22 października 2008 roku wystrzelona została sonda Chandrayann 1, pierwsza indyjska misja księżycowa. Na jej pokładzie znajduje się aparat rentgenowski produkcji brytyjskiej, którego zadaniem będzie stworzenie map rozmieszczenia minerałów na Księżycu, oraz wiele innych instrumentów produkcji europejskiej, amerykańskiej i, oczywiście, indyjskiej.

Podczas zaplanowanej na dwa lata misji, Chandrayaan-1 będzie sporządzał wysokiej rozdzielczości mapy powierzchni Księżyca w świetle widzialny, bliskiej podczerwieni oraz w promieniowaniu rentgenowskim niskich i wysokich energii. Jego naukowe oprzyrządowanie składa się z dwóch amerykańskich, trzech europejskich i siedmiu indyjskich instrumentów. Wkład Wielkiej Brytanii to spektrometr rentgenowski C1XS, wzorowany na instrumencie D-CIXS (Demonstration of a Compact Imaging X-ray Spectrometer), który znalazł się na pokładzie misji europejskiej SMART-1 i jest dziełem naukowców z Rutherford Appleton Laboratory (RAL) w Didcot, w pobliżu Oksfordu.

C1XS dokona pomiarów ilościowych złóż mineralnych na Księżycu i oczekuje się po nim, że dostarczy wskazówek dotyczących powstania układu Ziemia-Księżyc. “Wciąż jest jeszcze wiele rzeczy, których nie wiemy o Księżycu” – mówi kierownik grupy C1XS, de Ian Crawford z Birkbeck College w Londynie. -“Dokładne mapy składu powierzchni pozwolą odkryć jego wewnętrzną strukturę i geologiczną historię. Może nam to pomóc między innymi lepiej zrozumieć początki systemu Ziemia-Księżyc. Będziemy mogli również lepiej zrozumieć co działo się na Księżycu od momentu jego powstanie i kiedy się ochłodził. Zaglądając w kratery, będziemy nawet w stanie zajrzeć pod skorupę i przyglądnąć się materii pod powierzchnią.

Spektrometr rentgenowski wykrywa promieniowanie rentgenowskie Słońca, które zostało zaabsorbowane przez atomy z księżycowej gleby a następnie ponownie wyemitowane. Dzięki temu można zbadać skład chemiczny powierzchni w danej lokacji, gdyż każdy pierwiastek zostawia ona swoją unikalną sygnaturę w promieniowaniu. Czułość instrumentu zależy od aktywności Słońca, w ”normalnych” warunkach, C1CS będzie w stanie wykryć magnez, glin i krzem. Ale podczas zwiększonej aktywności, na przykład podczas flary słonecznej, będzie mógł zobaczyć pierwiastki wyższych energii, takie jak żelazo, tytan i wapń. Promieniowanie rentgenowskie Słońca będzie mierzone przez inny instrument, Rentgenowski Monitor Słoneczny (X-ray Solar Monitor, XSM), wyprodukowany przez Uniwersytet w Helskinkach. Jego pomiary będą służyć do kalibracji wyników C1XS.

C1XS używa SCD, zaawansowanej wersji sensora CCD, takiego jakiego można znaleźć w cyfrowym aparacie” – wyjaśnia Chris Howe, naczelny inżynier projektu. – “Taki sensor montuje się za złotym lub miedzianym kolimatorem, filtrem, który ogranicza pole widzenia detektora do wąskiego snopu. Te dwie nowe technologie pozwalają uzyskać aparat rentgenowski o dużej rozdzielczości, który pozwoli zidentyfikować pierwiastki na powierzchni, a przy tym jest dużo bardziej zwarty i lekki niż inne spektrometry rentgenowskie“.

C1XS jest jednym z trzech instrumentów ufundowanych przez ESA dla misji Chandarayaan-1. Kolejne to SIR-2, spektrometr podczerwieni, wykonany przez Instytut Maxa Plancka, który również będzie badał skład mineralny Księżyca oraz efekty działania kosmicznej pogody. Ponieważ Księżyc nie posiada atmosfery, jego powierzchnia jest bezpośrednio narażona na ciężkie warunki w przestrzeni kosmicznej. Prototyp SIR-2, podobnie jak prototypy C1XS i XSM, znajdował się na pokładzie sondy SMART-1.

Sonda Chandrayaan w budowie, przed zamontowaniem większości instrumentów pomiarowych

SARA (Sub-kilo electron volt Atom Reflecting Analyser), obsługiwany przez Szwedzki Instytut Fizyki Kosmicznej i wykonany przy pomocy indyjskiej, będzie badał przestrzeń kosmiczną wokół Księżyca i działanie wiatru słonecznego na jego powierzchnię.

Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA dostarczy Moon Mineralogy Mappera (M3) oraz Miniaturowy Syntetyczny Radar Aperturowy (Miniature Synthetic Aperture Radar, MiniSAR), który będzie mógł wykryć lód wodny do głębokości siedmiu metrów. Od dawna spekuluje się o obecności wodnego lodu w cieniu kraterów w polarnych regionach Księżyca.

Podczas misji Apollo zbadano skład mineralny zaledwie ułamka powierzchni Księżyca.

Instrumenty indyjskie to aparat do mapowania terenu Terrain Mapping Camera (TMC), o rozdzielczości pięciu metrów; Lunar Laser Ranging Instrument, który dokona dokładnych pomiarów topografii księżycowej; oraz próbnik Moon Impact Probe (MIP), 30-kilogramowy próbnik, który zostanie wystrzelony w kierunku powierzchni Księżyca w momencie gdy Chandrayaan znajdzie się ok 100 kilometrów nad biegunem Księżyca. Początkowo orbita Chandrayanna będzie wynosiła ok. 1000 kilometrów. Misja MIP ma pokazać, że można wystrzelić próbnik w dokładnie określoną lokację a także wykonać pomiary naukowe i nagrania wideo podczas lotu.

Przeżywamy obecnie renesans eksploracji księżyca, wiele międzynarodowych misji księżycowych jest w trakcie realizacji lub zaplanowanych na najbliższe kilka lat, a na 2020 rok planowane jest ponowne lądowanie ludzi na Księżycu” – mówi Crawford.

Start sondy Chandrayaan miał miejsce 22 października, Chandrayaan-1 wystartował“>informowaliśmy o tym w poprzednich wiadomościach.

Autor

Anna Marszałek