| 25 сентября 1992 года - старт 22 августа 1993 года - не вышел на связь при подлёте к Марсу |
2 сентября. Вашингтон. ИТАР-ТАСС. Запуск американской автоматической межпланетной станции с целью изучения Марса и составления карты его поверхности будет отложен до конца сентября. К такому решению национальное космическое ведомство США пришло в связи с загрязнением АМС "Марс Обсервер", которое произошло, когда инженерно-технический персонал пытался обезопасить космический корабль от разрушительного урагана "Эндрю".
Специалисты НАСА закачали сухой азот под защитную оболочку АМС, установленной на ракетоносителе "Титан-3". После урагана был проведен осмотр, в ходе которого в АМС были обнаружены частицы металла, ржавчины, краски, кремния, а также волокна хлопка и бумаги. По словам представителя НАСА, космический аппарат будет демонтирован с ракеты-носителя для проведения очистной операции. Новая дата запуска будет объявлена после окончания всех работ.
Спутник Марса должен стать первым американским космическим кораблем, отправленным к этой планете со времени экспедиции "Викинг" в 1975 г. Он должен достичь орбиты Марса через 11 месяцев. В полете спутник будет находиться целый марсианский год - 687 дней. Изучение "красной" планеты будет проводиться при помощи дистанционных приборов и оборудования. Космический корабль будет выполнять также функцию передачи данных и информационного обеспечения для спутника-робота, который специалисты России планируют посадить на Марс в 1995 г.
Новости космонавтики 1992 №19:
25 сентября в 12:27 ВП США (17:05 Гв.) с космодрома на мысе Канаверал ракетой-носителем "Титан-3" запущена АМС "Марс Обсервер".
Ракета-носитель фирмы "Mapтин-Мариэтта" вывела полезный груз на низкую околоземную орбиту, откуда с помощью нового разгонного блока TOS межпланетная станция весом 2,5 т была переведена нд траекторию полета к Марсу.
После одиннадцатимесячного перелета "Марс Обсервер" должен достичь окрестностей Марса в августе 1993 г. Потом перейти на околополярную орбиту и провести детальное картографирование марсианского ландшафта и изучение климатических условий.
Бортовые камеры "Обсервера" способны делать фотоснимки с небывалой разрешающей способностью. С 376-километровой орбиты можно "разглядеть" объекты размером в 3 м в поперечнике.
Стоимость программы "Марс Обсервер" составляет 980 млн.$. Это первый запуск американского аппарата к Марсу за последние 17 лет. Однако заместитель директора НАСА по науке Леннард Фиск выразил надежду, что он станет началом серии регулярных экспедиций по исследованию Марса.
У "Марса Обсервера" есть и еще одна задача. Он будет искать признаки жизни на Марсе. Планета эта расположена между Землей и Юпитером. Поверхность ее покрыта огромными потухшими вулканами и речными долинами. Ландшафт скалистый и пустынный.
На этой четвертой по удаленности от Солнца планете довольно холодно - температура колеблется от минус 73 до минус 177 градусов по Цельсию, дуют сильные ветра. И все же ученые считают, что под поверхностью Марса, в каналах вечной мерзлоты может быть вода, а значит и жизнь, хотя бы на уровне бактерий.
Что ж, может быть, "Марс Обсервер" ответит на этот вопрос.
Новости космонавтики 1992 №20:
30 сентября. Вашингтон. ИТАР-ТАСС. О начале экспедиции АМС "Марс Обсервер" мы писали в "Новостях космонавтики" №19(30) стр.9. Через 15 мин. после старта произошел запуск двигателя небольшой цилиндрической межорбитальной ракеты, которая направила аппарат-лабораторию дальше в открытый космос. Через 25 минут "Марс Обсервер" отделился от верхней ступени ракеты-носителя и начал полет с максимальным удалением от Земли на расстоянии 720 млн км.
Вначале возникли проблемы с получением телеметрической информации. Но через час полета стало ясно, что верхняя ступень ракеты-носителя отделилась по графику и полет проходит нормально. (Это было первое испытание в реальном полете верхней ступени РН, называемой "ступенью межорбитального перехода" (CMИ).
Установленные на боргу АМС телекамеры и дистанционные сенсорные приборы будут передавать данные для анализа топографических особенностей планеты, ее магнитного поля, минеральных запасов, климата. Эти исследования будут проводиться в течение марсианского" года (687 дней).
В научной программе "Марса Обсервера" - поиски жизни на "красной планете". Ученые рассчитывают найти либо бактерии, либо окаменелые останки вымерших организмов. Единственным прямым свидетельством существования воды на Марсе являются ледовые шапки, которые то появляются, то исчезают на обоих полюсах загадочной планеты со сменой времен года.
Новости космонавтики 1993 №7:
11 апреля. Пасадена. AП. Три аппарата, разработанные для изучения Марса, Юпитера и Солнца начали поиск гравитационных волн - слабого отголоска "Большого взрыва", в результате которого образовалась Вселенная.
Общая Теория относительности Эйнштейна предполагает, что гравитационные волны должны пронизывать космос. Однако, несмотря на многочисленные поиски, физики до сих пор не смогли их обнаружить. Поэтому, ученые НАСА и ЕКА решили провести эксперимент по их обнаружению с 21 марта по 11 апреля. Во время эксперимента радиосигналы с космических аппаратов "Марс Обсервер", "Галилео" и "Улисс" будут приниматься непрерывно наземными станциями слежения системы DSN (Deep Space Network), находящимися в Мадриде (Испания), Канберре (Австралия) и Голдстоуне (США, Калифорния). Принимать сигналы с аппарата "Улисс" будут также станции в Японии и Италии.
Если во время проведения эксперимента гравитационные волны достаточной интенсивности будут проходить через Солнечную систему, то они будут искривляться между Землей и тремя космическим аппаратами, внося небольшие изменения в частоту радиосигналов, что и должно быть зафиксировано. Обнаружение гравитационных волн подтвердило бы предсказания теории Эйнштейна и позволило бы ученым взглянуть на катастрофические взрывы в космосе с другой стороны.
