Phobos-Grunt | |
---|---|
Model AMC Phobos-Grunt | |
Kunde | IKI RAS , NPO dem. Lavochkin |
Fabrikant | NPO dem. Lavochkin |
Opgaver | undersøgelse af Phobos , levering af jordprøver til Jorden |
Satellit | Mars |
affyringsrampe | Baikonur , SK 11P877-CM LV Zenit . Pl. nr. 45. PU nr. 1 |
løfteraket | Zenit-3SLBF [1] |
lancering | 9. november 2011 |
Går ind i kredsløb | 29. september 2012 (fandt ikke sted) |
Flyvevarighed | 2 måneder 6 dage |
Deorbit | 15. januar 2012 |
COSPAR ID | 2011-065A |
SCN | 37872 |
Pris | omkring 5 milliarder rubler |
specifikationer | |
Platform | "Navigator" |
Vægt |
13.200 kg (lanceringsvægt) [2] 50 kg (videnskabelig hardwarevægt) |
Strømforsyninger | Solpaneler |
Orientering | triaksial |
Levetid for aktivt liv | 3 år |
Orbitale elementer | |
Humør | 1.093° (omkring Mars) |
Omløbsperiode | 7 timer 39,2 minutter |
Lander på et himmellegeme | februar 2013 (til Phobos) (planlagt) |
Landingskoordinater |
5° S …5° N , 230°…235° V |
Start fra et himmellegeme | februar 2013 (planlagt) |
Vend tilbage til Jorden | august 2014 (planlagt) |
phobos.cosmos.ru | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
"Phobos-Grunt" - Russisk automatisk interplanetarisk station (AMS), var beregnet til at levere jordprøver fra Mars -satellitten , Phobos , til Jorden , bestemme de fysisk-kemiske egenskaber ved Phobos jord, studere oprindelsen af Mars-satellitter , processerne for vekselvirkning af dens atmosfære og overflade, vekselvirkningen mellem små kroppe i solsystemet med solvinden . [2] Sammen med AMS "Phobos-Grunt" skulle fremdriftssystemet levere den kinesiske mikrosatellit " Inho-1 " ind i kredsløbet om Mars.
AMS blev opsendt den 9. november 2011 , men som følge af en nødsituation, da flymodulets hovedfremdrivningssystem ikke fungerede, kunne den interplanetariske station ikke forlade jordens nærhed og forblive i lav kredsløb om Jorden . Den 15. januar 2012 brændte AMS ned i de tætte lag af jordens atmosfære [3] .
Efter den mislykkede opsendelse af Mars-96 AMS formulerede Det Russiske Videnskabsakademi nye forslag til yderligere udforskning af det dybe rum - Luna-Glob- projekterne (undersøgelse af månen); " Mars-Aster " ( rover ) og "Phobos-Grunt". Af disse blev Phobos-Grunt anerkendt som den mest passende til indenlandsk kosmonautiks muligheder og samtidig ret innovativ, som i 1998 blev godkendt som det vigtigste interplanetariske projekt for den nærmeste fremtid. Til ekspeditionen til Phobos var det planlagt at udvikle et mellemstort rumfartøj, der kunne sættes i kredsløb ved hjælp af Soyuz løfteraket . Da den krævede masse under alle omstændigheder oversteg transportørens kapacitet, skulle yderligere acceleration til Mars og andre transportoperationer udføres ved hjælp af økonomiske lavtryks elektriske fremdrivningsmotorer (EPR). Lanceringen af "Phobos-Grunt" var planlagt til 2004, tilbagevenden - for 2008.
På grund af økonomiske forhold blev projektet fuldstændig revideret i 2004. Først og fremmest blev det besluttet at lave et rumfartøj baseret på den lettere ikke-tryksatte Navigator-platform udviklet af NPO Lavochkin , som gjorde det muligt helt at opgive EJE , i høj grad forenklede ekspeditionsordningen og reducerede dens tid. Den egentlige implementering af projektet begyndte i 2005. I 2006 blev prototypen af hovedkomponenterne og instrumenterne i AMS "Phobos-Grunt" afsluttet, og de første vibrationstest af det komplette rumfartøj blev udført. Produktionen af en serie på yderligere ti teknologiske modeller begyndte i 2007.
