Phobos-Grunt | |
---|---|
| |
Zákazník | IKI RAS , NPO je. Lavočkin |
Výrobce | NPO je. Lavočkin |
Úkoly | studium Phobosu , dodání vzorků půdy na Zemi |
Satelit | Mars |
panel | Bajkonur , SK 11P877-CM LV Zenith . Pl. č. 45. PU č. 1 |
nosná raketa | Zenit-3SLBF [1] |
zahájení | 9. listopadu 2011 |
Vstup na oběžnou dráhu | 29. září 2012 (neuskutečnilo se) |
Délka letu | 2 měsíce 6 dní |
Deorbit | 15. ledna 2012 |
ID COSPAR | 2011-065A |
SCN | 37872 |
Cena | asi 5 miliard rublů |
Specifikace | |
Plošina | "Navigátor" |
Hmotnost |
13 200 kg (počáteční hmotnost) [2] 50 kg (hmotnost vědeckého hardwaru) |
Zásoby energie | Solární panely |
Orientace | tříosý |
Životnost aktivního života | 3 roky |
Orbitální prvky | |
Nálada | 1,093° (kolem Marsu) |
Období oběhu | 7 hodin 39,2 minut |
Přistání na nebeském tělese | února 2013 (na Phobos) (plánováno) |
Přistávací souřadnice |
5° jižní šířky …5° severní šířky , 230°…235° západní délky |
Vzlet z nebeského tělesa | únor 2013 (plánováno) |
Vraťte se na Zemi | srpen 2014 (plánováno) |
phobos.cosmos.ru | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
"Phobos-Grunt" - ruská automatická meziplanetární stanice (AMS), byla určena k dodání vzorků půdy ze satelitu Marsu Phobos na Zemi , určení fyzikálně-chemických vlastností půdy na Phobosu, ke studiu původu satelitů Marsu , procesy interakce její atmosféry a povrchu, interakce malých těles sluneční soustavy se slunečním větrem . [2] Společně s AMS „Phobos-Grunt“ měl pohonný systém dopravit čínský mikrosatelit „ Inho-1 “ na oběžnou dráhu Marsu.
AMS byla vypuštěna 9. listopadu 2011 , avšak v důsledku mimořádné situace, kdy nefungoval hlavní pohonný systém letového modulu, nemohla meziplanetární stanice opustit okolí Země a zůstala na nízké oběžné dráze Země . 15. ledna 2012 shořel AMS v hustých vrstvách zemské atmosféry [3] .
Po neúspěšném startu Mars-96 AMS formulovala Ruská akademie věd nové návrhy na další průzkum hlubokého vesmíru - projekty Luna-Glob (studium Měsíce); " Mars-Aster " ( rover ) a "Phobos-Grunt". Z nich byl Phobos-Grunt uznán jako nejvíce adekvátní možnostem domácí kosmonautiky a zároveň docela inovativní, který byl v roce 1998 schválen jako hlavní meziplanetární projekt pro blízkou budoucnost. Pro expedici na Phobos bylo plánováno vyvinout středně velkou kosmickou loď, která by mohla být uvedena na oběžnou dráhu pomocí nosné rakety Sojuz . Vzhledem k tomu, že požadovaná hmotnost v každém případě překračovala možnosti nosiče, mělo být dodatečné zrychlení na Mars a další přepravní operace prováděny pomocí ekonomických nízkotahových elektrických pohonných motorů (EPR). Spuštění "Phobos-Grunt" bylo plánováno na rok 2004, návrat - na rok 2008.
Z finančních důvodů byl projekt v roce 2004 kompletně přepracován. Nejprve bylo rozhodnuto vyrobit kosmickou loď založenou na lehčí beztlakové platformě Navigator vyvinuté NPO Lavočkinem , což umožnilo zcela opustit EJE , značně zjednodušilo schéma expedice a zkrátilo její čas. Vlastní realizace projektu začala v roce 2005. V roce 2006 byl dokončen prototyp hlavních součástí a přístrojů AMS „Phobos-Grunt“ a byly provedeny první vibrační testy kompletní kosmické lodi. Výroba série dalších deseti technologických modelů začala v roce 2007.
