Mars Observer

Mars Observer ( eng.  Mars Observer , bogstaveligt talt på russisk. Observer of Mars ) - en automatisk interplanetarisk station (AMS), som ifølge NASA -programmet af samme navn skulle observere Mars fra en kunstig satellits kredsløb planeten (ISM) fra september 1993 til oktober 1995 år [note 1] [1] . Den 21. august 1993, et par dage før ISM gik i kredsløb, gik kommunikationen med stationen tabt, og forsøg på at genoprette kommunikationen med den var mislykkede.

Selvom ingen af ​​de hovedmål, der var sat for Mars Observer, blev nået, indsamlede de data om fasen af ​​den interplanetariske flyvning, nyttige til efterfølgende missioner til Mars. Analoger af instrumenter og udstyr udviklet til Mars Observer blev brugt til Mars Global Surveyor AMS under 1996-programmet (et af de mest succesrige NASA -projekter til undersøgelse af Mars ) [2] , Mars Climate Orbiter 1998 [3] , Mars Odyssey fra 2001 [4] og Mars Reconnaissance Satellite opsendt i 2005 [5] .

Som et resultat af den fiasko, der ramte Mars Observer, udviklede NASA et nyt officielt program til undersøgelse og udforskning af Mars, hvis formål var at bestemme placeringen af ​​vandet og forberede bemandede flyvninger til det [6]

Oprettelseshistorie

I 1984 foreslog Solar System Exploration Committee muligheden for at opsende en orbiter for at udforske Mars. Foreløbige mål var at studere planetens magnetfelt, opnå billeder i høj opløsning af overfladens mineralogiske sammensætning og udvide informationen opnået af vikingeprogrammet [7] . Mars Observer var oprindeligt planlagt til at blive opsendt i 1990 ved hjælp af rumfærgen . Den 12. marts 1987, efter Challenger-katastrofen , blev opsendelsen udsat til 1992 [8] . Sammen med overførslen blev der også opdaget et overforbrug af det oprindelige budget, de samlede omkostninger ved programmet er anslået til $ 813 millioner [9] (mod den oprindelige halv milliard [1] ).

Udviklingen af ​​Mars Observer blev udført i fællesskab af designteamet fra Jet Propulsion Laboratory (JPL) og Martin-Marietta- virksomheden, hvis afdeling Astro Space ( eng.  Astro Space ) efterfølgende var engageret i fremstillingen af ​​AMS. I "Mars Observer", for at øge pålideligheden og spare penge, blev de tekniske løsninger brugt i moderne meteorologiske satellitter først anvendt : et hængslet montering af et solbatteri , et elektromekanisk orienteringssystem, en fast installation af optisk udstyr på kroppen [ 10] .

Bygning

Huset (såvel som det termiske kontrolsystem) til Mars Observer AMS blev lånt fra Satkom -K kunstig jordsatellit (AES) og havde form som et parallelepipedum (størrelse 2,2 x 1,6 x 1,1 meter ). Solpanelerne var 7 × 3,7 m store, effekten (ved Mars) af hvert af de seks batterier var omkring 1147 watt . I den periode, hvor rumfartøjet skulle være i skygge, blev der leveret to nikkel-cadmium-batterier med en kapacitet på 42 Ah hver [10] [11] [12] [13] .

Mars Observer havde et tre-akset holdningskontrolsystem , understøttet af fire svinghjul og 24 motorer , og for første gang på den amerikanske AMS (efter den sovjetiske Phobos ) blev der brugt to separate fremdriftssystemer. Den første, designet til at opsende en kunstig Mars-satellit (IMS) i kredsløb og danne et arbejdskredsløb, bestod af fire hovedmotorer (to hovedmotorer og to standby; tryk på hver 50 kg) og fire manøvreringsmotorer (med en trykkraft på 2,27 kg), arbejdede på nitrogentetroxid og monomethylhydrazin . Den anden installation, designet til operationer i arbejdskredsløbet (præcis orientering og aflæsning af svinghjul), bestod af otte motorer med en trykkraft på 0,45 kg og otte på 0,09 kg, arbejdede på nedbrydningsprodukterne af hydrazin [9] [10] [ 11] [12] .

