Mission lunaire "Bereshit" - caractéristiques de l'appareil, une série de manœuvres et le plus long chemin vers la lune



Quel moteur est installé sur l'appareil "Bereshit"? Quels types d'instruments scientifiques sont à bord? Quelles manœuvres l'appareil doit-il effectuer pour se rendre sur la lune? Combien de kilomètres volera-t-il en 47 jours de vol?


Il est impossible d'envoyer l'appareil lunaire dans l'espace par les forces et les moyens d'une seule petite entreprise privée, mais avec l'aide de la communauté spatiale internationale, vous pouvez transformer l'idée en un projet à part entière en cours de mise en œuvre.

Participants au projet impliqués dans la mission Bereshit:

- Une équipe de jeunes scientifiques et ingénieurs israéliens de SpaceIL,

- NASA (USA),

- ISA (Agence spatiale israélienne),

- IAI (Israel Aviation Industry Concern),

- Spaceflight Industries (USA, organisateur du lancement de l'engin Bereshit en orbite),

- société SpaceX (USA, fusée d'appoint Falcon 9),

- Swedish Space Corporation (Swedish Space Corporation),

- société Cobham (Suède),

- société Ramon Chips (Israël).



Après tout, SpaceIL est une petite organisation selon les normes mondiales, elle emploie environ 200 personnes, et la plupart d'entre elles sont des scientifiques et des ingénieurs bénévoles qui "cherchent à promouvoir le développement du progrès technologique et scientifique en Israël".

Sur la photo, Daniela Geron est ingénieure chez SpaceIL.



Le coût total du développement, de la préparation et de l'organisation de toutes les actions pour la mise en œuvre du projet Bereshit est de 100 millions de dollars.

Ce n'est pas un projet commercial, car, par exemple, la NASA n'aura pas d'avantages financiers à travailler avec la société israélienne SpaceIL, et au lieu de cela, une telle coopération étroite permettra à la NASA de recevoir des informations scientifiques précieuses du magnétomètre Bereshit.
«Ce type de coopération est bénéfique pour les deux parties. Pour continuer à explorer avec succès la Lune et Mars, nous avons besoin de partenaires. Plus notre réseau de partenariats sera étendu, mieux ce sera pour la science mondiale dans son ensemble », a déclaré Steve Clark, directeur adjoint du développement des systèmes de recherche à la NASA.
Composants du premier véhicule lunaire privé "Bereshit"

Caractéristiques générales:

- la hauteur de l'appareil Bereshit est d'environ 1,5 mètre, un diamètre de 2 mètres (2,3 mètres entre les supports d'atterrissage);

- poids 585 kilogrammes avec carburant (masse de carburant - 390 kg), 195 kg sans carburant.

En fait, les données sur la masse de carburant et la masse de l'appareil varient, il est indiqué quelque part que la masse de l'appareil sans carburant est de 150 kg ou 160 kg, mais le chiffre de 585 kg de la masse totale de départ est presque constant dans tous les matériaux.

Le dispositif «Bereshit» aux dernières étapes des tests des éléments et des préparatifs de lancement:







1. Le moteur.

Le moteur de l'appareil Bereshit est une unité de missile chimique spécialement adaptée (pour la mission Bereshit, elle a été modifiée en raccourcissant la buse et en augmentant la poussée) de la famille LEROS (pour une utilisation sur les plates-formes satellites) - Modification LEROS 2b sur l'hydrazine (monométhylhydrazine) avec une poussée de 45 kgf (441H), ce qui est légèrement plus que ses caractéristiques habituelles à 41,5 kgf (407H).





2. Électronique embarquée.



Processeur HiRel GR712RC de Cobham Gaisler

En tant qu'élément principal de l'ordinateur de bord, le dispositif Bereshit utilise le processeur Cobham double cœur Gaisler HiRel GR712RC .

Technologiquement, la puce est basée sur LEON SPARC et est fabriquée en utilisant une technologie unique de silicium résistant aux radiations.

SpaceIL est devenu le premier client de ce processeur et les ingénieurs de SpaceIL ont écrit un logiciel spécial pour celui-ci avant la livraison et l'échange sur l'appareil Bereshit.

