Mars Observer

Mars Observer ( eng.  Mars Observer , bokstavligen på ryska. Observer of Mars ) - en automatisk interplanetär station (AMS), som enligt NASA- programmet med samma namn var tänkt att observera Mars från en konstgjord satellits omloppsbana. planeten (ISM) från september 1993 till oktober 1995 år [not 1] [1] . Den 21 augusti 1993, några dagar innan ISM gick i omloppsbana, förlorades kommunikationen med stationen och försök att återställa kommunikationen med den misslyckades.

Även om inga av de huvudmål som satts upp för Mars Observer uppnåddes, samlade de in data om fasen av den interplanetära flygningen, användbar för efterföljande uppdrag till Mars. Analoger av instrument och utrustning som utvecklats för Mars Observer användes för Mars Global Surveyor AMS under 1996 års program (ett av de mest framgångsrika NASA- projekten för studier av Mars ) [2] , Mars Climate Orbiter 1998 [3] , Mars Odyssey 2001 [4] och Mars Reconnaissance Satellite uppskjuten 2005 [5] .

Som ett resultat av misslyckandet som drabbade Mars Observer, utvecklade NASA ett nytt officiellt program för studier och utforskning av Mars, vars syfte var att fastställa platsen för vattnet och förbereda bemannade flygningar för det [6]

Skapande historia

1984 föreslog Solar System Exploration Committee möjligheten att skjuta upp en orbiter för att utforska Mars. Preliminära mål var att studera planetens magnetfält, få högupplösta bilder av ytans mineralogiska sammansättning och utöka informationen som erhållits genom Viking-programmet [7] . Mars Observer var ursprungligen planerad att starta upp 1990 med hjälp av rymdfärjan . Den 12 mars 1987, efter Challenger-katastrofen , sköts uppskjutningen upp till 1992 [8] . Tillsammans med överföringen upptäcktes också ett överutnyttjande av den ursprungliga budgeten, den totala kostnaden för programmet uppskattas till 813 miljoner dollar [9] (mot den ursprungliga en halv miljard [1] ).

Utvecklingen av Mars Observer utfördes gemensamt av designteamet från Jet Propulsion Laboratory (JPL) och företaget Martin-Marietta , vars division Astro Space ( eng.  Astro Space ) därefter sysslade med tillverkning av AMS. I "Mars Observer", för att öka tillförlitligheten och spara pengar, tillämpades först de tekniska lösningarna som används i moderna meteorologiska satelliter : ett gångjärnsfäste av ett solbatteri , ett elektromekaniskt orienteringssystem, en fast installation av optisk utrustning på kroppen [ 10] .

Byggnad

Huset (liksom det termiska styrsystemet) för Mars Observer AMS lånades från Satkom -K artificiell jordsatellit (AES) och hade formen av en parallellepiped (storlek 2,2 x 1,6 x 1,1 meter ). Solpanelerna var 7 × 3,7 m stora, effekten (på Mars) för vart och ett av de sex batterierna var cirka 1147 watt . Under den period då rymdfarkosten skulle vara i skuggan tillhandahölls två nickel-kadmiumbatterier , med en kapacitet på 42 Ah vardera [10] [11] [12] [13] .

Mars Observer hade ett treaxligt attitydkontrollsystem , som stöddes av fyra svänghjul och 24 motorer , och för första gången på amerikanska AMS (efter den sovjetiska Phobos ) användes två separata framdrivningssystem. Den första, utformad för att skjuta upp en artificiell Mars-satellit (IMS) i omloppsbana och bilda en arbetsbana, bestod av fyra huvudmotorer (två huvudmotorer och två standby; dragkraft på vardera 50 kg) och fyra manövreringsmotorer (med en dragkraft på 2,27 kg), arbetade på kvävetetroxid och monometylhydrazin . Den andra installationen, designad för operationer i arbetsbanan (exakt orientering och avlastning av svänghjul), bestod av åtta motorer med en dragkraft på 0,45 kg och åtta på 0,09 kg, arbetade på nedbrytningsprodukterna av hydrazin [9] [10] [ 11] [12] .