Til telekommunikation havde AMS en to-akset antenne på en 1,5 meter kardan og en parabolsk stråle monteret på en 6 meter bom til kommunikation med deep space network (DSN) via X-band . Under højhastighedsflyvning var denne antenne i en foldet tilstand, så et system af mindre antenner (6 lav og 1 medium forstærkning) blev tilvejebragt. Den maksimale gennemstrømning af dataoverførsel i DSN var 10,66 kilobyte pr. sekund , og kommandoer pr. station - 62,5 bytes pr. sekund [10] [11] [12] .

Datasystemet "Mars Observer" blev skabt på basis af et konverteret system, der blev brugt på satellitterne TIROS og DMSP . Det semi-autonome system var i stand til at lagre op til 2.000 kommandoer i en 64 KB RAM og udføre dem med en maksimal hastighed på 12,5 kommandoer i sekundet; hold kunne også sikre autonom drift af AMS i op til 60 dage. For at optage data blev redundante digitale båndoptagere ( eng.  Digital Tape Recorder eller DTR ) inkluderet i systemet , som hver kunne lagre 187,5 MB til senere afspilning i DSN [12] [13] .

Udstyr og enheder

Til Mars Observer blev der designet og skabt adskillige specielle videnskabelige instrumenter, takket være hvilke stationen skulle udføre de opgaver, den blev tildelt for at studere Mars overflade, klima, atmosfære og magnetfelt [10] .

Mission fremskridt og lancering

Opsendelsen af ​​Mars Observer var planlagt til den 16. september 1992, men under en planlagt inspektion den 25. august blev der opdaget alvorlig forurening med metalspåner og andet affald, hvilket resulterede i, at opsendelsen blev forsinket med næsten en måned [1] (da AMS allerede var installeret på løfteraket, anses en af ​​de påståede årsager til, at Mars Observer blev returneret til hangaren, for at være dens beskyttelse mod orkanen Andrew , som begyndte den 24. august ) [24] . For at undgå 26 måneders forsinkelse på grund af Jordens og Mars indbyrdes position, skulle opsendelsen finde sted senest den 13. oktober [1] .

Opsendelsen fandt sted kl. 17:05 UTC den 25. september 1992 fra Launch Complex-40 ved Cape Canaveral Air Force Base . Løftefartøjet Commercial Titan III CT-4 satte AMS på en bane til Mars, inden for 11 måneder skulle Mars Observer overvinde omkring 724 millioner kilometer med en endelig (i forhold til Mars) hastighed på 5,28 kilometer i sekundet [24] .

Den 24. august 1993 skulle AMS begynde at bremse manøvrer og komme ind i kredsløbet om Mars, men om aftenen den 21. august gik kommunikationen med Mars Observer tabt [25] . Da kommunikationsfejl opstod gentagne gange under den 11 måneder lange flyvning, foretog kontrolgruppen ingen nødforanstaltninger i løbet af dagen. Man mente, at den stærkt retningsbestemte AMS-antenne havde mistet sin retning mod Jorden, men alle tre involverede DSN-langdistancestationer kunne ikke nå stationen. Specialister fra JPL og udviklerfirmaet har forsøgt at komme i kontakt med stationen i flere dage [26] .

I henhold til de planlagte handlinger skulle Mars Observer udføre operationer relateret til forsegling af tankene i stationens fremdriftssystem i henhold til programmet for forberedelse til bremsning og affyring af missiler (for at bremse og yderligere komme ind i AMS i Martian kredsløb). I overensstemmelse med det program, der blev udført, blev den indbyggede sender slukket (under driften af ​​trykpyroteknikken), og efter afslutningen måtte stationen uafhængigt vende tilbage til kommunikation [25] . Det er siden blevet foreslået, at fejlfunktionerne på Mars Observer lignede dem på Akatsuki i 2010, hvor problemet var en brændstofdamplækage på grund af en ventilfejl i en af ​​brændstofledningerne. På grund af den manglende kommunikation vides det ikke, om Mars Observer formåede at komme ind i kredsløbet om Mars, eller om den bevæger sig langs den heliocentriske

Årsager til ulykken

Den 4. september iværksatte Martin-Marietta en undersøgelse af årsagerne til døden af ​​rumfartøjer fremstillet af virksomheden (udover AMS eksploderede Titan-4-raketten den 2. august næsten umiddelbart efter opsendelsen, og efter den 21. august, en vejrlig satellit gik tabt) [27] . Kommissionen omfattede NASA-eksperter. En ulykke på grund af svigt af transmissionsudstyret fra stationen blev umiddelbart erkendt som usandsynlig, da stationen kunne arbejde uden kommunikation og gå i kredsløb i en autonom tilstand [28] .

