ยานสำรวจบรรยากาศและฝุ่นละอองบนดวงจันทร์

ภาพวาดของศิลปินแสดงให้เห็นยาน LADEE ในวงโคจรของดวงจันทร์
ประเภทภารกิจ	การวิจัยบรรยากาศดวงจันทร์
ผู้ปฏิบัติงาน	นาซ่า
รหัส COSPAR	2013-047A
หมายเลข SATCAT	39246
เว็บไซต์	nasa.gov/ladee​​
ระยะเวลาของภารกิจ	ภารกิจหลัก: 100 วันภารกิจเพิ่มเติม: 28 วันระยะเวลารวมทั้งหมด: 223 วัน
คุณสมบัติของยานอวกาศ
รสบัส	เอ็มซีเอสบี
ผู้ผลิต	ศูนย์วิจัยเอมส์
ปล่อยมวล	383 กก. (844 ปอนด์) [ 1 ]
มวลแห้ง	248.2 กก. (547 ปอนด์) [ 1 ]
มวลบรรทุก	49.6 กก. (109 ปอนด์) [ 1 ]
มิติ	1.85×1.85×2.37 ม. (6.1×6.1×7.8 ฟุต) [ 1 ]
พลัง	295 วัตต์[ 1 ]
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	7 กันยายน 2556 03:27  UTC [ 2 ] ( 2013-09-07UTC03:27Z )
จรวด	มิโนทอร์ 5
จุดปล่อยจรวด	วอลลอปส์แพด 0B
ผู้รับเหมา	วงโคจร[ 1 ]
สิ้นสุดภารกิจ
การกำจัด	ปลดวงโคจร
วันที่เน่าเปื่อย	18 เมษายน 2557 เวลาประมาณ 04:30 UTC ( 19 เมษายน 2557 )
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	เซเลโนเซนทริก[ 3 ]
ระดับความสูงเพริเซลีน	25–50 กม. (16–31 ไมล์) [ 4 ]
ระดับความสูงอะโพเซลีน	60–80 กม. (37–50 ไมล์) [ 4 ]
ความโน้มเอียง	157 องศา[ 4 ]
ระยะเวลา	111.5 ถึง 116.5 นาที[ 1 ]
ยุค	วางแผนไว้(ระยะวิทยาศาสตร์)
ยานโคจรดวงจันทร์
การสอดวงโคจร	6 ตุลาคม 2556 เวลา 10:57 UTC
โลโก้ของภารกิจ

ยานสำรวจบรรยากาศและฝุ่นละอองบนดวงจันทร์^{(LADEE; /ˈlædi/) [5]}เป็นภารกิจสำรวจดวงจันทร์และสาธิต^{เทคโนโลยีของ} NASA ยานถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ ด้วยจรวดMinotaur Vจากศูนย์อวกาศภูมิภาค Mid-Atlanticเมื่อวันที่ 7 กันยายน 2013 ^{[ 6 ]}ในระหว่างภารกิจเจ็ดเดือน LADEE โคจรรอบเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ โดยใช้อุปกรณ์ต่างๆ ในการศึกษาชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์และฝุ่นละอองในบริเวณใกล้เคียง อุปกรณ์ต่างๆ ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับฝุ่นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ มวลกลาง และเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ อัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล รวมถึงการสาธิตเทคโนโลยีที่ประกอบด้วยสถานีสื่อสารเลเซอร์^{[ 7 ]}ภารกิจสิ้นสุดลงเมื่อวันที่ 18 เมษายน 2014 เมื่อผู้ควบคุมยานอวกาศจงใจทำให้ LADEE ชนเข้ากับด้านไกลของดวงจันทร์ [ ^{8 ] [ 9 ] ซึ่ง}ต่อมาพบว่าอยู่ใกล้ขอบด้านตะวันออกของ หลุมอุกกาบาต Sundman V ^{[ 10 ]}

LADEE ได้รับการประกาศในระหว่างการนำเสนอ งบประมาณประจำ ปีงบประมาณ 2552 ของ NASA ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551 ^{[ 11 ]}เดิมทีวางแผนไว้ว่าจะเปิดตัวพร้อมกับ ดาวเทียม Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) ^{[ 12 ]}

การทดสอบทางกล รวมถึง การทดสอบ เสียงการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกเสร็จสิ้นก่อน การทดสอบ ในห้องสุญญากาศความร้อน ขนาดเต็มรูปแบบที่ ศูนย์วิจัยเอมส์ของนาซาในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556 ^{[ 13 ]}ในช่วงเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2556 LADEE ได้รับการปรับสมดุลขั้นสุดท้าย เติมเชื้อเพลิง และติดตั้งบนจรวด และกิจกรรมก่อนการปล่อยทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์ภายในวันที่ 31 สิงหาคม พร้อมสำหรับช่วงเวลาการปล่อยซึ่งเปิดในวันที่ 6 กันยายน^{[ 14 ]}

