Fobos-Grunt - Fobos-Grunt

Fobos-Grunt

Model statku kosmicznego Fobos-Grunt na pokazie lotniczym w Paryżu w 2011 r.
Nazwy	Phobos-Grunt Фобос-Грунт Phobos-Ground
Typ misji	Lądownik Phobos Przykładowy zwrot
Operator	Roskosmos
ID COSPAR	2011-065A
SATCAT nr.	37872
Czas trwania misji	3 lata (planowane) Awaria na orbicie
Właściwości statku kosmicznego
Producent	Ławoczkin , Rosyjski Instytut Badań Kosmicznych
Rozpocznij masę	13 505 kg (29 773 funtów)
Sucha masa	2300 kg (5100 funtów)
Moc	1 kW (główny orbiter/lądownik) + 300 W (pojazd z powrotem na ziemię)
Początek misji
Data uruchomienia	8 listopada 2011, 20:16:02 UTC
Rakieta	Zenit-2SB41
Uruchom witrynę	Kosmodrom Bajkonur , stanowisko 45/1
Kontrahent	Jużmasz
Wprowadzona usługa	Nie udało się na orbicie
Koniec misji
Ostatni kontakt	24 listopada 2011
Data rozpadu	15 stycznia 2012, 17:46 UTC
Parametry orbitalne
System odniesienia	Orbita geocentryczna
Reżim	Niska orbita okołoziemska
Wysokość perygeum	207 km (129 mil)
Wysokość apogeum	342 km (213 mil)
Nachylenie	51,43°
Okres	90,0 minut
Instrumenty LUKA Analiza składu cząsteczkowego gleby MDGF Spektrometr promieniowania gamma GŁÓWNY Spektrometr neutronowy Lazma Czas lotu spektrometrem mas MANAGA Spektrometr masowy TERMOFOB Sonda termiczna RLR Radar Sejsmo-1 Sejsmometr MIMOS Spektrometr mössbauerowski METEOR-F Detektor mikrometeoroidów DIAMENT Detektor kurzu FPMS Analiza plazmowa AOST Spektrometr podczerwieni z transformatą Fouriera TIMM-2 Solarny spektrometr okultacyjny MikroOmega Mikroskop spektralny TSNG Kamery

Fobos-Grunt lub Phobos-Grunt (ros. Фобос-Грунт , gdzie грунт zakłada ziemię w wąskim geologicznym znaczeniu każdego rodzaju gleby lub skały odsłoniętej na powierzchni) był próbą rosyjskiej misji zwrotu próbki do Fobosa , jednego z księżyców z Marsa . Fobos-Grunt przewoził także chiński orbiter Marsa Yinghuo-1 oraz maleńki Living Interplanetary Flight Experiment finansowany przez Planetary Society .

Został wystrzelony 8 listopada 2011 r. o godzinie 20:16 UTC z kosmodromu Bajkonur , ale kolejne wypalenia rakiet, mające na celu ustawienie statku na kurs na Marsa, nie powiodły się, pozostawiając go na niskiej orbicie okołoziemskiej . Wysiłki mające na celu reaktywację statku nie powiodły się i 15 stycznia 2012 r . spadł on z powrotem na Ziemię w niekontrolowanym powrocie nad Ocean Spokojny , na zachód od Chile . Pojazd powrotny miał wrócić na Ziemię w sierpniu 2014 roku, przewożąc do 200 g (7,1 uncji) ziemi z Fobosa.

Ufundowany przez Rosyjską Federalną Agencję Kosmiczną i opracowany przez Ławoczkina i Rosyjski Instytut Badań Kosmicznych , Fobos-Grunt był pierwszą międzyplanetarną misją prowadzoną przez Rosjan od czasu nieudanego Marsa96 . Ostatnimi udanymi misjami międzyplanetarnymi były radziecka Vega 2 w latach 1985-1986 i częściowo udana Phobos 2 w latach 1988-1989. Fobos-Grunt został zaprojektowany jako pierwszy statek kosmiczny, który zwrócił makroskopową próbkę z ciała pozaziemskiego od czasu Luny 24 w 1976 roku.