Arbejdet blev afsluttet i januar 1994 (NASA Pressemeddelelse 94-1 dateret 4. januar 1994) [29] , ifølge rapporten var den mest sandsynlige årsag til ulykken en fejl i fremdriftssystemet forårsaget af utilsigtet blanding og reaktion af nitrogentetroxid (hvoraf nogle i løbet af en 11-måneders flyvning til Mars kunne lække gennem sikkerhedsventiler og akkumuleres i rørledninger) og monomethylhydrazin i titaniumrørledninger i tryksystemet under tryksætning af brændstoftanke med helium [30] . En sådan reaktion kan få rørledningerne til at briste og frigive helium og monomethylhydrazin fra dem, hvilket fik rumfartøjet til at rotere og kunne forårsage kritisk skade på elektriske kredsløb [29] .

Blandt andre mulige årsager til tabet af rumfartøjet indeholdt kommissionens rapport [29] [30] :

• fejl i strømforsyningssystemet (som følge af en kortslutning af den regulerede strømbus);
• overtryk og som følge heraf et brud på nitrogentetroxidtanken (på grund af en fejl i boostcontrolleren);
• udstødning af en standard NASA pyroteknisk initiator fra pyroventilen ind i monomethylhydrazintanken (eller ind i et andet rumfartøjssystem).

Konspirationsteori

Tilhængere af legenden om Mars-civilisationen (fotografier af Mars-sfinksen taget af Viking 1-rumfartøjet i 1976 ) beskyldte NASA for bevidst at deaktivere Mars Observer AMS for at forhindre Cydonia i at blive set [31] . Ifølge en anden version, på tidspunktet for den officielle erklæring om tabet af kommunikation med AMS, fungerede Mars Observer stadig, men projektet var fuldstændig lukket og klassificeret af JPL og NASA, hvis oplysningerne om Mars-sfinxen havde ikke blevet bekræftet, ville den "tabte" AMS selv "ved et uheld" komme i kontakt et par måneder senere (det antages, at data fra AMS om Kydonia ikke blev transmitteret gennem DSN'er, der er tilgængelige for mange, men af ​​en laserhøjdemåler (MOLA) signal til Hubble højhastighedsfotometer , som pludselig blev erklæret forældet og bragt til Jorden af ​​besætningen på STS-61 missionen ) [32] .

Noter

1. ↑ Observationen skulle vare mindst 1 helt Mars-år, svarende til 687 jorddage.

