10 listopada wykonano trzeci manewr obniżenia orbity sondy, OLM-3. Znalazła się ona na niższej orbicie niż dotychczas, na której kończono testy instrumentów naukowych. Wykonywano też okresowo pomiary naukowe skoordynowane z sondą LRO. Obejmowały one między innymi badania wpływu roju Leonidów na środowisko Księżyca. NMS po raz pierwszy zaobserwował argon-40. LDEX zarejestrował kilkukrotny wzrost gęstości pyłu. Zaobserwował też chwilowe wzrosty gęstości pyłu, z kilku drobin na minutę do kilkuset w okresie około 30 sekund. Mogły one występować podczas przelotów przez strumienie pyłu wyrzuconego w trakcie zderzeń z meteoroidami. Zakończono ponadto demonstracje z życiem LLCD. Prace te przebiegały bez większych problemów. 19 listopada nastąpił jednak niespodziewany reset komputera podczas transmisji zawartości pamięci pokładowej za pomocą LLCD. Spowodowało to wejście w tryb bezpieczny. Po przywróceniu łączności stwierdzono, że było to wywołane przez timer który stwierdził, że procesor zaprzestał normalnej pracy. Kontrola misji stwierdziła, że nie nastąpiła żadna awaria i przywróciła normalne działanie sondy. Tym samym wykonano ostatni blok operacji za pomocą LLCD.
Po zakończeniu testów wykonany został manewr obniżający orbitę sondy do wysokości roboczej, OLM-4. Nastąpiło to 20 listopada. Pojazd wykorzystał trajektorię transferową Hohmanna. Wykonał manewr zmiany orientacji przestrzennej w celu odpowiedniego zorientowania silnika OCS, uruchomił silnik, a następnie powróci do preferowanej orientacji przestrzennej. Orbita robocza charakteryzowała się peryluneum na wysokości 12 km, apolunem 60 km i inklinacją 180°. Okres obiegu wynosił 113 minut. Była to wsteczna orbita równikowa. Ruch wsteczny zapewnił odwrócenie instrumentów prowadzących pomiary w kierunku ruchu orbitalnego (NMS, LDEX) od Słońca podczas przelotów nad terminatorem w czasie wchodu Słońca. Niska inklinacja pozwalała na wykonywanie pomiarów w obszarze równikowym, w którym atmosfera Księżyca jest najgęstsza. W tym czasie nad terminatorem spodziewana była największa zmienność w środowisku gazowym i pyłowym.
Po osiągnięciu orbity roboczej wykonano pierwsze próbne pomiary za pomocą instrumentów naukowych. NMS nadal wykrywał hel i argon, a ponadto po raz pierwszy zarejestrował neon. UVS dostarczył też użytecznych pomiarów potasu i sodu. Następnie rozpoczął się okres nominalnego zbierania danych naukowych zaplanowany na 100 dni.
W trakcie lądowania chińskiego lądownika Chang'e 3 14 grudnia sonda LADEE prowadziła obserwacje mające stwierdzić, czy lądowanie zaburzy egzosferę Księżyca. 13 grudnia do sondy wysłano odpowiednie komendy. Obserwacje w dniu lądowania były prowadzone zarówno przed jak i po nim. NSM pracował w zmodyfikowanym trybie pozwalającym na wykrycie zarówno naturalnych gazów jak i tych pochodzących z silników sondy (tlen cząsteczkowy, woda, wodór cząsteczkowy i in.). LDEX i UVS działaby w sposób standardowy. Razem pozwalały one na wykrycie pyłu i gazów uwolnionych podczas lądowania. Orbita równikowa sondy nigdy nie oddalała się od równika o więcej niż 22.5 stopnia. Tak więc miejsce lądowania (44.12N, 19.51E) znajdowało się daleko od niej. W chwili lądowania sonda znajdowała się w odległości ponad 3 400 km od jego lokalizacji, nad punktem o współrzędnych 21.77S, 82.17E. NMS rozpoczął pomiary o 13:22 UTC. prowadził j przez 55 minut, w czasie gdy sonda przelatywała nad terminatorem w czasie wschodu Słońca. O 13:41 UTC, po 30 minutach od lądowania sonda LADEE przeleciała nad szerokością 19.51W, w najmniejszej odległości od miejsca lądowania (1 300 km). Obserwacje powtórzono o 12:15 UTC. Tym samym sonda dostarczyła pomiarów przed, w trakcie i po lądowaniu. Wstępna analiza danych nie pokazała jednak żadnych efektów związanych z lądowaniem. LDEX nie zaobserwował wzrostu gęstości pyłu, UVS nie zarejestrował zmian w spektrum egzosfery, a NMS nie zarejestrował produktów spalania. Tak więc lądowanie dużego lądownika nie powinno zaburzać egzosfery a wyrzucony pył oraz wyemitowane produkty spalania nie migrują na duże odległości.