NASA Ames รับผิดชอบการดำเนินงานประจำวันของ LADEE ในขณะที่Goddard Space Flight Centerดำเนินการชุดเซ็นเซอร์และอุปกรณ์สาธิตเทคโนโลยี รวมถึงจัดการปฏิบัติการปล่อยจรวด^{[ 15 ]}ภารกิจ LADEE มีค่าใช้จ่ายประมาณ 280 ล้านดอลลาร์ ซึ่งรวมถึงการพัฒนายานอวกาศและเครื่องมือวิทยาศาสตร์ บริการปล่อยจรวด การดำเนินงานภารกิจ การประมวลผลทางวิทยาศาสตร์ และการสนับสนุนการถ่ายทอดสัญญาณ^{[ 1 ]}

ดวงจันทร์อาจมีชั้นบรรยากาศที่เบาบางซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา กระโดดขึ้นและตกลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ ทำให้เกิด "ชั้นบรรยากาศฝุ่น" ที่ดูเหมือนคงที่ แต่ประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ตามแบบจำลองที่เสนอตั้งแต่ปี 1956 ^{[ 17 ]}บนด้านที่ได้รับแสงแดดของดวงจันทร์รังสีอัลตราไวโอเลตและ รังสี เอ็กซ์จาก ดวงอาทิตย์ มีพลังงานมากพอที่จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมและโมเลกุลในดินดวงจันทร์ ประจุบวกจะสะสมจนกระทั่งอนุภาคฝุ่นดวงจันทร์ที่เล็กที่สุด (ขนาด 1 ไมโครเมตรหรือเล็กกว่า) ถูกผลักออกจากพื้นผิวและลอยขึ้นไปสูงตั้งแต่เมตรถึงกิโลเมตร โดยอนุภาคที่เล็กที่สุดจะไปถึงระดับความสูงสูงสุด^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}ในที่สุดพวกมันก็จะตกลงสู่พื้นผิวอีกครั้งและกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำ บนด้านกลางคืน ฝุ่นจะมีประจุลบจากอิเล็กตรอนในลมสุริยะในความเป็นจริง "แบบจำลองน้ำพุ" ชี้ให้เห็นว่าด้านกลางคืนจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าด้านกลางวัน ซึ่งอาจทำให้ฝุ่นละอองพุ่งขึ้นด้วยความเร็วและระดับความสูงที่สูงขึ้น^{[ 18 ]}ผลกระทบนี้อาจเพิ่มมากขึ้นในช่วงที่ดวงจันทร์โคจรผ่านหางแม่เหล็ก ของโลก [ ^{21 ]}ดู รายละเอียดเพิ่มเติมได้ ที่ สนามแม่เหล็กของดวงจันทร์ บริเวณเส้นแบ่งกลางวันกลางคืนอาจมีสนามไฟฟ้าแนวนอนที่สำคัญเกิดขึ้นระหว่างพื้นที่กลางวันและกลางคืน ส่งผลให้เกิด ^การขนส่งฝุ่นในแนวนอน^{[ 21 ]}

นอกจากนี้ ยังพบว่าดวงจันทร์มี " หางโซเดียม " ที่จางเกินกว่าที่ตามนุษย์จะตรวจจับได้ หางนี้มีความยาวหลายแสนไมล์ และถูกค้นพบในปี 1998 จากผลของ นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยบอสตันที่สังเกต พายุฝนดาวตก Leonidดวงจันทร์ปล่อยก๊าซโซเดียมอะตอมออกมาจากพื้นผิวอย่างต่อเนื่อง และ แรงดันรังสี จากดวงอาทิตย์จะเร่งอะตอมโซเดียมไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดหางยาวที่ชี้ออกไปจากดวงอาทิตย์^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}ณ เดือนเมษายน 2013 ยังไม่สามารถระบุได้ว่าอะตอมก๊าซโซเดียมไอออนหรือฝุ่นที่มีประจุเป็นสาเหตุของการเรืองแสงของดวงจันทร์ที่รายงานไว้^{[ 25 ]}

