簡介
月球隕坑觀測和遙感衛星(LCROSS)撞月模擬圖月球勘測軌道器(LRO)和月球隕坑觀測與遙感衛星(簡稱LCROSS)將在美國佛羅里達州卡納維拉爾角一同發射升空。在與LRO之間的距離達到足夠遠之後，組成LCROSS的“牧羊太空飛行器”以及“半人馬座”火箭將進行泄料，排出“半人馬座”餘下的所有燃料以阻止污染撞擊點。
發射5天后，“牧羊太空飛行器”和“半人馬座”將飛越月球，進入月球引力助推及月球返回軌道(以下簡稱LGALRO)。在此之後，“牧羊太空飛行器”和“半人馬座”將在軌道合適位置撞擊目標地點——月球極地。每一條LGALRO的周期大約在37天左右。
在距離撞擊前不到10小時，“牧羊太空飛行器”和“半人馬座”將最終抵達指定的月球撞擊位置，在此之後，“牧羊太空飛行器”和“半人馬座”將進行分離。LCROSS將進行制動以實現分離，同時鏇轉180度，將所攜帶的儀器瞄準月球。“牧羊太空飛行器”負責收集“半人馬座”撞擊產生的閃光和羽狀碎片數據，並將數據傳回LCROSS任務控制中心。4分鐘之後，“牧羊太空飛行器”撞擊月球表面，產生第二個羽狀碎片。
詳細參數
“牧羊太空飛行器”
美國月球隕坑觀測和遙感衛星(LCROSS)組成(新浪科技製圖)尺寸：
“牧羊太空飛行器”高79英寸(約合2米)，主結構直徑為103英寸(約合2.6米)，從“全向–Z”到“全向+Z”天線的寬度為131英寸(約合3.3米)。
重量：
發射時總重量為1664磅(約合891公斤)——飛船自身重1290磅(約合585公斤)，肼燃料重674.6磅(約合306公斤)。
額外信息：
撞擊過程中，“牧羊太空飛行器”的最大重量為866公斤，最小重量為621公斤，平均重量為743公斤。很多因素都可預測撞擊時的重量，其中就包括發射日期在內。
電力設施：
船載系統所需電量由一個固定的峰值功率為600瓦的太陽能電池陣列以及一個鋰離子電池提供。1個恆星跟蹤器組合件以及10個高精度太陽方位感測器，負者保持電池板朝向太陽方向。
所要實現的精確度：
按照要求，精確度應達到半徑6.2英里(約合10公里)的範圍，實際精確度預計可達到達到0.75公里(約合1.2公里)。
遙感勘測：
飛船通訊通過兩條速度為1.5 Mbps(兆比特每秒)的中增益天線、兩條速度為40 Kbps(千比特每秒)的全向天線以及一個7瓦S波段無線電頻率轉發器實現。
數據：
“牧羊太空飛行器”獲取的工程學與內務操作數據以及科學儀器獲取的數據將實時傳送給LCROSS任務操作和科學研究團隊。
飛船製造者：
加州雷東多海灘的諾斯羅普·格魯曼航空航天系統公司以及馬里蘭州拉特哈姆的諾斯羅普·格魯曼技術服務公司。
設計製造：
“牧羊太空飛行器”在諾斯羅普·格魯曼公司位於加州雷東多海灘的工廠設計製造，所攜帶的科學儀器則在美國宇航局位於加州莫菲特場的艾姆斯研究中心設計製造。
所載科學儀器：
“牧羊太空飛行器”所攜帶的科學儀器包括兩個近紅外線分光計、一個紫外線-可見光分光計、兩架中紅外照相機、兩架近紅外照相機、一架可見光照相機以及一個可見光高速光度計。所有9個科學儀器獲取的數據均由一個常見的數據處理設備負責處理。
任務持續時間：
LCROSS撞月任務持續時間在3個月至7個月之間，撞擊目標為一個位於月球極地附近的永久性陰暗區隕坑。具體持續時間取決於發射以及目標隕坑確定日期。
具體操作：
LCROSS任務的任務操作與科學研究由美國宇航局位於加州莫菲特場的艾姆斯研究中心負責。
項目成本：
LCROSS任務耗資7900萬美元，其中並不包括“月球機器人先驅”項目自2008年10月以來因推遲發射產生的額外費用。
“半人馬座”火箭
尺寸：
“半人馬座”高41.6英尺(約合12.68米)，直徑為10英尺(約合3.04米)。如果將“牧羊太空飛行器”算在內，這個“二合一”的高度可達到47英尺(約合14.5米)。
重量：
“半人馬座”撞月時的重量最高可達到5216磅(約合2366公斤)。
迫近月球
分離：
在月球表面上空大約5.4059萬英里(約合8.7萬公里)的高度，“半人馬座”將進行撞月。撞月前大約9小時40分鐘，“人馬座”將與“牧羊太空飛行器”分離。
180度鏇轉：
與“人馬座”分離後，“牧羊太空飛行器”將進行180度鏇轉以便將所攜帶的科學儀器對準月球。
撞擊時間：
“牧羊太空飛行器”將在“人馬座”撞月後4分鐘撞擊月球表面。
撞擊
速度：
撞擊過程中，“人馬座”和“牧羊太空飛行器”將以大約每秒1.55英里(約合每秒2.5公里)的速度撞向月球。
角度：
“人馬座”和“牧羊太空飛行器”將以相對於月球表面60度至70度左右的角度撞擊月表。
撞擊者重量：
