مركبة استطلاع القمر المدارية

مركبة استطلاع القمر المدارية ( LRO ) هي مركبة فضائية آلية تابعة لوكالة ناسا، تدور حاليًا حول القمر في مدار قطبي بيضاوي الشكل لرسم الخرائط . ^{[ 6 ] [ 7 ]} وقد وُصفت البيانات التي جمعتها المركبة بأنها أساسية لتخطيط مهمات ناسا المستقبلية المأهولة والروبوتية إلى القمر. ^{[ 8 ]} ويحدد برنامج رسم الخرائط التفصيلي الخاص بها مواقع هبوط آمنة، ويحدد مواقع الموارد المحتملة على سطح القمر، ويصف بيئة الإشعاع، ويُظهر تقنيات جديدة. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

أُطلق القمر الصناعي LRO في 18 يونيو 2009، ^{[ 11 ]} بالتزامن مع قمر رصد واستشعار فوهات القمر (LCROSS)، كطليعة برنامج ناسا الروبوتي التمهيدي للقمر ، ^{[ 12 ]} وكان LRO أول مهمة أمريكية إلى القمر منذ أكثر من عشر سنوات. ^{[ 13 ]} أُطلق كل من LRO وLCROSS كجزء من برنامج رؤية الولايات المتحدة لاستكشاف الفضاء .

أنجز المسبار خريطة ثلاثية الأبعاد لسطح القمر بدقة 100 متر وتغطية 98.2% (باستثناء المناطق القطبية الواقعة في الظل الكثيف)، ^{[ 14 ]} بما في ذلك صور بدقة 0.5 متر لمواقع هبوط مركبات أبولو. ^{[ 15 ] [ 16 ]} نُشرت أولى الصور من مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) في 2 يوليو 2009، والتي تُظهر منطقة في المرتفعات القمرية جنوب بحر السحب ( Mare Nubium ). ^{[ 17 ]}

بلغت التكلفة الإجمالية للمهمة 583  مليون دولار أمريكي، منها 504  ملايين دولار مخصصة لمسبار LRO الرئيسي، و79  مليون دولار مخصصة لقمر LCROSS الصناعي. ^{[ 18 ]} يمتلك مسبار LRO وقودًا كافيًا لمواصلة عملياته حتى عام 2027. ^{[ 19 ]}

تم تطوير مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، وهي مركبة فضائية كبيرة ( 1916 كجم/4224 رطل ^{[ 18 ]} ) ومتطورة. كان من المخطط أن تستمر مهمتها لمدة عام واحد، ^{[ 20 ]} ولكن تم تمديدها عدة مرات منذ ذلك الحين بعد مراجعة ناسا.  

بعد إتمام مراجعة التصميم الأولية في فبراير 2006 ومراجعة التصميم النهائية في نوفمبر 2006، ^{[ 21 ]} تم شحن مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) من مركز غودارد إلى قاعدة كيب كانافيرال الجوية في 11 فبراير 2009. ^{[ 22 ]} كان من المقرر إطلاقها في أكتوبر 2008، ولكن تم تأجيله إلى أبريل حيث خضعت المركبة لاختبارات في غرفة فراغ حراري. ^{[ 23 ]} أُعيد جدولة الإطلاق إلى 17 يونيو 2009، بسبب تأخير إطلاق عسكري ذي أولوية، ^{[ 24 ]} وتم الإطلاق في اليوم التالي، في 18 يونيو. كان التأجيل ليوم واحد لإتاحة الفرصة لمكوك الفضاء إنديفور للإقلاع في مهمة STS-127 بعد تسرب وقود الهيدروجين الذي أدى إلى إلغاء إطلاق سابق كان مخططًا له. ^{[ 25 ]}

