ยานสำรวจดวงจันทร์ของเกาหลี Pathfinder (KPLO)

ภาพจำลองของ KPLO
ชื่อ	เคพีโล
ประเภทภารกิจ	ยานโคจรดวงจันทร์
ผู้ปฏิบัติงาน	สถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี (KARI)
รหัส COSPAR	2022-094A
หมายเลข SATCAT	53365
เว็บไซต์	www .kari .re .kr /eng /sub03 _07 _01 .do
ระยะเวลาของภารกิจ	เวลาผ่านไป 1421 วัน 1 ชั่วโมง 46 นาที
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ผู้ผลิต	สถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี (KARI)
ปล่อยมวล	678 กก. (1,495 ปอนด์) [ 1 ] [ 2 ]
มวลแห้ง	ประมาณ 550 กก. (1,210 ปอนด์) [ 3 ]
มวลบรรทุก	40 กก. (88 ปอนด์)
พลัง	760 วัตต์[ 4 ]
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	4 สิงหาคม 2565 23:08:48 UTC [ 5 ]
จรวด	ฟอลคอน 9 บล็อก 5
จุดปล่อยจรวด	เคปคานาเวอรัล (CCSFS) , SLC-40
ผู้รับเหมา	สเปซเอ็กซ์
ยานโคจรดวงจันทร์
การสอดวงโคจร	17 ธันวาคม 2022 KST (1) 28 ธันวาคม 2022 KST (5) [ 6 ]
พารามิเตอร์วงโคจร
ระดับความสูงเพริเซลีน	100 กม. [ 6 ]
ระดับความสูงอะโพเซลีน	100 กม.
ความโน้มเอียง	90° (ขั้วโลก)
ทรานสปอนเดอร์
วงดนตรี	ย่านความถี่ S , ย่านความถี่ X [ 4 ] [ 7 ]
เครื่องดนตรี
กล้องถ่าย ภาพภูมิประเทศบนดวงจันทร์ (Lunar Terrain Imager - LUTI) กล้องโพลาไรเมตริกมุมกว้าง (PolCam) เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก KPLO (KMAG) เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมา KPLO (KGRS) การทดลองเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTNPL) กล้องเงา (ShadowCam) ( NASA )
โครงการสำรวจดวงจันทร์ของเกาหลี (KLEP)

ยานโคจรดวงจันทร์ Korea Pathfinder Lunar Orbiter ( KPLO ) หรือชื่ออย่างเป็นทางการว่าDanuri [ ^{8 ]}เป็นภารกิจสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของเกาหลีใต้ ยานโคจร อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ และโครงสร้างพื้นฐานควบคุมภาคพื้นดินเป็นเครื่องสาธิตเทคโนโลยี ยานโคจรนี้ยังมีภารกิจในการสำรวจ^{ทรัพยากร}บนดวงจันทร์เช่นน้ำแข็งยูเรเนียมฮีเลียม -3 ซิลิคอนและอะลูมิเนียมและสร้างแผนที่ภูมิประเทศเพื่อช่วยในการเลือกสถานที่ลงจอดบนดวงจันทร์ ในอนาคต

ภารกิจนี้เริ่มต้นเมื่อวันที่ 4 สิงหาคม 2022 โดยใช้จรวดFalcon 9 Block 5 ^{[ 5 ]}และถูกส่งเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2022 (UTC) ^{[ 9 ]}

เมื่อวันที่ 23 พฤษภาคม 2565 กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศของเกาหลีใต้ได้ตั้งชื่อยานโคจรดวงจันทร์ Korea Pathfinder Lunar Orbiter (시험용 달 궤도선, 試驗用月軌道船) อย่างเป็นทางการว่า "Danuri" (다누리) โดย Danuri เป็นคำผสมระหว่างคำภาษาเกาหลีสองคำ คือdal (달) ซึ่งหมายถึงดวงจันทร์ และnurida (누리다) ซึ่งหมายถึงเพลิดเพลิน ตามที่กระทรวงระบุ ชื่อใหม่นี้แสดงถึงความหวังและความปรารถนาอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของภารกิจสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของเกาหลีใต้^{[ 10 ]}