В эксперименте с участием трех АМС могут быть обнаружены гравитационные волны очень большой длины, подобные тем, которые возникли в результате "Большого взрыва" или излучаются сверхмассивными черными дырами.
Один из физиков Лаборатории реактивного движения НАСА Фрэнк Истебрук сказал, что шансы найти что-нибудь при этом эксперименте невелики. В то же время, использование трех АМС и высокотехнологичного радиооборудования на "Марс Обсервер" делает этот эксперимент более чувствительным, чем во время всех предыдущих попыток с использованием других космических аппаратов.
По мнению ученых, понадобится, как минимум, 6 месяцев для обработки и анализа полученных в ходе эксперимента данных.
Новости космонавтики 1993 №15:
20-23 июля на станцию передавалась новая версия (8.1) программного обеспечения.
В течение трех следующих дней на борт были переданы изменения в программном обеспечении подсистемы контроля ориентации. Эти
изменения являются последними перед операциями по подлету к Марсу и выходу станции на орбиту его спутника. Первая такая операция началась 26 июля.
Бортовая камера начала первый сеанс съемок планеты длительностью более суток. Передача данных на бортовой магнитофон продолжалась до 29 июля.
По состоянию на 29 июля расстояние АМС до Марса составляет 5.5 млн км.
Новости космонавтики 1993 №16:
6 августа. Пасадена. Автоматическая межпланетная станция "Марс Обсервер", которая должна выйти на орбиту спутника Марса 24 августа, выполнила первый снимок планеты.
Фотография, опубликованная НАСА 5 августа, была сделана в ночь с 26 на 27 июля в 20:52 PDT (03:42 GMT) с расстояния 5.8 млн км. К нежданной радости исследователей оказалось, что атмосфера Марса достаточно прозрачна. "Она намного прозрачнее, чем во время прилета "Викингов," - сказал главный специалист по экспериментам с установленной на станции камерой для фотографирования поверхности планеты геолог Майкл Малин (Michael Malin). Марс имел обыкновение встречать космические аппараты с Земли пылевыми бурями глобального масштаба, но на этот раз его атмосфера прозрачна, что благоприятствует выполнению научной программы "Марс Обсервера". Специалисты Лаборатории реактивного движения НАСА встретили демонстрацию первого снимка бурными аплодисментами.
На снимке видны обширные вулканические области, которые должны быть покрыты песчаными дюнами, кратер диаметром до 2000 км от падения гигантского метеорита, пылевая буря локального масштаба. Несмотря на значительное расстояние, камера обеспечила высокое разрешение снимка: 21.5 км (315 точек на диаметр изображения планеты).
24 августа 29-минутное торможение, которое начнется примерно в 20:30 GMT, переведет "Марс Обсервер" на эллиптическую орбиту спутника планеты. Маневры на протяжении следующих двух с половиной месяцев переведут его на рабочую околополярную орбиту высотой 376 км с периодом 118 минут. Начиная с 22 ноября в течение месяца станция выполнит полное фотографирование планеты, на основе которого будет составлена подробная карта. С 16 декабря начнется основной цикл исследований, рассчитанный на 687 суток - один марсианский год.
"Марс Обсервер" станет первым американским космическим аппаратом, который приблизится к Марсу после посадки "Викингов" 20 июля и 3 сентября 1976 года. Целью проекта, который стоит 980 млн $, является изучение атмосферы и погоды Марса, его ландшафта, геологической структуры, восстановление истории климата планеты. В экспериментах участвуют специалисты США, Британии, Франции, Германии и России.
Если "Марс Обсервер" проработает достаточно долго, он будет выполнять функции ретранслятора для посадочных зондов, аэростатных зондов и марсоходов, которые должны быть доставлены на Марс российскими станциями в 1995 и 1997 годах.
В 1996 году НАСА намерено запустить к Марсу следующую АМС MESUR Pathfinder.
В ночь с 1 на 2 августа, около 00:14 GMT, на 34-метровой антенне в Голдстоуне прекратился прием телеметрии со скоростью 8000 бит/с. Прием не удалось возобновить и в 00:34 на скорости 4000 бит/с. В 00:46 прием сигналов от "Обсервера" прекратился, но в 01:32 и в 01:48 была получена телеметрия со скоростью 10 бит/с. Получив дополнительное время на радиотелескопах Системы дальней космической связи за счет других АМС, управленцы выяснили, что после сеанса калибровки термоэмиссионного спектрометра станция, ориентируясь по звездам и Солнцу, выполнила слишком сильный поворот и потеряла ориентацию. Вследствие этого она перешла в режим самосохранения, пытаясь попеременно связаться с Землей через два своих передатчика. В течение 2 августа необходимые операции по восстановлению ориентации "Марс Обсервера" были выполнены и к 03:00 3 августа был восстановлен нормальный режим полета.
6 августа на борт АМС была передана программа полета Т1, предназначенная для осуществления торможения и выхода на орбиту спутника Марса. 20 августа на борт дополнительно будут переданы уставки для маневра (программа Т1В). В случае отсутствия связи маневр будет выполнен по имеющимся на борту уставкам.
По состоянию на 13 августа АМС находится в 334.2 млн км от Земли и в 2.399 млн км от Марса и приближается к нему со скоростью 2.458 км/с.
Новости космонавтики 1993 №17:
22 августа. Пасадена. Менее чем за трое суток до запланированного на 24 августа торможения и выхода американской автоматической межпланетной станции (АМС) "Марс Обсервер" на орбиту искусственного спутника Марса (ИСМ) связь с нею была потеряна.
Это случилось около 18:00 по летнему времени тихоокеанского пояса (PDT) 21 августа (01:00 GMT 22 августа). Связь потеряна при выполнении операций, связанных с наддувом баков двигательной установки станции для предстоящего 24 августа маневра перехода на орбиту спутника. В соответствии с программой работы бортовой передатчик был отключен на время срабатывания пиросредств обеспечения наддува. После, этого станция должна была самостоятельно вернуться на связь, но этого не произошло. В дни, предшествовавшие операции по наддуву баков, события разворачивались следующим образом. Станция имела двустороннюю связь с Землей через остронаправленную антенну. Из приборов работали гамма-спектрометр, магнитометр и электронный рефлектометр. 17 августа завершилась фаза перелета Земля - Марс, и вместо программы С-13В в 09:00 PDT была введена в действие первая программа конечного участка - Т-1А. Станция находилась в 338.1 млн км от Земли и в 1.535 млн км от Марса, приближаясь к последнему со скоростью 2.47 км/с.
