Aufbau und Instrumente
Die Raumsonde hat die Form eines 1,88 m hohen oktagonalen Prismas mit einem Durchmesser von 1,14 m, das von zwei Ga/As/Ge-Solarzellen mit elektrischer Energie versorgt wird. An den beiden Enden des Prismas befinden sich die High-Gain-Antenna sowie eine Schübdüse, die für den Einschuss in einen Mondorbit und den Aufbruch zum Asteroiden Geographos verwendet werden soll. Die sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord können den Erdtrabanten im sichtbaren, ultravioletten sowie nahen und fernen Infrarot-Bereich aufnehmen. Eine hochauflösende Kamera kann, gekoppelt an ein Laseraltimeter, Informationen über Morphologie und Topographie der Oberfläche sammeln. Zwei Star Tracker-Instrumente dienen neben der Lagebestimmung des Raumschiffs auch als Weitwinkelkameras. Neben diesen optischen Komponenten dient ein S- Band-Transponder zur Untersuchung des erdzugewandten Mondschwerefelds sowie ein weiteres Instrument zur Detektierung geladener Teilchen.
Die Kamerasysteme von Clementine werden ursprünglich für das Raketenabwehrsystem SDI entwickelt, das jedoch 1993 eingestellt wird und so für die Raumfahrt zur Verfügung steht. Die beiden ergiebigsten Kameras der Mission sind UVVIS und HIRES.
Die Ultraviolet / Visible CCD Camera (UVVIS) nimmt die Mondoberfläche in fünf verschiedenen Wellenlängen im ultravioletten und sichtbaren Bereich des Spektrums auf. So können petrologische Eigenschaften des Mondgesteins, Morphologie und die Verteilung von Kratern untersucht werden.
Mit der High-Resolution Camera (HIRES) werden ausgewählte Gebiete des Mondes aufgenommen. Damit ist es möglich, Oberflächenprozesse und - unter Zunahme von spektralen Daten - die Zusammensetzung besser zu verstehen.
UVVIS HIRES Fokalebene Thomson CCD Intensified CCD Pixelformat 384 x 288 384 x 288 Pixelauflösung 23 x 23 μm 23 x 23 μm Bodenauflösung bei 400 km Flughöhe 102 m 7 m Apertur 46 mm 131 mm Brennweite 90 mm 1250 mm Blickfeld bei 400 km Flughöhe 39 x 29 ° 2,8 x 2,1 ° Integrationszeit 0,2 bis 733 ms 0,2 bis 733 ms Leistungsaufnahme 4,5 W 9,5 W Gewicht 410 g 1120 g
UVVIS
HIRES
Fokalebene
Thomson CCD
Intensified CCD
Pixelformat
384 x 288
Pixelauflösung
23 x 23 μm
Bodenauflösung bei 400 km Flughöhe
102 m
7 m
Apertur
46 mm
131 mm
Brennweite
90 mm
1250 mm
Blickfeld bei 400 km Flughöhe
39 x 29 °
2,8 x 2,1 °
Integrationszeit
0,2 bis 733 ms
Leistungsaufnahme
4,5 W
9,5 W
Gewicht
410 g
1120 g
Missionsablauf
Clementine wird auf einen stark exzentrischen polaren Mondorbit mit einem Abstand zwischen 400 und 2.940 Kilometern geschossen. Die Bahn ist so gewählt, dass sich die Bodenspur der Sonde jeden Tag um 2,7 Grad nach Westen verschiebt und innerhalb eines Monats die gesamte Mondoberfläche kartiert werden kann. In der ersten Missionsphase liegt die Periapsis, der mondnächste Punkt des Orbits, bei 30 Grad Süd und ermöglicht viele Aufnahmen der südlichen Hemisphäre und des Südpols. In der zweiten Phase wird die Periapsis auf 30 Grad Nord geändert. In der dritten Phase können durch Schwenken der Raumsonde auch stereoskopische Aufnahmen gemacht werden.
25.01.1994 Start an Bord einer Titan 23G 03.02.1994 Verlassen des Erdorbits 19.02.1994 Eintritt in den Mondorbit 26.02.1994 Beginn der systematisch Kartierung, überwiegend der südlichen Hemisphäre (Phase 1) 26.03.1994 Beginn der Kartierung der nördlichen Hemisphäre (Phase 2) 23.04.1994 Beginn der Aufnahme von stereoskopischen Aufnahmen (Phase 3) 05.05.1994 Verlassen des Mondorbits 07.05.1994 Fehlfunktion des Bordcomputers und Ende der Mission Juni - August 1994 Flug zu Geographos 31.08.1994 Geographos Flyby
Start an Bord einer Titan 23G
03.02.1994
Verlassen des Erdorbits
19.02.1994
Eintritt in den Mondorbit
26.02.1994
Beginn der systematisch Kartierung, überwiegend der südlichen Hemisphäre (Phase 1)
26.03.1994
Beginn der Kartierung der nördlichen Hemisphäre (Phase 2)
23.04.1994
Beginn der Aufnahme von stereoskopischen Aufnahmen (Phase 3)
05.05.1994
Verlassen des Mondorbits
07.05.1994
Fehlfunktion des Bordcomputers und Ende der Mission
Juni - August 1994
Flug zu Geographos
31.08.1994
Geographos Flyby
Ergebnisse
Das DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof beteiligt sich an der wissenschaftlichen Auswertung der Bilder und schlägt vor, das Raumschiff in der letzten Missionsphase zu schwenken. Die überflogene Oberfläche wird dadurch aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen. In der folgenden photogrammetrischen Auswertung müssen zuerst konjugierte Punkte auf zwei oder mehreren Aufnahmen markiert werden, um Fehler in Bahn- und Lagedaten des Raumschiffs zu korrigieren. Diese verbesserten Positionsdaten können dann dazu verwendet werden, viele automatisch bestimmte Punkte zu finden. Mit diesem Verfahren kann für einen 60 mal 600 Kilometer großen Streifen des östlichen Mare Orientale ein digitales Geländemodell berechnet werden. Die horizontale Auflösung liegt bei 400 Metern pro Pixel, die Höhengenauigkeit bei 50 Metern. Damit wird die Auflösung des Laseraltimeters LIDAR um das 19-fache übertroffen. Wird das digitale Höhenmodell mit Aufnahmen aus verschiedenen Spektralbereichen überlagert, lassen sich zudem Aussagen über Zusammensetzung und mineralogische Heterogenität der Oberfläche treffen.
Ressourcen
Mare Orientale als Anaglyphenbild: JPEG (0,7 MB), TIFF (3,0 MB)
Südpolgeländemodell:
Topographie: JPEG (30 KB), TIFF (1,1 MB)
Topographie mit Legende: JPEG (0,1 MB), TIFF (1,8 MB)
Mosaik aus UVVIS-Aufnahmen: JPEG (30 KB), TIFF (0,8 MB)