Start byl původně naplánován na říjen 2009 [ 4] a poté byl odložen na listopad 2011 . Podle vedoucího Ústavu pro výzkum vesmíru Ruské akademie věd Lva Zelyonyho to nesouvisí s financováním, ale je nutné pro dodatečné testy kvůli nedostatečnému rozvoji stanice. [5] Podle Roskosmos je toto rozhodnutí založeno na potřebě zajistit maximální spolehlivost operací ke splnění hlavního úkolu mise – odběru vzorků a dodání půdy z povrchu Phobosu – a minimalizaci všech možných rizik. [6] Podle neoficiálních údajů se uvádí, že systém řízení letu Phobos-Grunt nemusí vydržet dlouhou misi a bylo také rozhodnuto nainstalovat tři manipulátory najednou: první z produkce NPO pro měkké půdy, druhý produkoval IKI RAS, pro měkké a tvrdé skály, a konečně třetí, polský „CHOMIK“ pro tvrdé a skalnaté skály. Tyto manipulátory vám umožní odebrat jakýkoli vzorek, od kamenů a kusů skály až po prach.
Místo pro přistání ruské automatické stanice na družici Mars pomohlo vybrat zařízení Evropské vesmírné agentury (ESA) „ Mars-express “.
Na základě Phobos-Grunt bylo plánováno vytvoření řady AMS: Luna-Glob , Venera-D , Mars-NET , Apophis-P, Apophis-Grunt. Také jako pokračování programu Biorisk bylo plánováno vyslání mikroorganismů na Mars s jejich následným návratem na Zemi. [7]
Automatická meziplanetární stanice je vypuštěna z kosmodromu Bajkonur na eliptickou dráhu blízkou vypočítané s perigeem 207 km, apogeem 347 km a sklonem 51,4°. Po 2,5 hodinách letu (1,7 oběžné otáčky) měla přenést AMS na eliptickou dráhu 250 × 4150 ... 4170 km s dobou oběhu 2,2 hodiny. Po dalších 2,3 hodinách se očekávalo, že AMS vstoupí na meziplanetární trajektorii Země-Mars.
Navzdory prohlášení Roskosmosu o nutnosti zajistit maximální spolehlivost při plnění hlavního úkolu mise, [6] problém příjmu telemetrických informací v reálném čase o aktivaci hlavního pohonného systému při startu automatické meziplanetární stanice na odletové dráze na Mars nebyla konstruktivně vyřešena . Oba odpaly pohonného systému byly plánovány nad Jižní Amerikou , mimo dohled ruských pozemních měřicích bodů. [8] [9]
Po dosažení Marsu měl AMS vstoupit na eliptickou dráhu s apocentrem ~ 80 tisíc km, načež byl přenosový modul přemístěn na nízkou oběžnou dráhu za účelem pozorování a dálkového průzkumu Marsu na několik měsíců. [10] PM je poté umístěn na kvazisynchronní dráhu kolem Phobosu a po výběru vhodného místa přistání uvolní zpomalovací impuls a přistane na povrchu Phobosu. Několik dní se zkoumá okolí místa přistání, odebírají se vzorky a ty se nakládají do kapsle návratového vozidla. Poté VA startuje z Phobosu a čeká na startovací okno na téměř marťanské oběžné dráze. Letový modul ("RK PM") zůstává na povrchu a pokračuje ve studiu Phobosu. Let návratového vozidla ("RK VA") k Zemi trvá zhruba rok. Po návratu na Zemi provádí sestupové vozidlo nesoucí vzorkovou kapsli aerobraking v zemské atmosféře a bezpadákové přistání na testovacím místě Sary-Shagan v Kazachstánu .
Etapy expediceCelková doba expedice jsou 3 roky. Hmotnost dodané zeminy je 100-200 gramů.
Kosmická loď o startovací hmotnosti ~13 200 kg [2] se skládá z hlavního pohonného systému (dále jen MPU), [12] [13] zajišťujícího přístup k trajektorii letu na Mars a zpomalení na oběžné dráze kolem Marsu, let modul o suché hmotnosti 590 kg [14] a návratové vozidlo o hmotnosti 215 kg. [6] Centrálním prvkem neboli rámem zařízení je osmiboká prizmatická struktura letového modulu. Na hranách hranolu je umístěno palubní obslužné a vědecké zařízení. Komplex je napájen dvěma solárními panely připojenými k letové plošině .
