Trata-se de um projecto tecnológico desenhado inicialmente para verificar uma série de dispositivos criados dentro do Programa de Defesa contra Mísseis Balísticos, o conhecido sistema de defesa estratégico denominado guerra das galaxias”.
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A construção correu a cargo do Naval Research Laboratory, que contribuiu ao programa 15 instrumentos e sensores miniaturizados, destinados à detecção de possíveis mísseis em voo, e que posteriormente se pensou que ademais podiam servir para estudar a superfície lunar.
Com esta última ideia na mente dos desenhadores, que podia servir para financiar parte das despesas do projecto, avaliados em 87 milhões de dolares, se decidiu oferecer à NASA a sonda, que completou com 10 instrumentos mais, incluindo 6 câmaras que operavam nas bandas visível, infravermelho e ultravioleta, bem como um telémetro por laser infravermelho.
A sonda tinha forma cilíndrica, com uma longitude de 1,90 metros e um diâmetro de 1,5 metros, dotada de 2 painéis com células fotoeléctricas. Seu peso final, uma vez instalados os instrumentos da NASA, ficou em 424 kilogramos, dos quais a metade correspondiam a combustível.
O nome da missão prove da canção Oh My Darling, Clementine.
O programa compreendia o lançamento, provas de simulação de detecção de lançamentos de objectos balísticos, bem como compor o primeiro perfil altimétrico da superfície da Lua, empregando para isso uma estadia de três meses em órbita lunar, depois da qual dirigir-se-ia ao encontro do asteróide (1620) Geógrafo, e daí a uma trajectória heliocéntrica.
A Clementine podia calcular por si sozinha sua orientação no espaço, empregando para isso uns sensores fotoeléctricos e umas diminutas câmaras de vídeo capazes de localizar determinadas estrelas. Esta habilidade seria vital em um sistema antimisil real, que deve estabelecer vigilância permanente sem necessidade de controle de Terra.
A nave espacial foi um prisma octogonal de 1,88 metros de alto e 1,14 metros de largo com dois painéis solares que sobresalen nos lados opostos paralelos ao eixo do prisma. Uma antena de alto ganho de antena parabólica fixa estava em um extremo do prisma, e a hélice de 489 N no outro extremo. As aberturas do sensor foram juntos em um dos oito painéis, 90 graus dos painéis solares, e protecção em voo por uma coberta único sensor. O sistema de propulsão da nave espacial consistiu em um sistema de hidracina nonpropellant para o controle de atitude e um bipropellant tetraóxido de nitrógeno e o sistema de Monometilhidracina para as manobras no espaço. O sistema de bipropellant tinha uma capacidade total de uns 1900 m / s, com cerca de 550 m / s requeridos para a inserção lunar e 540 m / s para a saída lunar. De controle de atitude conseguiu-se com 12 aviões pequenos de controle de atitude, duas câmaras de rastreador de estrelas, e duas unidades de medida inercial. A nave estava a três eixos estabilizado na órbita lunar através de rodas de reacção, com uma precisão de 0,05 graus. no controle e 0,03 graus. no conhecimento. A energia foi proporcionada por gimbaled, eixo único, GaAs / Ge painéis solares que pagar um 15 amperios-hora, 47-h W / kg Nihau (Nem-H) comum da batería de recipientes a pressão. Processamento de dados da nave realizou-se com um MIL-STD-1750A equipa (1,7 milhões de instruções por segundo) para savemode, controle de atitude, e as operações de limpeza, um processador RISC de 32-bits (18 milhões de IPS) para processamento de imagens e das operações autónomas, e um sistema de compressão de imagem proporcionada pela Agência Espacial Francesa CNES. Uma sequência de tratamento de dados das câmaras, operava o sistema de compressão de imagem, e dirigiu o fluxo de dados. Os dados armazenam-se em uma dinâmica sólida de 2 Gbit registrador de dados de estado.
O lançamento efectuou-se no dia 25 de janeiro de 1994 , desde o polígono de Vandemberg, mediante um foguete Titán II-G.
Depois de efectuar duas órbitas à Terra, dirigiu-se à Lua. A viagem à órbita da Lua foi bastante longo, em parte para permitir a calibración dos sensores militares, bem como para seguir uma trajectória destinada à poupança de combustível, tão necessário para continuar a viagem para o asteróide.
A Clementine entrou em órbita lunar no dia 19 de fevereiro, e permaneceu nela até o dia 3 de maio, realizando 351 órbitas lunares e transmitindo à Terra 1.800.000 imagens multiespectrales de excelente qualidade, totalizando uns 80 Gb de informação, capazes de encher até 114 CD-ROM standard.
A câmara de alta resolução da sonda automática permitia captar detalhes na superfície da ordem de 15 metros desde uma altitude de uns 400 quilómetros, obtendo-se um 99% de cobertura fotográfica da superfície lunar, incluindo zonas que ainda permaneciam sem cartografiar, especialmente dos pólos lunares, estudados em alguma das campanhas da ALPO.
O experimento mais cobiçado consistia em dirigir um faz de rádio procedente da sonda sobre uma zona a explorar, e esperar a que o rebote, captado na Terra, pudesse oferecer sinais polarizadas similares às que emite a superfície do gelo. Com isso se podia estabelecer se realmente existiam carteiras de água em forma sólida ocultas na superfície lunar.
O 4 de maio de 1994 , depois de finalizar a primeira parte de sua missão, a Clementine acendeu seu propulsor principal, abandonando a órbita lunar, com a intenção de dirigir para o asteróide Geógrafos. No dia 7, tão só três dias depois, uma falha informática ordenou aos quatro motores de controle de posição que abrissem suas válvulas, com o qual toda a reserva de gás se perdeu no espaço, fazendo que a sonda girasse de forma alocada a mais de 80 rpm sem poder recuperar uma posição estável. Depois de várias semanas de tentativas infructuosos por recuperar a estabilidade da sonda, decidiu-se empregar o motor principal para modificar a trajectória e devolver a uma órbita terrestre.
A Clementine, agora já com os sensores desactivados, se mantém em uma órbita terrestre muito alongada, com um apogeo muito próximo da distância lunar.
No dia 2 de dezembro de 1996 , uma fuga a respeito de um comentário sacado de contexto anunciou ao mundo inteiro a descoberta de água em forma de gelo no fundo do cráter denominado Aitken, submetido a sombras perennes devido a sua profundidade e às altas paredes que o rodeiam.
Esta notícia foi desmentida oficialmente pelo astrónomo Richard Simpson, que, não obstante, adiantou que os resultados finais das investigações ainda demorariam em chegar, devido ao complicado dos mesmos e à enorme quantidade de dados enviados pela sonda automática.