Mars Observer

Mars Observer ( ing.  Mars Observer , literalmente în rusă. Observer of Mars ) - o stație interplanetară automată (AMS), care, conform programului NASA cu același nume , trebuia să observe Marte de pe orbita unui satelit artificial de planeta (ISM) din septembrie 1993 până în octombrie 1995 anul [nota 1] [1] . Pe 21 august 1993, cu câteva zile înainte ca ISM să intre pe orbită, comunicarea cu stația a fost pierdută, iar încercările de a restabili comunicarea cu aceasta au eșuat.

Deși niciunul dintre obiectivele principale stabilite pentru Mars Observer nu a fost atins, aceștia au colectat date despre faza zborului interplanetar, utile pentru misiunile ulterioare pe Marte. Analogii instrumentelor și echipamentelor dezvoltate pentru Mars Observer au fost utilizați pentru Mars Global Surveyor AMS în cadrul programului 1996 (unul dintre cele mai de succes proiecte NASA pentru studiul lui Marte ) [2] , Mars Climate Orbiter 1998 [3] , Mars Odyssey din 2001 [4] și Mars Reconnaissance Satellite lansat în 2005 [5] .

Ca urmare a eșecului care s-a întâmplat cu Mars Observer, NASA a dezvoltat un nou program oficial pentru studiul și explorarea lui Marte, al cărui scop a fost să determine locația apei și să pregătească zboruri cu echipaj pentru aceasta [6]

Istoricul creației

În 1984, Comitetul de Explorare a Sistemului Solar a propus posibilitatea lansării unui orbiter pentru a explora Marte. Obiectivele preliminare au fost de a studia câmpul magnetic al planetei, de a obține imagini de înaltă rezoluție ale compoziției mineralogice a suprafeței și de a extinde informațiile obținute prin programul Viking [7] . Mars Observer a fost programat inițial să se lanseze în 1990 cu ajutorul navetei spațiale . Pe 12 martie 1987, după dezastrul Challenger , lansarea a fost amânată pentru 1992 [8] . Odată cu transferul, a fost descoperită și o depășire a bugetului inițial, costul total al programului fiind estimat la 813 milioane dolari [ 9] (față de jumătate de miliard inițial [1] ).

Dezvoltarea Mars Observer a fost realizată în comun de echipa de proiectare a Jet Propulsion Laboratory (JPL) și compania Martin-Marietta , a cărei divizie Astro Space ( ing.  Astro Space ) a fost ulterior angajată în fabricarea AMS. În „Mars Observer”, pentru a crește fiabilitatea și a economisi bani, au fost aplicate mai întâi soluțiile tehnice utilizate în sateliții meteorologici moderni : un suport articulat al unei baterii solare , un sistem de orientare electromecanic, o instalație fixă ​​de echipamente optice pe corp . 10] .

Clădire

Carcasa (precum și sistemul de control termic) pentru Mars Observer AMS a fost împrumutată de la satelitul Pământului artificial Satkom-K (AES) și avea forma unui paralelipiped (dimensiune 2,2 x 1,6 x 1,1 metri ). Panourile solare aveau o dimensiune de 7 × 3,7 m, puterea (pe Marte) a fiecăreia dintre cele șase baterii a fost de aproximativ 1147 de wați . În perioada în care nava spațială trebuia să fie la umbră, au fost prevăzute două baterii nichel-cadmiu , cu o capacitate de 42 Ah fiecare [10] [11] [12] [13] .

Mars Observer avea un sistem de control al atitudinii pe trei axe , susținut de patru volante și 24 de motoare , iar pentru prima dată pe AMS american (în urma sovieticului Phobos ) au fost utilizate două sisteme de propulsie separate. Primul, conceput pentru a lansa pe orbită un satelit artificial al lui Marte (IMS) și a forma o orbită de lucru, a constat din patru motoare principale (două principale și două de așteptare; tracțiune de fiecare 50 kg) și patru motoare de manevră (cu o tracțiune de 2,27). kg), a lucrat pe tetroxid nitric și monometilhidrazină . A doua instalație, concepută pentru operațiuni pe orbita de lucru (orientare și descărcare precisă a volantelor), era formată din opt motoare cu o tracțiune de 0,45 kg și opt de 0,09 kg, lucrate pe produșii de descompunere ai hidrazinei [9] [10] [ 11] [ 12] .