ยานอวกาศ ฉางเอ๋อ 3ของจีนซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2556 และเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม^{[ 26 ]}คาดว่าจะทำให้ชั้นบรรยากาศ รอบดวงจันทร์ที่เบาบางปนเปื้อน ด้วยทั้งเชื้อเพลิงจากการจุดระเบิดของเครื่องยนต์และฝุ่นดวงจันทร์จากการลงจอดของยาน^{[ 27 ]}แม้ว่าจะมีความกังวลว่าสิ่งนี้อาจรบกวนภารกิจของ LADEE ^{[ 27 ]}เช่น การอ่านค่าพื้นฐานของชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์ แต่กลับให้คุณค่าทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม เนื่องจากทราบทั้งปริมาณและองค์ประกอบของไอเสียจากระบบขับเคลื่อนของยานอวกาศ^{[ 28 ]}ข้อมูลจาก LADEE ถูกนำมาใช้เพื่อติดตามการกระจายตัวและการสลายตัวของไอเสียและฝุ่นในชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์^{[ 28 ] [ 29 ]}นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตการเคลื่อนที่ของน้ำซึ่งเป็นส่วนประกอบหนึ่งของไอเสีย ทำให้เข้าใจถึงวิธีการขนส่งและการติดอยู่รอบขั้วดวงจันทร์^{[ 30 ]}

ภารกิจ LADEE ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์หลักสามประการ: ^{[ 31 ]}

• กำหนดความหนาแน่น องค์ประกอบ และการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของชั้นบรรยากาศ รอบดวงจันทร์ที่เบาบาง ก่อนที่จะถูกรบกวนจากกิจกรรมของมนุษย์เพิ่มเติม
• ตรวจสอบว่าการพบเห็นแสงเรืองรองแบบกระจายตัวที่ระดับความสูงหลายสิบกิโลเมตรเหนือพื้นผิวโดยนักบินอวกาศอะพอลโลนั้น เป็นแสงเรืองรองของโซเดียมหรือฝุ่นละออง
• บันทึกสภาพแวดล้อมของอุปกรณ์ดักจับฝุ่น (ขนาด ความถี่) เพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับสถานีปฏิบัติการและภารกิจหุ่นยนต์ในอนาคต

และ เป้าหมาย การสาธิตเทคโนโลยี หนึ่งข้อ :

• สาธิต การสื่อสารด้วยเลเซอร์แบบสองทางจากวงโคจรดวงจันทร์^{[ 32 ]}

LADEE ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 7 กันยายน 2013 เวลา 03:27 UTC (6 กันยายน เวลา 23:27 น. EDT) จากศูนย์การบินวอลลอปส์ที่ท่าอวกาศภูมิภาคมิดแอตแลนติกโดยใช้จรวดนำส่งMinotaur V ^{[ 33 ]}นี่เป็นภารกิจสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกที่ปล่อยจากศูนย์ดังกล่าว การปล่อยจรวดครั้งนี้มีโอกาสให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นได้ทั่วชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่รัฐเมนไปจนถึงรัฐเซาท์แคโรไลนา สภาพอากาศแจ่มใสทำให้ผู้สังเกตการณ์จำนวนมากจากนครนิวยอร์กไปจนถึงรัฐเวอร์จิเนียสามารถสังเกตการขึ้นสู่ผิวน้ำ การตัดการทำงานของขั้นแรก และการจุดระเบิดของขั้นที่สองได้^{[ 34 ]}

เนื่องจาก Minotaur V เป็นจรวดเชื้อเพลิงแข็งการควบคุมทิศทางของยานอวกาศในภารกิจนี้จึงทำงานแตกต่างจากจรวดเชื้อเพลิงเหลวทั่วไปเล็กน้อย โดยมีการป้อนกลับแบบวงปิด ที่ต่อเนื่องมากขึ้น สามขั้นตอนแรกของ Minotaur จะ "บินตามโปรไฟล์ทิศทางที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า" เพื่อเพิ่มความเร็วและส่งยานไปยังวิถีโคจรเบื้องต้น ในขณะที่ขั้นตอนที่สี่ใช้เพื่อปรับเปลี่ยนโปรไฟล์การบินและส่งยานอวกาศ LADEE ไปยังจุดใกล้โลกที่สุดเพื่อ ให้ขั้นตอนที่ห้าซึ่ง มีเสถียรภาพจากการหมุนนำยานอวกาศเข้าสู่ วงโคจร วงรีสูงรอบโลกซึ่งเป็นวงโคจรแรกจากสามวง เพื่อเริ่มต้นการเดินทางผ่านดวงจันทร์เป็นเวลาหนึ่งเดือน^{[ 35 ]}

แม้ว่าขณะนี้จะแยกออกจากยานอวกาศ LADEE แล้ว แต่ทั้งขั้นที่สี่และขั้นที่ห้าของ Minotaur V ก็ได้เข้าสู่วงโคจร และตอนนี้กลายเป็นเศษซากอวกาศใน วงโคจร ของโลก^{[ 3 ]}

ภาพถ่ายการปล่อยจรวดที่มีกบถูกคลื่นความดันพัดขึ้นสูงกลายเป็นที่นิยมในโซเชียลมีเดีย สภาพของกบยังไม่แน่ชัด^{[ 36 ] [ 37 ]}