Historia projektu

Budżet

Koszt projektu wyniósł 1,5 mld rubli (64,4 mln USD). Finansowanie projektu na lata 2009–2012, w tym operacje po uruchomieniu, wyniosło około 2,4 miliarda rubli. Całkowity koszt misji miał wynieść 5 mld rubli (163 mln USD).

Według głównego naukowca Aleksandra Zacharowa , cały statek kosmiczny i większość instrumentów były nowe, chociaż projekty czerpały z narodowej spuścizny po trzech udanych misjach Luna , które w latach 70. odzyskały kilkaset gramów księżycowych skał. Zacharow opisał projekt zwrotu próbki Fobosa jako „prawdopodobnie najtrudniejszy do tej pory międzyplanetarny projekt”.

Rozwój

Obraz Phobosa. Projekt Fobos-Grunt rozpoczął się od studium wykonalności misji zwrotu próbek Fobosa w 1999 roku.

Makieta głównej jednostki napędowej statku kosmicznego

Projekt Fobos-Grunt rozpoczął się w 1999 r., kiedy Rosyjski Instytut Badań Kosmicznych i NPO Ławoczkin , główny twórca sowieckich i rosyjskich sond międzyplanetarnych, zainicjowali studium wykonalności za 9 milionów rubli w misji zwrotu próbek Fobosa. Początkowy projekt statku kosmicznego miał być podobny do sond programu Fobos wystrzelonych pod koniec lat 80. XX wieku. Prace nad statkiem kosmicznym rozpoczęto w 2001 r., a wstępny projekt zakończono w 2004 r. Przez lata projekt utknął w martwym punkcie ze względu na niski poziom finansowania rosyjskiego programu kosmicznego. Zmieniło się to latem 2005 roku, kiedy opublikowano nowy rządowy plan działań kosmicznych na lata 2006-2015. Fobos-Grunt stał się teraz jedną z flagowych misji programu. Przy znacznie zwiększonym finansowaniu datę uruchomienia ustalono na październik 2009 r. Projekt z 2004 r. był kilkakrotnie poprawiany, a do udziału w projekcie zaproszono międzynarodowych partnerów. W czerwcu 2006 NPO Ławoczkin ogłosił, że rozpoczął produkcję i testowanie rozwojowej wersji wyposażenia pokładowego statku kosmicznego.

26 marca 2007 roku Rosja i Chiny podpisały porozumienie o współpracy w sprawie wspólnej eksploracji Marsa, która obejmowała wysłanie na Marsa pierwszej chińskiej sondy międzyplanetarnej Yinghuo-1 wraz ze statkiem kosmicznym Fobos-Grunt. Yinghuo-1 ważył 115 kg (254 funtów) i zostałby wypuszczony przez główny statek kosmiczny na orbitę Marsa.

Wzmacniacz

NPO Ławoczkin był głównym wykonawcą projektu przy opracowywaniu jego komponentów. Głównym Projektantem Fobos-Grunt był Maksim Martynov . Pobieranie i pobieranie próbek gleby Fobosa zostało opracowane przez Instytut GEOHI RAN Rosyjskiej Akademii Nauk (Instytut Geochemii i Chemii Analitycznej Vernadskiego), a zintegrowane badania naukowe Fobosa i Marsa metodami zdalnymi i kontaktowymi były w gestii Rosyjskiego Instytutu Badań Kosmicznych , gdzie Aleksander Zacharow pełnił funkcję głównego naukowca misji.

Chiński orbiter Yinghuo-1 został wystrzelony razem z Fobos-Grunt. Pod koniec 2012 roku, po 10–11,5-miesięcznym rejsie, Yinghuo-1 oddzieliłby się i wszedł na orbitę równikową o wymiarach 800 × 80 000 km (nachylenie 5°) w okresie trzech dni. Oczekiwano, że statek kosmiczny pozostanie na marsjańskiej orbicie przez rok. Yinghuo-1 skupiłby się głównie na badaniu środowiska zewnętrznego Marsa. Badacze z centrum kosmicznego spodziewali się wykorzystać zdjęcia i dane do zbadania pola magnetycznego Marsa oraz interakcji między jonosferami , cząsteczkami uciekającymi i wiatrem słonecznym .

Drugi chiński ładunek, system wyładunku i przygotowania gleby (SOPSYS), został zintegrowany z lądownikiem. SOPSYS to narzędzie do szlifowania mikrograwitacyjnego opracowane przez Politechnikę w Hongkongu .