1. ↑ 1 2 3 4 Wilford JN Uheld forsinker mission til  Mars . The New York Times (28. august 1992). Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 9. august 2012.
2. ↑  public domain materiale fra National Aeronautics and Space Administration dokumentet "Mars Global Surveyor" .
3. ↑  materiale i offentligt domæne fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Climate Orbiter" .
4. ↑  public domain-materiale fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "2001 Mars Odyssey" .
5. ↑  materiale i offentligt domæne fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Reconnaissance Orbiter" .
6. ↑ Shirley DL, McCleese DJ Mars Exploration Program Strategy: 1995-2020  (eng.) (pdf). American Institute of Aeronautics and Astronautics (1996). Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 11. maj 2013.
7. ↑ Eberhart J. NASA indstiller sensorer til 1990 Return to Mars  //  Science News : Journal. - Society for Science & the Public, 1986. - 24. maj ( bd. 129 , nr. 21 ). — S. 330 . - doi : 10.2307/3970693 .
8. ↑ Waldrop MM Company tilbyder at købe NASA en raket  // Science  : Journal  . - American Association for the Advancement of Science , 1987. - 27. marts ( nr. 235 ). - S. 1568 . - doi : 10.1126/science.235.4796.1568 .
9. ↑ 1 2   materiale til offentlig ejendom fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer" .
10. ↑ 1 2 3 4 5 Pavlyuk V. Interplanetarisk station "Mars Observer"  // Kosmonautik nyheder  : tidsskrift. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 16 . (Russisk)
11. ↑ 1 2 3 RCA Astro-elektronik. Mars Observer: Fase 0 sikkerhedsgennemgang datapakke  (eng.) (pdf)  (link ikke tilgængeligt) . NASA (17. november 1987). Hentet 22. februar 2018. Arkiveret fra originalen 22. februar 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 Mars Observer Press Kit . Pressemeddelelse  (engelsk)  (utilgængeligt link) . NASA (september 1992) . Hentet 22. februar 2018. Arkiveret fra originalen 25. februar 2004.
13. ↑ 12 Fransk , 1993 .
14. ↑  public domain-materiale fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer Camera (MOC)" .
15. ↑ Caplinger M. Automatisk styring af Mars Observer Camera  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) . Videnskabshistorie . Malin Space Science Systems . Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 19. september 2015.
16. ↑  materiale i offentligt domæne fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Gamma Ray Spectrometer (GRS)" .
17. ↑  materiale i offentligt domæne fra National Aeronautics and Space Administrations dokument "Thermal Emission Spectrometer (TES)" .
18. ↑  materiale i offentligt domæne fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)" .
19. ↑  materiale til offentlig ejendom fra National Aeronautics and Space Administrations dokument "Pressure Modulator Infrared Radiometer (PMIRR)" .
20. ↑  materiale til offentlig ejendom fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Magnetometer and Electron Reflectometer (MAG/ER)" .
21. ↑  materiale til offentlig ejendom fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Radio Science (RS)" .
22. ↑  public domain-materiale fra National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Balloon Relay (MBR)" .
23. ↑ Deltagelse i det internationale projekt for at studere planeten Mars  // Cosmonautics News  : magazine. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 11 . (Russisk)
24. ↑ 1 2 Wilford JN US lancerer et rumfartøj på en Mars-  rejse . The New York Times (26. september 1992). Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 9. august 2012.
25. ↑ 1 2 Wilford JN NASA mister kommunikation med Mars Observer  . The New York Times (23. august 1993). Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 5. juli 2012.
26. ↑ Lisov I., Karpenko S. AMS "Mars Observer" skæbne forbliver ukendt  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 16 . (Russisk)
27. ↑ "Martin-Marietta" undersøger årsagerne til ulykken med sit rumfartøj  // Cosmonautics News  : magazine. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 18 . (Russisk)
28. ↑ Lisov I. Status for automatiske interplanetariske stationer (gennemgang)  // Kosmonautik nyheder  : tidsskrift. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr. 22 . (Russisk)
29. ↑ 1 2 3 HQ94-1 Mars Observer Report  udgivet . NASA (5. januar 1994). Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 5. juli 2012.
30. ↑ 1 2 Om årsagerne til Mars Observer AMS' død  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1994. - Nr. 1 . (Russisk)
31. ↑ Lisov I., Karpenko S. Der er ingen "Sphinx" på Mars  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1998. - Nr. 4 . (Russisk)
32. ↑ Hoagland R.K., Bara M. "Mars Observer" // Dark Mission: The Secret History of NASA = Dark Mission. The Secret History of NASA / pr. fra engelsk. E. A. Adamovich. - M . : Eksmo , Vores ord, 2008. - 576 s. — (Arkiv over "Hemmelig Forskning"). — 11.000 eksemplarer.  — ISBN 9785699388516 .

Litteratur

• Fransk BM Vend tilbage til den røde planet: Mars Observer-missionen. - NASA , JPL, Caltech , 1993. - 59 s.
• Albi A. L. "Mars Observer": tilbage til den røde planet  // Jorden og universet  : Journal / overs. fra engelsk. A. Yu. Ostapenko. - 1993. - Nr. 4 . (Russisk)

Links

•  public domain materiale fra National Aeronautics and Space Administration dokumentet "Mars Observer" .
• Pokrovsky V. Observer kom ikke i kontakt: hvor meget betalte NASA for Mars-fejlen . Videnskabshistorie . Indikator (21. august 2017). Hentet: 27. februar 2018. (Russisk)