Mars Observer

Mars Observer ( ang.  Mars Observer , doslova v ruštině. Observer of Mars ) - automatická meziplanetární stanice (AMS), která měla podle stejnojmenného programu NASA pozorovat Mars z oběžné dráhy umělé družice planeta (ISM) od září 1993 do října 1995 roku [poznámka 1] [1] . 21. srpna 1993, pár dní předtím, než se ISM dostala na oběžnou dráhu, se spojení se stanicí ztratilo a pokusy o obnovení komunikace s ní byly neúspěšné.

Přestože nebylo dosaženo žádného z hlavních cílů stanovených pro Mars Observer, shromáždili data o fázi meziplanetárního letu, užitečná pro následné mise na Mars. Analogy přístrojů a vybavení vyvinuté pro Mars Observer byly použity pro Mars Global Surveyor AMS v rámci programu 1996 (jeden z nejúspěšnějších projektů NASA pro studium Marsu ) [2] , Mars Climate Orbiter 1998 [3] , Mars Odyssey of 2001 [4] a Mars Reconnaissance Satellite vypuštěné v roce 2005 [5] .

V důsledku selhání, které postihlo Mars Observer, vyvinula NASA nový oficiální program pro studium a průzkum Marsu, jehož účelem bylo určit polohu vody a připravit pro ni pilotované lety [6]

Historie vytvoření

V roce 1984 navrhl Výbor pro průzkum sluneční soustavy možnost vypuštění orbiteru pro průzkum Marsu. Předběžnými cíli bylo studium magnetického pole planety, získání snímků s vysokým rozlišením mineralogického složení povrchu a rozšíření informací získaných programem Viking [7] . Mars Observer měl původně odstartovat v roce 1990 pomocí raketoplánu . 12. března 1987, po katastrofě Challengeru , byl start odložen na rok 1992 [8] . Spolu s převodem bylo zjištěno i přečerpání původního rozpočtu, celkové náklady na program se odhadují na 813 milionů $ [9] (oproti původní půl miliardě [1] ).

Na vývoji Mars Observer se podílel konstrukční tým z Jet Propulsion Laboratory (JPL) a společnost Martin-Marietta , jejíž divize Astro Space ( angl.  Astro Space ) se následně zabývala výrobou AMS. V "Mars Observer" byla za účelem zvýšení spolehlivosti a úspory peněz poprvé použita technická řešení používaná v moderních meteorologických družicích : kloubový držák solární baterie , elektromechanický orientační systém, pevná instalace optického zařízení na těle [ 10] .

Budova

Kryt (stejně jako tepelný řídicí systém) pro Mars Observer AMS byl zapůjčen od umělé družice Země Satkom-K (AES) a měl tvar rovnoběžnostěnu (velikost 2,2 x 1,6 x 1,1 metru ). Solární panely byly velké 7 × 3,7 m, výkon (na Marsu) každé ze šesti baterií byl asi 1147 wattů . V období, kdy měla být sonda ve stínu, byly poskytnuty dvě nikl-kadmiové baterie , každá o kapacitě 42 Ah [10] [11] [12] [13] .

Mars Observer měl tříosý systém řízení polohy , podporovaný čtyřmi setrvačníky a 24 motory , a poprvé na americkém AMS (po sovětském Phobosu ) byly použity dva samostatné pohonné systémy. První, určený k vypuštění umělé družice Marsu (IMS) na oběžnou dráhu a vytvoření pracovní dráhy, se skládal ze čtyř hlavních motorů (dva hlavní a dva záložní; tah každého 50 kg) a čtyř manévrovacích motorů (s tahem 2,27 kg), pracoval s oxidem dusnatým a monomethylhydrazinem . Druhá instalace, určená pro operace na pracovní oběžné dráze (přesná orientace a odlehčení setrvačníků), sestávala z osmi motorů o tahu 0,45 kg a osmi po 0,09 kg, pracovalo na produkty rozkladu hydrazinu [9] [10] [ 11] [12] .