หน่วยงานอวกาศของเกาหลีใต้ ซึ่งเรียกว่าสถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี (KARI) ร่วมกับNASAได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ของยานโคจรดวงจันทร์ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2557 ^{[ 11 ]}ทั้งสองหน่วยงานได้ลงนามในข้อตกลงในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2559 โดย NASA จะร่วมมือในด้านอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ ระบบโทรคมนาคม ระบบนำทาง และการออกแบบภารกิจ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

โครงการสำรวจดวงจันทร์ของเกาหลี (KLEP) แบ่งออกเป็นสองเฟส^{[ 13 ] [ 15 ]}เฟสที่ 1 คือการปล่อยและปฏิบัติการ KPLO ซึ่งเป็นยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกของเกาหลีใต้^{[ 12 ]}โดยมีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาและเสริมสร้างศักยภาพทางเทคโนโลยีของเกาหลีใต้ รวมถึงการทำแผนที่ทรัพยากรธรรมชาติจากวงโคจร เป้าหมายหลักของภารกิจยานโคจร KPLO ได้แก่ การสำรวจธรณีวิทยาและสภาพแวดล้อมในอวกาศของดวงจันทร์ การสำรวจทรัพยากรบนดวงจันทร์ และการทดสอบเทคโนโลยีอวกาศในอนาคตที่จะช่วยเหลือกิจกรรมของมนุษย์บนดวงจันทร์และที่อื่นๆ ในอนาคต

เฟส 2 จะประกอบด้วยยานโคจรดวงจันทร์ ยานลงจอด บนดวงจันทร์และยานสำรวจ ขนาด 20 กก . ^{[ 16 ]}ซึ่งจะถูกปล่อยพร้อมกันบนยานปล่อย KSLV-3 [1]ของเกาหลีใต้จากศูนย์อวกาศนาโร^{[ 14 ] [ 15 ]}ภายในปี 2032 ^{[ 17 ] [ 18 ]}

วัตถุประสงค์หลักของภารกิจนี้คือการเพิ่มขีดความสามารถทางเทคโนโลยีของเกาหลีใต้ทั้งบนพื้นดินและในอวกาศและเพื่อ "เพิ่มทั้งมูลค่าแบรนด์และความภาคภูมิใจของชาติ" ^{[ 19 ]}วัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีที่เฉพาะเจาะจงมีดังนี้: ^{[ 7 ]}

• การพัฒนาเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการสำรวจดวงจันทร์
• จัดทำแผนที่ภูมิประเทศเพื่อ ใช้ เป็นข้อมูลสนับสนุนในการคัดเลือกสถาน ที่ ลงจอด บนดวงจันทร์ในอนาคต และเพื่อสำรวจทรัพยากรบนดวงจันทร์ เช่นน้ำแข็งยูเรเนียมฮีเลียม -3 ซิลิคอนและอะลูมิเนียม
• การพัฒนาและการตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีอวกาศ ใหม่

จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดวงจันทร์ การทำความเข้าใจวัฏจักรน้ำบนดวงจันทร์มีความสำคัญต่อการทำแผนที่และการใช้ประโยชน์^{[ 20 ]}โปรตอนลมสุริยะ สามารถลดออกไซด์ของเหล็กที่มีอยู่มากมายในดินบนดวงจันทร์ด้วยกระบวนการทางเคมี ทำให้เกิดเหล็กโลหะธรรมชาติ (Fe ⁰ ) และ ไอออน ไฮดรอกซิล (OH ⁻ ) ซึ่งสามารถจับโปรตอน ได้อย่างง่ายดาย เพื่อสร้างน้ำ (H ₂ O) เชื่อกันว่าโมเลกุลของไฮดรอกซิลและน้ำถูกขนส่งไปทั่วพื้นผิวดวงจันทร์ด้วยกลไกลึกลับที่ไม่ทราบสาเหตุ และดูเหมือนว่าจะสะสมตัวในบริเวณที่มีเงาถาวรซึ่งให้การป้องกันจากความร้อนและรังสีจากดวงอาทิตย์^{[ 20 ]}

เพื่อทดสอบระบบทดลองของ “ อินเทอร์เน็ตอวกาศ ” ดานูริได้ส่งต่อภาพถ่ายจำนวนหนึ่ง รวมถึงไฟล์วิดีโอหลายไฟล์ ซึ่งรวมถึงเพลง“Dynamite”ของBTSจากอวกาศสู่โลกที่กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศสถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี ( KARI) และสถาบันวิจัยอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม (ETRI) เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2022 ^{[ 21 ] [ 22 ]}

