Chandrayaan-1 was de naam van de eerste Indiase Maanverkenner. Deze onbemande ruimtesonde werd in 2008 in de ruimte gebracht en werd gebouwd in opdracht van de Indian Space Research Organisation (ISRO) met als belangrijkste doel het maanoppervlak zeer gedetailleerd in kaart te brengen. Aangezien dit de eerste Indiase maanverkenner was, was dit voor de ISRO en zijn ingenieurs dan ook een hele uitdaging.
India had tot voor Chandrayaan-1 enkel ervaring met het ontwikkelen van communicatie- en aardobservatiesatellieten en wou met deze eerste Maanverkenner de vijfde ruimtevaartnatie worden die op eigen kracht een kunstmaan in een baan om de Maan kan brengen. Chandrayaan-1 werd, ondanks de verkorte missie, een groot succes en zorgde voor een enorme boost in het Indiase ruimtevaartprogramma. India bewees met het Chandrayaan-1 ruimtetuig dat het klaar was voor de verdere verkenning van het zonnestelsel.
Doel van de missie
Chandrayaan-1 had verschillende wetenschappelijke instrumenten aan boord waarmee het ondermeer het Maanoppervlak gedetailleerd moest in kaart brengen. Met deze foto's wou India een driedimensionale atlas van het volledige Maanoppervlak maken. Daarnaast moest Chandrayaan-1 ook de chemische samenstelling van het Maanoppervlak in kaart brengen. Op deze kaart zou men chemische elementen als magnesium, aluminium, calcium, ijzer en uranium moeten kunnen terugvinden. Chandrayaan-1 werd ook uitgerust met de Moon Impact Probe (MIP). Deze kleine sonde zou men laten neerstorten op het Maanoppervlak als voorbereiding op toekomstige Indiase ruimtetuigen die een zachte landing op de maan moeten maken. Het belangrijkste doel van deze missie was ongetwijfeld om de technologie te testen achter de Chandrayaan-1 ruimtesonde aangezien dit de eerste Indiase interplanetaire ruimtesonde was.
Chandrayaan-1 ruimtesonde
De eerste Indiase Maanverkenner had bij zijn lancering een gewicht van 1 380 kilogram. Eenmaal aangekomen bij de maan zou het ruimtetuig nog 675 kilogram wegen. Chandrayaan-1 had een kubus-achtige vorm en was 1,5 meter groot. Om energie te kunnen opwekken voor de wetenschappelijke instrumenten en onderdelen werd Chandrayaan-1 uitgerust met één zonnepaneel van 2,1 op 1,8 meter groot dat 750 Watt aan energie kon opwekken. De Telemetry, Tracking & Command (TTC) verliep via een S-band frequentie en het ruimtetuig werd hiervoor uitgerust met een 70 centimeter grote schotelantenne. Het propulsiegedeelte van Chandrayaan-1 bestond uit één 440 Newton raketmotor en acht 22 Newton motoren. De brandstof voor de raketmotoren werd aan boord van Chandrayaan-1 opgeslagen in twee opslagtanks van elk 390 liter. Het wetenschappelijke gedeelte aan boord van deze eerste Indiase Maanverkenner bestond uit vijf Indiase wetenschappelijke instrumenten en zes instrumenten afkomstig van andere landen. Alles samen had het wetenschappelijk gedeelte aan boord van Chandrayaan-1 een gewicht van 90 kilogram. Het opvallendste instrument aan boord van Chandrayaan-1 was de kleine Moon Impact Probe (MIP). Deze kleine sonde beschikte over drie wetenschappelijke instrumenten en werd ontwikkeld om neer te storten op het oppervlak van de Maan. De Moon Impact Probe werd net als Chandrayaan-1 gebouwd door de Indian Space Research Organisation. Het idee achter deze kleine sonde was afkomstig van de voormalige Indiase president A. P. J. Abdul Kalam.
De Chandrayaan-1 ruimtesonde en zijn wetenschappelijke instrumenten - Foto: ISRO
Indiase instrumenten
- Terrain Mapping Camera (TMC)
- Hyper Spectral Imager (HySI)
- Laser Ranger Instrument (LLRI)
- High Energy aj/gamma x-ray Spectrometer (HEX)
- Moon Impact Probe (MIP)
Overige instrumenten
- X-ray Fluorescense Spectrometer (Verenigd Konijkrijk, ESA, ISRO)
- The Sub-keV Atom Reflecting Analyser (NASA)
- Moon Mineralogy Mapper (JPL, NASA)
- SIR-2 (ESA)
- miniSAR (NASA)
- Radiation Dose Monitor Experiment (Bulgarian Acandemy of Science)
Lancering en missie
Chandrayaan-1 werd op 22 oktober 2008 in de ruimte gebracht door een Indiase aangepaste PSLV draagraket. Nadat de bijna 45 meter lange PSLV raket vertrok vanop het Satish Dhawan Space Centre werd Chandrayaan-1 op weg gezet naar de Maan door middel van een reeks verhoogde baanmanoeuvres rondom de Aarde waardoor het ruimtetuig steeds dichter bij onze trouwe buur kwam. In de eerste dertien dagen na de lancering werd de raketmotor aan boord van Chandrayaan-1 vijfmaal tot ontbranding gebracht waardoor het onbemande ruimtetuig in een zogenaamde Lunar Transfer Trajectory terechtkwam. Op 8 november 2008 werd Chandrayaan-1 in een elliptische baan om de Maan gebracht waarvan het dichtste punt zich 504 kilometer van het Maanoppervlak bevond. Op dat moment werd India de vijfde ruimtevaartnatie in de wereld die een ruimtetuig in een baan om de Maan kon brengen. Na nog een reeks van baanmanoeuvres werd Chandrayaan-1 uiteindelijk op 12 november 2008 tot in een lage baan om de Maan gebracht op een hoogte van 100 kilometer boven het verlaten Maanoppervlak. Vanuit deze lage baan maakte Chandrayaan-1 elke twee uur één omwenteling om de Maan. Eenmaal Chandrayaan-1 zich in deze baan bevond, werden de Terrain Mapping Camera en de Radiation Dose Monitor instrumenten aangeschakeld. Op 25 november 2008 liet de ISRO weten dat de temperatuur aan boord van Chandrayaan-1 gestegen was tot boven de 50 graden Celsius. Vluchtleiders lieten het ruimtetuig 20 graden draaien en zetten enkele instrumenten uit waardoor de temperatuur met tien graden zakte. Tot en met januari 2009 zou men telkens maar één wetenschappelijk instrument per keer aanschakelen om op deze manier de temperatuur aan boord van het ruimtetuig onder controle te houden. De temperatuurstijging zou volgens wetenschappers te wijten zijn aan straling afkomstig van de zon en infraroodstraling die weerkaatst wordt door de Maan. Na het volbrengen van de eerste fase van de Chandrayaan-1 missie werd het ruimtetuig op 19 mei 2009 in een hogere baan om de Maan gebracht. Vanuit deze 200 kilometer hoge baan om de Maan zou Chandrayaan-1 zijn wetenschappelijke taken verderzetten maar later werd bekendgemaakt dat het ruimtetuig in deze positie gebracht werd om de temperatuur aan boord van de kunstmaan laag te houden.