تشمل مجالات البحث التضاريس العالمية القمرية ؛ والمناطق القطبية القمرية، بما في ذلك رواسب الجليد المائي المحتملة وبيئة الإضاءة؛ وتوصيف إشعاع الفضاء السحيق في مدار القمر؛ ورسم خرائط عالية الدقة، بدقة قصوى تبلغ 50 سم/بكسل (20 بوصة/بكسل) ، للمساعدة في اختيار وتوصيف مواقع الهبوط المستقبلية. ^{[ 26 ] [ 27 ]}  

بالإضافة إلى ذلك، قدّمت مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) صورًا ومواقع دقيقة للمركبات والمعدات من مهمات قمرية سابقة وحالية، بما في ذلك مواقع أبولو. ^{[ 15 ]} وفي عام 2024، أكدت المركبة موقع الهبوط الدقيق للغاية لأول هبوط سلس ناجح لمركبة SLIM اليابانية . ^{[ 28 ]}

يحمل المسبار ستة أجهزة وجهازًا تجريبيًا تقنيًا واحدًا:

تلسكوب الأشعة الكونية لدراسة آثار الإشعاع (CRaTER)

يتمثل الهدف الرئيسي لتلسكوب الأشعة الكونية لدراسة آثار الإشعاع في قياس وتوصيف انتقال الطاقة المحلي بواسطة الجسيمات المشحونة في مدار القمر وتأثيراته البيولوجية. ^{[ 29 ]}

عراف

يقيس جهاز قياس الإشعاع القمري "ديفاينر" الانبعاثات الحرارية لسطح القمر لتوفير معلومات للعمليات والاستكشافات السطحية المستقبلية. ^{[ 30 ]}

مشروع رسم خرائط خط لايمان-ألفا (LAMP)

يقوم مشروع رسم خرائط خط لايمان ألفا بالتدقيق في الفوهات المظللة بشكل دائم بحثًا عن جليد الماء، باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية المنبعث من النجوم بالإضافة إلى ذرات الهيدروجين المنتشرة بشكل رقيق في جميع أنحاء النظام الشمسي . ^{[ 31 ]}

كاشف النيوترونات لاستكشاف القمر (LEND)

يوفر كاشف النيوترونات لاستكشاف القمر قياسات، وينشئ خرائط، ويكشف عن رواسب جليد الماء المحتملة بالقرب من السطح. ^{[ 32 ]}

مقياس الارتفاع الليزري لمركبة مدار القمر (LOLA)

يوفر مشروع مقياس الارتفاع الليزري للمركبة المدارية القمرية نموذجًا دقيقًا للتضاريس القمرية العالمية وشبكة جيوديسية.

كاميرا المركبة المدارية للاستطلاع القمري (LROC) ذات الزاوية الضيقة (NAC)

تُلبّي كاميرا المركبة المدارية لاستطلاع القمر (LROC) متطلبات القياس الخاصة باعتماد مواقع الهبوط والإضاءة القطبية. ^{[ 33 ]} تتألف LROC من كاميرتين ضيقتي الزاوية (NAC) وكاميرا واحدة واسعة الزاوية (WAC). ^{[ 34 ]} تتميز الكاميرتان ضيقتا الزاوية ببصريات كاسغرين ( ريتشي-كريتيان ) الأساسية بفتحة عدسة f/3.59، وقطر مرآة أساسية يبلغ 19.5  سم، ^{[ 34 ]} باستخدام تقنية التصوير بالمسح الخطي . ^{[ 35 ] [ 36 ]} عند ارتفاعها الأصلي البالغ حوالي 50  كم، تُصوّر كل كاميرا NAC بكسلات بعرض 0.5 متر تقريبًا، ويبلغ عرض المسار، الذي يبلغ 5064 بكسل، حوالي 2.5  كم. رُفع المدار في عام 2011 ليصبح بيضاويًا، مما قلل الدقة في أجزاء من المدار إلى 2.0 متر/بكسل. ^{[ 37 ]} : حلّقت مركبة LROC عدة مرات فوق مواقع هبوط أبولو التاريخية على سطح القمر على ارتفاع 50 كيلومترًا (31 ميلًا) . وتظهر بوضوح مركبات التجوال القمرية ومراحل هبوط المركبة القمرية وظلالها، بالإضافة إلى معدات أخرى كانت قد تُركت سابقًا على سطح القمر .  