Innym ładunkiem na Fobos-Grunt był eksperyment Towarzystwa Planetarnego zwany Living Interplanetary Flight Experiment ; jego celem było sprawdzenie, czy wybrane organizmy mogą przetrwać kilka lat w kosmosie , przelatując nimi przez przestrzeń międzyplanetarną. Eksperyment testowałby jeden aspekt transpermii , hipotezę, że życie może przetrwać podróże kosmiczne, jeśli będzie chronione w skałach rozerwanych przez uderzenie jednej planety, by wylądować na innej.

Bułgarska Akademia Nauk przyczyniły z eksperymentu pomiarowego promieniowania na Fobos-Grunt.

Dwa lądowniki MetNet Mars opracowane przez Fiński Instytut Meteorologiczny miały zostać uwzględnione jako ładunek misji Fobos-Grunt, ale ograniczenia masy statku kosmicznego wymagały zrzucenia lądowników MetNet z misji.

Premiera przełożona w 2009 r.

Data wystrzelenia w październiku 2009 roku nie mogła zostać osiągnięta z powodu opóźnień w rozwoju statku kosmicznego. W 2009 r. urzędnicy przyznawali, że harmonogram jest bardzo napięty, ale do ostatniej chwili mieli nadzieję, że uda się wprowadzić na rynek. 21 września 2009 r. oficjalnie ogłoszono, że misja zostanie opóźniona do następnego okna startowego w 2011 r. Głównym powodem opóźnienia były trudności napotkane podczas opracowywania komputerów pokładowych statku kosmicznego. Podczas gdy moskiewska firma Tehkhom dostarczyła sprzęt komputerowy na czas, wewnętrzny zespół NPO Lavochkin odpowiedzialny za integrację i rozwój oprogramowania spóźniał się. Odejście na emeryturę szefa NPO Ławoczkina, Walerija N. Połeckiego w styczniu 2010 roku, było powszechnie postrzegane jako związane z opóźnieniem Fobos-Grunta. Nowym szefem firmy został Wiktor Chartow. W dodatkowym czasie prac rozwojowych wynikającym z opóźnienia, do lądownika Phobos dodano wiertło produkcji polskiej jako zapasowe urządzenie do wydobywania gleby.

Premiera 2011

Sonda dotarła do kosmodromu Bajkonur w dniu 17 października 2011 r. i została przetransportowana do Ośrodka 31 w celu przetworzenia przed startem. Statek nośny Zenit-2SB41 przewożący Fobos-Grunt pomyślnie wystartował z kosmodromu Bajkonur o godzinie 20:16 UTC w dniu 8 listopada 2011 r. Wzmacniacz Zenit wstawił statek kosmiczny do początkowej eliptycznej niskiej Ziemi o wymiarach 207 km x 347 km (129 mi x 216 mi) orbita o nachyleniu 51,4°.

Aby wysłać statek kosmiczny na trajektorię międzyplanetarną, potrzebne były dwa odpalenia głównej jednostki napędowej na orbicie okołoziemskiej. Ponieważ oba zapłony silników miałyby miejsce poza zasięgiem rosyjskich stacji naziemnych, uczestnicy projektu poprosili wolontariuszy na całym świecie o prowadzenie obserwacji optycznych oparzeń, np. za pomocą teleskopów, i raportowanie wyników, aby umożliwić dokładniejsze przewidywanie toru lotu misji. po wejściu w zasięg rosyjskich stacji naziemnych.

Po uruchomieniu

Przegląd planowanych trajektorii.

Spodziewano się, że po 2,5 godzinach i 1,7 obrocie na orbicie początkowej, wywodząca się z górnego stopnia Fregata autonomiczna jednostka napędowa (MDU) przeprowadzi ostrzał w celu wprowadzenia statku kosmicznego na orbitę eliptyczną (250 km x 4150-4170). km) z okresem około 2,2 godziny. Po zakończeniu pierwszego spalania oczekiwano, że zewnętrzny zbiornik paliwa jednostki napędowej zostanie wyrzucony, z zapłonem do drugiego spalania, aby opuścić orbitę okołoziemską, zaplanowaną na jedną orbitę, czyli 2,1 godziny po zakończeniu pierwszego spalania. Moduł napędowy stanowi wycieczkowy autobus Fobos-Grunt. Zgodnie z pierwotnymi planami, przybycie na orbitę Marsa oczekiwano we wrześniu 2012 roku, a pojazd powrotny miał dotrzeć na Ziemię w sierpniu 2014 roku.