För telekommunikation hade AMS en tvåaxlig antenn på en 1,5-meters kardan och en parabolisk stråle , monterad på en 6-meters bom, för kommunikation med djuprymdnätverket (DSN) via X-band . Under höghastighetsflygning var denna antenn i ett hopfällt tillstånd, så ett system med mindre antenner (6 låga och 1 medium förstärkning) tillhandahölls. Den maximala genomströmningen av dataöverföring i DSN var 10,66 kilobyte per sekund och kommandon per station - 62,5 byte per sekund [10] [11] [12] .

Datorsystemet "Mars Observer" skapades på basis av ett konverterat system som användes på satelliterna TIROS och DMSP . Det semi-autonoma systemet kunde lagra upp till 2 000 kommandon i ett 64 KB RAM och exekvera dem med en maximal hastighet av 12,5 kommandon per sekund; team kan också säkerställa autonom drift av AMS i upp till 60 dagar. För att spela in data inkluderades redundanta digitala bandspelare ( eng.  Digital Tape Recorder eller DTR ) i systemet , som var och en kunde lagra 187,5 MB för senare uppspelning i DSN [12] [13] .

Utrustning och enheter

För Mars Observer designades och skapades flera speciella vetenskapliga instrument, tack vare vilka stationen var tvungen att uppfylla de uppgifter som tilldelats den för att studera Mars yta, klimat, atmosfär och magnetfält [10] .

Uppdragets framsteg och start

Uppskjutningen av Mars Observer var planerad till den 16 september 1992, men under en planerad inspektion den 25 augusti upptäcktes allvarlig förorening med metallspån och annat skräp, vilket resulterade i att uppskjutningen försenades med nästan en månad [1] (eftersom AMS redan var installerad på bärraket , anses en av de påstådda anledningarna till att Mars Observer återfördes till hangaren vara dess skydd mot orkanen Andrew , som började den 24 augusti ) [24] . För att undvika en 26-månaders försening på grund av jordens och Mars inbördes position, var uppskjutningen tänkt att ske senast den 13 oktober [1] .

Uppskjutningen ägde rum klockan 17:05 UTC den 25 september 1992 från Launch Complex-40 vid Cape Canaveral Air Force Base . Uppskjutningsfarkosten Commercial Titan III CT-4 satte AMS på en bana till Mars, inom 11 månader var Mars Observer tvungen att övervinna cirka 724 miljoner kilometer med en slutlig (i förhållande till Mars) hastighet på 5,28 kilometer per sekund [24] .

Den 24 augusti 1993 var det meningen att AMS skulle börja bromsa manövrar och komma in i Mars omloppsbana, men på kvällen den 21 augusti förlorades kommunikationen med Mars Observer [25] . Eftersom kommunikationsfel inträffade upprepade gånger under den 11 månader långa flygningen vidtog kontrollgruppen inga nödåtgärder under dagen. Man trodde att den starkt riktade AMS-antennen hade förlorat sin riktning mot jorden, men alla tre inblandade DSN långdistansstationer kunde inte nå stationen. Specialister från JPL och utvecklarföretaget har försökt komma i kontakt med stationen i flera dagar [26] .

Enligt de planerade åtgärderna var Mars Observer tänkt att utföra operationer relaterade till att försegla tankarna i stationens framdrivningssystem, enligt programmet för förberedelser för bromsning och avfyrning av missiler (för att sakta ner och ytterligare komma in i AMS i Martian bana). I enlighet med det program som genomfördes, stängdes ombordssändaren av (under driften av trycksättningspyrotekniken), och efter att ha avslutats var stationen tvungen att självständigt återgå till kommunikation [25] . Det har sedan dess föreslagits att funktionsfelen på Mars Observer liknade de på Akatsuki 2010, när problemet var en bränsleångaläcka på grund av ett ventilfel i en av bränsleledningarna. På grund av bristen på kommunikation är det inte känt om Mars Observer lyckades ta sig in i Mars omloppsbana eller om den rör sig längs den heliocentriska

Orsaker till olyckan

Den 4 september inledde Martin-Marietta en utredning om dödsorsakerna för rymdfarkoster tillverkade av företaget (utöver AMS exploderade Titan-4-raketen den 2 augusti nästan omedelbart efter uppskjutningen, och efter den 21 augusti, ett väder satellit gick förlorad) [27] . I kommissionen ingick NASA-experter. En olycka på grund av fel på överföringsutrustningen från stationen insågs omedelbart som osannolik, eftersom stationen kunde fungera utan kommunikation och gå in i omloppsbana i ett autonomt läge [28] .