KPLO บรรทุกอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ 6 ชิ้น รวมน้ำหนักประมาณ 40 กิโลกรัม (88 ปอนด์) ^{[ 7 ]}อุปกรณ์ 5 ชิ้นมาจากเกาหลีใต้ และอีก 1 ชิ้นมาจาก NASA: ^{[ 23 ] [ 14 ] [ 20 ]}

• กล้องถ่ายภาพ ภูมิประเทศดวงจันทร์ (Lunar Terrain Imager หรือ LUTI)จะถ่ายภาพพื้นที่ลงจอดที่เป็นไปได้สำหรับภารกิจสำรวจดวงจันทร์ระยะที่สอง และพื้นที่เป้าหมายพิเศษบนพื้นผิวดวงจันทร์ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูง (<5 เมตร)
• กล้องโพลาไรเมตริกมุมกว้าง (PolCam)จะบันทึกภาพโพลาไรเมตริกของพื้นผิวดวงจันทร์ทั้งหมด ยกเว้นบริเวณขั้วโลก ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ปานกลาง เพื่อศึกษาลักษณะโดยละเอียดของชั้นดินบนดวงจันทร์
• เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก KPLO (KMAG)เป็นเครื่องวัดสนามแม่เหล็กที่จะวัดความแรงของสนามแม่เหล็กในสภาพแวดล้อมบนดวงจันทร์ (สูงถึงประมาณ 100 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวดวงจันทร์) ด้วยเซ็นเซอร์แม่เหล็กที่มีความไวสูงมาก
• เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมา KPLO (KGRS)เป็นเครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาที่จะตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุบนพื้นผิวดวงจันทร์ในช่วงพลังงานรังสีแกมมาตั้งแต่ 10 keVถึง 10 MeV และสร้างแผนที่การกระจายตัวเชิงพื้นที่^{[ 3 ] [ 24 ]}
• การทดลองเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTNPL)จะทำการทดลองการสื่อสารบนเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTN) ซึ่ง เป็นอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ประเภทหนึ่งสำหรับการสื่อสารกับสินทรัพย์บนพื้นดิน^{[ 7 ]}
• กล้อง ShadowCamของ NASA จะทำแผนที่การสะท้อนแสงภายในบริเวณที่มีเงาถาวรเพื่อค้นหาหลักฐานการสะสมของน้ำแข็ง^{[ 25 ]}

ShadowCam เป็นกล้องออปติคอลที่มีความไวสูงมาก ออกแบบมาเพื่อเก็บภาพของบริเวณที่มีเงาถาวร (PSRs) ใกล้ขั้วของดวงจันทร์ ซึ่งช่วยให้ ShadowCam สามารถสร้างแผนที่การสะท้อนแสงของบริเวณเหล่านี้เพื่อค้นหาหลักฐานการสะสมของน้ำแข็ง สังเกตการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล และวัดภูมิประเทศภายในหลุมอุกกาบาต^{[ 26 ]}เครื่องมือนี้มีพื้นฐานมาจาก กล้องมุมแคบ (NAC) ของ Lunar Reconnaissance Orbiter LROC แต่มีความไวมากกว่าถึง 200 เท่า^{[ 27 ]}เพื่อให้สามารถบันทึกรายละเอียดภายในบริเวณที่มีเงาถาวรได้ ShadowCam ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนาและMalin Space Science Systems ^{[ 28 ]} ภาพ ShadowCam ภาพแรกที่เผยแพร่แสดงให้เห็นผนังและพื้นของ หลุม อุกกาบาตShackleton ^{[ 29 ]}

วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของการทดลอง ShadowCam: ^{[ 30 ] [ 31 ]}

ระบุรูปแบบค่าอัลเบโดใน PSR และตีความลักษณะของรูปแบบเหล่านั้น

ShadowCam จะค้นหาน้ำค้างแข็ง น้ำแข็ง และคราบสะสมต่างๆ โดยการสร้างแผนที่การสะท้อนแสงด้วยความละเอียดและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่เทียบได้กับภาพ LROC NAC ของภูมิประเทศที่ได้รับแสง

ตรวจสอบที่มาของสัญญาณเรดาร์ที่ผิดปกติซึ่งเกี่ยวข้องกับหลุมอุกกาบาตบางแห่งในเขตขั้วโลก