W trakcie misji orbita robocza podlegała naturalnemu obniżaniu. Po spadku wysokości peryluneum poniżej 10 km orbita straciłaby stabilność gdy sonda znalazłaby się w odległości 221 stopni za peryluneum. Uderzenie w powierzchnię nastąpiłoby kilka dni później. Stałe utrzymywanie idealnej orbity naukowej nie było możliwe z powodu ograniczonego zasobu paliwa. Wymagałoby to całkowitej zmiany szybkości na poziomie 400 m./s. Dlatego też manewry korekcyjne (Orbit Maintenance Maneuvers - OMM) były wykonywane okresowo, gdy peryluneum znajdowało się na wysokości 20 - 50 km, a apoluneum - 60 - 80 km. Podejście takie znacznie zmniejsza zużycie paliwa, minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia instrumentów naukowych gazami z silników oraz zwiększa dokładność szacowania parametrów orbity potrzebnych podczas planowania pomiarów naukowych i analiz danych. Całkowita zmiana szybkości w czasie 100 dni trwania misji nominalnej wyniosła około 150 m/s. Ponieważ różne efekty grawitacyjne zmieniały się podczas obiegu Księżyca wokół Ziemi manewry OMM nie były wykonywane regularnie. Na różnych etapach naukowej fazy misji były prowadzone bardzo często (co 3 - 5 dni) lub rzadziej (co 2 tygodnie). Manewry były wykonywanych w parach. Pierwszy manewr tego typu składał się z uruchomienia silnika w apoluneum podwyższającego peryluneum orbity. Drugi manewr z pary był wykonany po pokonaniu połowy orbity, w peryluneum. Wektor szybkości był skierowany w stronę przeciwną w stosunku do pierwszego manewru. Pozwalało to na obniżenie apoluneum. Zbieranie danych naukowych było wznawiane po zakończeniu pary manewrów, na następnej orbicie. Przebieg każdego manewru składał się z następujących faz: zaprzestania rotacji wzdłuż osi Z, obrotu do orientacji przestrzennej pozwalającej na odpowiednie zorientowanie silnika, uruchomienie OCS, powrotu do normalnej orientacji przestrzennej i wznowienia rotacji. W przypadku nie wykonania zaplanowanego manewru pojazd uderzyłby w Księżyc w okresie 2 - 3 dni od niego. W takim wypadku konieczne byłoby wykonanie manewru awaryjnego polegającego na podwyższeniu peryluneum orbity. Następnie wykonany zostałby pominięty wcześniej manewr. W takim wypadku zwiększone zużycie paliwa zmniejszy czas trwania misji.
Uruchomienia silników mające na celu usunięcie nadmiaru momentu pędu z kół reakcyjnych były wykonywane w miarę potrzeb, co kilka dni. Były bardzo krótkie. Ich planowanie odbywało się z uwzględnieniem innych, aktualnie wymaganych operacji.
