Sonda LRO má za úkol mapování povrchu Měsíce a průzkum budoucích přistávacích míst (včetně pilotovaných misí) s ohledem na členitost povrchu a výskyt využitelných přírodních zdrojů. Souběžně s tím má být studováno přirozené radiační prostředí. Výsledkem by mělo být vytipování nejvhodnějšího přistávacího místa s možností využití místních zdrojů ISRU (In Situ Resource Utilization).

Úkolem tělesa LCROSS bylo hledat stopy vody na měsíčním povrchu (sledováním pozůstatků po nárazu vlastního stupně Centaur na povrch Měsíce).

Sestava LRO/LCROSS odstartovala 18.06.2008 nosnou raketou Atlas 5 z Cape Canaveral na Floridě. Sonda LRO byla úspěšně navedena na oběžnou dráhu kolem Měsíce 23.06.2009. K vědeckému měření sondy LCROSS a k dopadu stupně Centaur a pak i sondy LCROSS do kráteru Cabeus u jižního pólu Měsíce došlo 09.10.2009.

Konstrukce LRO

LRO je tříose stabilizovaná lunární družice se startovní hmotností 1916 kg. Suchá hmotnost obnáší 1018 kg a na pohonné látky připadá 898 kg. Těleso má tvar hranolu s připojeným panelem fotovoltaických článků o rozměru 4.27x3.20 m, které produkují 1850 W elektrické energie (na konci života). Průměrný výkon na každém oběhu činí přibližně 800 W. Fotovoltaické články dobíjejí jednu akumulátorovou Li-ion baterii o kapacitě 80 Ah. Celkové nároky užitečného zatížení na elektrickou energii činí asi 125 W.

Komunikace probíhá v pásmu S ve směru Země-sonda i v opačném směru se sníženou rychlostí (cca 250 kb/s). Pásmo Ka se využívá pro vysílání vysokou rychlostí cca 100 Mb/s ve směru od Měsíce.

Celkové odhadované náklady na misi představují přibližně 500 mil. USD.

Vědecké vybavení LRO:

Sonda nese 92 kg vědeckého vybavení. Na palubě je umístěno šest experimentů:

• kamera LROC [=Lunar Reconnaissance Orbiter Camera] s vysokým rozlišením (až 60 cm), která je určena k podrobnému fotografování perspektivních přistávacích oblastí a dokumentaci světelných podmínek na lunárních pólech;
  
• laserový výškoměr LOLA [=Lunar Orbiter Laser Altimeter] slouží k měření sklonů terénu na vybraných místech a k pátrání po polárním ledu;
  
• neutronový detektor LEND [=Lunar Exploration Neutron Detector] má hledat vodní led a zkoumat radiační prostředí u Měsíce;
  
• radiometr DLRE [=Diviner Lunar Radiometer Experiment] měří teploty na měsíčním povrchu, pátrá po studených místech a možných ledových vrstvách;
  
• detektor záření Lyman-alfa LAMP [=Lyman-Alpha Mapping Project] studuje povrch Měsíce ve vzdálené ultrafialové oblasti, hledá povrchový led a námrazu a dokumentuje permanentně zastíněné regiony;
  
• teleskop kosmického záření CRaTER [=Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation] měří radiační pozadí;
• Mini-RF [=Mini Radio-Frequency Technology Demonstration], což je miniaturní radar se syntetickou aperturou, který má mapovat měsíční povrch.

LCROSS

Objekt LCROSS byl vypuštěn společně se sondou LRO. Mise je tvořena aktivním tělesem, nazývaným Shepherding Spacecraft (S-S/C) {=naváděcí, pastýřská loď}, po většinu letu připojeným k stupni Centaur nosné rakety. Úkolem S-S/C bylo řídit Centaur po navedení sondy LRO na samostatnou dráhu. Sestava S-S/C a Centaur vykonala dva vysoce excentrické oběhy kolem Země. Dráha spojených těles nakonec nabrala kolizní kurs do stále zastíněných míst poblíž měsíčního jižního pólu, kde by se mohly vyskytovat zásoby vodního ledu. Po přesném zacílení do kráteru Cabeus se S-S/C dne 09.10.2009 oddělil a přibrzdil. Následkem toho narazila obě tělesa na povrch s odstupem asi 4 minut.

Náraz Centauru vymrštil oblak rozdrcených částic a plynů, které by mohly obsahovat vodu, uhlovodíky nebo hydratovaný materiál. Aktivní sonda S-S/C úkaz fotografovala a shromažďovala další údaje o vyvrženém materiálu a data okamžitě vysílala. I toto těleso vzápětí narazilo na povrch.

S-S/C byl instalován na límci ESPA [=EELV Secondary Payload Adaptor] stupně Centaur. Suchá hmotnost činila asi 534 kg a 300 kg představovala pohonná látka hydrazin. Energii o výkonu 420 W generoval panel fotovoltaických článků, který dobíjel akumulátorovou Li-ion baterii o kapacitě 40 Ah. Pohonný systém byl tvořen 8 skupinami trysek. Pro účely spojení sloužily 2 všesměrové a 2 trychtýřové antény.

Vědecké vybavení S-S/C

• 2 kamery ve viditelném oboru;
  
• 3 kamery v infračerveném oboru;
  
• 3 spektrometry;
  
• 1 fotometr.
  

Průběh letu

Start z floridského kosmodromu na Cape Canaveral se uskutečnil 18.06.2009 ve 21:32 UT (23:32 SELČ) nosnou raketou Atlas 5.

Sonda LRO byla navedena na přímou dráhu k Měsíci, kterého dosála 23.06.2009. Motorický manévr LOI-1 [Lunar Orbit Insertion] proběhl od 11:47 do 12:27 SELČ a sonda se po něm dostala na prvotní oběžnou polární selenocentrickou dráhu ve výšce 220 x 3100 km (sklon 90°) s oběžnou dobou asi 5 hodin. Tato dráha byla postupně dalšími 4 manévry (LOI-2 až LOI-5) upravena na úvodní pracovní dráhu ve výšce 31 x 199 km (stav po LOI-5 27.06.2009). Na této "ověřovací" dráze byly postupně aktivovány a otestovány všechny přístroje sondy LRO. Dne 15.09.2009 sonda LRO dosáhla kruhovou mapovací dráhu ve výšce cca 50 km.

Sonda LCROSS nejprve gravitačním manévrem (průletem) u Měsíce (23.06.2009 ve 12:30 SELČ) přešla na barycentrickou dráhu LGALRO (Lunar Gravity Assist, Lunar Return Orbit) s dobou oběhu cca 37 dní kolem Země a po dvou a půl obězích dopadla na Měsíc (v kráteru Cabeus v oblasti jižního pólu) 09.10.2009 krátce po 13:35 SELČ (4 minuty po dopadu stupně Centaur).

Mapovací mise LRO byla rozvržena na jeden rok, přičemž LRO zůstala na polární dráze ve výšce mezi 30 a 70 km. Životnost by mohla být prodloužena až na 5 roků.

V červnu 2011 byla mise oficiálně prohlášena za plně úspěšnou. Sonda LRO do té doby nasbírala a odeslala na Zemi celkem 192 TB dat. Například přístroj Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) provedl 4 miliardy výškových měření (100x více, než všechny podobné předchozí přístroje u Měsíce dohromady). Kamera Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) pořídila detailní snímky území o rozloze téměř 5,7 millionů km² s rozlišením 0,5 m/px.

Připraveno podle spaceprobes A.Havlíčka