Arbetet slutfördes i januari 1994 (NASA Pressmeddelande 94-1 daterad 4 januari 1994) [29] , enligt rapporten var den mest sannolika orsaken till olyckan ett framdrivningssystemfel orsakat av oavsiktlig blandning och reaktion av kvävetetroxid (varav en del under en 11-månaders flygning till Mars kunde läcka genom säkerhetsventiler och ackumuleras i rörledningar) och monometylhydrazin i titanrörledningar i trycksättningssystemet under trycksättning av bränsletankar med helium [30] . En sådan reaktion kan få rörledningarna att brista och frigöra helium och monometylhydrazin från dem, vilket fick rymdfarkosten att rotera och kan orsaka kritiska skador på elektriska kretsar [29] .

Bland andra möjliga orsaker till förlusten av rymdfarkosten innehöll kommissionens rapport [29] [30] :

• fel på strömförsörjningssystemet (som ett resultat av en kortslutning av den reglerade kraftbussen);
• övertryck och, som ett resultat, ett brott i kvävetetroxidtanken (på grund av ett fel i boostregulatorn);
• utstötning av en standard NASA pyroteknisk initiator från pyroventilen in i monometylhydrazintanken (eller in i ett annat rymdfarkostsystem).

Konspirationsteori

Anhängare av legenden om Mars-civilisationen (fotografier av Mars-sfinxen tagna av rymdfarkosten Viking 1 1976 ) anklagade NASA för att medvetet inaktivera Mars Observer AMS för att förhindra att Cydonia ses [31] . Enligt en annan version, vid tidpunkten för det officiella uttalandet om förlusten av kommunikation med AMS, fungerade Mars Observer fortfarande, men projektet var helt stängt och klassificerat av JPL och NASA, om informationen om Mars-sfinxen hade inte bekräftats, skulle den "försvunna" AMS själv "av misstag" höra av sig några månader senare (det antas att data från AMS om Kydonia överfördes inte via DSN:er tillgängliga för många, utan av en laserhöjdmätare (MOLA) signal till Hubble höghastighetsfotometer , som plötsligt förklarades föråldrad och fördes till jorden av besättningen på STS-61- uppdraget ) [32] .

Anteckningar

1. ↑ Observationen skulle pågå i minst 1 helt marsår, lika med 687 jorddagar.