20 августа на борт была передана программа Т-1В, содержащая параметры маневра перехода на орбиту ИСМ. Передача началась в 12:00 PDT, и подтверждение приема поступило с "Обсервера" в 12:45. До планеты оставалась 891 тыс км. Наддув баков выполнялся в соответствии с программой Т-1А, а Т-1В должна была быть активизирована 23 августа в 08:19 PDT.
Отсутствие передачи с борта АМС поначалу не очень встревожило управленцев, поскольку в ходе 11-месячного полета станции такое происходило неоднократно, связь всегда удавалось восстановить в течение нескольких часов. (При выведении станции носителем "Титан-3" с новой верхней ступенью TOS 25 сентября 1992 телеметрия с TOS, подтверждающая ее срабатывание, отсутствовала. Только более чем через час сам "Марс Обсервер" вышел на связь. В последний раз связь с АМС была потеряна в ночь с 1 на 2 августа, но восстановлена в течение суток.) Единственным источником тревоги было то, что потеря связи была слишком близка по времени к моменту прибытия к Марсу, хотя и при отсутствии связи станция была способна выполнить маневр автоматически.
Группа управления "Марс Обсервером" не имела каких-либо данных, которые бы указывали на неполадки в процессе наддува баков как причину прекращения связи. Более вероятным казалось, что, как и в предыдущих случаях, остронаправленная антенна (ОНА) потеряла направление на Землю.
Ввиду чрезвычайной ситуации группа управления "Обсервером" задействовала все три станции Сети дальней связи DSN. На борт были переданы команды включения передатчика и ориентации антенн аппарата на Землю. Поскольку в связь со станцией войти не удавалось, группа управления перешла к периодической посылке команд для принудительного перевода АМС в режим самосохранения с переходом на медленную передачу телеметрии через широконаправленную антенну. Управленцы Лаборатории реактивного движения (JPL) и инженеры предприятия-изготовителя (отделение "Астро-Спэйс" фирмы "Мартин Мариетта") работали всю ночь, анализируя ситуацию, пытаясь найти причину или смоделировать отказ на контрольно-испытательной станции в JPL и, изобретая все новые способы, привести станцию "в чувство". Вечером 22 августа, предполагая возможную неисправность бортового компьютера, специалисты начали передачу команд, адресованных непосредственно аппаратуре. Однако, связь не была восстановлена ни 22, ни 23 августа, и чем больше проходило времени, тем становилось тревожнее.
23 августа специалисты пришли к выводу, что причиной упорного молчания станции может быть остановка бортового таймера. Такая остановка должна была привести и к прекращению работы бортовых управляющих компьютеров. В 15:39 PDT были переданы команды для переключения на резервное временное устройство, для перепрограммирования блока формирования данных (на случай, если он неправильно работает), для перехода на управление от запасного компьютера, для ориентации обеих антенн и на включение каждого из передатчиков. Эти меры также не дали результата. Резервный таймер в последний раз проверялся в день старта станции. "Свидетельств того, что электроника на "Марс Обсервере" жива - нет," - признал представитель НАСА Джим Уилсон. "Если радиоконтакт не будет восстановлен сегодня к полуночи (по GMT), "Обсервер" не выйдет во вторник на запланированную орбиту...," - сказал на пресс-конференции руководитель программы Гленн Каннингэм (Glenn E. Cunningham). Брюс Марри, бывший директор JPL, сказал: "Если "Марс Обсервер" действительно потерпел катастрофу, то это будет несчастье для НАСА, для Соединенных Штатов и для программы исследования Марса."
К этому моменту былая уверенность в том, что ситуацию удастся быстро исправить, превратилась в надежду на то, что, может быть, произошло все-таки не самое худшее. Если бортовой таймер вышел из строя, и эту неполадку не удастся "обойти", ни одна из запланированных команд не будет выполнена станцией и программу стоимостью 980 млн $ можно будет считать законченной. Нельзя исключить и того, что при наддуве произошел разрыв баков, хотя дублированная система контроля наддува делает это крайне маловероятным событием. В этом случаев аппарат пролетит мимо планеты и подавляющая часть научной программы не будет выполнена, а это самый худший, но наименее вероятный вариант, сказал Каннингэм.
Если масштаб аварии ограничивается потерей ориентации антенн, или временным прекращением передачи, и если злополучный наддув баков прошел нормально, станция должна самостоятельно выполнить маневр перехода на околомарсианскую орбиту в соответствии с переданными ранее на борт программами и уставками. Но если связь со станцией не удастся восстановить, вопрос о том, был ли ею выполнен маневр, будет иметь чисто академический характер: можно будет спорить лишь о том, постигла ли "Марс Обсервер" судьба "Фобоса-1", потерянного на пути к Марсу, или "Фобоса-2", связь с которым прекратилась уже на орбите ИСМ.
24 августа группа управления "Обсервером" прекратила попытки вызвать станцию на связь и перешла к попыткам убедиться, что переданные ранее данные позволят выполнить торможение в назначенное время - 13:24 PDT. В этот момент над северной полярной областью Марса должны были включиться два из четырех двигателей тягой по 50 кг. Торможение в течение 28м 45с должно было перевести станцию с пролетной траектории на эллиптическую орбиту с высотой перицентра 495 км и высотой апоцентра 78600 км.
"Мы не сдаемся, и я хочу это особо отметить'' - сказал Каннингэм на пресс-конференции утром 24 августа.