Lanceringen var oprindeligt planlagt til oktober 2009 [ 4] og blev derefter forsinket til november 2011 . Ifølge lederen af Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences Lev Zelyony er dette ikke relateret til finansiering, men er nødvendigt for yderligere test på grund af underudviklingen af stationen. [5] Ifølge Roskosmos er denne beslutning baseret på behovet for at sikre maksimal pålidelighed af operationer for at opfylde missionens hovedopgave - prøveudtagning og levering af jord fra overfladen af Phobos - og minimere alle mulige risici. [6] Ifølge uofficielle data er det rapporteret, at Phobos-Grunt flyvekontrolsystemet muligvis ikke kan modstå en lang mission, og det blev også besluttet at installere tre manipulatorer på én gang: den første produceret af NPO, til blød jord, den anden produceret af IKI RAS, til bløde-hårde klipper, og endelig den tredje, polske "CHOMIK" til hårde og stenede klipper. Disse manipulatorer giver dig mulighed for at tage enhver prøve, fra sten og klippestykker til støv.
Stedet for landing af den russiske automatiske station på Mars-satellitten hjalp med at vælge enheden fra European Space Agency (ESA) " Mars-express ".
På basis af Phobos-Grunt var det planlagt at skabe en række AMS: Luna-Glob , Venera-D , Mars-NET , Apophis-P, Apophis-Grunt. Som en fortsættelse af Biorisk- programmet var det også planlagt at sende mikroorganismer til Mars med deres efterfølgende tilbagevenden til Jorden. [7]
Den automatiske interplanetariske station opsendes fra Baikonur Cosmodrome ind i en elliptisk bane tæt på den beregnede, med en perigeum på 207 km, apogeum på 347 km og en hældning på 51,4°. Efter 2,5 timers flyvning (1,7 kredsløb) skulle den overføre AMS til en elliptisk bane på 250 × 4150 ... 4170 km, med en omløbsperiode på 2,2 timer. Efter yderligere 2,3 timer forventedes AMS at gå ind i Jord-Mars interplanetariske bane.
På trods af erklæringen fra Roskosmos om behovet for at sikre maksimal pålidelighed i udførelsen af missionens hovedopgave, [6] spørgsmålet om modtagelse af telemetriinformation i realtid om aktiveringen af hovedfremdrivningssystemet under opsendelsen af en automatisk interplanetarisk station på en afgangsbane til Mars var ikke konstruktivt løst . Begge affyringer af fremdriftssystemet var planlagt over Sydamerika , ude af syne af russiske jordmålepunkter. [8] [9]
Da AMS nåede Mars, skulle AMS gå ind i en elliptisk bane med et apocenter på ~ 80 tusinde km, hvorefter overførselsmodulet blev overført til en lav bane for observation og fjernmåling af Mars i flere måneder. [10] PM placeres derefter i en kvasi-synkron bane omkring Phobos og, efter at have valgt et passende landingssted, udløser den en decelerationsimpuls og lander på overfladen af Phobos. I flere dage studeres landingsstedets omgivelser, prøver udtages, og de sættes i kapslen på returkøretøjet. Derefter starter VA fra Phobos og venter på affyringsvinduet i kredsløb nær Mars. Flyvemodulet ("RK PM") forbliver på overfladen og fortsætter med at studere Phobos. Flyvningen af returkøretøjet ("RK VA") til Jorden tager omkring et år. Ved tilbagekomsten til Jorden udfører nedstigningskøretøjet, der bærer prøvekapslen, aerobremsning i Jordens atmosfære og en faldskærmsfri landing på Sary-Shagan-teststedet i Kasakhstan .
Stadier af ekspeditionenEkspeditionens samlede varighed er 3 år. Massen af den leverede jord er 100-200 gram.
Rumfartøjet med en affyringsvægt på ~13.200 kg [2] består af et hovedfremdrivningssystem (herefter benævnt MPU), [12] [13] der giver adgang til flyvebanen til Mars og deceleration i kredsløb om Mars, en flyvning modul med en tørvægt på 590 kg [14] og returkøretøj med en vægt på 215 kg. [6] Det centrale element, eller rammen, af apparatet er den ottekantede prismatiske struktur af flyvemodulet. Service- og videnskabeligt udstyr ombord er placeret på kanterne af prismet. Komplekset er drevet af to solpaneler knyttet til flyvescenen .