1. ↑ 1 2 3 4 Wilford JN Mishap fördröjer uppdraget till  Mars . New York Times (28 augusti 1992). Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 9 augusti 2012.
2. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Global Surveyor" .
3. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Climate Orbiter" .
4. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "2001 Mars Odyssey" .
5. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Reconnaissance Orbiter" .
6. ↑ Shirley DL, McCleese DJ Mars Exploration Program Strategi: 1995-2020  (eng.) (pdf). American Institute of Aeronautics and Astronautics (1996). Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 11 maj 2013.
7. ↑ Eberhart J. NASA ställer in sensorer för 1990 Återvänd till Mars  //  Science News: Journal. - Society for Science & the Public, 1986. - 24 maj ( vol. 129 , nr 21 ). — S. 330 . - doi : 10.2307/3970693 .
8. ↑ Waldrop MM Company erbjuder att köpa NASA en raket  // Science  : Journal  . - American Association for the Advancement of Science , 1987. - 27 mars ( nr 235 ). - S. 1568 . - doi : 10.1126/science.235.4796.1568 .
9. ↑ 1 2   material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer" .
10. ↑ 1 2 3 4 5 Pavlyuk V. Interplanetär station "Mars Observer"  // Kosmonautiknyheter  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr 16 . (ryska)
11. ↑ 1 2 3 RCA Astro-Electronics. Mars Observer: Fas 0 säkerhetsöversyn datapaket  (eng.) (pdf)  (länk ej tillgänglig) . NASA (17 november 1987). Hämtad 22 februari 2018. Arkiverad från originalet 22 februari 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 Mars Observer Press Kit . Pressmeddelande  (engelska)  (otillgänglig länk) . NASA (september 1992) . Hämtad 22 februari 2018. Arkiverad från originalet 25 februari 2004.
13. ↑ 12 franska , 1993 .
14. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer Camera (MOC)" .
15. ↑ Caplinger M. Automatisk styrning av Mars Observer Camera  (engelska)  (länk inte tillgänglig) . Vetenskapens historia . Malin Space Science Systems . Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 19 september 2015.
16. ↑  material för allmän egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Gamma Ray Spectrometer (GRS)" .
17. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Thermal Emission Spectrometer (TES)" .
18. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)" .
19. ↑  material för allmän egendom från National Aeronautics and Space Administration - dokumentet "Pressure Modulator Infrared Radiometer (PMIRR)" .
20. ↑  material för allmän egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Magnetometer and Electron Reflectometer (MAG/ER)" .
21. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration - dokumentet "Radio Science (RS)" .
22. ↑  material för offentlig egendom från National Aeronautics and Space Administration- dokumentet "Mars Balloon Relay (MBR)" .
23. ↑ Deltagande i det internationella projektet för att studera planeten Mars  // Cosmonautics News  : magazine. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr 11 . (ryska)
24. ↑ 1 2 Wilford JN US lanserar ett rymdskepp på en Mars  -resa . New York Times (26 september 1992). Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 9 augusti 2012.
25. ↑ 1 2 Wilford JN NASA förlorar kommunikationen med Mars Observer  . New York Times (23 augusti 1993). Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 5 juli 2012.
26. ↑ Lisov I., Karpenko S. Ödet för AMS "Mars Observer" är fortfarande okänt  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr 16 . (ryska)
27. ↑ "Martin-Marietta" undersöker orsakerna till olyckan med sin rymdfarkost  // Cosmonautics News  : magazine. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr 18 . (ryska)
28. ↑ Lisov I. Status för automatiska interplanetära stationer (recension)  // Kosmonautiknyheter  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nr 22 . (ryska)
29. ↑ 1 2 3 HQ94-1 Mars Observer Report  släppt . NASA (5 januari 1994). Hämtad 27 februari 2018. Arkiverad från originalet 5 juli 2012.
30. ↑ 1 2 Om orsakerna till döden av Mars Observer AMS  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1994. - Nr 1 . (ryska)
31. ↑ Lisov I., Karpenko S. Det finns ingen "sfinx" på Mars  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1998. - Nr 4 . (ryska)
32. ↑ Hoagland R.K., Bara M. "Mars Observer" // Dark Mission: The Secret History of NASA = Dark Mission. The Secret History of NASA / per. från engelska. E. A. Adamovich. - M . : Eksmo , Vårt ord, 2008. - 576 sid. — (Arkiv över "Hemlig forskning"). — 11 000 exemplar.  — ISBN 9785699388516 .

Litteratur

• Franska BM Återvänd till den röda planeten: Mars Observer-uppdraget. - NASA , JPL, Caltech , 1993. - 59 sid.
• Albi A. L. "Mars Observer": återvända till den röda planeten  // Jorden och universum  : Journal / transl. från engelska. A. Yu. Ostapenko. - 1993. - Nr 4 . (ryska)

Länkar

•  public domain material från National Aeronautics and Space Administrations dokument "Mars Observer" .
• Pokrovsky V. Observer hörde inte av sig: hur mycket betalade NASA för misslyckandet på Mars . Vetenskapens historia . Indikator (21 augusti 2017). Hämtad: 27 februari 2018. (ryska)