Observador de Marte

Mars Observer ( ing.  Mars Observer , literalmente en ruso. Observador de Marte ) - una estación interplanetaria automática (AMS), que, según el programa de la NASA del mismo nombre , se suponía que observaría Marte desde la órbita de un satélite artificial de el planeta (ISM) desde septiembre de 1993 hasta octubre de 1995 año [nota 1] [1] . El 21 de agosto de 1993, unos días antes de que ISM entrara en órbita, se perdió la comunicación con la estación y los intentos de restablecer la comunicación con ella no tuvieron éxito.

Aunque no se logró ninguno de los principales objetivos fijados para el Mars Observer, sí recogieron datos sobre la fase del vuelo interplanetario, útiles para posteriores misiones a Marte. Se utilizaron instrumentos y equipos análogos desarrollados para el Mars Observer para el Mars Global Surveyor AMS en el marco del programa de 1996 (uno de los proyectos más exitosos de la NASA para el estudio de Marte ) [2] , Mars Climate Orbiter 1998 [3] , el Mars Odisea de 2001 [4] y el Satélite de reconocimiento de Marte lanzado en 2005 [5] .

Como resultado de la falla que sufrió el Mars Observer, la NASA desarrolló un nuevo programa oficial para el estudio y exploración de Marte, cuyo propósito era determinar la ubicación del agua y preparar vuelos tripulados para ello [6]

Historial de creación

En 1984, el Comité de Exploración del Sistema Solar planteó la posibilidad de lanzar un orbitador para explorar Marte. Los objetivos preliminares fueron estudiar el campo magnético del planeta, obtener imágenes de alta resolución de la composición mineralógica de la superficie y ampliar la información obtenida por el programa Viking [7] . El Mars Observer estaba originalmente programado para ser lanzado en 1990 utilizando el transbordador espacial . El 12 de marzo de 1987, tras el desastre del Challenger , el lanzamiento se pospuso hasta 1992 [8] . Junto con la transferencia, también se descubrió un gasto excesivo del presupuesto original, el costo total del programa se estima en $ 813 millones [9] (frente a los 500 millones originales [1] ).

El desarrollo del Mars Observer fue realizado conjuntamente por el equipo de diseño del Jet Propulsion Laboratory (JPL) y la compañía Martin-Marietta , cuya división Astro Space ( ing.  Astro Space ) se dedicó posteriormente a la fabricación de AMS. En "Mars Observer", para aumentar la confiabilidad y ahorrar dinero, se aplicaron primero las soluciones técnicas utilizadas en los satélites meteorológicos modernos : un montaje articulado de una batería solar , un sistema de orientación electromecánico, una instalación fija de equipos ópticos en el cuerpo [ 10] .

Edificio

La carcasa (así como el sistema de control térmico) del Mars Observer AMS se tomó prestada del Satkom -K artificial Earth Satellite (AES) y tenía la forma de un paralelepípedo (tamaño 2,2 x 1,6 x 1,1 metros ). Los paneles solares tenían un tamaño de 7 × 3,7 m, la potencia (en Marte) de cada una de las seis baterías era de unos 1147 vatios . Durante el período en que la nave espacial debía estar a la sombra, se proporcionaron dos baterías de níquel-cadmio , con una capacidad de 42 Ah cada una [10] [11] [12] [13] .

El Mars Observer tenía un sistema de control de actitud de tres ejes , apoyado por cuatro volantes y 24 motores , y por primera vez en el AMS estadounidense (después del Phobos soviético ) se utilizaron dos sistemas de propulsión separados. El primero, diseñado para poner en órbita un satélite artificial de Marte (IMS) y formar una órbita de trabajo, constaba de cuatro motores principales (dos principales y dos de reserva; empuje de 50 kg cada uno) y cuatro motores de maniobra (con un empuje de 2,27 kg), trabajó con tetróxido nítrico y monometilhidracina . La segunda instalación, diseñada para operaciones en órbita de trabajo (orientación precisa y descarga de volantes), constaba de ocho motores de 0,45 kg de empuje y ocho de 0,09 kg, que trabajaban sobre los productos de descomposición de la hidracina [9] [10] [ 11] [ 12] .