ภาพเคลื่อนไหวแสดง เส้นทางการเคลื่อนที่ ของ ยาน LADEE ตั้งแต่วันที่ 7 กันยายน 2556 ถึงวันที่ 31 ตุลาคม 2556   ลาดี ·  ดวงจันทร์  ·  โลก

ภาพเคลื่อนไหวแสดง วิถีโคจร ของยาน LADEE รอบดวงจันทร์ตั้งแต่วันที่ 1 ตุลาคม 2556 ถึงวันที่ 17 เมษายน 2557   ลาดี ·  ดวงจันทร์

LADEE ใช้แนวทางที่แปลกประหลาดในการโคจรผ่านดวงจันทร์ ยานอวกาศ ถูกปล่อยเข้าสู่วงโคจรโลกที่เป็นวงรีสูง และโคจรรอบโลกสามรอบที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ^{[ 3 ]}ก่อนที่จะเข้าใกล้พอที่จะเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์การโคจรผ่านใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือน^{[ 38 ]}

หลังจากแยกตัวออกจากมิโนทอร์ ตรวจพบกระแสไฟฟ้าสูงใน ล้อปฏิกิริยาของดาวเทียมทำให้ล้อปฏิกิริยาหยุดทำงาน ไม่มีสัญญาณบ่งชี้ถึงความผิดพลาด และหลังจากปรับขีดจำกัดการป้องกันแล้ว การวางแนวด้วยล้อปฏิกิริยาก็กลับมาดำเนินการต่อในวันถัดไป^{[ 39 ]}

ยานอวกาศ LADEE ได้ทำการ " โคจร แบบเฟสซิ่ง " รอบโลก 3 รอบก่อนที่จะเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์ (LOI) ซึ่งเกิดขึ้นที่จุดใกล้ โลกที่สุด ของวงโคจรที่สามโดยใช้การเผาไหม้เครื่องยนต์เป็นเวลา 3 นาที^{[ 3 ]}วงโคจรเป้าหมายสำหรับวงโคจรรอบโลกที่สามมีจุดใกล้โลกที่สุดที่ 200 กิโลเมตร (120 ไมล์) จุดไกลโลกที่สุดที่ 278,000 กิโลเมตร (173,000 ไมล์) และมุมเอียง 37.65 องศา มุมที่วางแผนไว้ของจุดใกล้โลกที่สุดคือ 155 องศา ในขณะที่พลังงานลักษณะเฉพาะ C3 คือ -2.75 กม. ² ^/วินาที^{² [ 3 ]}วิถีโคจรแบบใหม่โดยใช้ลูปเฟสซิ่งวงโคจร นี้ ทำขึ้นด้วยเหตุผลหลัก 4 ประการ: ^{[ 40 ]}

• ยานปล่อย Minotaur V มีแรงส่ง ไม่เพียงพอ ที่จะส่งยาน LADEE ที่มีน้ำหนัก 383 กิโลกรัม (844 ปอนด์) เข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์โดยตรง
• เพื่อรับมือกับความคลาดเคลื่อนที่อาจเกิดขึ้นจากการปล่อยจรวด Minotaur V ซึ่งเป็นจรวดเชื้อเพลิงแข็ง 5 ขั้นเรียงซ้อนกัน และไม่ถือว่าเป็นจรวดที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ โดยใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็รักษาความยืดหยุ่นของวงโคจรเพื่อรองรับความคลาดเคลื่อนขนาดใหญ่ในวงโคจรเริ่มต้น
• เพื่อขยายช่วงเวลาการปล่อยจรวดเป็นห้าวัน แต่ในที่สุดแล้ว โครงการ LADEE ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีนี้ เนื่องจากจรวดถูกปล่อยในช่วงต้นของช่วงเวลาดังกล่าวในวันแรก
• เพื่อเพิ่มความเสถียรของภารกิจในกรณีที่ยานอวกาศทำการปรับวงโคจรผิดปกติหรือพลาดเป้า

LADEE เข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์เมื่อวันที่ 6 ตุลาคม 2556 โดย LADEE ถูกนำเข้าสู่วงโคจรวงรีที่มีระยะเวลา 24 ชั่วโมง^{[ 41 ]} LADEE ถูกลดระดับลงสู่วงโคจรสี่ชั่วโมงเมื่อวันที่ 9 ตุลาคม 2556 ^{[ 42 ]}มีการจุดระเบิดอีกครั้งเมื่อวันที่ 12 ตุลาคม เพื่อลดระดับ LADEE ลงสู่ วงโคจร วงกลมรอบดวงจันทร์ที่ระดับความสูงประมาณ 250 กิโลเมตร (160 ไมล์) สำหรับขั้นตอนการทดสอบระบบ ซึ่งกินเวลาประมาณ 30 วัน^{[ 43 ]}ระบบและเครื่องมือของ LADEE ได้รับการตรวจสอบหลังจากลดระดับวงโคจรลงเหลือ 75 กิโลเมตร (47 ไมล์) ^{[ 3 ]}