Pentru telecomunicații, AMS avea o antenă cu două axe pe un cardan de 1,5 metri și un fascicul parabolic , montat pe un braț de 6 metri, pentru comunicarea cu rețeaua spațială adâncă (DSN) prin bandă X. În timpul zborului de mare viteză , această antenă a fost în stare pliată, astfel încât a fost prevăzut un sistem de antene mai mici (6 low și 1 mediu câștig). Debitul maxim de transfer de date în DSN a fost de 10,66 kiloocteți pe secundă , iar comenzile pe stație - 62,5 octeți pe secundă [10] [11] [12] .

Sistemul de calcul „Mars Observer” a fost creat pe baza unui sistem convertit utilizat pe sateliții TIROS și DMSP . Sistemul semi-autonom a fost capabil să stocheze până la 2.000 de comenzi într-o memorie RAM de 64 KB și să le execute la o rată maximă de 12,5 comenzi pe secundă; echipele ar putea asigura, de asemenea, funcționarea autonomă a AMS timp de până la 60 de zile. Pentru a înregistra date, în sistem au fost incluse reportofoare digitale redundante ( de exemplu, Digital Tape Recorder sau DTR ) , fiecare dintre acestea putând stoca 187,5 MB pentru redare ulterioară în DSN [12] [13] .  

Echipamente și dispozitive

Pentru Mars Observer au fost concepute și create mai multe instrumente științifice speciale, datorită cărora stația a trebuit să îndeplinească sarcinile care i-au fost atribuite de a studia suprafața lui Marte, clima, atmosfera și câmpul magnetic [10] .

Progresul și lansarea misiunii

Lansarea Mars Observer a fost programată pentru 16 septembrie 1992, dar în timpul unei inspecții programate pe 25 august a fost detectată o contaminare gravă cu pilitură de metal și alte resturi, în urma căreia lansarea a fost întârziată cu aproape o lună [1] (deoarece AMS era deja instalat pe vehiculul de lansare , unul dintre presupusele motive pentru care Mars Observer a fost returnat în hangar este considerat a fi protecția sa împotriva uraganului Andrew , care a început pe 24 august ) [24] . Pentru a evita o întârziere de 26 de luni din cauza poziției reciproce a Pământului și a lui Marte, lansarea trebuia să aibă loc cel târziu pe 13 octombrie [1] .

Lansarea a avut loc la 17:05 UTC pe 25 septembrie 1992, de la Launch Complex-40 de la Baza Forțelor Aeriene din Cape Canaveral . Vehiculul de lansare Commercial Titan III CT-4 a pus AMS pe o traiectorie spre Marte, în 11 luni Mars Observer a trebuit să depășească aproximativ 724 de milioane de kilometri cu o viteză finală (în raport cu Marte) de 5,28 kilometri pe secundă [24 ] .

Pe 24 august 1993, AMS trebuia să înceapă manevrele de frânare și să intre pe orbita lui Marte, dar în seara zilei de 21 august, comunicarea cu Mars Observer a fost pierdută [25] . Deoarece eșecul de comunicare a apărut în mod repetat în timpul zborului de 11 luni, grupul de control nu a întreprins nicio acțiune de urgență în timpul zilei. Se credea că antena AMS extrem de direcțională și-a pierdut direcția către Pământ, dar toate cele trei stații DSN la distanță lungă implicate nu au putut ajunge la stație. Specialiștii JPL și ai companiei de dezvoltare încearcă de câteva zile să ia legătura cu stația [26] .

Conform acțiunilor planificate, Mars Observer trebuia să efectueze operațiuni legate de etanșarea rezervoarelor sistemului de propulsie al stației, conform programului de pregătire pentru frânare și tragere de rachete (pentru a încetini și a intra în continuare în AMS în marțian). orbită). În conformitate cu programul în curs de desfășurare, emițătorul de bord a fost oprit (în timpul funcționării pirotehnicii de presurizare), iar, după finalizare, stația a trebuit să revină independent la comunicare [25] . De atunci s-a sugerat că defecțiunile de pe Mars Observer au fost similare cu cele de pe Akatsuki din 2010, când problema era o scurgere de vapori de combustibil din cauza unei defecțiuni a supapei la una dintre conductele de combustibil. Din cauza lipsei de comunicare, nu se știe dacă Mars Observer a reușit să intre pe orbita lui Marte sau dacă se deplasează de-a lungul heliocentrismului .