После предполагаемых операций по переходу на орбиту ИСМ, специалисты JPL ожидали около 14:44 PDT возможного выхода "Марс Обсервера" на связь. Связь не была восстановлена. "Хочется верить, что станция на орбите," - сказал Каннингэм. "Это ужасно, ужасно, ужасно..." - произнес главный специалист проекта Арден Олби (Arden Albee). Из-за отсутствия связи невозможно было установить, выполнила ли станция маневр, пролетела мимо цели, или вообще уже не существовала.
Эксперты вне НАСА комментировали потерю связи с "Марс Обсервером" более жестко. "Я думаю, он взорвался... Это объясняет многое," - сказал историк космонавтики Джеймс Оберг. "Могу поспорить, что он взорвался в субботу," - подтвердил эксперт Федерации американских ученых Джон Пайк. Одним из самых диких оказался комментарий группы Ричарда Хогланда, имеющей своей целью доказать наличие разумной жизни на Марсе в прошлом. 24 августа Хогланд объявил репортерам, что некая "группа негодяев" в НАСА сознательно отключила "Марс Обсервер", чтобы он не смог выполнить съемки объекта, который группа считает искусственным сооружением - городом "Сидония" (название дано по одноименной области). Вблизи него расположены, по данным Хогланда, "пирамиды" и знаменитый "сфинкс". 24 августа группа организовала демонстрацию протеста у здания JPL. (Руководитель эксперимента по съемке Марса Майкл Малин утверждал, что такие съемки выполнены будут.)
Руководство программы собралось на совещание для выбора стратегии дальнейшего поведения. Сети дальней связи был передан запрос о слежении до вечера. В ночь с 24 на 25 августа в течение нескольких часов проходила телеконференция, в ходе которой специалисты JPL в Калифорнии и отделения "Астро-Спэйс" в штате Нью-Джерси "продолжали изучение всех возможных сценариев для восстановления связи". Тем временем на борт передавались команды на переключение между двумя передатчиками "в иных последовательностях, чем ранее", а также команды, выдаваемые в предположении о том, что торможение не произошло, и станция уходит от Марса. Если это так, то при условии возобновления связи в еще течение 36 часов имелась возможность вывести станцию на нерасчетную орбиту; кроме того, в НАСА обсуждалась возможность повторного сближения станции с Марсом через 8-9 или 18 месяцев.
Другая надежда команды "Обсервера" была связана с истечением 120-часового интервала после приема станцией последней команды 20 августа. В том случае, если все последующие команды не были восприняты станцией, таймер потери управления на ее борту должен был по истечении 120 часов запустить программы аварийной защиты, перевести аппарат в режим закрутки на Солнце и выйти на связь с Землей. Восстановления связи ждали в 14:56:35 PDT 25 августа, ровно через 120 часов после получения от станции последней "квитанции" о приеме команды. Но на специально назначенной на 15:15 пресс-конференции Каннингэм был вынужден сообщить, что сигнала с "Обсервера" получено не было. Это могло означать и то, что некоторые из посланных команд были приняты станцией, и таймер потери управления был запущен вновь, и то, что отвечать уже некому. 25 августа на "Обсервер" посылались команды, имевшие целью изменить конфигурацию аппаратуры связи и перезагрузить основной компьютер. Каннингэм сообщил, что при подготовке станции к полету пришлось заменить из-за небольшой утечки гелиевый бак высокого давления, газ из которого используется для наддува топливных баков. Не исключено, что и новый бак оказался дефектным. "С каждым днем отсутствия связи наши шансы, несомненно, уменьшаются."
Правда, была еще возможность возобновления связи на следующий день, 26 августа, связанная с тем, что при неверной ориентации остронаправленной антенны или других ошибках в конфигурации, АМС только через 24 часа после истечения 5 суток должна была перейти в режим самосохранения и установить широконаправленную антенну в положение, в котором она будет периодически показывать на Землю.
26 августа антенны сети DSN были перенацелены на АМС "Галилео", которая приближалась к астероиду Ида, и поиски сигналов "Обсервера" перестали иметь основной приоритет. Тем временем появилась еще одна гипотеза, порожденная фактом почти одновременных отказов АМС и метеоспутника NOAA-13, изготовленных одной и той же фирмой. Выяснилось, что запуск NOAA-13 был перенесен с июня на август в том числе и из-за необходимости ремонта бортового таймера, который не работал из-за выхода из строя нескольких транзисторов. Тогда были заменены четыре из шести транзисторов. Такие же транзисторы из той же поставки корпорации "Юнитрод" (Unitrode Corp.) были использованы фирмой "Фриквенси Электроникс" (Frequency Electronics) и в обоих таймерах "Марс Обсервера", которые тоже могли выйти из строя. Для остановки таймера необходим отказ одного определенного транзистора в обеих половинах основного таймера. Сотрясение аппарата, вызванное наддувом баков, могло вызвать обрыв контактов в месте установки транзисторов. Агентство заявило, что считает отказ таймеров, из-за неисправности транзисторов, одной из наиболее вероятных причин неспособности аппарата связаться с Землей. (Как результат непреднамеренной антирекламы, на следующий день акции "Юнитрода" упали на 6 процентов.)
(На наш взгляд, это достаточно маловероятно. Транзисторы отказывают чрезвычайно редко, и невелика вероятность отказа именно перед прибытием к цели. "Обсервер" пролетел 724 млн км и отказал менее чем в одном миллионе километров от нее. Трудно поверить и в то, что аппарат не прошел надлежащих виброиспытаний. Тем не менее стоит вспомнить, как четыре станции "Марс-4..-7" были отправлены в полет в 1973 году с заведомо некондиционными электронными компонентами, и эта экспедиция закончилась чрезвычайно неудачно. Все же больше оснований считать ответственными за аварию те системы, которые были впервые задействованы перед нею, а не те, которые отлично работали почти год. - И.Л.)
27 августа была предпринята еще одна попытка перезапустить бортовой компьютер станции. Команды приходилось посылать в два места в пространстве, где она могла находиться, - на околомарсианской орбите либо на пролетной траектории. "Руководители полета будут ждать сигнала со станции в течение 65 часов," - говорилось в заявлении НАСА, "и с выполнением этого варианта будут использованы все в настоящее время известные подходы." После этого группе управления "Обсервером" останется только ждать, не удастся ли аппарату выйти на связь самостоятельно.
