Первые неудачи NASA программа Mars Surveyor 98
Планета Марс

Неудачная миссия Mars Polar Lander и Climate Orbiter

Рубрика:Миссии на Марс Автор: |

Изучение Марса началось в XIV в. до н. э., когда древние учёные заметили его и описали траекторию. С того момента человек непрерывно масштабировал сведения и углублял понимание процессов, происходящих на красной планете.

полярный ландер

Первое соприкосновение с Марсом произошло в 1971 г. с помощью аппарата советской межпланетной станции Марс-3. Но в 1996 г. интерес к изучению красной планеты особенно обострился, что было следствием научной публикации в журнале Science, посвящённой изучению найденного в Антарктиде метеорита, предположительно марсианского происхождения. Статья сообщала об обнаружении вкраплений в космическом теле, напоминающих окаменелые остатки древних микроорганизмов.

С момента публикации мотивация исследований изменилась. Теперь учёных заинтересовали причины изменений климата и возможность существования жизни в недрах Марса. Эти вопросы дополнили программу Mars Surveyor 98, предназначенную для изучения четвёртой планеты.

Программа миссии

Mars Surveyor 98 – программа американского агентства NASA по изучению красной планеты, реализуемая в рамках научной работы по исследованию летучих веществ и истории климата.

Согласно плану Surveyor 98 предполагался запуск двух космических кораблей Mars Climate Orbiter и Mars Polar Lander.

Борт корабля Polar Lander нёс два зонда для грунтового проникновения и взятия проб поверхностного слоя марсианской почвы.

Передвижение аппаратов контролировала межпланетная мониторинговая станция Марс глобал сервейор, занявшая околопланетную орбиту.

Миссия, которую преследовала программа Surveyor 98, заключалась в глубоком изучении геологии и климата четвёртой планеты.

Задачи и цели миссии

Миссия Surveyor 98 нацелена на исследования ресурсов и климатической истории Марса пока не является основной задачей, но учитывается вопрос возможной жизни на планете.

С учётом научного инструментария и ресурсов фундаментом программы стали следующие стратегические задачи:

  • выявление суточных и сезонных циклических изменений воды, углекислого газа и пыли с целью понимания климатических изменений в исторических масштабах;
  • определение глобальной структуры атмосферы и характера циркуляции летучих веществ;
  • исследование климатической истории по внешним характеристикам объектов на поверхности планеты и образцам грунта, взятым с помощью Mars Polar Lander;
  • поиск ледяных образований и изучение их распределения;
  • сравнение климата Земли и Марса с целью нахождения причин для развития жизни.

Основная нагрузка по реализации стратегических задач возлагалась на Polar Lander, который способен внедряться в грунт и исследовать его образцы.

Стоимость

Разработка и строительство космических кораблей в рамках программы Mars Surveyor 98 потребовала 193,1 млн долларов. Затраты на запуск составили 91,7 млн долларов, а на операции по реализации миссии – 42,8 млн долларов. Общая стоимость программы оценивается в 327,6 млн долларов.

Орбитальный аппарат Марс 98 года

Mars Climate Orbiter, ранее имевший название Mars Surveyor 98 Orbiter, создавался в качестве спутника-транслятора для спускаемого ровера. Он был оснащён самыми передовыми технологиями. Предполагалось, что Марс климат орбитер будет исследовать марсианский климат после прекращения работы Polar Lander. Однако миссия была провалена.

орбитальный аппарат

Характеристики станции

Mars Climate Orbiter представлял собой модель коробчатого космического корабля высотой 2,1 м, шириной 1,6 м, глубиной 2,0 м. Он содержал силовые установки и несколько модулей оборудования. Общая стартовая масса составила 629 кг, из них на топливо приходилось 291 кг. К корпусу крепилось крыло с солнечной батареей площадью 11 кв. м и подвесная усиливающая антенна диаметром 1,3 м.

Движение станции совершалось с помощью основного двигателя на биотопливе и дополнительных гидразиновых импульсных двигателей. Ориентация и маневрирование обеспечивались семью подруливающими устройствами.

Научная аппаратура

Корабль Mars Climate Orbiter был оснащён прибором PMIRR, расположенным на вершине корпуса. Это 9-канальный зонд для изучения вертикальных профилей атмосферной температуры, водяного паля, конденсатных облаков и пыли. А также модуль мог делать замеры радиационного фона поверхности планеты. PMIRR воспринимает среду в тепловом инфракрасном диапазоне.

В нижней части модуля оборудования устанавливалась двухкамерная система визуализации Mars Color Imager для фиксации глобальных изображений. Она позволяет вести наблюдения за динамикой атмосферных явлений, изучать поверхность грунта и нюансы взаимодействия атмосферы с ней.

Потеря орбитального аппарата

Датой запуска Mars Climate Orbiter стал декабрь 1998 г. Сначала всё шло согласно плану – в сентябре 1999 г. автоматическая станция приблизился к красной планете и предпринял попытку занять орбиту. Но в этот момент радиосвязь прервалась. Спустя двое суток станцию — ретранслятор признали потерянным. Предполагается, что она оказалась слишком близко к поверхности Марса и погибла в его атмосфере.