ระบบ เลเซอร์แบบพัลส์ ของ โครงการสาธิตการสื่อสารด้วยเลเซอร์บนดวงจันทร์ (LLCD) ของ LADEE ได้ทำการทดสอบสำเร็จเมื่อวันที่ 18 ตุลาคม 2556 โดยส่งข้อมูลระหว่างยานอวกาศและสถานีภาคพื้นดินบนโลกที่ระยะทาง 385,000 กิโลเมตร (239,000 ไมล์) การทดสอบนี้สร้าง สถิติ การดาวน์โหลดที่ 622 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) จากยานอวกาศไปยังภาคพื้นดิน และ "อัตราการอัปโหลดข้อมูลที่ไม่มีข้อผิดพลาด 20 Mbps" จากสถานีภาคพื้นดินไปยังยานอวกาศ^{[ 44 ]}การทดสอบดำเนินการในช่วงระยะเวลาทดสอบ 30 วัน^{[ 45 ]}

LLCD คือ ระบบ สื่อสารด้วยแสงในอวกาศอิสระนับเป็นความพยายามครั้งแรกของ NASA ในการสื่อสารสองทางในอวกาศโดยใช้เลเซอร์แสงแทนคลื่นวิทยุคาดว่าจะนำไปสู่ระบบเลเซอร์ที่ใช้งานได้จริงบนดาวเทียมของ NASA ในอนาคต

สำหรับการปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ LADEE ได้รับการปรับวงโคจรโดยมีจุดใกล้ที่สุดที่ 20 กม. (12 ไมล์) และจุดไกลที่สุดที่ 60 กม. (37 ไมล์) ^{[ 1 ]}ระยะวิทยาศาสตร์ของภารกิจหลักของ LADEE เดิมทีวางแผนไว้ 100 วัน^{[ 3 ]}และต่อมาได้รับการขยายเวลาออกไปอีก 28 วัน การขยายเวลานี้เปิดโอกาสให้ดาวเทียมรวบรวมข้อมูลระดับความสูงต่ำมากเพิ่มเติมอีกหนึ่งรอบวัฏจักรดวงจันทร์ เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาเกี่ยวกับธรรมชาติของชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์ที่เบาบาง^{[ 46 ]}

เจ้าหน้าที่ควบคุมยานอวกาศสั่งให้จุดเครื่องยนต์ครั้งสุดท้ายในวันที่ 11 เมษายน 2557 เพื่อลดระดับ LADEE ให้เข้าใกล้พื้นผิวดวงจันทร์ในระยะ 2 กิโลเมตร (1 ไมล์) และเตรียมพร้อมสำหรับการพุ่งชนไม่เกินวันที่ 21 เมษายน^{[ 8 ] [ 9 ] [ 47 ]}จากนั้นยานสำรวจก็เผชิญกับปรากฏการณ์จันทรุปราคาในวันที่ 15 เมษายน 2557 ซึ่งยานไม่สามารถผลิตพลังงานได้เนื่องจากอยู่ในเงาของโลกเป็นเวลาสี่ชั่วโมง^{[ 48 ]}เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ถูกปิดและเครื่องทำความร้อนถูกสลับใช้งานระหว่างเหตุการณ์เพื่อประหยัดพลังงานแต่ยังคงรักษาความอบอุ่นของยานอวกาศ^{[ 48 ]}วิศวกรไม่คาดหวังว่า LADEE จะรอดชีวิต เนื่องจากไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมเช่นนั้น แต่ยานก็ผ่านพ้นช่วงจันทรุปราคามาได้โดยมีเพียงเซ็นเซอร์ความดันทำงานผิดปกติเล็กน้อย^{[ 9 ]}

ระหว่างวงโคจรก่อนสุดท้ายในวันที่ 17 เมษายน จุดใกล้ที่สุด ของวงโคจร ของ LADEE ทำให้มันอยู่ห่างจากพื้นผิวดวงจันทร์เพียง 300 เมตร (1,000 ฟุต) ^{[ 49 ]}การติดต่อกับยานอวกาศขาดหายไปประมาณ 04:30 UTC ในวันที่ 18 เมษายน เมื่อมันเคลื่อนตัวไปอยู่ด้านหลังดวงจันทร์^{[ 8 ] [ 50 ]} LADEE พุ่งชนพื้นผิวด้านไกลของดวงจันทร์ในช่วงเวลาระหว่าง 04:30 ถึง 05:22 ด้วยความเร็ว 5,800 กม./ชม. (3,600 ไมล์ต่อชั่วโมง) ^{[ 9 ] [ 49 ]}เลือกด้านไกลของดวงจันทร์เพื่อหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ที่จะสร้างความเสียหายให้กับสถานที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ เช่นสถานที่ลงจอดของยานLunaและApollo ^{[ 8 ]} NASA ใช้Lunar Reconnaissance Orbiterเพื่อถ่ายภาพตำแหน่งที่เกิดการชน ซึ่งพบว่าอยู่ใกล้ขอบด้านตะวันออกของหลุมอุกกาบาต Sundman V ^{[ 10 ] [ 47 ] [ 49 ]}