Марс неожиданно оказался самой тяжелой планетой для исследований. Из десяти советских станций, которые удалось вывести на траекторию полета к планете, лишь "Марс-5" выполнил программу более или менее полностью, и "Фобос-2" - частично. Шесть американских станций, которые долетели до цели, успешно выполнили свои программы. В полетах к Марсу отмечена необычно большая доля необъясненных отказов. Посадка спускаемого аппарата "Марса-3" могла стать историческим событием, если бы передача им видеоизображения не прекратилась всего через 20 секунд после начала. "Марс-6" замолчал за несколько секунд до посадки. Причина прекращения связи с "Фобосом-2" так и осталась неизвестной. И вот теперь по непонятной причине замолк - и, по-видимому, навсегда - "Марс Обсервер".
Выйдя на орбиту спутника Марса, станция должна была выполнить второй маневр 4 сентября. 15 сентября предполагалось перевести ее на орбиту с периодом 24 часа, а 7 октября подкорректировать ее. Здесь "Обсервер" должен был выполнить некоторые исследования Фобоса. 17 октября планировалось перевести станцию на промежуточную орбиту с периодом 4.2 часа, и, наконец, 28 октября - на круговую орбиту высотой 377 км с периодом 1ч 58 м. При необходимости она могла быть подкорректирована 8 ноября. 12 ноября планировалось развернуть в рабочее положение остронаправленную антенну, солнечные батареи и приборы.
С 23 ноября до 16 декабря "Марс Обсервер " должен был выполнить один цикл съемки поверхности в целях проверки аппаратуры, и с 16 декабря начать регулярные исследования. Основной цикл исследований должен был завершиться 3 ноября 1995 года, до февраля 1996-го станция могла выполнять передачу данных с посадочных зондов российской экспедиции "Марс-94", а в 1997 году, если бы он доработал до этого момента, ретранслировать данные с марсохода и аэростатного зонда экспедиции "Марс-96".
"Марс Обсервер" (рис.1) разработан совместной конструкторской группой Лаборатории Реактивного Движения (JPL) и фирмой "Мартин Мариэтта" и изготовлен подразделением этой корпорации - "Астро-Спейс". С целью экономии средств и повышения надежности, впервые на АМС применены технические решения, использующиеся в современных метеоспутниках: шарнирное крепление солнечной батареи, электромеханическая система ориентации, неподвижная установка оптической аппаратуры на корпусе и т.д. С этой же целью использована материальная часть, отработанная на других спутниках: корпус и система терморегулирования от "Саткома-К", электрические и электронные системы от NOAA и OMSP, бортовые компьютеры от секретного военного спутника и др.
 Рис. 1. АМС "Марс Обсервер": 1 - научная камера; 2 - спектрометр гамма излучения; 3 - спектрометр теплового излучения; 4 - инфракрасный радиометр; 5 - лазерный высотомер; 6 - магнитометр и измеритель электронного альбедо; 7 - широконаправленная антенна; 8 - штанга спектрометра гамма излучения (сложенное положение); 9 - штанга магнитометра и измерителя электронного альбедо (развернутое положение); 10 - панель солнечной батареи; 11 - остронаправленная антенна. |
Корпус станции имеет прямоугольную форму и размер 2,15x1,52x1,00 м. Размер панели солнечной батареи - 7,0 х 3,6 м (рис.1, 10), ее мощность у Марса - 1,13 кВт. Вслед за нашим "Фобосом", впервые на американской АМС применены две отдельные двигательные установки. Одна из них работает на азотном тетроксиде и монометилгидразине, предназначена для вывода на орбиту ИСМ и формирования рабочей орбиты. Она состоит из двух основных и двух резервных маршевых двигателей тягой по 50 кг, а также четыре двигателя маневрирования по 2,27 кг. Вторая двигательная установка состоит из восьми двигателей тягой по 0,45 кг и восьми по 0,09 кг, работающих на продуктах разложения гидразина и предназначена для операций на рабочей орбите в основном для точной ориентации и разгрузки маховиков. Стартовая масса "Марс Обсервера" - 2487 кг. Стоимость разработки и изготовления - 515 млн$.
Основная научная задача полета - изучение Марса с таким же объемом и качеством, с каким изучена Земля спутниками дистанционного зондирования. Для этого на борту АМС установлены 7 научных приборов:
1. Научная камера (Science camera) (рис.1, 1). Предназначена для получения изображений поверхности Марса. Разработана в Калифорнийском технологическом институте. Работает в двух диапазонах спектра, снабжена собственным компьютером для хранения и обработки изображений. Камера имеет два режима - глобального обзора и высокого разрешения. Разрешающая способность при съемке с высоты 400 км соответственно 300 и 1,5 м. Это самая высокая разрешающая способность, достигавшаяся когда-либо на АМС. Если на поверхности Марса будет находиться автомобиль, то его удастся обнаружить, утверждают создатели камеры. Обнаружение автомобилей маловероятно, но была вероятность обнаружения стоящих на грунте посадочных блоков "Викингов".
2. Спектрометр гамма излучения. (Gamma-ray Spectrometer) (2). Предназначен для глобального определения состава марсианской поверхности. Разработан в Исследовательском центре им. Годдарда. Может идентифицировать как минимум 16 химических элементов. Разрешающая способность - 350км.
3. Спектрометр теплового излучения (Thermal emission spectrometer) (3). Предназначен для определения состава слагающих поверхность пород и льда. Создан Исследовательским центром Санта-Барбара. Работает по принципу интерферометра Майкельсона. Разрешающая способность на местности - 3,5 км.
4. Инфракрасный радиометр с модуляцией напряжения (Pressure modulator infrared radiometer) (4) - основной прибор для исследования атмосферы Марса. Создан в Лаборатории Реактивного Движения. Предназначен для одновременного измерения вертикальных профилей содержания пыли, водяных паров и конденсата, а также температуры в атмосфере. Имеет девять спектральных каналов.