Спускаемый аппарат

Mars Polar Lander, первоначально названный как Mars Surveyor 98 Lander, представлял собой роботизированный космический ландер, предназначавшийся для исследования климата и почвы территории вблизи южного полюса Марса. Но свою миссию Марс полярный ландер не смог завершить, в момент спуска радиосвязь была прервана.

спускаемый полярный ландер

Характеристики ландера

Спускаемый аппарат имеет шестиугольный каркас из алюминиевого материала с сотовой структурой. К основе прикреплены три посадочные ножки, которые при приземлении должны были раскрыться и поглотить ударную волну. Его высота составляла 1,06 м, а ширина около 3,6 м. Стартовая масса конструкции равнялась 583 кг, в том числе по 3,5 кг на два микрозонда, 64 кг на топливо, 82 кг на крейсерскую ступень, 140 кг на теплозащитную оболочку. Во внутреннюю панель была интегрирована электроника и система терморегуляции.

Полярный ландер оснастили 4 реактивными модулями, каждый из которых состоял из двигателя для маневрирования с коррекцией траектории и наклонно двигателя для ориентирования. Мощность обеспечивалась благодаря двум крыльям солнечных батарей общей площадью 3,1 кв. м.

Связь с Землёй осуществлялась через X-диапазон с помощью усилителей мощности и антенны.

Научные инструменты

Ландер содержал широкий инструментарий для научных исследований. В состав Polar Lander были включены следующие компоненты:

  • Цветная камера Mars Descent Imager с фиксированным фокусом, снимающая изображения со скоростью 5 кадров в секунду.
  • Многоспектральная стерео-камера панорамной съёмки Stereo Surface Imager с высоким разрешением.
  • LIDAR – лазерный эхолот, расположенный на палубе Polar Lander. С помощью световых импульсов определяет местонахождение и характеристики льда и пыли.
  • Роботизированная рука-манипулятор.
  • Роботизированная камера-манипулятор.
  • Научный модуль Meteorological Package для визуализации и интерпретации метеорологической информации.
  • Масс-спектрометрический инструмент Thermal and Evolved Gas Analyzer для анализа образцов грунта и льда.
  • Звукозаписывающее устройство Mars Microphone.

Deep Space 2

Модуль Deep Space 2 в составе корабля Mars Polar Lander предназначался для проникновения на Марс с целью глубокого изучения рельефа. В составе находились два микрозонда, известные под названием Deep Space 2 a и Deep Space 2 b. Они должны были выполнить следующие задачи:

  • проверить присутствие льда под поверхностью и в случае обнаружения исследовать минеральный состав окружающего грунта;
  • исследовать подземный градиент температур;
  • измерить температуру и давление атмосферы.

Осуществить миссию Deep Space 2 зонды должны были с помощью широкого научного инструментария, которым они были оснащены. Это, модули обнаружения и сбора образцов грунта и льда, термальный детектор почв, датчик атмосферного давления и ударный акселерометр.

Mars Polar Lander
Mars Polar Lander и Deep Space 2

Микрозонды имели массу около 3,5 кг каждый. Сверху были покрыты аэродинамической оболочкой высотой 275 мм и диаметром 350 мм. Оболочка изготавливалась из керамического материала, который защищал аппараты от воздействия избыточного тепла и разрушался при столкновении с грунтом. Каждый зонд имел внутренний корпус из двух частей – кормовой и передней. Их оснастили передовым, научным инструментарием.

Место посадки

Планировалось, что космический полярный ландер приземлится на территории южного полюса. Целью посадки была самая северная граница слоистых отложений, расположенная около 76 градусов южной широты.

Ход миссии

Mars Polar Lander стартовал 3 января 1999 г. и к 23 сентября успешно приблизился к красной планете, собираясь совершить посадку. Однако связь неожиданно прервалась, и попытки восстановить её не увенчались успехом. Восстановить точный ход событий не удалось.

Потеря посадочного аппарата

По итогам неудавшейся миссии было проведено расследование и установлено, что наиболее вероятной причиной утраты ландера послужил ложный сигнал системы о приземлении, который был получен до соприкосновения с поверхностью. В момент столкновения ударная волна спровоцировала отключение датчиков посадки и двигатели отключились. В результате аппарат упал и повредился.

Некоторые эксперты считают, что утрата Mars Polar Lander связана с нестабильной работой катализатора ракетных двигателей, которая привела к перегреву и отказу системы.

Миссия Mars Surveyor 98, которая должна была обогатить науку важнейшими данными, провалилась. Большие затраты человеческих и финансовых ресурсов не оправдались даже на долю процента. Но выводы были сделаны и сегодня усовершенствованные космические аппараты успешно спускаются на Марс и отправляют на Землю ценные данные.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

Что еще можно добавить к вышесказанному?