Po planowanym zakończeniu pierwszego wypalenia sonda nie mogła znaleźć się na docelowej orbicie. Następnie odkryto, że statek kosmiczny nadal znajduje się na swojej początkowej orbicie postojowej i ustalono, że spalenie nie miało miejsca. Początkowo inżynierowie mieli około trzech dni od startu na uratowanie statku kosmicznego, zanim wyczerpią się jego baterie. Ustalono wtedy, że panele słoneczne statku zostały rozmieszczone, dając inżynierom więcej czasu na przywrócenie kontroli. Wkrótce odkryto, że statek kosmiczny koryguje swoją orbitę, zmieniając spodziewany powrót od końca listopada lub grudnia 2011 r. aż do początku 2012 r. Mimo że nie skontaktowano się z nim, statek kosmiczny wydawał się aktywnie dostosowywać swoje perygeum (punkt jest najbliżej Ziemi na swojej orbicie).

Kontakt

W dniu 22 listopada 2011 roku, sygnał z sondy została podchwycona przez stację śledzenia Europejskiej Agencji Kosmicznej w Perth , Australia , po to wysłał sondy polecenia, aby włączyć jednym ze swoich nadajników. Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC) w Darmstadt , Niemcy , poinformował, że kontakt został wykonany na 20:25 UTC w dniu 22 listopada 2011 roku, po pewne modyfikacje zostały wprowadzone do zakładu naczyń 15 m Perth , aby poprawić swoje szanse na uzyskanie sygnału . Nie telemetrii została przyjęta w niniejszym komunikacie. Pozostało niejasne, czy łącze komunikacyjne wystarczyłoby, by nakazać statkowi kosmicznemu włączenie silników i popłynięcie zgodnie z zamierzoną trajektorią w kierunku Marsa. Urzędnicy Roscosmosu powiedzieli, że okno na uratowanie Fobosa-Grunta zamknie się na początku grudnia 2011 roku.

Następnego dnia, 23 listopada 2011 r., stacja Perth ponownie nawiązała kontakt ze statkiem kosmicznym iw ciągu 6 minut odebrano około 400 "ramek" telemetrycznych i informacje Dopplera. Ilość informacji otrzymanych podczas tej komunikacji była niewystarczająca, w związku z czym nie było możliwe zidentyfikowanie problemu z sondą. Dalsze próby komunikacji podjęte przez ESA zakończyły się niepowodzeniem i kontakt nie został przywrócony. Pojazd kosmiczny nie odpowiedział na polecenia wysłane przez Europejską Agencję Kosmiczną, aby podnieść jego orbitę. Roscosmos dostarczył te polecenia ESA.

Z Bajkonouru w Kazachstanie Roscosmos otrzymał telemetrię od Fobos-Grunt w dniu 24 listopada 2011 r., ale próby skontaktowania się z nim nie powiodły się. Telemetria wykazała, że ​​sprzęt radiowy sondy działa i komunikuje się z systemami kontroli lotu statku kosmicznego. Co więcej, najwyżsi urzędnicy Roskosmosu uważali, że Fobos-Grunt jest funkcjonalny, stabilnie zorientowany i ładuje akumulatory za pomocą swoich paneli słonecznych.

W wywiadzie pod koniec listopada 2011 r. kierownik serwisu Europejskiej Agencji Kosmicznej dla Fobos-Grunt, Wolfgang Hell , stwierdził, że Roskosmos lepiej zrozumiał problem ze statkiem kosmicznym, mówiąc, że doszedł do wniosku, że ma jakiś problem z zasilaniem. na pokładzie.