Hromadné shrnutí AMSCelková hmotnost AMC : 13505 kg [15]
Seznam vědeckého vybavení: [12]
Geofyzikální přístroje |
---|
Komplex plynového chromatografu ( IKI , GEOKHI , , , ) |
Gama spektrometr ( GEOKHI ) |
Neutronový spektrometr ( IKI , ESA ) |
Mössbauerův spektrometr ( IKI ) |
Laserový hmotnostní spektrometr doby letu ( IKI , ) |
Hmotnostní spektrometr sekundárních iontů ( IKI ) |
Gama spektrometr ( IKI ) |
Echelle spektrometr ( IKI ) |
Lyulin-Phobos spektrometr ( , IBMP , ) [16] |
Gravimetr ( IKI , GEOHI ) |
Seismometr ( IKI , IPE , GEOKHI ) |
Tepelný detektor ( GEOKHI , IPM ) |
Dlouhovlnný planetární radar ( IRE RAS ) |
Detektor kosmického prachu ( GEOKHI ) |
Zařízení na plazmový prach |
Plazmatický komplex ( IKI , , , , ) |
Detektor kosmického prachu ( GEOKHI ) |
Nebeská mechanická zařízení |
Ultrastabilní oscilátor ( IKI ) |
Detektor polohy slunce ( IKI , LITMO, INFRATRON) |
Servisní zařízení KPA |
Informační podpůrný systém KPA ( IKI ) |
Komplex příjmu půdy ( NPO pojmenovaný po Lavočkinovi , IKI , NPOL, ) |
HD kamery |
Astrobiologické pokusy |
Experiment LIFE - meziplanetární let živých organismů ( Roskosmos , NPO pojmenovaná po Lavočkinovi , Planetary Society ) |
Celková hmotnost vědeckého vybavení: 50 kg.
Náklady na projekt Phobos-Grunt jsou asi 5 miliard rublů [17] . Náklady na samotnou kosmickou loď činily 1 miliardu 200 milionů rublů [18] .
AMC „Phobos-Grunt“ byla pojištěna na plné náklady v pojišťovně „Russian Insurance Center“ [19] , pojistná částka byla 1 miliarda 200 milionů rublů [18] .
Po očekávaném prvním zapnutí pohonného systému AMS se dlouho nedařilo navázat spojení s meziplanetární stanicí. V důsledku pátrání bylo možné určit polohu AMS ruskými systémy varování před raketovým útokem s potvrzením severoamerického systému NORAD . Bylo zjištěno, že k pravidelnému zapínání MDU nedošlo.
Řídicí systém se zřejmě nepřepnul ze slunečních na hvězdné senzory.
— Vladimir Popovkin, ředitel Ruské vesmírné agentury v letech 2011–2013
Snažíme se skákat přes hlavu. Tento projekt a způsob jeho realizace bohužel nedává 100% šanci na úspěch. Pokud jste slyšeli nebo četli Popovkinův projev ve Státní dumě 7. října, upřímně řekl, že aparát je spuštěn nezkoušený, nedokončený. Ve skutečnosti jsme riskovali. [42]
- Igor Lisov, fejetonista ruského časopisu "Cosmonautics News"
Novinka sondy Phobos-Grunt s přihlédnutím k tomu, že jsme dvacet let nic nedělali, dokonce přes 90 procent. A chápeme, že je to riziko, ale chápeme i něco jiného: pokud to nespustíme letos, pak bude zbytečné uvádět toto zařízení v roce 2013, a pokud začneme vyrábět nové, tak půjdeme do roku 2016 a dále. Proč jsou komentáře? Provedli jsme řadu nových testů tohoto zařízení. Máme nějaké zásoby náhradních dílů, některé díly byly vyrobeny ve dvou nebo třech exemplářích. A pomocí těchto programů si jen vybíráme, co je potřeba na zemi změnit. Znovu říkám, je to velmi riskantní podnikání, ale jako inženýr, který se v této oblasti pohybuje celý život, řeknu, že je to oprávněné riziko, rozumíme tomu, co děláme. Jiným způsobem to bohužel nejde, jde o složitou techniku.