5. Лазерный высотомер. (Lazer altimeter) (5). Предназначен для измерения расстояния до поверхности с точностью плюс-минус 2 м. Создан Исследовательским центром им. Годдарда. Частота срабатывания - 10 импульсов в секунду, диаметр пятна на поверхности Марса - 160 м.
6. Магнитометр и измеритель электронного альбедо (Magnitometer and electron reflectometer) (6). Предназначен для обнаружения магнитного поля Марса. Разработан совместно Центром им.Годдарда, Калифорнийским университетом и французским агентством КНЕС.
7. Марсианский ретранслятор. (Mars relax) - созданная во Франции система для ретрансляции передач от посадочных блоков российских АМС "Марс-94 и -96".
Приборы №№2 и 6 вынесены на штангах длиной по 5,8 м (8,9), остальные установлены неподвижно на "нижней" поверхности корпуса.
Новости космонавтики 1993 №18:
В ночь с 29 на 30 августа группа управления АМС "Марс Обсервер" направила в две точки предполагаемого нахождения станции сигналы на выбор в качестве рабочего основного бортового компьютера (SCP-1), и включения системы связи. Условия приема сигнала станцией должны были улучшиться в результате переданных утром 27 августа команд на холодную перезагрузку (по питанию) основного бортового компьютера. Ни из расчетной точки на пролетной траектории, ни с орбиты Марса сигналов получено не было. 30 августа было решено отказаться от намеченной операции по холодной перезагрузке резервного компьютера, поскольку эта процедура несла излишний риск отрицательного воздействия на компоненты системы связи. Если бы она была выполнена, можно было бы спустя 65 часов попытаться вновь выдать команды на восстановление связи. (Корреспондент ИТАР-ТАСС сообщил 31 августа о запрете данной операции руководством ЛРД, поскольку она могла повредить другим аппаратам НАСА. Это сообщение ошибочно.)
Изучение возможных действий продолжалось до 3 сентября. В этот день было решено отложить выдачу команд на 5 суток после сеансов управления 29-30 августа. После этого ожидался либо выход станции на связь, либо ее переход (спустя сутки) в режим, наиболее благоприятный для приема команд с Земли.
Состояние на 9-10 августа: связи с "Обсервером" нет. Специалисты, работающие над попытками спасения станции, горько шутят, что искусственное дыхание должно делаться до тех пор, пока врач не скажет, что пациент мертв. Попытки связаться со станцией будут продолжаться до конца октября. Если они не увенчаются успехом, в 1994 году Сеть дальней связи НАСА будет пытаться принять сигналы от "Обсервера" раз в неделю. Не исключено, что при падении электропитания ниже приемлемого уровня АМС выполнит выключение и включение компьютеров и после этого выйдет на связь. Возможно, будет предпринята попытка обнаружить межпланетную станцию при помощи Космического телескопа имени Хаббла.
1 сентября. Вашингтон. Директор НАСА Дэниэл Голдин объявил о создании в Лаборатории реактивного движения целевой группы для изучения возможности замены "Марс Обсервера" путем срочной посылки к Марсу дополнительных дешевых космических аппаратов в 1994 или 1996 годах. Целью такого шага является попытка сохранить хотя бы часть научной программы "Обсервера" в том случае, если связь с ним восстановить не удастся. Руководителем группы назначен д-р Чарлз Элачи (Charles Elachi).
НАСА ожидает рекомендаций группы через два месяца.
Одним из таких решений может стать перенацеливание АМС "Клементина" (Clementine, DSPSE) - совместного космического проекта НАСА и Организации по защите от баллистических ракет. По существующим планам, АМС должна быть запущена в январе 1994 года РН "Titan-2G", выведена 21 февраля на орбиту спутника Луны для ее картографирования, а 3 мая отбыть с лунной орбиты на встречу с астероидом Географ 31 августа 1994 года.
3 сентября руководитель независимой комиссии по расследованию причин потери связи с АМС "Марс Обсервер" д-р Тимоти Коффи (Timothy Coffee) представил на утверждение директору НАСА состав комиссии. Коффи, директор исследовательской службы Морской исследовательской лаборатории, был назначен руководителем комиссии 26 августа. В число членов комиссии входят главный инженер НАСА д-р Майкл Гриффин и главный специалист Национального управления по океанам и атмосфере, бывший астронавт НАСА д-р Кетрин Салливан.
Назначение независимой комиссии является стандартной практикой НАСА, направленной на получение достоверных данных о причинах аварии. Комиссия попытается определить, насколько это возможно, причину потери связи со станцией и предложит меры по предотвращению таких случаев в дальнейшем. Отчет комиссии ожидается в конце ноября.
4 сентября. Вашингтон. АП, ИТАР-ТАСС. Корпорация "Мартин-Мариэтта" начала расследование обстоятельств недавних аварий сразу трех космических аппаратов, построенных на принадлежащих ей предприятиях. Специальная комиссия, в состав которой включены специалисты НАСА, должна установить причины взрыва ракеты Титан-4 ", а также потери наземными службами связи с межпланетной станцией "Марс Обсервер" и одним из метеорологических спутников. Комиссию возглавляет Джеймс Стерхардт, бывший ранее одним из руководителей компании.
Изготовленная корпорацией ракета "Титан-4" взорвалась 2 августа через несколько секунд после старта. Потерянные НАСА 21 августа "Марс Обсервер" и метеоспутник были построены аэрокосмическим подразделением компании "Дженерал Электрик", которое недавно было приобретено "Мартин-Мариэттой".
Новости космонавтики 1993 №20:
После 21 августа с АМС "Марс Обсервер" не получено ни одного сигнала, однако специалисты Лаборатории реактивного движения продолжают попытки вызвать станцию на связь. Эти попытки включали посылку команд, которые могли бы изменить конфигурацию системы связи и помочь "обойти" предполагаемые неполадки в аппаратуре или ошибки в программах в течение второй недели сентября. Затем выдавались команды на переключение на основной канал бортового таймера и включение передатчика, запасного бортового компьютера и других систем. Эта стадия работ закончилась 17 сентября. 21 сентября была сделана попытка включить установленный на борту станции французский всенаправленный радиомаяк. При нормальном ходе полета "Обсервера" этот радиомаяк должен был работать в паре с аппаратурой, которая будет размещена на российской станции "Марс-94" Для поиска сигналов радиомаяка, мощность которых составляет только 1 Вт, 23 сентября была привлечена английская радиообсерватория Джодрелл-Бэнк, а 27-29 сентября поиск проводился на 70-метровой антенне НАСА. Сигналы обнаружены не были.