Pro telekomunikace měl AMS dvouosou anténu na 1,5metrovém závěsu a parabolický paprsek namontovaný na 6metrovém výložníku pro komunikaci se sítí hlubokého vesmíru (DSN) přes X-band . Při vysokorychlostním letu byla tato anténa ve složeném stavu, takže byl zajištěn systém menších antén (6 nízkých a 1 střední zisk). Maximální propustnost datového přenosu v DSN byla 10,66 kB za sekundu a příkazy na stanici - 62,5 bajtů za sekundu [10] [11] [12] .

Výpočetní systém "Mars Observer" byl vytvořen na základě převedeného systému používaného na družicích TIROS a DMSP . Poloautonomní systém byl schopen uložit až 2 000 příkazů do 64 KB RAM a provádět je maximální rychlostí 12,5 příkazů za sekundu; týmy by také mohly zajistit autonomní provoz AMS po dobu až 60 dnů. Pro záznam dat byly do systému zahrnuty redundantní digitální magnetofony ( anglicky  Digital Tape Recorder nebo DTR ) , z nichž každý mohl uložit 187,5 MB pro pozdější přehrávání v DSN [12] [13] .

Zařízení a přístroje

Pro Mars Observer bylo navrženo a vytvořeno několik speciálních vědeckých přístrojů, díky nimž měla stanice plnit úkoly, které jí byly přiděleny při studiu povrchu Marsu, klimatu, atmosféry a magnetického pole [10] .

Průběh a spuštění mise

Start Mars Observer byl naplánován na 16. září 1992, ale při plánované inspekci 25. srpna byla zjištěna vážná kontaminace kovovými pilinami a jinými úlomky, v důsledku čehož se start zpozdil téměř o měsíc [1]. (protože AMS byl již instalován na nosné raketě , jeden z údajných důvodů, proč byl Mars Observer vrácen do hangáru, je považován za jeho ochranu před hurikánem Andrew , který začal 24. srpna ) [24] . Aby nedošlo k 26měsíčnímu zpoždění kvůli vzájemné poloze Země a Marsu, měl start proběhnout nejpozději 13. října [1] .

Start se uskutečnil v 17:05 UTC 25. září 1992 z Launch Complex-40 na letecké základně Cape Canaveral . Nosná raketa Commercial Titan III CT-4 vynesla AMS na trajektorii k Marsu, během 11 měsíců musel Mars Observer překonat asi 724 milionů kilometrů s konečnou (vzhledem k Marsu) rychlostí 5,28 kilometrů za sekundu [24] .

24. srpna 1993 měla AMS zahájit brzdící manévry a vstoupit na oběžnou dráhu Marsu, ale 21. srpna večer se spojení s Mars Observer ztratilo [25] . Vzhledem k tomu, že během 11měsíčního letu opakovaně docházelo k výpadku komunikace, kontrolní skupina během dne neprováděla žádná mimořádná opatření. Předpokládalo se, že vysoce směrová anténa AMS ztratila svůj směr k Zemi, ale všechny tři zúčastněné dálkové stanice DSN nemohly ke stanici dosáhnout. Specialisté JPL a developerské společnosti se již několik dní snaží se stanicí spojit [26] .

Podle plánovaných akcí měl Mars Observer provádět operace související s utěsněním nádrží pohonného systému stanice, podle programu přípravy na brzdění a odpalování raket (zpomalit a dále vstoupit do AMS na Mars obíhat). V souladu s prováděným programem byl vypnut palubní vysílač (během činnosti přetlakové pyrotechniky) a po dokončení se stanice musela samostatně vrátit ke komunikaci [25] . Od té doby bylo navrženo, že poruchy na Mars Observer byly podobné těm na Akatsuki v roce 2010, kdy problémem byl únik palivových par v důsledku selhání ventilu v jednom z palivových potrubí. Kvůli nedostatku komunikace není známo, zda se Mars Observeru podařilo vstoupit na oběžnou dráhu Marsu nebo zda se pohybuje po heliocentrické

Příčiny nehody

Martin-Marietta zahájila 4. září vyšetřování příčin smrti vesmírných lodí vyráběných společností (kromě AMS 2. srpna explodovala prakticky ihned po startu raketa Titan-4 a po 21. srpnu se počasí satelit byl ztracen) [27] . V komisi byli odborníci z NASA. Nehoda způsobená poruchou vysílacího zařízení ze stanice byla okamžitě uznána jako nepravděpodobná, protože stanice mohla pracovat bez komunikace a dostat se na oběžnou dráhu v autonomním režimu [28] .