撞擊過程中，“半人馬座”的重量在最小4958磅(約合2249公斤)和最大5216磅(約合2366公斤)之間。名義上的撞擊重量為5081磅(約合2305公斤)。撞擊過程中，“牧羊太空飛行器”的重量在最小1369磅(約合621公斤)和最大1909磅(約合866公斤)之間。
撞擊規模：
“半人馬座”撞擊將激起超過350公噸的月球物質，同時形成一個直徑達66英尺(約合20米)深度達13英尺(約合4米)的隕坑。“牧羊太空飛行器”估計將激起150公噸月球物質並形成一個直徑46英尺(約合14米)深6英尺(約合2米)的隕坑。
羽狀碎片高度：
在“半人馬座”的羽狀碎片中，絕大多數物質將停留在距月表6.2英里(約合10公里)的高度。
目標隕坑：
當前的目標隕坑是位於南極附近的一個永久性陰暗區隕坑。最終的目標隕坑將在撞擊前30天對外宣布。目標隕坑選在月球南極還是北極將在發射前敲定。
觀測活動：
職業和業餘天文學家正積極與LCROSS科學團隊合作，協調LCROSS任務兩次撞擊的觀測活動。
尋找月球上的水
如果月球上確有水存在，水在月球上的出現方式應該與地球相同。經過數十億年的流星和彗星撞擊，水或水的組成元素在地球和月球上不斷集聚。由於引力不到地球的五分之一，月球實際上並不擁有大氣層。任何在月球表面堆積的輕元素或者化合物直接暴露在真空和太陽輻射環境下。
一個月球日大約相當於29個地球日。月球白天溫度可達到250華氏度(121攝氏度)，任何暴露在日光下的水冰，不管暴露時間多長都會變成水蒸汽，水蒸汽隨後分解並消失在太空中。在月球極地地區，太陽升起高度從未高出確定隕坑邊緣，也就是說，這些隕坑坑底在數十億年時間裡可能從未接觸過陽光。由於溫度估計接近零下328華氏度(零下200攝氏度)，這些隕坑能夠“冷阱”或者捕獲絕大多數揮發物。
科學目標
月球隕坑觀測與遙感衛星的可視攝像儀拍攝的月球表面月球是夜空中最為明顯的天體，但人類對月球絕大多數地區的了解還不及更為遙遠的火星。對月球的了解主要來自地球上的望遠鏡，“阿波羅”任務以及規模較小的機器人月球任務。上世紀90年代，兩次小規模機器人任務——“克萊門汀”號月球任務以及“月球勘探者”任務——發現了月球極地地區可能存在水的證據。不幸的是，所發現的證據並不具有決定性。LCROSS任務的一個重要目標就是尋找月球水是否存在這個問題的確切答案。如果確有水存在，月球必將成為人類探索太陽系的一個寶貴資源。
LCROSS任務主要科學目標包括以下4個方面：
1。證實月球一個永久性陰暗區是否有水存在。
2。尋找在月球極地地區探測到的氫簽名成因。
3。如果確有水存在，確定月球土被或土壤中的含水量。
4。確定月球其中一個位於永久性陰暗區的隕坑土被成分。
LCROSS任務將是針對月球永久性陰暗區隕坑的第一次實地研究。LCROSS的首要任務是測量永久陰暗區土被或土壤中的水冰(冰與塵埃的混合物)濃度。“半人馬座”重量達到5216磅(約合2366公斤)，大約相當於一輛大型運動型多功能車(SUV)。在以每秒1.55英里(約合每秒2.5公里)的速度撞擊一個永久陰暗區隕坑坑底時，首先會出現閃光，緊接著產生羽狀碎片。如果坑底有水存在，水會因此次撞擊被拋到空中。一旦高度超過隕坑邊緣，便會暴露在太陽輻射下，水分子隨即分解成氫離子和氫氧離子。
在撞擊後的4分鐘時間裡，“牧羊太空飛行器”將利用所攜帶的科學儀器收集羽狀碎片數據並傳回LCROSS任務控制中心，在此之後，“牧羊太空飛行器”也將執行撞月任務。兩次撞擊的一個可能結果是，暫時產生一個由氫氧離子構成的稀薄大氣層，並被地上、繞地望遠鏡以及繞月衛星探測到。
撞月點選定
NASA的月球坑觀測與感測衛星（LCROSS）將於美國東部時間2009年10月9日7時30分(台北時間10月9日19時30分)對月球進行一次“兩次撞擊”，NASA已經宣布了撞月點的確切位置是凱布斯A月球坑。
LCROSS工程首席科學家、NASA艾姆斯研究中心主要研究者Anthony Colaprete表示，科學家們評估了來自地面天文台、日本“月亮女神”探測器、印度“月球初航”-1探測器以及“月球勘測軌道飛行器”（LRO）的最新數據，如從地球上觀測撞月塵埃的清晰度、是否存在大石塊等，最終選定了凱布斯A月球坑。他們期待這次獨特的任務能夠帶來豐富的信息。
LCROSS將先讓與它連線的“半人馬座”火箭上面級撞擊凱布斯A月球坑的永久陰影區，以尋找水冰，因為在永久陰影區可能有固態的水。然後LCROSS將飛過撞擊掀起的塵埃，以便其攜帶的光譜儀對塵埃成分進行分析。4分鐘後，LCROSS將開始撞月，其攜帶的相機將一路跟拍。與此同時，月球勘測軌道飛行器、地面以及在軌天文望遠鏡也將對二者的撞月進行觀測。
LCROSS團隊選擇凱布斯A月球坑基於許多條件，包括天文學家從地球上觀測撞月塵埃的清晰度。另外，該地區氫元素含量很高（氫是水的一個組成元素），坡度交換，沒有大的石頭。