ESA nie skomunikowała się z sondą kosmiczną we wszystkich pięciu okazjach, jakie agencja miała między 28 a 29 listopada 2011 r. W tych przypadkach statek kosmiczny nie wykonał rozkazów odpalenia silników i podniesienia swojej orbity. Rosyjska agencja kosmiczna poprosiła następnie ESA o powtórzenie zamówień. Europejska Agencja Kosmiczna postanowiła zakończyć starania o kontakt z sondą 2 grudnia 2011 r., kiedy jeden z analityków powiedział, że Fobos-Grunt pojawił się „martwy w wodzie”. Jednak ESA udostępniła zespoły do ​​pomocy misji Fobos-Grunt w przypadku zmiany sytuacji. Mimo to Roskosmos wyraził zamiar kontynuowania prób nawiązania kontaktu z pojazdem kosmicznym, dopóki nie wejdzie on w atmosferę.

US Strategic Command „s Wspólna Przestrzeń Operations Center (JSpOC) śledzone sondę i zidentyfikowane na początku grudnia 2011 roku, że Fobos-Grunt miała eliptyczną orbitę na wysokości między 209 km (130 mil) i 305 km (190 mil) , ale spada kilka mil każdego dnia.

Ponowne wejście

Przed ponownym wejściem na pokład sonda nadal miała na pokładzie około 7,51 ton wysoce toksycznej hydrazyny i tetratlenku azotu . Było to głównie paliwo dla górnego stopnia statku kosmicznego. Związki te, o temperaturach topnienia 2 °C i -11,2 °C, są zwykle utrzymywane w postaci płynnej i oczekuje się, że wypalą się podczas ponownego wejścia. Weteran NASA James Oberg powiedział, że hydrazyna i tetratlenek azotu „mogą zamarznąć przed ostatecznym wejściem”, zanieczyszczając w ten sposób obszar uderzenia. Stwierdził również, że jeśli Fobos-Grunt nie zostanie uratowany, może to być najniebezpieczniejszy obiekt, który spadnie z orbity. Tymczasem szef Roskosmosu powiedział, że prawdopodobieństwo, że części dotrą do powierzchni Ziemi, jest „wysoce nieprawdopodobne”, a statek kosmiczny, w tym moduł LIFE i orbiter Yinghuo-1, zostaną zniszczone podczas ponownego wejścia na powierzchnię.

Rosyjskie źródła wojskowe twierdziły, że Fobos-Grunt znajdował się gdzieś nad Oceanem Spokojnym między Nową Zelandią a Ameryką Południową, kiedy ponownie wszedł w atmosferę około 17:45 UTC. Chociaż początkowo obawiano się, że jego szczątki dotrą do lądu tak blisko 145 km na zachód od Santa Fe w Argentynie, rosyjskie wojskowe Siły Obrony Powietrznej i Kosmicznej poinformowały, że ostatecznie spadł do Oceanu Spokojnego, 1247 km (775 mil) na zachód od wyspy Wellington , Chile. Rzecznik MON ujawnił następnie, że takie oszacowanie było oparte na obliczeniach, bez relacji świadków. Dla kontrastu, rosyjscy cywilni eksperci balistyczni stwierdzili, że fragmenty spadły na szerszy skrawek powierzchni Ziemi, a środek strefy katastrofy znajdował się w stanie Goiás w Brazylii .

Następstwa

Początkowo szef Roskosmosu Władimir Popowkin sugerował, że porażka Fobos-Grunt mogła być wynikiem sabotażu przez obcy naród. Stwierdził również, że ryzykowne decyzje techniczne zostały podjęte z powodu ograniczonego finansowania. 17 stycznia 2012 r. niezidentyfikowany rosyjski urzędnik spekulował, że amerykański radar stacjonujący na Wyspach Marshalla mógł przypadkowo wyłączyć sondę, ale nie przytoczył żadnych dowodów. Popovkin zasugerował, że mikrochipy mogły być sfałszowane, a 1 lutego 2012 r. ogłosił, że wybuch promieniowania kosmicznego mógł spowodować ponowne uruchomienie komputerów i przejście w tryb czuwania. Eksperci branżowi poddają w wątpliwość twierdzenie, powołując się na to, jak nieprawdopodobne są skutki takiego wybuchu na niskiej orbicie okołoziemskiej, wewnątrz osłony ziemskiego pola magnetycznego .