Bulk oversigt over AMSSamlet masse af AMC : 13505 kg [15]
Liste over videnskabeligt udstyr: [12]
Geofysiske instrumenter |
---|
Gaskromatografkompleks ( IKI , GEOKHI ,,,, ) _ |
Gammaspektrometer ( GEOKHI ) |
Neutronspektrometer ( IKI , ESA ) |
Mössbauer spektrometer ( IKI ) |
Laser time-of-flight massespektrometer ( IKI , ) |
Sekundært ion massespektrometer ( IKI ) |
Gammaspektrometer ( IKI ) |
Echelle spektrometer ( IKI ) |
Lyulin-Phobos spektrometer ( , IBMP , ) [16] |
Gravimeter ( IKI , GEOHI ) |
Seismometer ( IKI , IPE , GEOKHI ) |
Termisk detektor ( GEOKHI , IPM ) |
Langbølget planetarisk radar ( IRE RAS ) |
Kosmisk støvdetektor ( GEOKHI ) |
Plasma støvenheder |
Plasmakompleks ( IKI , , , , ) |
Kosmisk støvdetektor ( GEOKHI ) |
Himmelske mekaniske enheder |
Ultrastabil oscillator ( IKI ) |
Solpositionsdetektor ( IKI , LITMO, INFRATRON) |
Serviceenheder KPA |
KPA Information Support System ( IKI ) |
Jordindtagskompleks ( NPO opkaldt efter Lavochkin , IKI , NPOL, ) |
HD- kameraer |
Astrobiologiske forsøg |
Eksperiment LIFE - interplanetarisk flugt af levende organismer ( Roskosmos , NPO opkaldt efter Lavochkin , Planetary Society ) |
Samlet masse af videnskabeligt udstyr: 50 kg.
Omkostningerne ved Phobos-Grunt-projektet er omkring 5 milliarder rubler [17] . Omkostningerne til selve rumfartøjet beløb sig til 1 milliard 200 millioner rubler [18] .
AMC "Phobos-Grunt" var forsikret for de fulde omkostninger i forsikringsselskabet "Russian Insurance Center" [19] , forsikringssummen var 1 milliard 200 millioner rubler [18] .
Efter den forventede første tænding af AMS'ens fremdriftssystem var det i lang tid ikke muligt at etablere kommunikation med den interplanetariske station. Som et resultat af eftersøgningen kunne placeringen af AMS fastslås af russiske missilangrebsvarslingssystemer med bekræftelse fra det nordamerikanske NORAD -system . Det blev fastslået, at den regelmæssige tænding af MDU ikke fandt sted.
Tilsyneladende skiftede styresystemet ikke fra Solen til stjernesensorer.
— Vladimir Popovkin, chef for den russiske rumfartsorganisation i 2011-2013
Vi prøver at hoppe over hovedet på os. Dette projekt og den måde, det blev implementeret på, giver desværre ikke en 100% chance for succes. Hvis du har hørt eller læst Popovkins tale i statsdumaen den 7. oktober, sagde han ærligt, at apparatet lanceres uafprøvet, ufærdigt. Faktisk tog vi en risiko. [42]
- Igor Lisov, klummeskribent for det russiske magasin "Cosmonautics News"
Phobos-Grunt-rumfartøjets nyhed under hensyntagen til det faktum, at vi ikke har gjort noget i tyve år, endda over 90 procent. Og vi forstår, at dette er en risiko, men vi forstår også noget andet: Hvis vi ikke lancerer det i år, så vil det være nytteløst at lancere denne enhed i 2013, og hvis vi begynder at fremstille en ny, så går vi til 2016 og frem. Hvorfor er der kommentarer? Vi gennemførte en række nye test af dette apparat. Vi har noget lager af reservedele, nogle dele blev lavet i to eller tre eksemplarer. Og ved hjælp af disse programmer vælger vi bare, hvad der skal ændres på jorden. Jeg siger igen, det er en meget risikabel forretning, men som en ingeniør, der har arbejdet hele sit liv på dette område, vil jeg sige, at dette er en berettiget risiko, vi forstår, hvad vi gør. På en anden måde er det desværre umuligt, det er en kompliceret teknik.