GR712RC est un processeur dual-core LEON3FT SPARC V8 . Il peut fonctionner à des fréquences allant jusqu'à 125 MHz dans toute la gamme des fréquences militaires. Cela fournit jusqu'à 300 DMIPS et 250 MFLOPS performances de pointe. Intègre des protocoles d'interface avancés, notamment SpaceWire, CAN, SatCAN, UART, 1553B, Ethernet, SPI, I2C, GPIO et autres. Il dispose de bus d'interface haute vitesse pour la mémoire externe SDRAM / SRAM / PROM / EEROM / NOR-FLASH. Résistance aux radiations éprouvée - jusqu'à 300 degrés. Faible consommation d'énergie.





Selon un commentaire d' Amartology : le charme de ce processeur réside dans le fait qu'il est fabriqué à l'aide de la technologie la plus conventionnelle disponible sur le marché (TowerJazz 180 nm, fabriquée en Israël), à peu près la même que celle des contrôleurs pour bouilloires électriques. Assurer la joie sans interférer avec la technologie, en raison des circuits et de la topologie des éléments, ce qui coûte une commande ou deux moins cher que si le processus de fabrication était développé spécifiquement.

3. Caméra embarquée.

La caméra embarquée Bereshit est un Imperx Bobcat B3320C de 8 mégapixels avec optique Ruda.

Nombre de caméras sur l'appareil: 6 pcs.



Et les premiers clichés de cet appareil photo auraient dû être pris juste pendant le vol vers la Lune de l'appareil de Bereshit, puis après l'atterrissage (au fait, cet appareil photo filmera également la procédure d'atterrissage, bien sûr), si tout fonctionne bien, alors nous prévoyons de le capturer sur la lune surface le nombre maximum d'images combien l'appareil photo peut faire avant l'échec à la suite d'une surchauffe.

La télémétrie et les données de la caméra de l'appareil dans le MCC du projet Bereshit sont obtenues avec l'aide de collègues suédois et l'équipement du centre scientifique et spatial de Kiruna , dans le nord de la Suède.

Vue de la caméra pendant le processus d'assemblage:



Ici, vous pouvez voir dans l'image comment l'appareil photo et la plaque avec la première photo de cette publication sont placés.





4. Instruments scientifiques Ă  bord de l'appareil Bereshit:

Un magnétomètre (fabricant - Weizmann Institute, Israël) est placé à bord de l'appareil Bereshit, à l'aide duquel il est prévu d'effectuer une série de mesures du champ magnétique de la lune dans la zone d'atterrissage.

En outre, un ensemble de réflecteurs d'angle laser (fabricant - Goddard Space Flight Center, États-Unis) est installé sur l'appareil Bereshit.

Voici une photo de l'un des réflecteurs, plus petit qu'une souris d'ordinateur:



Cet instrument possède huit plans réfléchissants montés dans un cadre en aluminium bombé. Cette structure permet à l'appareil de réfléchir la lumière provenant de chaque côté vers la source.

L'altimètre laser LRO (sonde en orbite lunaire de la NASA), conçu pour compiler des cartes d'altitude, enverra des impulsions de lumière laser au réflecteur angulaire Bereshit, puis mesurera le temps nécessaire au retour de la lumière.

Grâce à cette technique, les ingénieurs de la NASA et de SpaceIL prévoient de pouvoir déterminer l'emplacement de l'appareil Bereshit avec une précision de 10 centimètres.

De plus, lorsque l'appareil Bereshit effectuera la procédure d'atterrissage, le LRO (sonde lunaire en orbite de la NASA) analysera les «gaz d'échappement» du moteur liquide principal.

"Notre équipe va essayer de" voir "comment les substances émises par le moteur du véhicule se comporteront au-dessus de la surface de la lune", a déclaré John Keller, scientifique de la NASA du projet LRO.


5. Système de communication et d'échange de données (télémétrie et contrôle).

SpaceIL ne possède pas son propre centre de communication spatiale, donc l'organisation du transfert de données entre le MCC sur Terre et le dispositif Bereshit dans l'espace est un processus complexe dans lequel:

- un réseau d'antennes de la Swedish Space Corporation (Swedish Space Corporation), grâce auquel le système de navigation est transmis à l'appareil Bereshit et sa trajectoire est suivie;

- Le réseau de communications spatiales à longue distance (DSN) de la NASA pour contrôler le vaisseau spatial Bereshit et transférer des données scientifiques du vaisseau spatial vers la Terre après son atterrissage sur la lune.