Новости космонавтики 1993 №22:
Специалисты НАСА продолжают изучение возможных причин прекращения связи с АМС "Марс Обсервер". Выполнено несколько попыток включения передатчика блока ретрансляции данных для аэростатного зонда. Наблюдения на станции НАСА в Голдстоуне и на радиообсерватории Джодрелл Бэнк в Англии не привели к обнаружению сигналов от этого блока. Комиссия НАСА по расследованию причин аварии АМС "Марс Обсервер" пришла к выводу о том, что "сценарий аварии, включающий только отказ аппаратуры передачи со станции... является в высшей степени маловероятным".
Новости космонавтики 1993 №23:
6 ноября. Сеть дальней космической связи НАСА DSN продолжит попытки приема сигнала с американской АМС "Марс Обсервер" до середины февраля 1994 года, но попытки связаться со станцией прекращаются. Группа управления полетом послала последние команды для станции 29 октября. После того, как никакого отклика на них получено не было, руководители полета закончили намеченные операции.
Мы "послали все команды, которые бы способствовали восстановлению работы станции после отказов, которые мы смогли бы предложить, - говорит руководитель проекта Гленн Каннингэм. Небольшая группа специалистов остается в составе группы изучения способов выполнения научных задач "Марс Обсервера", а основной состав специалистов, работавших над проектом, получает другие назначения.
Лаборатория реактивного движения (JPL) приняла решение о роспуске группы "Обсервер" после того, как комиссия по расследованию причины потери станции завершила работу и представила свое заключение. В отчете приведены наиболее разумные предположения о возможных причинах потери станции, однако какая-либо конкретная причина не установлена и ввиду отсутствия каких-либо фактических данных "мы никогда не сможем определенно сказать, что произошло," - говорит председатель комиссии JPL д-p Роадс Стефенсон (R. Rhoads Stephenson).
Группа изучения возможностей реализации научной программы "Обсервера", руководимая Чарлзом Элачи, должна представить свой отчет руководству НАСА 18 ноября. Предполагается, что группа предложит оптимальные (в смысле отношения затрат к результатам) предложения по запускам в ближайшие астрономические "окна" в 1996, 1998 и 2000 годах, включая возможности международных проектов.
Напомним нашим читателям, что связь с АМС "Марс Обсервер" не удалось восстановить 21 августа после операции по наддуву баков двигательной установки станции для подготовки к выходу на орбиту спутника Марса 24 августа. В соответствии с планом операции передатчик станции был преднамеренно отключен перед наддувом, и после этого ни одного сигнала со станции получено не было.
Наиболее критические и многообещающие команды были переданы на станцию в течение трех дней перед предполагаемым маневром. В течение недель, последовавших за этим, отрабатывались способы восстановления из менее вероятных аварийных ситуаций. В конце сентября была предпринята попытка найти сигнал радиомаяка одного из приборов станции. "Мы были полностью уверены, что если бы космический аппарат находился в любой из предсказанных точек - на орбите вокруг Марса или на пролетной орбите спутника Солнца, и если бы он был в состоянии принять и обработать команду с Земли, то сигнал независимого радиопередатчика был бы обнаружен," - говорит руководитель полета д-р Сэм Даллас (Sam Dallas).
Отсутствие этого сигнала явилось наиболее существенным доказательством того, что "Марс Обсервер" больше не функционирует.
Новости космонавтики 1994 №1:
5 января. Завершила свою работу и опубликовала отчет независимая комиссия, расследовавшая обстоятельства прекращения связи со станцией "Марс Обсервер". "Марс Обсервер", предназначенный для тщательного изучения поверхности, атмосферы и климата Марса, начал свой полет к Марсу 25 сентября 1992 г. и был потерян 21 августа 1993 г.
"НК" приводят полный текст официального сообщения НАСА (пресс-релиз 94-1 от 5 января 1994) о завершении расследования потери АМС "Марс Обсервер" (перевод И.Лисова):
Сегодня д-р Тимоти Коффи, председатель комиссии, представил директору НАСА Дэниэлу С. Голдину завершающий отчет независимой комиссии по расследованию потери космического аппарата "Марс Обсервер". Д-р Коффи является директором исследовательских программ Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия.
Космический аппарат (КА) "Марс Обсервер" должен был стать первым американским космическим аппаратом для изучения Марса со времени миссии "Викингов" 18 лет назад. "Марс Обсервер" замолчал всего за три дня до выхода на орбиту вокруг Марса, после наддува топливных баков двигательной установки.
Поскольку была дана команда на отключение передачи телеметрии с "Обсервера", а последующие усилия отыскать и связаться с космическим аппаратом не удались, комиссия оказалась не в состоянии прийти к определенному заключению о конкретном событии, которое вызвало потерю "Обсервера".
Однако, после широкомасштабного анализа, комиссия считает, что наиболее вероятной причиной потери связи с КА 21 августа явился разрыв системы наддува [баков] топлива (монометилгидразин), в результате которого произошел выброс как газообразного гелия, так и жидкого монометилгидразина под теплозащитную оболочку КА. Вероятно, газ и жидкость выходили из-под теплозащитной оболочки несимметричным образом, что создало результирующий момент вращения. Этот высокий момент вращения вызвал переход КА в режим защиты с прекращением выполнения записанной последовательности команд; таким образом, передатчик не был включен вновь.
Кроме того, высокая скорость вращения сделала невозможной надлежащую ориентацию панелей солнечных батарей, что вызвало разряд [буферных электрических] батарей. Впрочем, воздействие вращения могло иметь лишь академический интерес, поскольку, вероятно, вытекший монометилгидразин воздействовал на критические электрические цепи аппарата и повредил их.