— Vladimir Popovkin (møde i Den Russiske Føderations statsduma den 7. oktober 2011, udskrift).Ifølge amerikanske specialisters beregninger forventedes faldet af Phobos-Grunt AMS i de tætte lag af atmosfæren 60 dage efter opsendelsen. [43] Ifølge den amerikanske strategiske kommando forventedes faldet af anden fase af Zenit-raketten til Jorden den 26. november. [44] Den 14. november sagde lederen af Roscosmos, Vladimir Popovkin, som besvarede journalisters spørgsmål om, hvornår det ville være muligt at sige med sikkerhed om "apparatets død", at "det vil være muligt at tale om dette i begyndelsen af december, når vinduet lukker", og "forudsigelse af slutningen af Phobos' levetid kan begynde, når nedbrydningen af kredsløbet når 180 km." [45]
Den 15. november 2011 rapporterede nogle kilder beviser for driften af motorerne på den interplanetariske station. Dette blev bekræftet af parametrene for ændringen i stationens bane - kredsløbets perigeum stiger, og apogeum falder. [46]
Ifølge data offentliggjort af den amerikanske strategiske kommando den 15. november 2011 var højden af AMS'ens perigeum 209,2 kilometer, mens den efter opsendelsen den 9. november var 206,6 kilometer. Samtidig faldt højden af det fjerneste punkt i kredsløbet - apogeum - fra 342 til 331,8 kilometer. Fejlene i de offentliggjorte data er ukendte.
ReferencekredsløbskommunikationEn publikation i to bind om AMS "Phobos-Grunt" indeholder følgende beskrivelse af organisationen af kommunikationen med rumfartøjet i referencekredsløbet (fragment): [47]
2-7 Organisering af rumfartøjskontrol
De vigtigste opgaver for at sikre rumfartøjskontrol
Stadium af indsættelse i en interplanetarisk bane
Et træk ved tilrettelæggelsen af interaktion med et rumfartøj i den nære Jord-region er den praktiske umulighed af at give tovejskommunikation med et rumfartøj, primært i referencekredsløbet. Det betyder, at den første aktive fase af Phobos-Grunt-flyvningen, som sikrer overgangen fra referencen til den mellemliggende bane, udføres automatisk. For korrekt udførelse af den første korrigerende impuls skal følgende betingelser være opfyldt:
For at implementere den anden betingelse, allerede på Phobos-Grunt-rumfartøjet, bruges et ikke-flygtigt ur om bord, drevet af en separat strømkilde, som tæller UHF-tiden og -datoen med den nødvendige nøjagtighed.
Flyvekontrol af Phobos-Grunt-rumfartøjet begynder, efter at BVK af flyvemodulet er tændt af kammerets kontakter, og onboard computerkomplekset (BVK) udfører startoperationerne for at forberede de indbyggede systemer. Opstart af operationer om bord tager 30…60 sek. Derefter tændes RPT111-enheden, hvorigennem telemetrisk information om rumfartøjets tilstand sendes til Jorden. Med begyndelsen af at modtage denne information, kontrollerer flyvekontrolcentret flyvningen af Phobos-Grunt rumfartøjet.
I flyvesegmentet langs referencekredsløbet i synlighedszonen af russiske jordstationer udføres envejskontrol over rumfartøjets flyvning via TMI -kanalen gennem RPT111-senderen, og banemålinger udføres ved hjælp af 38G6-enheden.
Efter overgangen til en mellemliggende bane øges sigtbarhedszonerne, rumfartøjets vinkelhastighed i forhold til jordstationer falder, og det bliver muligt at organisere tovejskommunikation med rumfartøjet gennem det indbyggede radiokompleks (BRK) i flyvemodulet (OM EFTERMIDDAGEN).