LADEE - หลุมอุกกาบาต^{[ 10 ]}

ก่อนการชน

หลังการชน

ภาพซ้อนทับ

ปล่องภูเขาไฟซันด์แมน 5 (ขอบด้านตะวันออก) ; 18 เมษายน 2557

LADEE เป็นยานอวกาศลำแรกที่ได้รับการออกแบบบูรณาการสร้าง และทดสอบโดยศูนย์วิจัยเอมส์ ของ NASA ^{[ 51 ]}ยานอวกาศลำนี้มีดีไซน์ใหม่ ( ตัวยานอวกาศที่ไม่เคยบินมาก่อน) และมีต้นทุนต่ำกว่าภารกิจวิทยาศาสตร์ทั่วไปของ NASA มาก ซึ่งนำมาซึ่งความท้าทายใหม่ๆ ให้กับทีมออกแบบวิถีโคจรในการส่งยานอวกาศลำใหม่ขึ้นสู่ดวงจันทร์ด้วยแผนวิถีโคจรการบินอวกาศที่มีความมั่นใจสูง ในขณะที่ต้องรับมือกับจรวดใหม่ที่ใช้ครั้งแรก (Minotaur V) และยานอวกาศที่ไม่มี ประวัติการ ทดสอบการบิน มาก่อน (ดูการเดินทางผ่านดวงจันทร์ด้านบน) ^{[ 51 ]}

ภารกิจ LADEE ใช้ยานอวกาศแบบโมดูลาร์ทั่วไป (Modular Common Spacecraft Bus)หรือตัวถังที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนน้ำหนักเบา โดยมีมวลที่ไม่รวมเชื้อเพลิง 248.2 กก. (547 ปอนด์) ตัวถังนี้สามารถปฏิบัติภารกิจได้หลากหลายประเภท รวมถึงการเดินทางไปยังดวงจันทร์และวัตถุใกล้โลกโดยใช้โมดูลหรือระบบที่เหมาะสมต่างๆ แนวคิดแบบโมดูลาร์นี้เป็นนวัตกรรมใหม่ในการเปลี่ยนจากการออกแบบเฉพาะบุคคลไปสู่การออกแบบอเนกประสงค์และการผลิตแบบสายการประกอบ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการพัฒนายานอวกาศได้อย่างมาก^{[ 52 ]}โมดูลของยานอวกาศ LADEE ประกอบด้วย โมดูลหม้อน้ำ (Radiator Module) ซึ่งบรรจุระบบอิเล็กทรอนิกส์การบิน ระบบไฟฟ้า และเซ็นเซอร์วัดทิศทาง โมดูลตัวถัง (Bus Module) โมดูลบรรทุก (Payload Module) ซึ่งบรรจุอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่สุดสองชิ้น และโมดูลส่วนขยาย (Extension Modules) ซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบขับเคลื่อน^{[ 1 ]}

ข้อกำหนด

โครงสร้างหลักมีความสูง 2.37 เมตร (7.8 ฟุต) กว้าง 1.85 เมตร (6.1 ฟุต) และลึก 1.85 เมตร (6.1 ฟุต) มวลรวมของยานอวกาศคือ 383 กิโลกรัม (844 ปอนด์) ^{[ 1 ]}

พลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยระบบโฟโตโวลตาอิกที่ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน 30 แผง ซึ่งผลิตพลังงานได้ 295 วัตต์ที่ระยะ 1 AUแผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งบนพื้นผิวด้านนอกของดาวเทียม และพลังงานไฟฟ้าถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน หนึ่งก้อน ซึ่งให้พลังงานสูงสุด 24 Ah ที่ แรงดัน28 โวลต์^{[ 1 ]}

ระบบขับเคลื่อน LADEE ประกอบด้วยระบบควบคุมวงโคจร (OCS) และระบบควบคุมปฏิกิริยา (RCS) OCS ให้การควบคุมความเร็วตามแกน +Z สำหรับการปรับความเร็วขนาดใหญ่ RCS ให้ การควบคุมทิศทางสามแกนระหว่างการเผาไหม้ของระบบ OCS และยังให้การระบายโมเมนตัมสำหรับล้อปฏิกิริยาซึ่งเป็นระบบควบคุมทิศทางหลักระหว่างการเผาไหม้ของ OCS ^{[ 33 ]}

