche molto tempo ad uno dei componenti vitali della missione, l'Ultra Stable Oscillator, di raggiungere la temperatura operativa molto prima di iniziare a raccogliere dati scientifici.

Il GRAIL-A entrerà in orbita lunare la sera di Capodanno, ed il GRAIL-B lo seguirà il giorno dopo.
Fonte: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-314

[Ripley]

Ormai manca solo un giorno all'ingresso in orbita lunare del primo satellite, il GRAIL-A!

I due satelliti, ciascuno delle dimensioni di una lavatrice, non inizieranno subito con le misurazioni.
Orbiteranno la Luna per i prossimi due mesi ad una quota sempre minore, fino a raggiugere 55 km.

I satelliti gemelli inizieranno a fare le loro misurazioni a Marzo.
Si inseguiranno intorno alla Luna per 82 giorni, restando ad una distanza reciproca che andrà da 121 a 362 km.

Le differenze regionali nel campo gravitazionale lunare causerà delle sottili differenze di velocità relativa tra i due GRAIL che useranno dei segnali a microonde trasmessi e "rimbalzati" tra di loro per misurare costantemente queste variazioni di distanza, con una incredibile precisione di pochi micron!

La missione del GRAIL dovrebbe completarsi a Giugno 2012, ma il Team spera che la NASA garantirà un'estensione alla missione.
In questo caso i due satelliti scenderebbero ad una quota di 25 km.

Lancio Delta II: missione GRAIL
La rotta seguita dai due GRAIL nel loro viaggio verso la Luna

Fonti - Space.com - Universe Today

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La posizione attuale delle due sonde gemelle, come viste attaverso l'applicazione NASA "Eyes On The Solar System".


Lancio Delta II: missione GRAIL

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La missione doveva terminare a giugno, ma è stata estesa fino a dicembre! 

Il motivo era che le sonde gemelle si sarebbero trovate nelll'ombra di un'eclissi solare, e la conseguente paura era che i pannelli solari non ce l'avrebbero fatta a tenerle "in vita".

Dopo nuovi calcoli sulle performance dei pannelli, si è deciso per l'estensione della missione.
Fonte: SpaceFlightNow

[Ripley]

Domani sera, 13 dicembre 2012 alle ore 19:30 (ora italiana), ci sarà una videoconferenza NASA per fornire informazioni sugli eventi che porteranno le due sonde della missione GRAIL (Ebb e Flow) a schiantarsi sulla suprerficie lunare.
La distruzione delle sonde è un evento programmato fin dall'inizio della missione, ed avverrà solo dopo aver ricevuto un comando da Terra.

La missione "Gravity Recovery e Interior Laboratory" (GRAIL), ha completato con successo la sua missione principale, e mancano solo pochi giorni alla fine della missione estesa. Come previsto, la coppia di sonde sta esaurendo il carburante.
Ebb e Flow hanno orbitato la Luna dall'inizio dell'anno, fornendo agli scienziati dettagli senza precedenti sulla composizione della struttura interna della Luna.


Audio e video dell'evento saranno trasmessi live a questi indirizzi:

http://www.nasa.gov/newsaudio
http://www.ustream.tv/nasajpl2


Fonte: NASA JPL

[Ripley]

Ecco la traiettoria e i dati relativi all'impatto con cui le sonde della missione GRAIL si distruggeranno sul suolo lunare. La velocità di impatto sarà di 1.680,87 m/s.

Ancora durante la loro ultima orbita, le due sonde effettueranno delle accensioni fino al completo svuotamento dei serbatoi per stabilire con maggior precisione la quantità di carburante residuo, ed affinare così i modelli matematici dei tecnici NASA da applicare a future missioni simili.

Lancio Delta II: missione GRAIL

Lancio Delta II: missione GRAIL

Una veloce animazione (al grafico della NASA gli si stavano scuocendo gli spaghetti...) sull'imminente schianto delle due sonde GRAIL.

Fonte: OF

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Queste sono le ultime immagini "viste" dalle due sonde GRAIL, quando erano ancora ad una decina di km di altezza, 3 giorni prima dello schianto finale. Il playback del video è accelerato di 6 volte rispetto alla reale velocità.

Il sito LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera) ha pubblicato le immagini dei crateri che le due sonde gemelle GRAIL-A e GRAIL-B hanno creato sulla superficie lunare alla fine della loro missione, il 17 dicembre 2012.

Il 28 febbraio 2013 gli apparecchi fotografici LROC montati a bordo del satellite Lunar Reconnaissance Orbiter (in orbita intorno alla Luna dal 23 giugno 2009) hanno catturato le immagini dei due crateri da impatto. Entrambi i crateri hanno un diametro di circa 5 metri.

Le foto mostrano la situazione prima e dopo l'impatto, e le frecce indicano il cratere.

Lancio Delta II: missione GRAIL

Credito immagini: NASA/GSFC/Arizona State University

Fonte: LROC