- En publikation i to bind om AMS "Phobos-Grunt" (fragment). (utilgængeligt link) . Hentet 11. november 2011. Arkiveret fra originalen 12. november 2011.Den 15. januar 2012, mellem 21:40 og 22:10 Moskva-tid , på den 1097. registrerede bane, mens den faldt ned i tætte lag af atmosfæren , ophørte Phobos-Grunt AMS med at eksistere på grund af aerodynamisk overophedning, mekanisk ødelæggelse og forbrænding. Formodentlig kunne nogle uforbrændte AMS-fragmenter lavet af ildfaste materialer med en samlet masse på omkring 200 kg nå jordens overflade og falde i Stillehavet omkring kl. 21:46 Moskva-tid, [ 48] omkring 1000 km vest for den chilenske ø Wellington . [49] [50] Samtidig udbrændte de giftige komponenter i brændstoffet ( nitrogentetroxid og asymmetrisk dimethylhydrazin ) i rumfartøjet i de tætte lag af Jordens atmosfære i en højde af omkring 100 kilometer [51] - AMS-brændstof tanke er lavet af aluminiumslegering med et ret lavt smeltepunkt.
Faktumet om afslutningen af eksistensen af AMS blev fastslået ved dets fravær i den beregnede bane (i henhold til data fra midlerne til at kontrollere det ydre rum) i mangel af midler til visuel og anden kontrol i faldets område af AMS.
Et af emnerne for undersøgelsen for den interdepartementale kommission vedrørende den mulige skade på AMS kort efter dens opsendelse i referencekredsløbet var effekten af stråling fra den kraftige amerikanske radar fra Reagan-teststedet på Kwajalein-atollen , som muligvis sporede asteroiden. 2005 YU 55 . Den 9. januar 2012 sagde lederen af Roscosmos , Vladimir Popovkin , at han ikke udelukkede, at nylige rumfartøjsulykker kunne være resultatet af ekstern (muligvis bevidst) påvirkning. [52]
I denne forbindelse rapporterede den velkendte observatør af jordnære satellitter Ted Molchan fra Canada, at selvom nogen af radarerne på Kwajalein Atoll var involveret i at spore asteroiden, ifølge US Strategic Command og ifølge beregninger ved hjælp af JPL HORIZONS online ephemeris beregningssystem, var asteroiden under den lokale horisont for Kwajalein Atoll i hele perioden mellem opsendelsen af AMS og det første mislykkede forsøg på at hæve højdepunktet af dens bane. [53]
Ifølge avisen Kommersant , der citerer en kilde i raket- og rumindustrien, var specialister under den tredje bane af AMS rundt om Jorden ikke i stand til at få oplysninger om korrektionen af kredsløbet af det marcherende fremdriftssystem. Samtidig mislykkedes et af de første forsøg på at få telemetrisk information: elektronikken reagerede på signaler fra Jorden med funktionsfejl. BVK handlede ikke længere i henhold til den planlagte flyvesekvens. Efter en automatisk samtidig genstart kunne den indbyggede computer ikke implementere en enkelt manøvre for at sætte enheden i en startbane - fremdriftssystemet fungerede ikke, og dets brændstoftanke adskilte ikke. Stationen reagerede ikke på efterfølgende kommandoer fra Jorden. [54]
Den 31. januar 2012, på et industrimøde i Voronezh Design Bureau of Khimavtomatika, ledet af vicepremierminister Dmitry Rogozin , blev der også lavet en rapport af lederen af Roscosmos Vladimir Popovkin om årsagerne til tabet af den interplanetariske station. som om visionen for udviklingen af rumindustrien frem til 2030. [54]
Officiel versionI løbet af rapporten var den officielle årsag til Phobos-Grunt stationsulykken genstarten af to sæt af computerkomplekset ombord på grund af virkningerne af kosmisk stråling - tungt ladede partikler i det ydre rum - på grund af undervurderingen af det ydre rum. rumfaktor af udviklerne og skaberne af den interplanetariske station. [55] Ifølge lederen af Roscosmos blev Lavochkin NPO-medarbejderne, der var ansvarlige for fejlberegningen, bragt til administrativt ansvar. [55]
Ifølge Roscosmos pressetjeneste, offentliggjort på Roscosmos-webstedet den 3. februar 2012, indeholder et fragment (grundlæggende bestemmelser) af konklusionen fra den interdepartementale kommission om analyse af årsagerne til nødsituationen følgende konklusioner: [56]
I denne henseende er den umiddelbare årsag til genstarten af begge halvsæt af TsVM22-computeren driften af watchdog-timeren i dens sammensætning, sandsynligvis forbundet med forvrængning af programkoden, når tunge ladede partikler virker på cellerne i RAM . [56]
Uofficiel versionIfølge avisen Kommersant af 31. januar 2012 blev de versioner, som Kommissionen overvejede af enhver ekstern indflydelse på stationen, ikke bekræftet. Samtidig er hovedårsagen i den interdepartementale kommissions konklusioner en softwarefejl , der forårsagede en samtidig genstart af to arbejdskanaler i det indbyggede computerkompleks på grund af en fejl i programmeringen af BVK [57] .