Para las telecomunicaciones, el AMS disponía de una antena de dos ejes sobre un gimbal de 1,5 metros y un haz parabólico , montado sobre un boom de 6 metros, para la comunicación con la red de espacio profundo (DSN) vía banda X. Durante el vuelo a alta velocidad , esta antena estaba plegada, por lo que se proporcionó un sistema de antenas más pequeñas (6 de ganancia baja y 1 de ganancia media). El rendimiento máximo de transferencia de datos en el DSN fue de 10,66 kilobytes por segundo y comandos por estación: 62,5 bytes por segundo [10] [11] [12] .

El sistema informático "Mars Observer" se creó sobre la base de un sistema convertido utilizado en los satélites TIROS y DMSP . El sistema semiautónomo era capaz de almacenar hasta 2000 comandos en una RAM de 64 KB y ejecutarlos a una velocidad máxima de 12,5 comandos por segundo; Los equipos también podrían garantizar el funcionamiento autónomo del AMS durante un máximo de 60 días. Para registrar datos, se incluyeron en el sistema grabadoras digitales redundantes ( ing. Digital Tape Recorder o DTR ) , cada una de las cuales podía almacenar 187,5 MB para su posterior reproducción en el DSN [12] [13] .  

Equipos y dispositivos

Para el Mars Observer se diseñaron y crearon varios instrumentos científicos especiales, gracias a los cuales la estación debía cumplir con las tareas que se le encomendaban para estudiar la superficie de Marte, el clima, la atmósfera y el campo magnético [10] .

Progreso y lanzamiento de la misión

El lanzamiento del Mars Observer estaba programado para el 16 de septiembre de 1992, pero durante una inspección programada para el 25 de agosto se detectó una grave contaminación con limaduras de metal y otros desechos, por lo que el lanzamiento se retrasó casi un mes [1] (Dado que el AMS ya estaba instalado en el vehículo de lanzamiento , se considera que una de las supuestas razones por las que el Mars Observer fue devuelto al hangar fue su protección contra el huracán Andrew , que comenzó el 24 de agosto ) [24] . Para evitar un retraso de 26 meses debido a la posición mutua de la Tierra y Marte, se suponía que el lanzamiento tendría lugar a más tardar el 13 de octubre [1] .

El lanzamiento tuvo lugar a las 17:05 UTC del 25 de septiembre de 1992 desde el Complejo de Lanzamiento-40 en la Base de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . El vehículo de lanzamiento Commercial Titan III CT-4 puso al AMS en trayectoria hacia Marte, en 11 meses el Mars Observer tuvo que superar unos 724 millones de kilómetros con una velocidad final (en relación a Marte) de 5,28 kilómetros por segundo [24] .

El 24 de agosto de 1993, se suponía que el AMS comenzaría las maniobras de frenado y entraría en la órbita de Marte, pero en la noche del 21 de agosto, se perdió la comunicación con el Mars Observer [25] . Dado que la falla de comunicación ocurrió repetidamente durante el vuelo de 11 meses, el grupo de control no tomó ninguna acción de emergencia durante el día. Se creía que la antena AMS altamente direccional había perdido su dirección hacia la Tierra, pero las tres estaciones DSN de larga distancia involucradas no pudieron alcanzar la estación. Especialistas del JPL y de la empresa promotora llevan varios días intentando ponerse en contacto con la estación [26] .

De acuerdo con las acciones planificadas, se suponía que el Mars Observer llevaría a cabo operaciones relacionadas con el sellado de los tanques del sistema de propulsión de la estación, de acuerdo con el programa para prepararse para frenar y disparar misiles (para reducir la velocidad e ingresar aún más el AMS en marciano orbita). De acuerdo con el programa que se estaba llevando a cabo, el transmisor a bordo se apagó (durante la operación de la pirotecnia de presurización) y, después de la finalización, la estación tuvo que volver a la comunicación de forma independiente [25] . Desde entonces, se ha sugerido que las fallas en el Mars Observer fueron similares a las del Akatsuki en 2010, cuando el problema fue una fuga de vapor de combustible debido a una falla en la válvula en una de las líneas de combustible. Debido a la falta de comunicación, no se sabe si el Mars Observer logró entrar en la órbita de Marte o si se mueve a lo largo del heliocéntrico .