Cauzele accidentului

Pe 4 septembrie, Martin-Marietta a demarat o anchetă cu privire la cauzele morții navelor spațiale fabricate de companie (pe lângă AMS, pe 2 august, racheta Titan-4 a explodat aproape imediat după lansare, iar după 21 august, o vreme satelitul a fost pierdut) [27] . Comisia a inclus experți NASA. Un accident din cauza defecțiunii echipamentului de transmisie de la stație a fost imediat recunoscut ca fiind puțin probabil, deoarece stația putea funcționa fără comunicare și putea intra pe orbită într-un mod autonom [28] .

Lucrările au fost finalizate în ianuarie 1994 (Comunicat de presă NASA 94-1 din 4 ianuarie 1994) [29] , conform raportului, cea mai probabilă cauză a accidentului a fost o defecțiune a sistemului de propulsie cauzată de amestecarea și reacția neintenționată a tetroxidului de azot. (dintre care unele în timpul unui zbor de 11 luni spre Marte s-ar putea scurge prin supapele de siguranță și se pot acumula în conducte) și monometilhidrazină în conductele de titan ale sistemului de presurizare în timpul presurizării rezervoarelor de combustibil cu heliu [30] . O astfel de reacție ar putea provoca ruperea conductelor, eliberând heliu și monometilhidrazină din ele, ceea ce a determinat rotirea navei spațiale și ar putea provoca daune critice circuitelor electrice [29] .

Printre alte motive posibile pentru pierderea navei spațiale, raportul comisiei a prezentat [29] [30] :

• defecțiunea sistemului de alimentare cu energie (ca urmare a unui scurtcircuit al magistralei de alimentare reglate);
• exces de presiune și, ca urmare, o ruptură a rezervorului de tetroxid de azot (din cauza unei defecțiuni a controlerului de amplificare);
• ejectarea unui inițiator pirotehnic standard NASA din supapa piro în rezervorul de monometilhidrazină (sau într-un alt sistem de navă spațială).

Teoria conspirației

Susținătorii legendei civilizației marțiane (fotografii ale sfinxului marțian realizate de nava spațială Viking 1 în 1976 ) au acuzat NASA că a dezactivat în mod deliberat Mars Observer AMS pentru a preveni Cydonia să fie văzută [31] . Potrivit unei alte versiuni, la momentul declarației oficiale despre pierderea comunicării cu AMS, Mars Observer încă funcționa, dar proiectul a fost complet închis și clasificat de JPL și NASA, dacă informațiile despre sfinxul marțian ar fi avut nefiind confirmat, AMS-ul „pierdut” în sine a luat legătura „în mod accidental” câteva luni mai târziu (se presupune că datele din AMS despre Kydonia au fost transmise nu prin DSN-uri disponibile pentru mulți, ci printr-un altimetru laser (MOLA) semnal către fotometrul de mare viteză Hubble , care a fost brusc declarat învechit și adus pe Pământ de către echipajul misiunii STS-61 ) [32] .

Note

1. ↑ Observația trebuia să dureze cel puțin 1 an marțian complet, egal cu 687 de zile pământești.