เครื่องยนต์หลักคือเครื่องขับดัน Apogee ประสิทธิภาพสูง 455 N (HiPAT) เครื่องขับดันควบคุมทิศทางประสิทธิภาพสูง 22 N ผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุที่ทนความร้อนสูงและคล้ายกับ HiPAT เครื่องยนต์หลักให้แรงขับส่วนใหญ่สำหรับการแก้ไขวิถีโคจรของยานอวกาศ เครื่องขับดันระบบควบคุมใช้สำหรับการเคลื่อนที่ขนาดเล็กที่วางแผนไว้สำหรับช่วงวิทยาศาสตร์ของภารกิจ^{[ 1 ]}

หลังจากช่วงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์แล้ว ก็มีช่วงการปลดประจำการ ซึ่งในระหว่างนั้นระดับความสูงจะค่อยๆ ลดลงจนกระทั่งยานอวกาศพุ่งชนพื้นผิวดวงจันทร์^{[ 1 ]}

ยาน LADEE บรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ 3 ชิ้น และอุปกรณ์สาธิตเทคโนโลยี

ส่วนประกอบทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย: ^{[ 53 ]}

• เครื่องวัดมวลสารแบบเป็นกลาง (Neutral Mass Spectrometer หรือ NMS) ทำการวัดอะตอมและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศชั้น นอกสุด ณ จุดที่ทำการวัดโดยใช้ เทคนิคสเปกโทรสโกปีมวลสาร บางส่วนของ NMS มีพื้นฐานมาจากเครื่องมือ SAM บนยานสำรวจดาวอังคาร (Mars Science Laboratory )
• เครื่องสเปกโทรเมตร UV-Vis (UVS) ซึ่งใช้วัดทั้งฝุ่นและชั้นบรรยากาศรอบนอกโดยใช้สเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิลเครื่องมือนี้มีพื้นฐานมาจากเครื่องสเปกโทรเมตร UV-Vis ในภารกิจLCROSS
• การทดลองฝุ่นบนดวงจันทร์ (LDEX) ซึ่งวัดฝุ่นโดยตรงโดยใช้เครื่องตรวจจับการแตกตัวเป็นไอออนจากการชน โดยทำงานโดยการวัดการแตกตัวเป็นไอออนของอนุภาคที่ชนกับเครื่องตรวจจับ^{[ 54 ]}เครื่องมือนี้สร้างขึ้นจากประสบการณ์ที่ได้รับจากเครื่องมือ ที่คล้ายกัน บนยานกาลิเลโอยูลิสซีสและแคสสินี

นอกจากนี้ LADEE ยังบรรทุกอุปกรณ์สาธิตเทคโนโลยีเพื่อทดสอบระบบสื่อสารด้วยแสงการสาธิตการสื่อสารด้วยเลเซอร์บนดวงจันทร์ (LLCD) ใช้เลเซอร์ในการส่งและรับข้อมูลเป็นพัลส์แสง ในลักษณะเดียวกับการถ่ายโอนข้อมูลผ่าน สาย เคเบิลใยแก้วนำแสงโดยใช้สถานีภาคพื้นดิน 3 แห่ง วิธีการสื่อสารนี้อาจให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงกว่าระบบสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุ แบบเดิมถึง 5 เท่า ^{[ 32 ] [ 55 ]}เทคโนโลยีนี้เป็นต้นแบบโดยตรงของ ระบบ สาธิตการถ่ายทอดการสื่อสารด้วยเลเซอร์ (LCRD) ของ NASA ซึ่งมีกำหนดจะปล่อยในปี 2017 ^{[ 56 ] [ 57 ]}และได้ปล่อยจริงในปี 2021 ^{[ 58 ]}

• 
  ลาดี พร้อมเครื่องดนตรีที่ติดป้ายกำกับ
• 
  เอ็นเอ็มเอส
• 
  ยูวีเอส
• 
  แอลดีเอ็กซ์

ทีมวิทยาศาสตร์ LADEE ยังคงวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับในช่วงเวลาที่ยาน Chang'e 3 ลงจอดเมื่อวันที่ 14 ธันวาคม พ.ศ. 2556 ^{[ 59 ]}