Na orbicie roboczej pojazd znajduje się poza polem widzenia stacji naziemnych przez okres około połowy każdego obiegu. Odbiór danych z sondy umożliwiła sieć anten pasma S w Kompleksie White Sands (White Sands Complex - WSC) w Nowym Meksyku. Pomocniczo podczas krytycznych etapów misji (manewrów TCM i LOI-1, otwarcia pokryw UVS, NMS i LDEX) wykorzystywane były również stacje sieci DSN (Deep Space Network), USN (Universal Space Network) oraz satelity systemu TDRS (Tracking and Data Relay Satellite System). Można było ih użyć również podczas poważnych problemów (awaryjnych korekt orbity okołoksiężycowej i in). Ich dostępność w czasie normalnych badan naukowych nie była gwarantowana. W przypadku użytkowania tylko stacji w WSC sygnał z sondy nie był odbierany na około połowie orbit każdego dnia. W związku z tym działania były planowane dla każdej orbity w cyklach dziennych. W czasie każdego dnia pojazd wykonywał 12 - 13 obiegów. Cykle składały się z kilku "dni" po 12 obiegów po których będzie następował "dzień" z 13 obiegami.
W naukowej fazie misji pojazd pracował w trzech trybach: pozycjonowania na kierunek ruchu (Ram Mode), trybie zakryciowym (Occultation Mode), oraz trybie pozycjonowania na krawędź traczy Księżyca (Limb Mode). W trybie pozycjonowania na kierunek ruchu sonda obracała się w kierunku ruchu wskazówek zegara w tempie 1 obrotu na orbitę, w orientacji przestrzennej pozwalającej na zwrócenie instrumentów NMS i LDEX równolegle do powierzchni Księżyca. W trybie zakryciowym pojazd był stabilizowany trójosiowo. Utrzymywał stałą orientację przestrzenną pozwalającą na zwrócenie instrumentu UVS na kierunek do Słońca chowającego się za tarczą Księżyca lub wychodzącego zza niej. W trybie pozycjonowania na krawędź tarczy pojazd obracał się w kierunku ruchu wskazówek zegara w tempie 1 obrotu na sekundę, w orientacji pozwalającej na zwrócenie instrumentów NMS i LDEX prostopadle w stosunku do powierzchni Księżyca. W tym czasie UVS prowadził obserwacje wzdłuż krawędzi tarczy Księżyca.
W czasie badań naukowych poszczególne orbity zostały zoptymalizowane na potrzeby poszczególnych instrumentów. Istniały cztery typy orbit naukowych: UVS1/LDEX, UVS2/LDEX, NMS1/LDEX i NMS2. Na orbicie typu UVS1/LDEX instrument UVS wykonywał trzy skanowania krawędzi tarczy Księżyca - dwa razy nad terminatorem (o wschodzie i zachodzie Słońca) oraz nad stroną oświetloną. LDEX pracował po stronie nocnej oraz nad ponad połową strony dziennej. Na orbicie UVS2/LDEX instrument UVS wykonywał obserwacje zasłonięcia Słońca przez Księżyc nad terminatorem, oraz skanowanie krawędzi tarczy nad terminatorem i po stronie dziennej. LDEX był aktywny tak samo jak we wcześniejszym trybie. W trybie NMS1/LDEX instrument NMS wykonywał pomiary 4 razy - nad terminatorem w czasie wschodu Słońca, nad stroną dzienną, nad terminatorem w czasie zachodu Słońca oraz po stronie nocnej. LDEX działał tak jak w poprzednim trybie. UVS nie był aktywny. Na orbicie typu NMS2 aktywny był tylko instrument NMS. Wykonywał pomiary 4 razy, tak jak na orbicie NMS1/LDEX. Instrumenty LDEX i UVS nie były aktywne. W czasie programu naukowego część orbit była przeznaczonych na ładowanie baterii oraz transmisję danych. Typowy dzienny cykl pracy składający się 12 orbit zawierał 7 orbit przeznaczonych na pomiary naukowe, 2 orbity dedykowane komunikacji, oraz 3 orbity zapasowe służące do powtórzenia pomiarów w razie problemów, ładowania baterii lub powtórzenia sesji łączności. Typowa dzienna sekwencja orbit wyglądała następująco: UVS1/LDEX, NMS1/LDEX, UVS2/LDEX, komunikacja, komunikacja, orbita zapasowa, UVS1/LDEX, NMS1/LDEX, UVS2/LDEX, orbita zapasowa, orbita zapasowa, NMS2.
Wątek: LADEE (kompendium) (Przeczytany 16584 razy)