— Vladimir Popovkin (zasedání Státní dumy Ruské federace ze dne 7. října 2011, přepis).Podle propočtů amerických specialistů se pád Phobos-Grunt AMS do hustých vrstev atmosféry očekával 60 dní po startu. [43] Podle amerického strategického velitelství se pád druhého stupně rakety Zenit na Zemi očekával 26. listopadu. [44] 14. listopadu šéf Roskosmosu Vladimir Popovkin, který odpovídal na dotazy novinářů, kdy bude možné s jistotou říci o „smrti zařízení“, řekl, že „o tom bude možné mluvit v r. začátkem prosince, kdy se okno zavře“, a „předpovídání konce života Phobosu může začít, když degradace oběžné dráhy dosáhne 180 km“. [45]
Dne 15. listopadu 2011 přinesly některé zdroje důkazy o provozu motorů meziplanetární stanice. Potvrdily to parametry změny oběžné dráhy stanice - perigeum oběžné dráhy se zvětšuje, apogeum klesá. [46]
Podle údajů zveřejněných americkým strategickým velitelstvím byla 15. listopadu 2011 výška perigea AMS 209,2 kilometru, zatímco po startu 9. listopadu to bylo 206,6 kilometru. Zároveň se snížila výška nejvzdálenějšího bodu oběžné dráhy – apogea – z 342 na 331,8 kilometru. Chyby ve zveřejněných datech nejsou známy.
Referenční orbitální komunikaceDvoudílná publikace o AMS "Phobos-Grunt" obsahuje následující popis organizace komunikace s kosmickou lodí na referenční dráze (fragment): [47]
2-7 Organizace řízení kosmické lodi
Hlavní úkoly pro zajištění řízení kosmické lodi
Fáze vložení do meziplanetární trajektorie
Charakteristickým rysem organizace interakce s kosmickou lodí v blízkozemské oblasti je praktická nemožnost zajistit obousměrnou komunikaci s kosmickou lodí, především na referenční oběžné dráze. To znamená, že první aktivní fáze letu Phobos-Grunt, která zajišťuje přechod z referenční na střední dráhu, se provádí automaticky. Pro správné provedení prvního opravného impulsu musí být splněny následující podmínky:
K realizaci druhé podmínky, již na kosmické lodi Phobos-Grunt, jsou na palubě použity energeticky nezávislé hodiny napájené samostatným zdrojem energie, které počítají UHF čas a datum s požadovanou přesností.
Řízení letu kosmické lodi Phobos-Grunt začíná poté, co se BVK letového modulu sepne kontakty oddílu a komplex palubního počítače (BVK) provede startovací operace pro přípravu palubních systémů. Spuštění operace na palubě trvá 30…60 s. Poté se zapne zařízení RPT111, přes které se na Zemi přenášejí telemetrické informace o stavu kosmické lodi. Po zahájení příjmu těchto informací řídí letové řídící středisko let kosmické lodi Phobos-Grunt.
V letovém segmentu podél referenční dráhy v zóně viditelnosti ruských pozemních stanic je jednosměrné řízení letu kosmické lodi prováděno prostřednictvím kanálu TMI prostřednictvím vysílače RPT111 a měření trajektorie se provádí pomocí zařízení 38G6.
Po přechodu na střední oběžnou dráhu se zóny viditelnosti zvětší, úhlová rychlost kosmické lodi vzhledem k pozemním stanicím se sníží a je možné organizovat obousměrnou komunikaci s kosmickou lodí prostřednictvím palubního rádiového komplexu (BRK) letového modulu. (ODPOLEDNE).