ShadowCam จะตรวจสอบว่ามีน้ำแข็งบริสุทธิ์สูงหรือตะกอนหินอยู่ภายใน PSR หรือไม่

บันทึกและตีความการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของหน่วยอัลเบโด PSR

ShadowCam จะค้นหาการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณสารระเหยใน PSRs โดยการเก็บรวบรวมข้อมูลรายเดือน

ระบุข้อมูลเกี่ยวกับอันตรายและสภาพการสัญจรภายใน PSR สำหรับองค์ประกอบที่จะติดตั้งในอนาคต

ShadowCam จะให้ข้อมูลภูมิประเทศที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งจำเป็นสำหรับการสำรวจขั้วโลก

ทำแผนที่ลักษณะทางธรณีวิทยาของ PSR เพื่อค้นหาและระบุลักษณะภูมิประเทศที่อาจบ่งชี้ถึงกระบวนการที่คล้ายกับดินเยือกแข็งถาวร

ShadowCam จะให้ภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับธรณีสัณฐานวิทยาของพื้นผิวดวงจันทร์ (PSR) ในระดับที่ทำให้สามารถเปรียบเทียบรายละเอียดกับภูมิประเทศใดๆ บนดวงจันทร์ได้

เดิมทีวางแผนไว้สำหรับการปล่อยในเดือนธันวาคม 2018 ^{[ 14 ] [ 28 ]} KPLO ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรโดย ยานปล่อย Falcon 9ในวันที่ 4 สิงหาคม 2022 ^{[ 5 ]}เนื่องจาก Danuri ถูกปล่อยเป็น ภารกิจ Falcon 9โดยเฉพาะ เพย์โหลดพร้อมกับขั้นที่สองของ Falcon 9 จึงถูกวางไว้บนวิถีโคจรหลุดพ้นจากโลกโดยตรงและเข้าสู่วงโคจรเฮลิโอเซนทริกเมื่อขั้นที่สองจุดไฟขึ้นอีกครั้งเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ครั้งที่สองหรือการเผาไหม้เพื่อหลุดพ้น

เนื่องจาก KPLO ใช้การถ่ายโอนแบบบัลลิสติกไปยังดวงจันทร์ (BLT) เพื่อถ่ายโอนไปยังวงโคจรของดวงจันทร์ ยานอวกาศจึงใช้เวลาประมาณ 135 วันในการไปถึงดวงจันทร์ โดยเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ในวันที่ 16 ธันวาคม 2022 (UTC) ^{[ 32 ] [ 9 ]}หลังจากเข้าสู่วงโคจรแล้ว ยานอวกาศจะทำการเผาไหม้เฟสหลายครั้งเพื่อลดความเยื้องศูนย์ของวงโคจรจากวงรีเป็นวงกลม จนถึงวงโคจรต่ำของดวงจันทร์ นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงแผนจากแผนก่อนหน้านี้ ซึ่งยานโคจรจะโคจรรอบโลก เป็นวงรีอย่างน้อยสาม รอบ โดยแต่ละครั้งจะเพิ่มความเร็วและความสูงจนกว่าจะถึงความเร็วหลุดพ้นซึ่งเป็นการเริ่มต้น การฉีดเข้าสู่วง โคจรของดวงจันทร์^{[ 14 ] [ 33 ]}

ระบบขับเคลื่อนหลักของยานอวกาศมาจากเครื่องขับดันขนาด 30 นิวตัน จำนวน 4 เครื่อง และสำหรับการควบคุมทิศทาง (การวางแนว) จะใช้เครื่องขับดันขนาด 5 นิวตันจำนวน 4 เครื่อง^{[ 7 ] [ 14 ]}

แอนิเมชั่นของดานูริ

รอบโลก

รอบดวงอาทิตย์ - กรอบอ้างอิงที่หมุนไปพร้อมกับโลก

รอบดวงจันทร์

  โลก ·  ดานูริ ·  ดวงจันทร์ ·  จุด L1

• การสำรวจดวงจันทร์
• รายชื่อภารกิจสำรวจดวงจันทร์
• น้ำจันทร์
• ศูนย์อวกาศนาโร
• โครงการอวกาศของเกาหลีใต้

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของสถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี (KARI) (ภาษาอังกฤษ)
• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ Discovery Across Lunar Observations (DALO) สำหรับดาวเทียม Danuri พร้อมการเผยแพร่ข้อมูล เป็นภาษาอังกฤษ