6 lutego 2012 r. komisja badająca wypadek stwierdziła, że ​​misja Fobos-Grunt nie powiodła się z powodu „błędu programistycznego, który doprowadził do jednoczesnego ponownego uruchomienia dwóch działających kanałów komputera pokładowego”. Pakiet rakiet statku nigdy nie wystrzelił z powodu ponownego uruchomienia komputera, pozostawiając statek na orbicie Ziemi. Chociaż zidentyfikowano konkretną awarię, eksperci sugerują, że była to kulminacja złej kontroli jakości, braku testów, problemów z bezpieczeństwem i korupcji. Prezydent Rosji Dmitrij Miedwiediew zasugerował, że winnych należy ukarać i być może ścigać karnie.

Powtórz misję

W styczniu 2012 roku naukowcy i inżynierowie z Rosyjskiego Instytutu Badań Kosmicznych i NPO Ławoczkina wezwali do powtórnej misji zwrotu próbki o nazwie Fobos-Grunt-2 i Boomerang do wystrzelenia w 2020 roku. Popowkin zadeklarował, że wkrótce spróbują powtórzyć misję Fobos-Grunt jeżeli porozumienie nie zostało osiągnięte dla rosyjskiej współpracy w Europejskiej Agencji Kosmicznej „s ExoMars programu. Jednak odkąd osiągnięto porozumienie w sprawie włączenia Rosji jako pełnoprawnego partnera projektu, niektóre instrumenty pierwotnie opracowane dla Fobos-Grunt latały na orbiterze ExoMars Trace Gas Orbiter .

W dniu 2 sierpnia 2014 r. Rosyjska Akademia Nauk poinformowała, że ​​powtórna misja Fobos-Grunt może zostać ponownie uruchomiona w celu wystrzelenia około 2024 r. W sierpniu 2015 r. grupa robocza ESA – Roscosmos ds. współpracy post- ExoMars zakończyła wspólne badanie możliwej przyszłej misji zwrotu próbki Phobosa, odbyły się wstępne dyskusje, aw maju 2015 roku Rosyjska Akademia Nauk przedstawiła propozycję budżetu.

Roscosmos analizuje obecnie propozycję międzynarodowej misji zwrotu próbek na Marsa o nazwie Mars-Grunt , która miałaby się odbyć do 2026 roku. Ta misja zwrotu próbek na Marsa zostałaby opracowana na podstawie technologii zademonstrowanych przez Fobos-Grunt 2.

Cele

Fobos-Grunt był zamierzoną sondą międzyplanetarną, która składała się z lądownika do badania Fobosa i pojazdu powrotnego próbki, który zwrócił próbkę około 200 g (7,1 uncji) gleby na Ziemię . Miał też badać Marsa z orbity, w tym jego atmosferę i burze pyłowe, plazmę i promieniowanie.

Cele naukowe

• Dostawa próbek gleby Fobosa na Ziemię do badań naukowych Fobosa, Marsa i okolic Marsa;
• Badania in situ i zdalne Phobosa (w tym analiza próbek gleby);
• Monitorowanie zachowań atmosferycznych Marsa, w tym dynamiki burz pyłowych;
• Badania sąsiedztwa Marsa, w tym jego środowiska radiacyjnego, plazmy i pyłu;
• Badanie pochodzenia księżyców marsjańskich i ich relacji z Marsem;
• Badanie roli, jaką odgrywają uderzenia asteroid w formowaniu się planet ziemskich;
• Poszukiwanie możliwego przeszłego lub teraźniejszego życia ( biosygnatury );
• Badanie wpływu trzyletniej międzyplanetarnej podróży w obie strony na mikroorganizmy ekstremofilne w małej zamkniętej kapsule ( eksperyment LIFE ).

Ładunek

A: moduł lotu, B: pojazd do powrotu, C: pojazd do zniżania (nie pokazano).

• System TV do nawigacji i prowadzenia
• Pakiet Chromatograf Gazowy:
  • Termiczny analizator różnicowy
  • Chromatograf gazowy
  • Spektrometr masowy
• Spektrometr promieniowania gamma
• Spektrometr neutronowy
• Spektrometr alfa X
• Sejsmometr
• Radar długofalowy
• Spektrometr wizyjny i bliskiej podczerwieni
• Licznik kurzu
• Spektrometr jonowy
• Optyczny czujnik słoneczny