Causas del accidente

El 4 de septiembre, Martin-Marietta inició una investigación sobre las causas de la muerte de la nave espacial fabricada por la empresa (además de AMS, el 2 de agosto, el cohete Titan-4 explotó casi inmediatamente después del lanzamiento, y después del 21 de agosto, un clima se perdió el satélite) [27] . La comisión incluyó a expertos de la NASA. Inmediatamente se reconoció como improbable un accidente debido a la falla del equipo de transmisión de la estación, ya que la estación podría funcionar sin comunicación y entrar en órbita en modo autónomo [28] .

El trabajo se completó en enero de 1994 (Comunicado de prensa de la NASA 94-1 del 4 de enero de 1994) [29] , según el informe, la causa más probable del accidente fue una falla del sistema de propulsión causada por una mezcla y reacción no intencionada de tetróxido de nitrógeno. (algunos de los cuales durante un vuelo de 11 meses a Marte podrían filtrarse a través de las válvulas de seguridad y acumularse en las tuberías) y monometilhidrazina en las tuberías de titanio del sistema de presurización durante la presurización de los tanques de combustible con helio [30] . Tal reacción podría causar la ruptura de las tuberías, liberando helio y monometilhidrazina de ellas, lo que provocó que la nave espacial girara y podría causar daños críticos a los circuitos eléctricos [29] .

Entre otras posibles razones de la pérdida de la nave espacial, el informe de la comisión presenta [29] [30] :

• falla del sistema de suministro de energía (como resultado de un cortocircuito del bus de energía regulado);
• exceso de presión y, como resultado, ruptura del tanque de tetróxido de nitrógeno (debido a una falla del controlador de refuerzo);
• expulsión de un iniciador pirotécnico estándar de la NASA desde la válvula pirotécnica hacia el tanque de monometilhidracina (o hacia otro sistema de la nave espacial).

Teoría de la conspiración

Los partidarios de la leyenda de la civilización marciana (fotografías de la esfinge marciana tomadas por la nave espacial Viking 1 en 1976 ) acusaron a la NASA de desactivar deliberadamente el Mars Observer AMS para evitar que se viera a Cydonia [31] . Según otra versión, en el momento del comunicado oficial sobre la pérdida de comunicación con el AMS, el Mars Observer aún funcionaba, pero el proyecto fue cerrado por completo y clasificado por el JPL y la NASA, si la información sobre la esfinge marciana no había llegado. no ha sido confirmado, el propio AMS "perdido" se "accidentalmente" se puso en contacto unos meses después (se supone que los datos del AMS sobre Kydonia no se transmitieron a través de DSN disponibles para muchos, sino mediante un altímetro láser (MOLA) señal al fotómetro de alta velocidad Hubble , que repentinamente fue declarado obsoleto y traído a la Tierra por la tripulación de la misión STS-61 ) [32] .

Notas

1. ↑ La observación debía durar al menos 1 año marciano completo, equivalente a 687 días terrestres.