كاميرا المركبة المدارية للاستطلاع القمري (LROC) ذات الزاوية الواسعة (WAC)

يوفر جهاز WAC صورًا مرئية وفوق بنفسجية بمقياس 100 متر/بكسل في سبعة نطاقات لونية على امتداد 60  كيلومترًا. ^{[ 38 ]} صيغة الصورة هي 1024 × 1024 بكسل، مع مجال رؤية 92 درجة (أحادي اللون)، و61 درجة (ضوء مرئي)، و59 درجة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. ^{[ 34 ]}

جهاز لاسلكي صغير

أظهر رادار الترددات الراديوية المصغر تقنيات جديدة خفيفة الوزن للرادار ذي الفتحة التركيبية (SAR) وتقنيات الاتصالات، وحدد مواقع محتملة للجليد المائي. ^{[ 39 ]}

قبل إطلاق مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO)، أتاحت وكالة ناسا للجمهور فرصة تسجيل أسمائهم على شريحة إلكترونية مثبتة على المركبة. وكان الموعد النهائي لهذه الفرصة هو 31 يوليو/تموز 2008. ^{[ 40 ]} وقد تم تقديم حوالي 1.6  مليون اسم. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

في 23 يونيو/حزيران 2009، دخلت مركبة استطلاع القمر المدارية مدارها حول القمر بعد رحلة استغرقت أربعة أيام ونصف من الأرض. عند الإطلاق، وُجّهت المركبة الفضائية نحو نقطة أمام موقع القمر. تطلّب الأمر إجراء تصحيح للمسار أثناء الرحلة لكي تدخل المركبة المدار القمري بشكل صحيح. بمجرد وصول المركبة إلى الجانب البعيد من القمر ، تم تشغيل محركها الصاروخي لكي تجذبها جاذبية القمر إلى مدار قمري بيضاوي. ^{[ 42 ]}

أدت سلسلة من أربع عمليات إطلاق صاروخية على مدى الأيام الأربعة التالية إلى وضع القمر الصناعي في مدار مرحلة التشغيل التجريبي، حيث تم تشغيل كل جهاز واختباره. في 15 سبتمبر/أيلول 2009، بدأت المركبة الفضائية مهمتها الأساسية بالدوران حول القمر على ارتفاع 50 كيلومترًا (31 ميلًا) لمدة عام. ^{[ 43 ]} بعد إتمام مرحلة الاستكشاف التي استمرت عامًا واحدًا، في سبتمبر/أيلول 2010، تم تسليم المركبة المدارية القمرية (LRO) إلى مديرية المهام العلمية التابعة لوكالة ناسا لمواصلة المرحلة العلمية من المهمة. ^{[ 44 ]} استمرت المركبة في مدارها الدائري على ارتفاع 50 كيلومترًا، ولكن تم تحويلها لاحقًا إلى مدار بيضاوي "شبه متجمد" موفر للوقود ^{[ 45 ]} لما تبقى من المهمة.   

اختُتمت مهمة ناسا LCROSS باصطدامين قمريين في تمام الساعة 11:31 و11:36  بالتوقيت العالمي المنسق في 9 أكتوبر. كان الهدف من الاصطدام البحث عن الماء في فوهة كابيوس بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، ^{[ 46 ]} وأشارت النتائج الأولية إلى وجود كل من الماء والهيدروكسيل ، وهو أيون مرتبط بالماء. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

في 4 يناير 2011، اكتشف فريق جهاز Mini-RF التابع لمركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) عطلاً في جهاز إرسال الرادار الخاص به. ونتيجةً لذلك، تم تعليق العمليات الاعتيادية للجهاز. ورغم عجزه عن الإرسال، يُستخدم الجهاز لجمع بيانات الرادار ثنائي الاستقرار باستخدام إشارات الرادار القادمة من الأرض. وقد حقق جهاز Mini-RF بالفعل معايير نجاح مهمته العلمية بجمعه أكثر من 400 شريط من بيانات الرادار منذ سبتمبر 2010. ^{[ 49 ]}