Podsumowanie mszy

Plan misji

Podróż

Podróż statku kosmicznego na Marsa zajmie około dziesięciu miesięcy. Po przybyciu na orbitę Marsa główna jednostka napędowa i kratownica przenosząca rozdzielą się, a chiński orbiter Marsa zostanie zwolniony. Fobos-Grunt spędziłby kilka miesięcy na badaniu planety i jej księżyców z orbity, zanim wylądował na Fobosie . Konieczne było zapobieżenie przedostaniu się na Marsa zanieczyszczeń z Ziemi; według Fobos-Grunt Chief Designer Maksim Martynow , prawdopodobieństwo sondy przypadkowo docierającego do powierzchni Marsa był znacznie niższy niż maksimum określonego dla kategorii III misji, typu przypisanego Fobos-Grunt i zdefiniowanej w COSPAR „s ochrony planetarnej polityki ( zgodnie z art. IX Traktatu o przestrzeni kosmicznej).

Phobos-Grunt wokół Marsa : (1) Przybycie Phobos-Grunta, (2) Manewr wprowadzenia na orbitę wokół Marsa, (3) Opuszczenie stopnia Fregata i oddzielenie sondy od Yinghuo-1, (4) Manewr wznoszenia perycentrum (5) yinghuo-1 rozpoczyna swoją misję na pierwszej orbicie (6) manewr aby postawić się w ciasnej orbicie do tego z Phobosa; (A) Orbita Fobosa, (B) Orbita wstawienia Phobosa-Grunta i Yinghuo-1 , (C) Orbita z podniesionym perycentrum, (D) Orbita quasi-synchroniczna z Fobosem.

Na Fobosie

Planowane miejsce lądowania na Phobos to obszar od 5°S do 5°N, od 230° do 235°E. Zbieranie próbek gleby rozpoczynało się natychmiast po wylądowaniu lądownika na Fobosie i trwało od 2 do 7 dni. Na wypadek awarii łączności istniał tryb awaryjny, który umożliwiał lądownikowi automatyczne wystrzelenie rakiety powrotnej, aby dostarczyć próbki na Ziemię.

Ramię robota pobrałoby próbki o średnicy do 1,3 cm (0,51 cala). Na końcu ramienia znajdowało się narzędzie w kształcie rury, które rozszczepiło się, tworząc pazur. Narzędzie zawierało tłok, który wepchnąłby próbkę do cylindrycznego pojemnika. Światłoczuła fotodioda potwierdziłaby, czy zebranie materiału zakończyło się sukcesem, a także umożliwiła wizualną inspekcję obszaru kopania. Urządzenie do pobierania próbek wykonałoby od 15 do 20 czerpaków, uzyskując w sumie 85 do 156 g (3,0 do 5,5 uncji) gleby. Próbki byłyby ładowane do kapsuły, która następnie byłaby przemieszczana w specjalnym rurociągu do modułu zniżania poprzez napełnienie elastycznego worka w rurze gazem. Ponieważ charakterystyka gleby Fobosa jest niepewna, lądownik zawierał inne urządzenie do wydobywania gleby, wiertło polskiej produkcji, które zostałoby użyte w przypadku, gdyby gleba okazała się zbyt kamienista dla głównego urządzenia nabierającego.

Po opuszczeniu etapu powrotnego eksperymenty lądownika trwałyby na powierzchni Fobosa przez rok. Aby oszczędzać energię, kontrola misji włączałaby je i wyłączała w precyzyjnej kolejności. Zrobotyzowane ramię umieściłoby więcej próbek w komorze, która ogrzewałaby je i analizowała widma emisyjne . Ta analiza mogła być w stanie określić obecność lotnych związków, takich jak woda.

Przykładowy powrót na Ziemię

Stopień powrotny zamontowano na górze lądownika. Musiałby przyspieszyć do 35 km/h (22 mph), aby uciec przed grawitacją Fobosa. Aby uniknąć uszkodzenia eksperymentów pozostałych w lądowniku, etap powrotny uruchomiłby silnik po tym, jak pojazd zostałby przeskoczony na bezpieczną wysokość za pomocą sprężyn. Rozpocząłby wówczas manewry mające na celu ewentualną podróż na Ziemię, gdzie przybyłby w sierpniu 2014 r. 11-kilogramowy pojazd do lądowania zawierający kapsułę z próbkami gleby (do 0,2 kg (0,44 funta)) zostałby wypuszczony bezpośrednio podejście do Ziemi z prędkością 12 km/s (7,5 mil/s). Po hamowaniu aerodynamicznym do 30 m/s (98 ft/s) pojazd o stożkowym zniżeniu wykonałby twarde lądowanie bez spadochronu na poligonie testowym Sary Shagan w Kazachstanie . Pojazd nie posiadał żadnego sprzętu radiowego. Naziemne obserwacje radarowe i optyczne zostałyby wykorzystane do śledzenia powrotu pojazdu.