1. ↑ 1 2 3 4 Wilford JN Mishap retrasa la misión a  Marte . The New York Times (28 de agosto de 1992). Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 9 de agosto de 2012.
2. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Global Surveyor" .
3. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Climate Orbiter" .
4. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "2001 Mars Odyssey" .
5. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Reconnaissance Orbiter" .
6. ↑ Shirley DL, McCleese DJ Mars Exploration Program Strategy: 1995-2020  (ing.) (pdf). Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (1996). Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 11 de mayo de 2013.
7. ↑ Eberhart J. La NASA establece sensores para el regreso a Marte en 1990  //  Science News: Journal. - Society for Science & the Public, 1986. - 24 de mayo ( vol. 129 , no. 21 ). — Pág. 330 . -doi : 10.2307/ 3970693 .
8. ↑ Waldrop MM Company ofrece comprar un cohete de la NASA  // Science  : Journal  . - Asociación Americana para el Avance de la Ciencia , 1987. - 27 de marzo ( núm. 235 ). - Pág. 1568 . -doi : 10.1126 / ciencia.235.4796.1568 .
9. ↑ 1 2   material de dominio público del documento "Mars Observer" de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
10. ↑ 1 2 3 4 5 Pavlyuk V. Estación interplanetaria "Mars Observer"  // Cosmonautics news  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nº 16 . (Ruso)
11. ↑ 1 2 3 RCA Astro-Electrónica. Mars Observer: paquete de datos de revisión de seguridad de fase 0  (ing.) (pdf)  (enlace no disponible) . NASA (17 de noviembre de 1987). Consultado el 22 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 Carpeta de prensa del Mars Observer . Comunicado de prensa  (inglés)  (enlace inaccesible) . NASA (septiembre de 1992) . Consultado el 22 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 25 de febrero de 2004.
13. ↑ 12 Francés , 1993 .
14. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Observer Camera (MOC)" .
15. ↑ Caplinger M. Comando automático de la cámara Mars Observer  (inglés)  (enlace no disponible) . Historia de la ciencia . Sistemas de ciencia espacial Malin . Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2015.
16. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Espectrómetro de rayos gamma (GRS)" .
17. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Espectrómetro de Emisión Térmica (TES)" .
18. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)" .
19. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Radiómetro infrarrojo modulador de presión (PMIRR)" .
20. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Magnetómetro y reflectómetro de electrones (MAG/ER)" .
21. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Radio Science (RS)" .
22. ↑  material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio "Mars Balloon Relay (MBR)" .
23. ↑ Participación en el proyecto internacional para estudiar el planeta Marte  // Cosmonautics News  : revista. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nº 11 . (Ruso)
24. ↑ 1 2 Wilford JN EE. UU. lanza una nave espacial en un viaje a Marte  . The New York Times (26 de septiembre de 1992). Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 9 de agosto de 2012.
25. ↑ 1 2 Wilford JN NASA pierde comunicación con Mars Observer  . The New York Times (23 de agosto de 1993). Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 5 de julio de 2012.
26. ↑ Lisov I., Karpenko S. El destino del AMS "Mars Observer" sigue siendo desconocido  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nº 16 . (Ruso)
27. ↑ "Martin-Marietta" investiga las causas del accidente de su nave espacial  // Cosmonautics News  : revista. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nº 18 . (Ruso)
28. ↑ Lisov I. Estado de las estaciones interplanetarias automáticas (revisión)  // Cosmonautics news  : journal. - FSUE TsNIIMash , 1993. - Nº 22 . (Ruso)
29. ↑ 1 2 3 Informe del observador de Marte HQ94-1  publicado . NASA (5 de enero de 1994). Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 5 de julio de 2012.
30. ↑ 1 2 Sobre las causas de la muerte del Mars Observer AMS  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1994. - Nº 1 . (Ruso)
31. ↑ Lisov I., Karpenko S. No hay una "esfinge" en Marte  // Cosmonautics News  : Journal. - FSUE TsNIIMash , 1998. - Nº 4 . (Ruso)
32. ↑ Hoagland R.K., Bara M. "Mars Observer" // Dark Mission: La historia secreta de la NASA = Dark Mission. La historia secreta de la NASA / per. De inglés. E. A. Adamovich. - M. : Eksmo , Nuestra palabra, 2008. - 576 p. — (Archivo de "Investigaciones Secretas"). — 11.000 copias.  — ISBN 9785699388516 .

Literatura

• BM francés Regreso al planeta rojo: la misión Mars Observer. - NASA , JPL, Caltech , 1993. - 59 p.
• Albi A. L. "Mars Observer": regreso al planeta rojo  // La Tierra y el Universo  : Diario / trad. De inglés. A. Yu. Ostapenko. - 1993. - Nº 4 . (Ruso)

Enlaces

•  material de dominio público del documento "Mars Observer" de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
• Pokrovsky V. Observer no se puso en contacto: cuánto pagó la NASA por el fracaso marciano . Historia de la ciencia . Indicador (21 de agosto de 2017). Recuperado: 27 de febrero de 2018. (Ruso)