Lancering van de Chandrayaan-1 ruimtesonde - Foto: ISRO
Impact op de Maan
De kleine Moon Impact Probe (MIP) sloeg op 14 november 2008 in op het oppervlak van de Maan nabij de krater Shackleton in het zuidpoolgebied van de Maan. Nadat de kleine sonde zich losgemaakt had van Chandrayaan-1 begon de Moon Impact Probe aan een dertig minuten lange vrije val. Tijdens de val stuurde de MIP informatie terug naar Chandrayaan-1 die het op zijn beurt terugstuurde naar de Aarde. De Moon Impact Probe werd uitgerust met ondermeer een radar hoogtemeter die uitvoerig getest werd tijdens de afdaling naar het oppervlak. Een dergelijke hoogtemeter zou tijdens toekomstige Indiase Maanverkenners ook gebruikt worden voor het uitvoeren van een zachte landing op de Maan. Uiteindelijk sloeg de MIP met een snelheid van 1,69 kilometer per seconde in op het Maanoppervlak. Door de enorme impact werd materiaal uit de bodem van het Maanoppervlak naar boven geduwd dat door Chandrayaan-1 geanalyseerd werd op de aanwezigheid van waterijs.
Vroegtijdig einde van een succesvolle missie
Chandrayaan-1 werd ontworpen om een missie te kunnen uitvoeren van minstens twee jaar. Helaas kon India dit niet vervolmaken aangezien het land op 29 augustus 2009 plots alle communicatie verloor met het ruimtetuig. Alles samen had Chandrayaan-1 312 dagen gefunctioneerd. Na het wegvallen van alle communicatie met de ruimtesonde zal Chandrayaan-1 nog ongeveer 1 000 dagen in een baan om de Maan blijven waarna het ruimtetuig uiteindelijk te pletter zal slaan op de Maan. De reden voor het uitvallen van de communicatie zou te wijten zijn aan een defect in het overbrengen van energie die nodig is om alle onderdelen te kunnen laten functioneren.
Ontdekkingen
Ondanks het feit dat deze eerste Indiase Maanmissie plots ten einde liep, werd 95% van alle doelstellingen bereikt. Chandrayaan-1 maakte ongeveer 70 000 foto's van het Maanoppervlak waarvan sommigen een resolutie hadden van vijf meter. Op één van de foto's was de landingsplaats te zien van de Amerikaanse Apollo 15 Maanlander. De overige foto's hadden een resolutie van ongeveer 100 meter. De Amerikaanse Moon Mineralogy Mapper onderzocht meer dan 95% van het Maanoppervlak. Tijdens zijn missie ontdekte de X-Ray Spectrometer aan boord van Chandrayaan-1 titanium, calcium, aluminium, ijzer en magnesium in het oppervlak van de Maan. Alle overige instrumenten werkten uitstekend gedurende de hele missie waardoor wetenschappers uit de Verenigde Staten, India en Europa nieuwe informatie kregen over ondermeer de samenstelling van de Maan. Op 24 september 2009 werd bekendgemaakt dat NASA's Moon Mineralogy Mapper instrument aan boord van Chandrayaan-1 water had ontdekt in het Maanoppervlak. Een dag later werd door de Indian Space Research Organisation bekend gemaakt dat de Indiase Moon Impact Probe net voor zijn inslag eveneens water had ontdekt op de Maan. Europese wetenschappers kwamen dankzij informatie van de Sub keV Atom Reflecting Analyser aan boord van Chandrayaan-1 ook tot de conclusie dat de Maan zijn eigen water produceert. Chandrayaan-1 ontdekte ook grote grotten op de Maan. Eén van de ontdekte grotten bevindt zich nabij de evenaar van de Maan en is een 2 kilometer lange tunnel die door vulkanische activiteit werd veroorzaakt. Dergelijke grotten of tunnels zouden in de toekomst kunnen dienst doen als schuilplaatsen tijdens nieuwe bemande ruimtevluchten naar de Maan.
Op bovenstaande foto is een jonge Maankrater te zien. De rechtse foto toont in blauwe kleur
alle waterrijke mineralen rondom de jonge krater. - Foto: ISRO / NASA
Kostprijs
Het totale Chandrayaan-1 project zou een prijskaartje gehad hebben van 80 miljoen dollar.