Práce byly dokončeny v lednu 1994 (NASA Press Release 94-1 ze dne 4. ledna 1994) [29] , podle zprávy byla nejpravděpodobnější příčinou havárie porucha pohonného systému způsobená neúmyslným smícháním a reakcí oxidu dusnatého (z nichž některé by během 11měsíčního letu na Mars mohly uniknout pojistnými ventily a nahromadit se v potrubí) a monomethylhydrazin v titanových potrubích tlakovacího systému při tlakování palivových nádrží heliem [30] . Taková reakce by mohla způsobit prasknutí potrubí a uvolnění hélia a monomethylhydrazinu z nich, což způsobilo rotaci kosmické lodi a mohlo by způsobit kritické poškození elektrických obvodů [29] .

Mezi další možné důvody ztráty kosmické lodi zpráva komise uváděla [29] [30] :

• porucha systému napájení (v důsledku zkratu regulované napájecí sběrnice);
• přetlak a v důsledku toho prasknutí nádrže s oxidem dusíkem (kvůli selhání regulátoru zvýšení);
• vyhození standardního pyrotechnického iniciátoru NASA z pyroventilu do nádrže monomethylhydrazinu (nebo do jiného systému kosmické lodi).

Konspirační teorie

Zastánci legendy o marťanské civilizaci (fotografie marťanské sfingy pořízené kosmickou lodí Viking 1 v roce 1976 ) obvinili NASA, že záměrně vyřadila z provozu Mars Observer AMS, aby zabránila vidění Cydonie [31] . Podle jiné verze v době oficiálního prohlášení o ztrátě komunikace s AMS ještě fungoval Mars Observer, ale projekt byl zcela uzavřen a klasifikován JPL a NASA, pokud informace o marťanské sfingě měly nebylo potvrzeno, "ztracený" AMS sám by se "náhodou" dostal do kontaktu o několik měsíců později (předpokládá se, že data z AMS o Kydonii nebyla přenášena prostřednictvím DSN dostupných pro mnoho lidí, ale pomocí laserového výškoměru (MOLA) signál do vysokorychlostního fotometru Hubble , který byl náhle prohlášen za zastaralý a přivezen na Zemi posádkou mise STS-61 ) [32] .

Poznámky

1. ↑ Pozorování mělo trvat alespoň 1 celý marťanský rok, což odpovídá 687 pozemským dnům.