- Dvousvazková publikace o AMS "Phobos-Grunt" (fragment). (nedostupný odkaz) . Získáno 11. listopadu 2011. Archivováno z originálu 12. listopadu 2011.15. ledna 2012, mezi 21:40 a 22:10 moskevského času , na 1097. zaznamenané oběžné dráze, při sestupu v hustých vrstvách atmosféry Phobos-Grunt AMS přestal existovat v důsledku aerodynamického přehřátí, mechanické destrukce a spalování. Některé nespálené úlomky AMS vyrobené ze žáruvzdorných materiálů o celkové hmotnosti asi 200 kg by pravděpodobně mohly dosáhnout zemského povrchu a spadnout do Tichého oceánu asi ve 21:46 moskevského času [ 48] přibližně 1000 km západně od chilského ostrova Wellington . [49] [50] Současně shořely toxické složky paliva ( oxid dusíku a asymetrický dimethylhydrazin ) kosmické lodi v hustých vrstvách zemské atmosféry ve výšce kolem 100 kilometrů [51] - palivo AMS nádrže jsou vyrobeny z hliníkové slitiny s poměrně nízkým bodem tání.
Skutečnost ukončení existence AMS byla založena na jeho nepřítomnosti na vypočítané oběžné dráze (podle údajů z prostředků řízení kosmického prostoru) při absenci prostředků vizuální a jiné kontroly v oblasti pádu. z AMS.
Jedním z předmětů studie pro Mezirezortní komisi ohledně možného poškození AMS krátce po jeho vypuštění na referenční oběžnou dráhu byl účinek záření z výkonného amerického radaru testovacího místa Reagan na atolu Kwajalein , který asteroid pravděpodobně sledoval. 2005 YU 55 . 9. ledna 2012 šéf Roskosmosu , Vladimir Popovkin , řekl, že nevylučuje, že nedávné nehody kosmických lodí mohly být výsledkem vnějšího (možná úmyslného) vlivu. [52]
V tomto ohledu známý pozorovatel blízkozemských satelitů Ted Molchan z Kanady uvedl, že i kdyby se na sledování asteroidu podílel jakýkoli z radarů na atolu Kwajalein, podle amerického strategického velitelství a podle výpočtů využívajících JPL HORIZONS online výpočetní systém efemerid byl asteroid pod místním horizontem pro atol Kwajalein po celou dobu mezi startem AMS a prvním neúspěšným pokusem o zvýšení apogea jeho oběžné dráhy. [53]
Podle listu Kommersant s odkazem na zdroj z raketového a vesmírného průmyslu se během třetího oběhu AMS kolem Země specialistům nepodařilo získat informace o korekci oběžné dráhy pochodujícím pohonným systémem. Jeden z prvních pokusů získat telemetrické informace přitom selhal: elektronika reagovala na signály ze Země poruchami. BVK již nejednala podle plánovaného sledu letu. Po automatickém současném restartu nedokázal palubní počítač realizovat jediný manévr, kterým by zařízení dostal na vzletovou dráhu – nefungoval pohonný systém a neoddělily se jeho palivové nádrže. Stanice nereagovala na následné příkazy ze Země. [54]
ledna 2012 na průmyslové schůzce ve Voroněžském Design Bureau of Khimavtomatika, které předsedal místopředseda vlády Dmitrij Rogozin , podala zpráva šéfa Roskosmosu Vladimira Popovkina o důvodech ztráty meziplanetární stanice. jako na vizi rozvoje kosmického průmyslu do roku 2030. [54]
Oficiální verzeV průběhu zprávy bylo oficiální příčinou havárie stanice Phobos-Grunt restartování dvou sad palubního počítačového komplexu v důsledku účinků kosmického záření - těžkých nabitých částic vesmíru - z důvodu podcenění vnějšího vesmírný faktor vývojáři a tvůrci meziplanetární stanice. [55] Podle šéfa Roskosmosu byli zaměstnanci neziskové organizace Lavočkin odpovědní za chybný výpočet přivedeni k administrativní odpovědnosti. [55]
Podle tiskové služby Roskosmosu, zveřejněné na webu Roskosmos dne 3. února 2012, fragment (základní ustanovení) Závěru Meziresortní komise pro analýzu příčin mimořádné události obsahuje tyto závěry: [56]
V tomto ohledu je bezprostřední příčinou restartu obou polosouborů počítače TsVM22 činnost hlídacího časovače v jeho složení, pravděpodobně spojená se zkreslením programového kódu při působení těžkých nabitých částic na buňky RAM . [56]
Neoficiální verzePodle listu Kommersant z 31. ledna 2012 se nepotvrdily komisí posuzované verze o jakémkoliv vnějším vlivu na stanici. Hlavním důvodem v závěrech Meziresortní komise je přitom softwarová porucha, která způsobila současný restart dvou pracovních kanálů komplexu palubního počítače, a to z důvodu chyby v programování BVK [57] .