DSN est un réseau de radiotélescopes et un système de dizaines d'énormes antennes pour la communication avec les engins spatiaux dans l'espace lointain, il est géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena (Californie).

À propos des manœuvres de Bereshit sur le chemin de la lune

Vidéo sur la mise en œuvre du complexe de manœuvres prévu avec l'appareil Bereshit:



Selon les données préliminaires d'ici , il est possible de compiler un tableau des manœuvres spatiales de l'appareil Bereshit.







La partie principale du vol est l'exécution d'une série de manœuvres (allumer les moteurs pendant plusieurs secondes voire minutes) pour augmenter l'apogée de sa sellerie elliptique après chaque orbite autour de la Terre.



Voici à quoi ressemble cette série de manœuvres dans la description de SpaceIL:























En analysant les informations sur les manœuvres prévues et les données d'état actuelles de l'appareil Bereshit, nous pouvons compiler un tableau comme celui-ci :



Des rapports sur l'état d'avancement de la mission Bereshit sont publiés ici: Israël To The Moon Team SpaceIL.

Rapport de voyage sur la lune # 1
Rapport de voyage sur la lune # 2
Rapport de voyage sur la lune Probem
Rapport de voyage sur la lune # 4
Rapport de voyage sur la lune # 5

Le 7 mars 2019, la troisième manœuvre s'est achevée avec succès - une orbite avec une apogée de 270 000 km, mettant le moteur en marche pour une accélération de 152 secondes.





Le chemin vers la lune de l'appareil "Bereshit"

Il s'avère que l'appareil Bereshit, s'il réussit, battra une sorte de record - il vole vers la Lune le long de la trajectoire la plus longue possible.

C'est donc devenu intéressant pour moi, mais quelle distance exactement (quoique estimée, mais encore suffisante pour comprendre la portée de cette mission) ce dispositif passera-t-il dans l'espace dans 47 jours?

On prend pour les données principales un tableau de manoeuvres du dispositif et on obtient juste un tel tableau d'évaluation pour sa trajectoire:



Ainsi, l'appareil Bereshit parcourra plus de 5,5 millions de kilomètres en 47 jours afin d'atteindre le point final de sa mission: l'atterrissage sur la lune.

La vitesse moyenne est de 1354 m / s ou 4874,4 km \ h.

Selon SpaceIL, le chemin est encore plus long - 6,5 millions de kilomètres!

Le site d'atterrissage de l'appareil Bereshit

Selon les estimations, l'appareil Bereshit devrait effectuer un atterrissage en douceur le 11 avril 2019 sur une plaine de lave sombre connue sous le nom de Sea of ​​Clarity, non loin de la région où les astronautes de la mission Apollo 17 ont atterri le 11 décembre 1972.

Mais après l'atterrissage, il était précédemment prévu (bien que cette action n'ait pas été annoncée dans les récents avis de SpaceIL et puisse être annulée au stade du lancement - nous attendons en fait) d'effectuer une autre manœuvre - une sorte de "saut" supplémentaire jusqu'à une distance allant jusqu'à 500 mètres (s'il y a assez de carburant), pour remplir la "norme lunaire rover" pour se déplacer le long de la lune et, peut-être, grimper immédiatement au sixième des huit endroits le long de la longueur du mouvement sur la surface lunaire parmi les rovers:



En tout cas, même sans saut, ce sera un atterrissage intéressant, d'autant plus qu'il est promis dans SpaceIL d'enregistrer sur vidéo et de le montrer dans le domaine public après un certain temps.

Zone d'atterrissage prévue de l'appareil Bereshit:







Dans tous les cas, le saut sera terminé ou non, l'appareil Bereshit entamera des recherches scientifiques, et il est également prévu de prendre plusieurs images panoramiques haute résolution de la surface lunaire.

L'appareil Bereshit n'a pas de protection thermique et de systèmes de refroidissement, la durée de fonctionnement estimée sur la surface lunaire est d'environ deux jours terrestres (maximum trois jours), puis son électronique échouera en raison d'une surchauffe, la connexion avec l'appareil sera perdue et il deviendra un nouveau lunaire monument dans la mer de la clarté, à côté des modules de mission Lunokhod-2 (missions Luna-21) et Apollo 17.

Source: https://habr.com/ru/post/fr442922/


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