1. ↑ 1 2 3 4 Wilford JN Mishap zpožďuje misi na  Mars . The New York Times (28. srpna 1992). Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu 9. srpna 2012.
2. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Global Surveyor“ .
3. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Climate Orbiter“ .
4. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „2001 Mars Odyssey“ .
5. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Reconnaissance Orbiter“ .
6. ↑ Shirley DL, McCleese DJ Mars Exploration Program Strategy: 1995-2020  (eng.) (pdf). Americký institut letectví a kosmonautiky (1996). Staženo 27. února 2018. Archivováno z originálu 11. května 2013.
7. ↑ Eberhart J. NASA nastavuje senzory pro rok 1990 Návrat na Mars  //  Science News : Journal. - Společnost pro vědu a veřejnost, 1986. - 24. květen ( roč. 129 , č. 21 ). — S. 330 . - doi : 10.2307/3970693 .
8. ↑ Společnost Waldrop MM nabízí koupi rakety NASA  // Science  : Journal  . - American Association for the Advancement of Science , 1987. - 27. březen ( č. 235 ). - str. 1568 . - doi : 10.1126/science.235.4796.1568 .
9. ↑ 1 2   veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Observer“ .
10. ↑ 1 2 3 4 5 Pavlyuk V. Meziplanetární stanice "Mars Observer"  // Zprávy z kosmonautiky  : časopis. - FSUE TsNIIMash , 1993. - č. 16 . (Ruština)
11. ↑ 1 2 3 RCA Astro-Electronics. Mars Observer: Datový balíček bezpečnostní revize fáze 0  (anglicky) (pdf)  (odkaz není k dispozici) . NASA (17. listopadu 1987). Staženo 22. února 2018. Archivováno z originálu 22. února 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 Mars Observer Press Kit . Tisková zpráva  (anglicky)  (nepřístupný odkaz) . NASA (září 1992) . Získáno 22. února 2018. Archivováno z originálu 25. února 2004.
13. ↑ 12 French , 1993 .
14. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Observer Camera (MOC)“ .
15. ↑ Caplinger M. Automatic Commanding of the Mars Observer Camera  (anglicky)  (odkaz není dostupný) . Dějiny vědy . Malin Space Science Systems . Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu 19. září 2015.
16. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Gamma Ray Spectrometer (GRS)“ .
17. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Thermal Emission Spectrometer (TES)“ .
18. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)“ .
19. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku „Infračervený radiometr modulátoru tlaku (PMIRR)“ .
20. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Magnetometr a elektronový reflektometr (MAG/ER)“ .
21. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Radio Science (RS)“ .
22. ↑  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Balloon Relay (MBR)“ .
23. ↑ Účast na mezinárodním projektu studia planety Mars  // Cosmonautics News  : magazín. - FSUE TsNIIMash , 1993. - č. 11 . (Ruština)
24. ↑ 1 2 Wilford JN US vypouští kosmickou loď na  výlet na Mars . The New York Times (26. září 1992). Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu 9. srpna 2012.
25. ↑ 1 2 Wilford JN NASA ztrácí komunikaci s Mars Observer  . The New York Times (23. srpna 1993). Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu 5. července 2012.
26. ↑ Lisov I., Karpenko S. Osud AMS "Mars Observer" zůstává neznámý  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - č. 16 . (Ruština)
27. ↑ "Martin-Marietta" vyšetřuje příčiny nehody své kosmické lodi  // Cosmonautics News  : magazín. - FSUE TsNIIMash , 1993. - č. 18 . (Ruština)
28. ↑ Lisov I. Stav automatických meziplanetárních stanic (recenze)  // Novinky z kosmonautiky  : časopis. - FSUE TsNIIMash , 1993. - č. 22 . (Ruština)
29. ↑ 1 2 3 Vydána zpráva HQ94-1 Mars Observer  Report . NASA (5. ledna 1994). Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu 5. července 2012.
30. ↑ 1 2 O příčinách smrti pozorovatele Marsu AMS  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1994. - č. 1 . (Ruština)
31. ↑ Lisov I., Karpenko S. Na Marsu není žádná „Sfinga“  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1998. - č. 4 . (Ruština)
32. ↑ Hoagland R.K., Bara M. "Mars Observer" // Dark Mission: The Secret History of NASA = Dark Mission. Tajná historie NASA / per. z angličtiny. E. A. Adamovič. - M . : Eksmo , Naše slovo, 2008. - 576 s. — (Archiv „Tajného výzkumu“). — 11 000 výtisků.  — ISBN 9785699388516 .

Literatura

• Francouzský BM Návrat na rudou planetu: mise Mars Observer. - NASA , JPL, Caltech , 1993. - 59 s.
• Albi A. L. "Mars Observer": návrat na Rudou planetu  // Země a vesmír  : Journal / přel. z angličtiny. A. Yu Ostapenková. - 1993. - č. 4 . (Ruština)

Odkazy

•  veřejný materiál z dokumentu Národního úřadu pro letectví a vesmír „Mars Observer“ .
• Pokrovsky V. Observer se nedostal do kontaktu: kolik NASA zaplatila za marťanské selhání . Dějiny vědy . Ukazatel (21. 8. 2017). Staženo: 27. února 2018. (Ruština)