В отчете комиссии говорится, что отказ двигательной установки был, наиболее вероятно, вызван непредусмотренным смешиванием и реагированием четырехокиси азота и монометилгидразина в титановых трубопроводах системы наддува в процессе наддува топливных баков гелием. Эта реакция вызвала разрыв трубопроводов с выбросом из них гелия и монометилгидразина, что перевело космический аппарат в катастрофическое вращение, а также повредило критические электрические цепи.
На основании испытаний, выполненных в Лаборатории реактивного движения (Пасадена, Калифорния), комиссия пришла к выводу о том, что значительное с точки зрения энергии реакции количество четырехокиси азота постепенно протекло через предохранительные клапаны и накопилось в трубопроводах в течение 11-месячного перелета КА к Марсу.
Отчет комиссии приводит также другие возможные причины потери космического аппарата:
- отказ системы электропитания вследствие короткого замыкания шины регулируемого питания;
- превышение давления и разрыв бака четырехокиси азота из-за отказа регулятора наддува;
- случайный выброс с высокой скоростью стандартного пиротехнического инициатора НАСА из пироклапана внутрь бака монометилгидразина или в другую систему КА.
Другие замечания комиссии включают:
- Необходимость введения правила обеспечения адекватными телеметрическими данными всех событий, критических для выполнения задания.
- Отсутствие процедур проверки чистоты и надлежащего функционирования системы наддува после сборки.
- Продолжающееся отсутствие понимания различий между характеристиками пиротехнических инициаторов ЕКА и НАСА.
- Возможность короткого замыкания шины питания из-за единичного отказа компонента или изоляции.
- Возможность выведения из работоспособного состояния управляющих систем обработки команд и данных вследствие единичного отказа.
- Отсутствие [средств] защиты от отказов, внешних по отношению к дублированному кварцевому осциллятору (бортовому таймеру, RXO), в случае отказа одного из двух его выходов.
- Отсутствие телеметрической информации о фактическом состоянии запасного осциллятора RXO.
- Недостатки в технических и полетных документах.
- Чрезмерная уверенность в имеющихся оборудовании, компьютерных программах и процедурах для околоземных космических миссий, которые фундаментально отличались от межпланетной миссии "Марс Обсервера".
- Использование контракта с фиксированной стоимостью работ ограничило эффективную по стоимости и своевременную разработку уникального и в высокой степени специализированного космического аппарата "Марс Обсервер".
По словам д-ра Коффи, "нам пришлось выполнить чрезвычайно сложное расследование, в котором мы не имели ни точных данных для изучения, ни связи с космическим аппаратом. Однако после широкомасштабного анализа, охватывающего каждый аспект задания, управления и оборудования, я полагаю, что мы можем считать обоснованными выводы, к которым мы пришли. Если наша работа поможет гарантировать, что будущие полеты не постигнет сходная судьба, мы будем чувствовать, что мы достигли нашей цели."
Д-р Коффи выразил также свою благодарность за поддержку комиссии по расследованию шести техническим группам, другим лицам в Военно-морской исследовательской лаборатории и Лаборатории имени Филлипса ВВС США, представителям НАСА, техническим службам "Мартин Мариетта Астро Спейс".
"Я благодарю д-ра Коффи и его группу за осмысленное и тщательное исследование трагической гибели "Марс Обсервера", - сказал помощник директора НАСА по Отделу наук о космосе д-р Весли Хантресс, мл. Их работа будет служить нам помощью и руководством в формулировании плана необходимых мероприятий, чтобы помочь обеспечить будущие успехи в наших планах по возвращению к нашим задачам исследования Марса."
Основные положения отчета комиссии были наложены в сообщении ее руководителя на пресс-конференции в НАСА 5 января.
10 января. АП, Рейтер, Франс Пресс. Потеря АМС "Марс Обсервер" может быть связана с критическим решением, принятым в феврале 1992 года, сообщила газета "Вашингтон Пост" на основании анализа отчета комиссии Коффи. Первоначально план полета станции предусматривал операцию наддува двигательной установки на пятые сутки полета. Однако, опасаясь повторения утечек, осложнивших перелет к Марсу станций "Викинг" в 1975-1976 гг, руководители проекта в Лаборатории реактивного движения перенесли операцию наддува на последние дни перед встречей с Марсом.
При этом не была выполнена модификация пиротехнических клапанов, входивших в состав двигательной установки. Семь месяцев, остававшихся до запуска, не позволяли это сделать. Возможно, клапаны не были предназначены для работы в изменившихся условиях (в отчете комиссии прямо указано, что они, вероятно, протекли за год работы), но никто в НАСА и в частности, в Лаборатории реактивного движения не выразил сомнений в принятом решении.
Хотя перенос операции наддува и был дважды упомянут в отчете комиссии, на пресс-конференции 5 января об этом не упоминалось. Д-р Тимоти Коффи, руководитель комиссии, объяснил этот факт личным просчетом, связанным с необходимостью изложить содержание четырехтомного документа в 20-минутном выступлении.
Корпорация "Мартин Мариетта", подразделение которой изготовило станцию, заявило 10 января об отказе от причитавшейся ей премии НАСА за успешное функционирование станции в полете в размере 21.3 млн $. Фирма приняла также решение вернуть НАСА 17.3 млн $, уже выплаченные ей. Впрочем, как отметил представитель агентства, фирме, вероятно, в любом случае пришлось бы их вернуть.
Новости космонавтики 1994 №12/13:
15 июня. НАСА. Сегодня Национальное агентство по аэронавтике и космосу США распространило "План необходимых действий" (точное название - "Mars Observer Corrective Action Plan") по результатам расследования аварии станции "Марс Обсервер" ("НК" №1, 1994). План разработан с целью обозначить вынесенные из аварии уроки и определить конкретные меры, которые должны быть предприняты агентством для того, чтобы избежать в будущем подобных инцидентов.
257-страничный документ или его пятистраничное итоговое заключение (по факсу) может быть получен при обращении в центр новостей НАСА по американскому номеру (202) 358-1600.