في يناير 2013، اختبرت ناسا الاتصال الليزري أحادي الاتجاه مع مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) عن طريق إرسال صورة للوحة الموناليزا إلى جهاز مقياس الارتفاع الليزري لمركبة استطلاع القمر المدارية (LOLA) من محطة قياس المدى بالليزر للأقمار الصناعية من الجيل التالي (NGSLR) في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت، ميريلاند. ^{[ 50 ]}

في مايو 2015، تم تغيير مدار مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) لتحلق على ارتفاع 20 كيلومترًا (12 ميلًا) فوق القطب الجنوبي للقمر، مما سمح بالحصول على بيانات ذات دقة أعلى من مقياس الارتفاع الليزري لمركبة استطلاع القمر المدارية (LOLA) وأجهزة ديفاينر فوق الفوهات المظللة بشكل دائم هناك. ^{[ 51 ]}  

في عام 2019، عثرت مركبة استطلاع القمر (LRO) على موقع تحطم مركبة الهبوط القمرية الهندية فيكرام . ^{[ 52 ]}

في عام 2020، تم اختبار برنامج لاستخدام أجهزة تتبع النجوم بدلاً من وحدة القياس بالقصور الذاتي المصغرة التي تم إيقاف تشغيلها في عام 2018 (بسبب تدهور أدائها). ^{[ 53 ]}

كان من المتوقع أن يقترب كل من مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) ومركبة تشاندرايان-2 المدارية من بعضهما البعض بشكل خطير في 20 أكتوبر 2021 الساعة 05:45 بالتوقيت العالمي المنسق فوق القطب الشمالي للقمر. وقد نفذت مركبة تشاندرايان-2 المدارية مناورة لتجنب الاصطدام في الساعة 14:52 بالتوقيت العالمي المنسق في 18 أكتوبر 2021 لتفادي هذا الاصطدام المحتمل. ^{[ 54 ]}

في 21 أغسطس 2009، حاولت المركبة الفضائية، إلى جانب المركبة المدارية تشاندرايان-1 ، إجراء تجربة رادار ثنائي الاستقرار للكشف عن وجود جليد مائي على سطح القمر، ^{[ 55 ] [ 56 ]} لكن الاختبار لم ينجح. ^{[ 57 ]}

في 17 ديسمبر 2010، نُشرت خريطة طبوغرافية للقمر استنادًا إلى بيانات جمعها جهاز LOLA. ^{[ 58 ]} تُعد هذه الخريطة الطبوغرافية الأكثر دقة للقمر حتى الآن، وسيتم تحديثها باستمرار مع توفر المزيد من البيانات.

في 15 مارس 2011، نُشرت المجموعة الأخيرة من البيانات من المرحلة الاستكشافية للمهمة إلى نظام بيانات الكواكب التابع لناسا . وقد جمعت أجهزة المركبة الفضائية السبعة أكثر من 192 تيرابايت من البيانات. وجمعت مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) بالفعل بيانات تعادل مجموع بيانات جميع مهمات استكشاف الكواكب الأخرى مجتمعة. ^{[ 59 ]} هذا الحجم الهائل من البيانات ممكن بفضل قرب القمر، وامتلاك LRO محطة أرضية مخصصة، وعدم اضطرارها لمشاركة وقتها مع شبكة الفضاء العميق . ومن بين أحدث المنتجات خريطة عالمية بدقة 100 متر/بكسل (330 قدم/بكسل) التقطتها كاميرا مركبة استطلاع القمر المدارية (LROC).  

