Орбитальный аппарат NASA LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer — «Исследователь лунной атмосферы и пылевой среды») отправится к Луне 6 сентября. Этот «космический пылесос» соберет с орбиты Луны молекулы пыли и газа с целью определить состав и происхождение вещества, окружающего Луну.

Ракета-носитель Minotaur V на старте.
Падение аппарата LADEE на поверхность Луны в представлении художника.

Аппарат будет запущен с космодрома Уоллопс с помощью Minotaur V ­- конверсионной американской ракеты-носителя, построенной на основе межконтинентальной баллистической ракеты Peacekeeper.

LADEE — первенец новой концепции построения межпланетных космических аппаратов. Отказавшись от стандартного подхода — создания одноразового зонда для исследования Луны, разработчики спроектировали конструкцию, которая может быть адаптирована для выполнения различных миссий, что позволит сэкономить до 50% на разработке других космических аппаратов.

Модульная конструкция LADEE напоминает слоеный пирог. Модули могут добавляться в конструкцию, исключаться из нее или модифицироваться по мере необходимости. В результате одна конфигурация может быть, например, использована в качестве орбитального аппарата для наблюдений Солнца, а другая — для миссий с посадкой на астероиды.

В своей нынешней инкарнации LADEE будет использован для определения причины сумеречного свечения над горизонтом Луны, обнаруженного автоматическими аппаратами NASA Surveyor, исследовавшими Луну в 1960-е годы, и наблюдавшегося астронавтами с космических аппаратов «Аполлон», находившихся на орбите Луны.

Самая простая и очевидная гипотеза, объясняющая феномен сумеречного свечения, состоит в том, что оно вызвано рассеянием солнечного света на частицах лунной пыли, поднявшейся с поверхности. Ветра на Луне нет, и ученые предположили, что пыль с ее поверхности поднимает солнечная радиация. Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи на дневной стороне могут выбивать отрицательно заряженные электроны из атомов пылевых частиц, придавая этим частицам положительный заряд. На темной стороне электроны, принесенные туда солнечным ветром, могут передавать частицам пыли отрицательный заряд. В обоих случаях одноименно заряженные частицы пыли, отталкиваясь друг от друга, должны подниматься с поверхности, формируя над ней пылевые облака.

Лабораторные эксперименты подтвердили, что лунная пыль может вести себя подобным образом, но ученые не знают, как много пыли и на какую высоту может быть поднято в результате этого процесса. Прибор, оставленный на поверхности Луны «Аполлоном-17» в 1972 году, вроде бы зафиксировал признаки наличия пылевых частиц, медленно движущихся над поверхностью, но произведенный в 2011 году повторный анализ его сигнала показал, что сигнал мог быть вызван электрическими помехами от включавшихся ночью встроенных в прибор нагревателей.

Орбита LADEE будет проходить на высотах от 20 до 50 км над поверхностью Луны. Мелкие частицы, попадающие в детектор пыли, вызовут генерацию им электрического тока, зависящего от ее количества. В соответствии с предсказанным перемещением пылевых облаков, связанным с суточными циклами Луны, этот ток должен увеличиваться каждый раз, когда аппарат попадает на ее освещенную сторону. Окончив свою миссию, аппарат упадет на поверхность Луны, передавая на Землю данные до последнего момента своего существования.

Другой инструмент аппарата LADEE будет анализировать состав газов, испускаемых поверхностью под действием солнечной радиации. Считалось, что Луна вообще не имеет атмосферы, но, как выяснилось, она окружена сильно разряженной «экзосферой», содержащей гелий и калий. LADEE будет искать кремний, магний и другие элементы, выброшенные лунным грунтом, и вещества, принесенные на Луну кометами, — метан и двуокись углерода.

Этот же аппарат будет использован для демонстрации новой широкополосной лазерной системы космической связи, разработанной NASA.

По сообщению Nature