Mars surveyor 98

Маринер — 8

Старт «Маринер-8» состоялся 9 мая 1971 года.

При запуске произошла авария — главный двигатель разгонного блока Центавр  заработал через 265 секунд после старта, но из-за возникших колебаний по тангажу он вышел из-под контроля. Отключение двигателя Центавра произошло через 365 секунд после старта. это было вызвано  недостатком топлива из-за непредвиденного кувыркания. В результате Центавр  с АМС вновь войдя в земную атмосферу на расстоянии около 1500 км от места старта утонул в Атлантическом океане примерно в 560 км к северу от Пуэрто-Рико.

В программе исследований предусматривался запуск двух одинаковых автоматичесих межпланетных станций Маринер-8 и Маринер-9. Каждый из аппаратов должен был выполнить собственные, но взаимодополняющие задачи. Продолжительность изысканий при помощи двух искусственных спутников  должна была составить не менее 90 дней. Предусматривалось  получение данных химического состава, плотности, давления и температуры атмосферы, а также информации о температурах и рельефе поверхности. Предполагалось изучить около 70 процентов марсианской поверхности.

Задачи полёта

Основной целями Mars Polar Lander’a (MPL) являлись изучение полярных областей Марса, в первую очередь, местного климата, поиск льда в марсианском грунте и оценка его количества, детальная съёмка поверхности в месте посадки. Местом посадки была определена граница южной марсианской полярной шапки, между 74 и 77° ю. ш. и 170 и 230° з. д. Время посадки было выбрано таким образом, чтобы на протяжении всего срока функционирования аппарата там царил полярный день. Согласно снимкам Mars Global Surveyor’a район посадки в это время года представлял собой перемежающиеся светлые и тёмные участки — остатки снега и льда вперемешку с оголившимся грунтом. MPL нёс на себе 2 пенетратора «Deep Space 2» — неуправляемые баллистические капсулы, которые должны были отделиться перед входом в атмосферу и, достигнув поверхности, углубиться в грунт и передать сведения о его составе.

Mars Climate Orbiter

«Mars Climate Orbiter» — неудавшаяся миссия  для исследования климата Марса, являвшаяся частью программы «Mars Surveyor 98». Он должен был использоваться как транслятор для марсианской станции «Mars Polar Lander», а после прекращения её работы, «Mars Climate Orbiter»  должен был изучать марсианский климат. 

Главной задачей спутника было исследование динамики марсианской атмосферы и съемка поверхности планеты. Планировалось получить сведения о содержании пыли, водяного пара и озона в марсианской атмосфере; зафиксировать сезонные изменения погоды на Марсе в течение местного года, составляющего 687 земных суток.

Запуск «MСO»  состоялся 11 декабря 1998 года, к Марсу аппарат прибыл спустя 9 месяцев.   В заданное время на высоте 193 км аппарат начал торможение и через 5 минут «MCO», как и планировалось,  ушел за Марс и больше связь с ним не возобновлялась. При расследовании обстоятельств были обнаружены значительные недостатки при разработке программного обеспечения.

Ссылки

  • [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1999-001A Mars Polar Lander на сайте NASA]
  • [http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?Sort=Alpha&Alias=Mars%20Polar%20Lander&Letter=M&Display=ReadMore Mars Polar Lander на сайте NASA]
  • [http://www.jpl.nasa.gov/missions/details.php?id=5914 Mars Polar Lander на сайте Jet Propulsion Laboratory]
  • National Aeronautics and Space Administration (8 December 1998). [http://www2.jpl.nasa.gov/files/misc/mars98launch.pdf Press Kit: 1998 Mars Missions] (.PDF). Пресс-релиз. Проверено 2009-04-22.

Nozomi (Япония)

14 декабря 2003 г. не удалось закрепиться на марсианской орбите японскому межпланетному аппарату Nozomi (с яп. — «Надежда») — он пролетел мимо планеты на расстоянии 1 тыс. км. Космический зонд был запущен 4 июля 1998 г. с космодрома Кагосима ракетой-носителем M-V-3 и должен был стать искусственным спутником Марса.

Первоначально прибытие Nozomi   планете планировалось на октябрь 1999 г. Однако во время перелета при выполнении маневра, необходимого для выхода на траекторию сближения с Марсом, нештатно сработали двигатели аппарата. Когда зонд все-таки прибыл к планете в 2003 г., двигатели не включились на торможение из-за нехватки топлива.