Jedna z analýz ukazuje, že příčinou abnormální situace může být 1 hodinová desynchronizace mezi palubním časem nastaveným na energeticky nezávislých hodinách stanice ( MSK - UTC +4 v roce 2011) a vyhláškou moskevského času (UTC - UTC + 3 ), podle kterého byla vypočtena část letového cyklogramu [58] .
Drazí kolegové!
Potřebujeme vaši podporu pro projekt Phobos-Grunt, protože:
Plánují se dva starty pohonného systému Phobos-Grunt, který přenese kosmickou loď na meziplanetární trajektorii na Mars. Ale bohužel v obou případech je fungování motoru kosmické lodi pro ruské pozemní měřicí stanice neviditelné. Plánuje se zaznamenat na palubě údaje o provozu systému při startu pohonného systému a po dosažení zóny viditelnosti pozemních měřicích bodů v Rusku tyto údaje přenést na zem. To však není tak pohodlný přístup, zvláště v případě nějaké odchylky od nominálního režimu včetně poruchy. Vzniká proto myšlenka pozorovat činnost pohonného systému pomocí optických přístrojů, tedy dalekohledů, s přihlédnutím k poloze kosmické lodi ve stínové části oběžné dráhy při provozu pohonné soustavy, jakož i jas tryskového proudu (raketovým palivem je asymetrický hydrazin a oxid dusnatý spotřebovaný rychlostí 6 kg/s). Takový přístup s dostatečně rychlým přenosem výsledků pozorování může umožnit potvrdit samotnou skutečnost fungování pohonného systému a poskytnout spolehlivější předpověď polohy kosmické lodi při vstupu do zóny viditelnosti Ruska. pozemních měřicích bodů.
Velice vám děkuji za vaši spolupráci!
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] Drazí kolegové!Potřebujeme vaši podporu v projektu „Phobos-Soil“, protože:
Dva zážehy motorové jednotky Phobos-Grunt jsou plánovány k vyslání kosmické lodi na meziplanetární misi na Mars. Ale bohužel v obou případech je chod motoru kosmické lodi z ruských pozemních stanic neviditelný. Plánuje se zaznamenat data o práci systému během provozu motoru na palubě a při dosažení oblasti viditelnosti pozemních stanic v Rusku pro přenos těchto dat na zem. Není to ale tak pohodlný přístup, zvláště v případě nějaké odchylky od nominálního scénáře včetně selhání. Nabízí se tedy myšlenka pozorovat činnost motoru optickými přístroji, tedy dalekohledy, s přihlédnutím k poloze kosmické lodi v zákrytové části oběžné dráhy při hoření motoru a jasnosti oblaku motoru (hnací hmotou motoru je nesymetrický hydrazin a oxid dusnatý, spotřebovaný s rychlostí 6 kg za sekundu). Takový přístup s dostatečně rychlým doručením výsledků pozorování může umožnit potvrdit samotnou skutečnost provozu motoru a dosáhnout spolehlivější předpovědi polohy kosmické lodi při dosažení oblasti viditelnosti z ruských pozemních stanic.
Mnohokrát děkujeme za spolupráci! - "Phobos-Grunt" na webových stránkách IKI RAS (eng.)Slovníky a encyklopedie |
---|
Průzkum Marsu kosmickou lodí | |
---|---|
Letící | |
Orbitální | |
Přistání | |
rovery | |
Marshalls | |
Plánováno |
|
Doporučeno |
|
Neúspěšný | |
Zrušeno |
|
viz také | |
Aktivní kosmické lodě jsou zvýrazněny tučně |
|
|
---|---|
| |
Vozidla vypuštěná jednou raketou jsou oddělena čárkou ( , ), starty jsou odděleny interpunkcí ( · ). Lety s posádkou jsou zvýrazněny tučně. Neúspěšné spuštění je označeno kurzívou. |