Podsumowanie planowanych faz misji

Kontrola naziemna

Centrum kontroli misji znajdowała się w Centrum Deep Space Komunikacji ( Национальный центр управления и испытаний космических средств (w języku rosyjskim) , wyposażony w RT-70 radioteleskopu najbliższej Yevpatoria w Krymie . Rosji i Ukrainy zgodził się pod koniec października 2010 roku, że w przestrzeni europejskiej Centrum operacyjne w Darmstadt w Niemczech kontrolowałoby sondę.

Komunikacja ze statkiem kosmicznym na początkowej orbicie parkingowej została opisana w dwutomowej publikacji.

Krytyki naukowe

Barry E. DiGregorio, dyrektor International Committee Against Mars Sample Return (ICAMSR), skrytykował eksperyment LIFE przeprowadzony przez Fobos-Grunt jako naruszenie Traktatu o Przestrzeni Kosmicznej ze względu na możliwość skażenia Fobosa lub Marsa zarodnikami drobnoustrojów i żywe bakterie, które zawiera, gdyby straciły kontrolę i wylądowały awaryjnie na którymkolwiek z ciał. Spekuluje się, że żaroodporne bakterie ekstremofilne mogły przetrwać taką katastrofę, na podstawie tego, że bakterie Microbispora przetrwały katastrofę promu kosmicznego Columbia .

Według Fobos-Grunt Chief Designer Maksim Martynow , prawdopodobieństwo sondy przypadkowo docierającego do powierzchni Marsa był znacznie niższy niż maksimum określonego dla kategorii III misji, typu przypisanego Fobos-Grunt i zdefiniowanej w COSPAR „s ochrony planetarnej polityki ( zgodnie z art. IX Traktatu o przestrzeni kosmicznej).

Zobacz też

• Lista misji na Marsa  – artykuł z listy Wikipedii
• Misja powrotna próbki Marsa
• Eksploracja marsjańskich księżyców
• Program Fobos  – 1988 sowieckie misje na Marsa

Bibliografia

Dalsza lektura

• M. Ja. Marow, VS Avduevsky, EL Akim, TM Eneev, RS Kremnev, SD Kulikov, KM Pichkhadze, GA Popov, GN Rogovsky; Awduewski; Akim; Enijewa; Kremniew; Kulikow; Pichchadze; Popow; Rogowski (2004). „Phobos-Grunt: rosyjska misja powrotu próbki”. Postępy w badaniach kosmicznych . 33 (12): 2276–2280. Kod Bib : 2004AdSpR..33.2276M . doi : 10.1016/S0273-1177(03)00515-5 .CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )

• Galimow, EM (2010). „Misja powrotna próbki Phobos: uzasadnienie naukowe”. Badania Układu Słonecznego . 44 (1): 5–14. Kod Bibcode : 2010SoSyR..44....5G . doi : 10.1134/S0038094610010028 . S2CID  124416846 .

• Zelenyi, LM; Zacharow, AV (2010). „Projekt Phobos-Grunt: Urządzenia do badań naukowych”. Badania Układu Słonecznego . 44 (5): 359. Kod bib : 2010SoSyR..44..359Z . doi : 10.1134/S0038094610050011 . S2CID  121719627 .

• Rodionow, DS; Klingelhoefer, G.; Evlanov, EN; Blumers, M.; Bernhardt, B.; Gironés, J.; Maul, J.; Fleischer, I.; i in. (2010). „Zminiaturyzowany spektrometr Möessbauera MIMOS II dla misji Fobos-Grunt”. Badania Układu Słonecznego . 44 (5): 362. Kod bib : 2010SoSyR..44..362R . doi : 10.1134/S0038094610050023 . S2CID  122144645 .

Zewnętrzne linki

• Wpis NSSDC Fobos-Grunt