• ทีม Lunar Dust EXperiment (LDEX) สังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของฝุ่นในช่วงเวลาใกล้เคียงกับการลงจอด อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นดังกล่าวเกิดขึ้นก่อนเวลาลงจอดหลายชั่วโมง ซึ่งบ่งชี้ถึงแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน อันที่จริง ฝนดาวตก เจมินิดส์เกิดขึ้นพร้อมกับเหตุการณ์การลงจอดนี้ และทำให้มีจำนวนฝุ่นเพิ่มขึ้นก่อน ระหว่าง และหลังช่วงเวลาการลงจอด^{[ 59 ]}ทีมงานรายงานว่า "หาก LADEE พบอนุภาคดินบนดวงจันทร์ที่ถูกพัดขึ้นมาจากการลงจอดครั้งสุดท้ายของ Chang'e 3 อนุภาคเหล่านั้นก็จะหายไปในพื้นหลังของเหตุการณ์ที่เกิดจากฝนดาวตกเจมินิดส์" ^{[ 59 ]}
• ทีม Neutral Mass Spectrometer (NMS) ได้ค้นหาข้อมูลสำหรับชนิดของก๊าซไอเสีย เช่น น้ำ คาร์บอนมอนอกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO และ CO2 ₎รวมถึงไนโตรเจน ( _N2 ) ^{[ 59 ]}
• เครื่องสเปกโทรเมตรแสงอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ (UVS) ได้ทำการสังเกตการณ์ก่อนและหลังหลายครั้งเพื่อหาผลกระทบทั้งจากการลงจอดและฝนดาวตก การวิเคราะห์เผยให้เห็นการเพิ่มขึ้นของโซเดียมในชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่เกี่ยวข้องกับฝนดาวตกเจมินิดส์ รวมถึงหลักฐานของการกระเจิงแสงที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากฝุ่น UVS ยังตรวจสอบเส้นการปล่อยของออกซิเจนอะตอม และพบการปล่อยที่อาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของทั้งเหล็ก (Fe) และไทเทเนียม ( Ti ) ซึ่งคาดว่าจะพบ แต่ไม่เคยมีการสังเกตมาก่อน^{[ 59 ]}
• พบว่าก๊าซฮีเลียม⁴ ,นีออน²⁰และอาร์กอน^{40 เป็นชนิดที่พบมากที่สุดในชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์ [ 60 ] [ 61 ]}พบว่าฮีเลียมและนีออนมาจากลมสุริยะ^{[ 60 ]}
• เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม พ.ศ. 2558 นักวิทยาศาสตร์ของ NASA รายงานการตรวจพบ นีออนในชั้นบรรยากาศรอบดวงจันทร์โดยอิงจากการศึกษาด้วยยานอวกาศ LADEE ^{[ 62 ]}

ทีมงานของ LADEE ประกอบด้วยผู้มีส่วนร่วมจากสำนักงานใหญ่ NASA กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ศูนย์วิจัยเอมส์ของ NASA ที่มอฟเฟตฟิลด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ที่ กรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์และห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดที่โบลเดอร์^{[ 63 ]}นักวิจัยรับเชิญ ได้แก่ ผู้ที่มาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์ ที่ลอเรล รัฐแมริแลนด์ มหาวิทยาลัยโคโลราโด มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ และศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ที่กรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์^{[ 63 ]}

• 
  ภาพถ่าย LADEE ในเดือนสิงหาคม 2013 ก่อนที่จะถูกประกอบเข้ากับแฟริ่ง
• 
  LADEE ถูกติดตั้งบนแท่นทดสอบการสั่นสะเทือนก่อนเริ่มการทดสอบการสั่นสะเทือนในเดือนมกราคม 2556
• 
  LADEE ในห้องปลอดฝุ่นที่ศูนย์วิจัยเอมส์ ก่อนติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
• 
  โครงสร้างพื้นฐาน ของยานอวกาศแบบโมดูลาร์ทั่วไป (Modular Common Spacecraft Bus) ซึ่งต่อมากลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานของยาน LADEE กำลังได้รับการทดสอบที่เอมส์ในปี 2008 สังเกต ลายเซ็นของ บัซ อัลดรินนักบินอวกาศ จากภารกิจ อะพอลโล 11ที่อยู่ด้านบนของโครงสร้างพื้นฐานนี้

ภาพแรกของดวงจันทร์ที่บันทึกโดยระบบติดตามดาว ของยาน LADEE ถ่ายเมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2557

• รายชื่อวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นบนดวงจันทร์
• รายชื่อภารกิจสำรวจดวงจันทร์

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับLADEE

• เว็บไซต์ภารกิจ LADEE ของ NASA
• LADEE ที่ NASA Science เก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 กันยายน 2016 ที่Wayback Machine
• ห้องปฏิบัติการลินคอล์นของ MIT การพัฒนาเทอร์มินัลสื่อสารด้วยเลเซอร์
• โครงการวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์ของ NASA ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม 2020 ที่Wayback Machine - 27 กุมภาพันธ์ 2008 - Kelly Snook
• ภาพรวมสำหรับนักเรียนระดับชั้นอนุบาลถึงมัธยมต้น (วิดีโอ YouTube)