Lunar Prospector

АМС Lunar Prospector було створено для глобальної зйомки елементного складу Місяця, дослідження його гравітаційного поля й внутрішньої будови, магнітного поля й викидів летких речовин. Перші комплексні дослідження поверхні Місяця були проведені ще під час експедицій на кораблях Аполлон. У 1994 АМС «Клементина» вперше склала глобальну карту елементного складу Місяця й знайшла великі запаси льоду на його південному полюсі, що дуже важливо для подальшого дослідження супутника Землі. Lunar Prospector'у було поставлено завдання доповнити й уточнити дані «Клементини», а головне — перевірити наявність льоду.

Основою конструкції КА була тригранна призма (половинка КА Iridium), до якої кріпиться зовнішня циліндрична оболонка діаметром 1,40 м і довжиною 1,25 м. Від циліндра перпендикулярно осі відходили три штанги довжиною по 2,4 м з науковою апаратурою. Маса заправленого КА — 295 кг. Станція стабілізувалася обертанням довкола поздовжньої осі. Система енергоживлення мала змонтовані на циліндричній оболонці сонячні елементи з вихідною потужністю 206 Вт і нікель-гідридні акумуляторні батареї. У системі керування й обробки даних не було бортового комп'ютера. Станція працювала за командами, які видавалися з центру керування, який був обладнаний у дослідницькому центрі імені Еймса. Зв'язок зі станцією здійснювався через передавач і приймач S-діапазону, які працювали або через всеспрямовану антену, або антену середнього посилення MGA, розташовані на верхньому дні апарату.

АМС мав п'ять приладів:

• Електронний рефлектометр (ER), а також магнітометр (MAG) служили для виявлення залишкового магнітного поля й можливого залізного ядра Місяця.
• Нейтронний спектрометр NS фіксував нейтрони, які вибиваються з поверхні Місяця ядрами космічних променів, і визначав їх енергії. За спектром нейтронів можна визначити наявність в ґрунті водню, а отже — і води. Аналогічна методика застосовується на Марсі (прилад HEND на АМС Mars Odyssey тощо).
• Гамма-спектрометр GRS призначений для виявлення 56 основних елементів місячної кори, зокрема калію і фосфору, титану, кремнію, алюмінію і заліза, за їх флуоресценцією під жорстким випромінюванням Сонця.
• Альфа-спектрометр APS призначений для пошуку газів, які виділяються з місячної поверхні в результаті тектонічних або вулканічних явищ — азоту, окису вуглецю, вуглекислого газу і радону, і взаємодії цих явищ з ледве видимою місячною атмосферою.

Камери видимого діапазону на станції не було. Це пояснюється тим, що Місяць був давно й детально відзнятий, а також зі складністю розміщення на такому легкому апараті з жорсткими обмеженнями за енергетикою і радіокомплексом.

Траєкторія польоту Lunar Prospector

Lunar Prospector був запущений 7 січня 1998 року ракетою-носієм Athena-2. 11 січня станція вийшла на високоеліптичну полярну навколомісячну орбіту, а через кілька днів сформувала робочу кругову орбіту висотою близько 100 км, вибрану таким чином, щоб АМС якнайменше заходила у тінь Місяця.

Протягом 1998 року було вирішено більшість наукових завдань, задля яких запускався апарат. У першу чергу — було уточнено можливий об'єм льоду на південному полюсі Місяця, його місткість у ґрунті вчені визначили як 1-10 % і ще сильніший сигнал вказує на наявність льоду на північному полюсі[2]. На зворотньому боці Місяця магнітометром були знайдені відносно потужні локальні магнітні поля — — 40 нТл (0,1 % від земного маг. поля), які сформували 2 невеликі магнітосфери діаметром близько 200 км. За збуреннями в русі апарату було виявлено 7 нових масконів.

Також було проведено першу глобальну спектрометричну зйомку в гамма-променях, за підсумками якої було складено карти розподілу титану, заліза, алюмінію, калію, кальцію, кремнію, магнію, кисню, урану, рідкісноземельних елементів і фосфору, і створено модель гравітаційного поля Місяця з гармоніками до 100-го порядку, що дозволяє дуже точно розраховувати орбіту супутників Місяця[2].

За початковими планами Lunar Prospector мав закінчити роботу до 28 липня 1999 року. Того дня мало відбутись Місячне затемнення, під час якого апарат більше 3 годин залишався без освітлення Сонцем і неминуче розрядив би свої батареї. Однак ціною повного вимкнення апаратури працездатність апарата було збережено. Останній експеримент: кероване падіння у кратер на південному полюсі Місяця, де передбачалася наявність льоду. За викидами матеріалів під час удару вчені сподівались точно встановити вміст льоду у кратері. 31 липня апарат видав останній імпульс і пішов униз. За подією спостерігали всі найбільші телескопи Землі і космічний телескоп Габбла, однак ніякої хмари пилу або іншого ефекту в місці падіння виявлено не було. Аналогічний експеримент було поставлено 2006 року з АМС SMART-1, тоді слабкий спалах у місці удару зареєстрував лише один великий телескоп на Гаваях.

• Офіційний сайт Lunar Prospector