En af analyserne viser, at årsagen til den unormale situation kunne være en 1 times desynkronisering mellem den indbyggede tid indstillet på stationens ikke-flygtige ur ( MSK - UTC +4 i 2011) og dekretet Moskva-tid (UTC - UTC + 3) ), hvorefter en del af flyvecyklogrammet [58] .
Kære kollegaer!
Vi har brug for din støtte til Phobos-Grunt-projektet, fordi:
To opsendelser af Phobos-Grunt-fremdrivningssystemet er planlagt til at overføre rumfartøjet til en interplanetarisk bane til Mars. Men desværre i begge tilfælde er rumfartøjsmotorens funktion usynlig for russiske jordmålepunkter. Det er planlagt at registrere data om bord om driften af systemet under starten af fremdriftssystemet og, når man når synlighedszonen for jordbaserede målepunkter i Rusland, overføre disse data til jorden. Dette er dog ikke en så bekvem tilgang, især i tilfælde af en vis afvigelse fra den nominelle tilstand, herunder fejl. Derfor er der en idé at observere driften af fremdriftssystemet ved hjælp af optiske instrumenter, det vil sige teleskoper, under hensyntagen til rumfartøjets position i skyggedelen af kredsløbet under driften af fremdriftssystemet, såvel som jetstrømmens lysstyrke (raketbrændstof er asymmetrisk hydrazin og nitrogentetroxid forbrugt ved hastighed 6 kg/s). En sådan tilgang, med en tilstrækkelig hurtig transmission af resultaterne af observationer, kan gøre det muligt at bekræfte selve kendsgerningen af driften af fremdriftssystemet og give en mere pålidelig prognose for rumfartøjets position, når den går ind i russisk synlighedszone. jordbaserede målepunkter.
Mange tak for dit samarbejde!
Originaltekst (engelsk)[ Visskjule] Kære kollegaer!Vi har brug for din støtte i projektet "Phobos-Soil", fordi:
To tændinger af Phobos-Grunt-motorenheden er planlagt til at sætte rumfartøjer på en interplanetarisk mission til Mars. Men desværre i begge tilfælde er driften af rumfartøjsmotoren usynlig fra russiske jordstationer. Det er planlagt at registrere data om systemarbejde under motordrift om bord, og når man når synligheden af jordstationer i Rusland for at overføre disse data til jorden. Men det er ikke så behagelig tilgang, især i tilfælde af en vis afvigelse fra det nominelle scenarie, herunder fiasko. Så der er ideen til at observere motordriften ved hjælp af optiske instrumenter, dvs. teleskoper, under hensyntagen til rumfartøjets position i formørkelsesdelen af kredsløbet under motorbrænding og lysstyrken af motorfanen (motorens drivmiddel er ikke-symmetrisk hydrazin og nitrogentetroxid, forbrugt med hastigheden på 6 kilo i sekundet). En sådan tilgang med hurtig nok levering af resultaterne af observationer kan gøre det muligt at bekræfte selve kendsgerningen af motorens drift og at nå mere pålidelig prognose for rumfartøjets position, når sigtbarheden fra russiske jordstationer vil blive nået.
Mange tak for dit samarbejde! - "Phobos-Grunt" på hjemmesiden for IKI RAS (eng.) ![]() |
---|
Udforskning af Mars med rumfartøj | |
---|---|
Flyvende | |
Orbital | |
Landing | |
rovere | |
Marshalls | |
Planlagt |
|
Foreslået |
|
Mislykket | |
Annulleret |
|
se også | |
Aktive rumfartøjer er fremhævet med fed skrift |
|
|
---|---|
| |
Køretøjer opsendt af en raket er adskilt af et komma ( , ), opsendelser er adskilt af et interpunct ( · ). Bemandede flyvninger er fremhævet med fed skrift. Mislykkede lanceringer er markeret med kursiv. |