في مارس 2015، أفاد فريق مركبة LROC بتصوير موقع اصطدام رُصد وميضه من الأرض في 17 مارس 2013. وقد عثر الفريق على الفوهة بالرجوع إلى صور التُقطت في السنة أو السنتين الأوليين ومقارنتها بصور التُقطت بعد الاصطدام، والتي تُعرف بالأزواج الزمنية. وكشفت الصور عن بقع، وهي مناطق صغيرة يختلف انعكاسها بشكل ملحوظ عن انعكاس التضاريس المحيطة، ويُفترض أنها ناتجة عن اضطراب السطح بفعل اصطدامات حديثة. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

بحلول سبتمبر 2015، صوّر مسبار LROC ما يقرب من ثلاثة أرباع سطح القمر بدقة عالية، كاشفاً عن أكثر من 3000 جرف فصي . ويشير توزيعها العالمي واتجاهها إلى أن هذه الصدوع تتشكل مع انكماش القمر، متأثرة بقوى المد والجزر الجاذبية من الأرض. ^{[ 62 ]}

في مارس 2016، أفاد فريق LROC باستخدام 14092 زوجًا زمنيًا من NAC لاكتشاف أكثر من 47000 بقعة جديدة على سطح القمر. ^{[ 63 ]}

في يوليو 2024، أكد تحليل بيانات الرادار التي حصل عليها مسبار استطلاع القمر (LRO) وجود كهف تحت سطح القمر يمكن الوصول إليه من السطح. ^{[ 64 ] [ 65 ]} ويُقال إن عرض الكهف يبلغ حوالي 45 مترًا وطوله 80 مترًا على الأقل، ويقع في بحر الهدوء ( Mare Tranquillitatis )، وهو سهل الحمم البركانية القديم حيث وطأت أقدام رائدي الفضاء نيل أرمسترونغ وباز ألدرين سطح القمر لأول مرة خلال مهمة أبولو 11. ^{[ 66 ]}

تحتفظ البعثة بقائمة كاملة بالمنشورات التي تتضمن نتائج علمية على موقعها الإلكتروني. ^{[ 67 ]}

• صور من مهمة مركبة استطلاع القمر المدارية
• 
  أول صورة التقطها مسبار استطلاع القمر (30 يونيو 2009)
• 
  موقع هبوط أبولو 11
• 
  موقع هبوط أبولو 12 وسيرفيور 3
• 
  موقع هبوط أبولو 14
• 
  موقع هبوط أبولو 15
• 
  موقع هبوط أبولو 16
• 
  موقع هبوط أبولو 17
• 
  لقطة مقرّبة لمرحلة هبوط مركبة تشالنجر التابعة لبرنامج أبولو 17
• 
  موقع هبوط المساح 1
• 
  يرصد القمر الصناعي LRO منطقة LADEE على مسافة 9 كيلومترات (5.6 ميل).  
• 
  موقع هبوط تشانغ إي 4
• 
  رصدت مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO) موقع تحطم مركبة الهبوط فيكرام .
• 
  منظر من مرصد لندن لبقعة فرس غير منتظمة ، وهي منطقة حديثة التكوين للغاية
• 
  شروق الأرض فوق فوهة بركان كومبتون

• القمر
• 
  الجانب القريب من القمر
• 
  الجانب البعيد من القمر
• 
  القطب الشمالي للقمر
• 
  القطب الجنوبي للقمر

يُلقي مجمع القمة المركزية لفوهة تيكو بظلال طويلة داكنة قرب شروق الشمس المحلي.

• موقع مركبة استطلاع القمر المدارية التابع لوكالة ناسا
• موقع مركبة استطلاع القمر المدارية التابع لمركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
• نبذة عن مهمة مركبة استطلاع القمر المدارية التابعة لوكالة ناسا لاستكشاف النظام الشمسي
• موقع Diviner Instrument الإلكتروني من تصميم جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس
• موقع LROC Instrument الإلكتروني التابع لجامعة ولاية أريزونا
• خدمة خرائط الويب LROC التابعة لجامعة ولاية أريزونا