Зонд SMART-1 стартовал 27 сентября 2003 года с космодрома Куру. Ракета Ariane V вывела его на высокую околоземную орбиту (апогей – 42,2 тыс. км). Аппарат весил 366 кг. По форме он напоминал куб со стороной 1 м и солнечными батареями. Весь проект обошелся ЕКА сравнительно дешево – 110 млн евро. После выхода в космос и включения опытного ионного двигателя орбита зонда постепенно повышалась. Спустя год с небольшим, в ноябре 2004 года, аппарат попал в зону притяжения Луны и стал ее спутником.

    Впервые в истории космонавтики переход с вытянутой околоземной орбиты на окололунную был выполнен с использованием электрореактивного двигателя малой тяги. Он потребовал израсходования лишь 16% стартовой массы КА, но — так как бесплатных пирожных не бывает и в космонавтике — занял целых 13.5 месяцев, за которые аппарат сделал 332 витка вокруг Земли и прошел более 84 млн км. Но в конце он вышел на полярную эллиптическую орбиту вокруг ночного светила.
    Научное исследование Луны началось в марте 2005 года. Параллельно с испытанием двигателей зонд вел съемку лунной поверхности и поиски водного льда. В частности, аппарат передал на Землю фотографии лунного Северного полюса. Снимки со SMART поступали до самого падения. Правда, некоторые специалисты отмечали довольно низкое их качество. Трассу пролета зонда над поверхностью Луны с расшифровкой рельефа незадолго до столкновения можно увидеть здесь.
    Однако главное достижение SMART не в изучении Луны и тем более не в падении на нее. На зонде успешно обкатаны новые технологии. ЕКА испытывало на SMART-1 новейшие ионные двигатели. Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. Благодаря высокому отношению заряда к массе ионы разгоняются до очень высоких скоростей (до 210 км/с по сравнению с 3-4,5 км/с у обычных ракетных двигателей). Поэтому в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Ионный способ движения позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа по сравнению с расходом в химических ракетах, но требует больших затрат энергии. У ионных двигателей в том виде, в котором они существуют сейчас, есть очень большой недостаток: крайне малая тяга (порядка десятых долей ньютона). Недостаток пока не позволяет использовать двигатели для старта с Земли и планет, но зато такие агрегаты могут годами работать в открытом космосе.

Некоторые изображения поверхности Луны полученные аппаратом за время миссии SMART-1 (ESA)
Во время работы аппарата была получена важная научная информация: информация о химическом составе поверхности Луны, собранная европейским космическим аппаратом SMART-1, предоставила учёным новые данные о формировании естественного спутника Земли. Присутствие на Луне таких элементов как кальций и магний говорит в пользу теории, по которой спутник образовался из осколков, получившихся после столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс. Другая теория предполагает, что Луна сформировалась одновременно с Землёй в пылевом диске, окружавшем Солнце. Однако кальций в большом количестве присутствует во внутренних областях Земли, и, таким образом, наличие кальция на поверхности Луны может быть следствием того, что она частично сформирована из веществ, составляющих Землю. Изучение химического состава Луны аппаратом SMART-1 проводилось при помощи рентгеновской камеры. Химические элементы на поверхности Луны поглощают солнечное излучение рентгеновского диапазона и начинают флуоресцировать, испуская собственное рентгеновское излучение с другой длиной волны. В ходе исследований выяснилось, что в состав лунных пород входят в основном кремний, алюминий, магний и кальций, однако кальций неравномерно распределен по лунной поверхности. SMART-1 удалось собрать информацию о химическом составе поверхности в той же области, где работали советские возвращаемые аппараты в 1970-х годах. Данные по концентрации кальция в поверхностном слое, собранные европейским аппаратом хорошо согласуются с результатами анализа грунта, доставленного на Землю советскими аппаратами. Полученные данные являются доводом в пользу теории о формировании Луны.
Некоторые изображения поверхности Луны полученные аппаратом за время миссии SMART-1 (ESA)

3,6-метровый оптическо-инфракрасный канадо-французско-гавайский телескоп - взрыв SMART-1

3,6-метровый оптическо-инфракрасный канадо-французско-гавайский телескоп - взрыв SMART-1

    Конец миссии ознаменовался тем, что на Луне появился новый кратер искусственного происхождения. После завершения работы проекта SMART в Европейском космическом агентстве решили разбить 100 млн евро о лунную поверхность. Со строго научными целями. Европейское космическое агентство завершило миссию SMART. Как и было запланировано еще в феврале 2006, зонд SMART-1, покружив над Луной около полутора лет, завершил научную работу и на прощание сделал на Луне новый кратер. Со скоростью 2 км/с аппарат врезался в лунную поверхность, подняв облако пыли. Астрономы надеются таким способом получить новые данные о строении и происхождении нашего спутника. Падение произошло утром 3 сентября 2006 года в 9.42 по московскому времени. Угол падения составил от 5 до 10 градусов. По расчетам специалистов EКA, в районе падения зонда образовался кратер диаметром от 3 до 10 м. Правда, первоначально планировалось «уронить» зонд на Луну еще в августе. Падение перенесли на сентябрь по просьбе астрономов, которые активно наблюдали за происходящим.

За падением следили все телескопы, через которые в тот момент была видна Луна. 3,6-метровый оптическо-инфракрасный канадо-французско-гавайский телескоп (Canada-France-Hawaii Telescope, CFHT) сумел сфотографировать взрыв SMART-1. Вспышка от столкновения аппарата с поверхностью Луны по длительности не превышала секунды. Некоторые ученые склнонны к мысли, что вспышка была вызвана тепловой реакцией небольшого количества топлива оставшегося на борту аппарата SMART-1.

---