1. ↑ 1 2 3 4 Wilford JN Mishap Întârzie Misiunea pe  Marte . The New York Times (28 august 1992). Preluat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 9 august 2012.
2. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Global Surveyor” .
3. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Climate Orbiter” .
4. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „2001 Mars Odyssey” .
5. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Reconnaissance Orbiter” .
6. ↑ Shirley DL, McCleese DJ Mars Exploration Program Strategy: 1995-2020  (ing.) (pdf). Institutul American de Aeronautică și Astronautică (1996). Consultat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 11 mai 2013.
7. ↑ Eberhart J. NASA setează senzori pentru 1990 Return to Mars  //  Science News : Journal. - Society for Science & the Public, 1986. - 24 mai ( vol. 129 , nr. 21 ). — P. 330 . - doi : 10.2307/3970693 .
8. ↑ Compania Waldrop MM se oferă să cumpere NASA o rachetă  // Science  : Journal  . - Asociația Americană pentru Avansarea Științei , 1987. - 27 martie ( nr. 235 ). - P. 1568 . - doi : 10.1126/science.235.4796.1568 .
9. ↑ 1 2 material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Observer” .
10. ↑ 1 2 3 4 5 Pavlyuk V. Stația interplanetară „Mars Observer”  // Cosmonautics news  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 16 . (Rusă)
11. ↑ 1 2 3 RCA Astro-Electronics. Mars Observer: Pachetul de date pentru evaluarea siguranței faza 0  (ing.) (pdf)  (link nu este disponibil) . NASA (17 noiembrie 1987). Consultat la 22 februarie 2018. Arhivat din original pe 22 februarie 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 Kit de presă Mars Observer . Comunicat de presă  (în engleză)  (link inaccesibil) . NASA (septembrie 1992) . Consultat la 22 februarie 2018. Arhivat din original pe 25 februarie 2004.
13. ↑ 12 French , 1993 .
14. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Observer Camera (MOC)” .
15. ↑ Caplinger M. Automatic Commanding of the Mars Observer Camera  (în engleză)  (link nu este disponibil) . Istoria științei . Malin Space Science Systems . Consultat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 19 septembrie 2015.
16. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Gamma Ray Spectrometer (GRS)” .
17. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Spectrometru de emisie termică (TES)” .
18. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)” .
19. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Pressure Modulator Infrared Radiometer (PMIRR)” .
20. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Magnetometru și reflectometru electronic (MAG/ER)” .
21. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Radio Science (RS)” .
22. ↑ material din  domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Balloon Relay (MBR)” .
23. ↑ Participarea la proiectul internațional de studiere a planetei Marte  // Cosmonautics News  : revistă. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 11 . (Rusă)
24. ↑ 1 2 Wilford JN US lansează o navă spațială într-o  călătorie pe Marte . The New York Times (26 septembrie 1992). Preluat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 9 august 2012.
25. ↑ 1 2 Wilford JN NASA pierde comunicarea cu Mars Observer  . The New York Times (23 august 1993). Consultat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 5 iulie 2012.
26. ↑ Lisov I., Karpenko S. Soarta AMS „Mars Observer” rămâne necunoscută  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 16 . (Rusă)
27. ↑ „Martin-Marietta” investighează cauzele accidentului navei sale spațiale  // Cosmonautics News  : revista. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 18 . (Rusă)
28. ↑ Lisov I. Starea stațiilor automate interplanetare (recenzie)  // Cosmonautics news  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 22 . (Rusă)
29. ↑ 1 2 3 HQ94-1 Mars Observer Raport  lansat . NASA (5 ianuarie 1994). Consultat la 27 februarie 2018. Arhivat din original la 5 iulie 2012.
30. ↑ 1 2 Despre cauzele morții Mars Observer AMS  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1994. - Nr. 1 . (Rusă)
31. ↑ Lisov I., Karpenko S. Nu există „Sfinx” pe Marte  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1998. - Nr. 4 . (Rusă)
32. ↑ Hoagland R.K., Bara M. „Mars Observer” // Dark Mission: The Secret History of NASA = Dark Mission. Istoria secretă a NASA / per. din engleza. E. A. Adamovici. - M . : Eksmo , Cuvântul nostru, 2008. - 576 p. — (Arhiva „Secret Research”). — 11.000 de exemplare.  — ISBN 9785699388516 .

Literatură

• French BM Întoarcere pe planeta roșie: misiunea Mars Observer. - NASA , JPL, Caltech , 1993. - 59 p.
• Albi A. L. „Mars Observer”: întoarcerea pe Planeta Roșie  // Pământul și Universul  : Jurnal / trad. din engleza. A. Yu. Ostapenko. - 1993. - Nr 4 . (Rusă)

Link -uri

•  material din domeniul public din documentul Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu „Mars Observer” .
• Pokrovsky V. Observer nu a luat legătura: cât a plătit NASA pentru eșecul marțian . Istoria științei . Indicator (21 august 2017). Preluat: 27 februarie 2018. (Rusă)