Mars Observer

«Mars Observer» —  космический аппарат и одноимённая программа NASA. Предполагалось, что он будет изучать Марс, являясь искусственным спутником планеты. Связь с АМС была утрачена 21 августа 1993 года, за несколько дней до выхода на расчётную орбиту. 

В ночь с 21 на 22 августа 1993 года связь с АМС была утрачена. Станция должна была совершить наддув баков двигательной установки, что было предусмотрено программой для вывода АМС на орбиту спутника. На время срабатывания пиротехнических средств обеспечения наддува передатчик на борту станции был отключен, по окончании маневров станция должна была выйти на связь.

Поскольку в ходе 11 месяцев перелёта связь со станцией неоднократно терялась, в течение суток группой управления не предпринималось никаких чрезвычайных действий. Специалисты считали, что остронаправленная антенна станции утратила ориентацию на Землю, но даже использование всех трех станций дальней связи DSN не помогло установить связь с АМС.

«Mars Observer»  результат совместной работы конструкторов Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) и компании «Мартин-Мариетта. Впервые при создании АМС были использованы технические решения, нашедшие применение при  создании современных метеорологических спутников: шарнирные крепления солнечных батарей, электромеханическая система ориентации, оптическая аппаратура была неподвижно закреплена на корпусе станции.

История успеха: “Spirit”, “Opportunity”, “Curiosity”

С 2004 года начинается история марсианского триумфа NASA. Один за другим на Марс садятся четыра аппарата, три марсохода — “Spirit”, “Opportunity”, “Curiosity”, и автоматическая станция “Phoenix” — первая и пока единственная в марсианском приполярье. “Opportunity” и “Curiosity” на ходу до сих пор. Марсианский ветер, сгубивший первые советские зонды, превратился в услужливого помощника: он сдувает пыль и песок с солнечных батарей “Opportunity”.

Три успешных ровера NASA (модели): Sojourner, Opportunity, Curiosity

“Opportunity” доказал, что на Марсе когда-то была вода, причём пресная, а список заслуг “Curiosity” слишком обширен, чтобы приводить его здесь. Самый большой и тяжёлый из аппаратов, когда-либо опускавшихся на поверхность Красной планеты, “Curiosity” огромен по сравнению с первыми советскими марсоходами — те были не больше микроволновки. На “Curiosity” возлагают большие надежды: за оставшееся ему время аппарат должен сообщить учёным всё, что нужно знать для того, чтобы отправить на Марс людей. Марсоход определяет состав почв, измеряет радиационный фон; он — и геолог, и климатолог, и немного биолог — по крайней мере он ищет в грунте и атмосфере свидетельства того, что на Марсе могут или могли протекать процессы, свойственные жизни как мы знаем её на Земле.

Последние гости на Марсе и в окрестностях — аппараты российско-европейской миссии ExoMars. Первая часть миссии, реализованная в прошлом году, состояла из орбитального и спускаемого блоков. Орбитальный успешно занял своё место на орбите, а спускаемый аппарат “Schiaparelli” разбился, успев, однако, отправить последнее сообщение — результаты измерений и параметры своих систем. В 2020 году к Марсу направится вторая часть миссии — спускаемый аппарат и марсоход. В их конструкции учтут недостатки, приведшие к аварии “Schiaparelli”, поэтому шансов долететь у них, кажется, больше.

Научная аппаратура

В состав научной аппаратуры MPL входят комплект приборов для изучения летучих веществ и климата Марса MVACS (Mars Volatiles and Climate Surveyor), десантная камера и лидар.
В состав комплекта MVACS входят:

  1. Манипулятор, длина которого в развёрнутом положении составляет 2 метра. На его конце установлены камера RAC (Robotic Arm Camera), ковш для забора грунта и температурный датчик. Камера RAC позволит сделать фотографии высокого разрешения, показывающие структуру материала поверхности и приповерхностного слоя.
  2. Стереокамера SSI (Surface Stereo Imager). Камера находится на 1,5-метровой мачте и служит для панорамной съёмки окрестностей места посадки.
  3. Метеокомплекс. Метеорологические датчики расположены на двух мачтах. На первой мачте высотой 1,2 м на верхней крышке космического аппарата находятся датчик направления и скорости ветра, датчик температуры и полупроводниковые лазеры, измеряющие влажность воздуха, содержание изотопов воды и углекислого газа. Вторая мачта длиной 0,9 м направлена вниз и предназначена для изучения атмосферных эффектов на высоте от 10 до 15 см над марсианской поверхностью. На ней находятся ветровой датчик и два датчика температуры.
  4. Газоанализатор TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer). С помощью манипулятора в приёмник анализатора помещают образец грунта массой 0,1 г. Далее приёмник закрывается крышкой, образуя миниатюрную печку. Образец постепенно нагревают с помощью спирального нагревателя до температуры 1027 °C, и выделяющийся газ просвечивается полупроводниковым лазером, свет которого падает на фотоприёмник. По интенсивности поглощения света можно количественно определить газовый состав, и прежде всего — наличие водяного пара и углекислого газа.
  • Лидар предназначен для определения содержания влаги и пыли в атмосфере до высоты 2-3 км. Прибор разработан в Институте космических исследований РАН под руководством д-ра В. М. Линкина при финансовом участии Российского космического агентства. Это первый российский эксперимент на борту американской АМС.
  • Впервые на Марс должен был быть доставлен микрофон для записи шума ветра и шума работающих механизмов лэндера.

Конструкция

С Земли MPL стартовал в составе перелётной ступени и посадочного аппарата. Перелётная ступень оснащена солнечными батареями, двигателями ориентации и системами связи. Полная масса посадочного аппарата («лэндера») — 576 кг.

Файл:Mars polar lander.jpg Посадочный аппарат на поверхности Марса

Посадочный аппарат оснащён четырьмя блоками двигательных установок ориентации и стабилизации, на донной части расположены три группы посадочных двигателей по четыре жидкостно-реактивных двигателя тягой по 60 фунтов (266 Н, 27,1 кгс) каждый. Топливо для всех двигателей поступает из двух топливных баков, расположенных под основными солнечными батареями лэндера. При работе на поверхности посадочный аппарат имеет высоту 1,06 м и поперечный размер (с развёрнутыми солнечными батареями) 3,6 м. Несущий корпус космического аппарата (шасси) и посадочные опоры выполнены на основе сотовой алюминиевой конструкции, скреплённой графито-эпоксидными панелями. Внутри шасси располагаются основной и резервный комплект бортовой ЭВМ, блок распределения мощности, аккумуляторная батарея, радиосистемы, блоки электроники. Энергопитание посадочного аппарата суммарной мощностью 200 Вт осуществляется от шести секций солнечных батарей. При недостаточном освещении питание будет осуществляться от аккумулятора ёмкостью 16 А·ч, предназначенного, главным образом, для подогрева центрального блока электроники до −30 °C ночью (при −80 °C снаружи).
«Лэндер» оборудован 2-мя радиосистемами.

  • УВЧ — для связи с Землёй через аппарат-ретранслятор Mars Climate Orbiter (так и не вышедший на орбиту вокруг Марса) или для одностороннего сброса данных через АМС Mars Global Surveyor. Скорость передачи данных — 128 кбит/с.
  • система X-диапазона для прямой связи с Землёй через антенну среднего усиления, максимальная скорость передачи данных — 1400—5000 бит/с. Ввиду того, что при наблюдении с южного полюса Марса Земля поднимается над горизонтом очень невысоко, прямая связь была бы возможна только при очень ровном рельефе поверхности, даже небольшие холмы могли помешать связи.

Маринер — 3

«Маринер-3» – третий аппарат из серии «Маринер», его дублером являлся аппарат «Маринер-4». 

Предусматривалось, что космический аппарат проведет научные исследования Марса с пролётной траектории, соберет и передаст информацию о межпланетном пространстве и о пространстве около красной планеты. Планировалась съемка поверхности Марса и осуществление экспериментального радиозатмения планетой сигнала  «Маринер-3» для изучения свойств атмосферы и ионосферы. Проектирование, изготовление и испытания аппарата проходили в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory). Отдельные системы создавались различными промышленными предприятиями, а.к разработке научных приборов привлекались специалисты ряда высших учебных заведений.

При запуске ракеты-носителя произошла авария — не отделился  обтекатель, защищавший космический аппарат  от нагрева  при полете в атмосфере Земли. В результате  «Маринер-3» не смог набрать скорость, необходимую полета к Марсу. Вдобавок, несброшенный  обтекатель не дал раскрыться панелям с фотоэлементами, что лишило аппарат основного источника питания. В результате космический аппарат не смог выполнить программу полета и в настоящее время находится на гелиоцентрической орбите.

Ссылка на основную публикацию