| 17 февраля 1996 - старт 27 июня 1997 года - пролёт астероида 253 Матильда 3 июля 1997 года - коррекция 23 января 1998 года - гравипролёт Земли 20 декабря 1998 года - неудачная коррекция, выход на орбиту вокруг Эроса невозможен 23 декабря 1998 года - пролёт Эроса, выход на резервную траекторию 14 февраля 2000 года - выход на орбиту ИС Эроса 2000 год - множественные коррекции орбиты 14 марта 2000 года - переименован в NEAR Шумейкер 30 апреля 2000 года - выход на рабочую орбиту 13 июля 2000 года - сближение до 19 км 26 октября 2000 года - сближение до 5,6 км 12 февраля 2001 года - посадка на Эрос 28 февраля 2001 года - последний контакт, аппарат замёрз |
15 декабря 1993 года Университет Джона Гопкинса и НАСА объявили о начале полномасштабной разработки проекта АМС NEAR, предназначенной для исследования астероида Эрос с орбиты его спутника.
Запуск КА NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous, что можно перевести как "встреча с приближающимся к Земле астероидом") носителем "Дельта-2" с мыса Канаверал запланирован на февраль 1996 года. Баллистическая схема полета предусматривает три оборота вокруг Солнца, сближение с астероидом Илия в августе 1996 года, пролет мимо Земли с гравитационным маневром в январе 1998 года и встречу с Эросом в конце декабря того же года. В течение одного года NEAR будет исследовать Эрос с орбиты высотой 24 км.
Масса АМС составит всего 54.9 кг. В состав научной аппаратуры входят 4 прибора: цветная камера с ПЗС-детектором для получения изображений с разрешением до 1 метра, рентгеновский и гамма-спектрометр, спектрограф ПК-диапазона и магнетометр. Некоторые приборы были ранее разработаны по программам Министерства обороны США. Помимо снимков, NEAR должен передать данные о магнитном поле и составе поверхностных пород астероида. Лазерный альтиметр станции обеспечит навигацию вблизи Эроса. Анализ сигналов радиопередатчика позволит определить структуру гравитационного поля.
Лаборатория прикладной физики Университета Джона Гопкинса (г.Лаурел, Мэрилэнд) будет по заданию НАСА осуществлять разработку и управление полетом станции. Это будет первая АМС НАСА, разработанная вне агентства. От НАСА проектом руководит менеджер программы Мэри Кича (Mary Е. Kicza) и научный руководитель д-р Юрген Раз (Jurgen H. Rahe). В Лаборатории прикладной физики менеджером проекта будет Томас Кафлин (Thomas В. Coughlin), а научным руководителем - Эндрю Ченг (Andrew P. Cheng).
АМС NEAR разрабатывается в рамках программы "Дискавери" НАСА. Программа предусматривает запуски малых АМС с коротким сроком разработки и затратами, не превышающими 150 млн $ на проект. На разработку NEAR в бюджете НАСА 1994 ф.г. выделено 66.2 млн $.
Эрос представляет собой тело неправильной формы с размерами 35x14x13 км. Орбита астероида, в отличие от большинства его собратьев, заходит внутрь орбиты Земли, и в 1975 году Эрос прошел в 22.5 млн км от нашей планеты.
Новости космонавтики 1994 №19:
21 сентября. НАСА. Выбраны члены научной группы по проекту NEAR - автоматической станции, предназначенной для встречи с Эросом. Это астероид регулярно пересекает орбиту Земли, но находится в близком "родстве" с многочисленными астероидами основного пояса.
КА NEAR, разработка которого была начата в конце 1993 года в рамках программы "Discovery", планируется запустить в феврале 1996 года на РН Dclta-2. В начале января 1999 года станция должна выйти на орбиту спутника Эроса. Аппарат должен вести исследования астероида с высоты около 25 км в течение как минимум одного года. Предполагается выполнить исчерпывающее изучение массы, строения, геологии, минерального состава, гравитационного и магнитного поля Эроса. Данные будут приниматься в близком к реальному масштабе времени Системой планетарных данных НАСА и распространяться для научного сообщества, образовательных учреждений и общественности по сети Internet.
На борту NEAR должны быть установлены шесть инструментов: мультпепектральная система построения изображения, спектрограф близкого ИК-диапазона, рентгеновский и гамма-спектрометр, магнетометр, лазерный альтиметр (лидар), а также радиосистема, сигналы которой будут использованы для гравитационных измерений.
Научные группы, связанные с этими инструментами, возглавили: Джозеф Веверка (Joseph Veverka, Корнеллский университет, система изображения и ИК-спектрометр); Джекоб Тромбка (Jacob I. Trombka, Центр космических полетов имени Годдарда, спектрометр); Марио Акуна (Mario H. Acuna, Центр Годдарда, магнетометр); Мария Зубер (Maria Т. Zuber. Центр Годдарда, лидар); Доналд Йоманс (Donald К. Yeomans, Лаборатория реактивного движения, радиоэксперимент).
Сопредседателями научной группы проекта NEAR стали д-р Юрген Раэ (Jurgen Rahe) из Управления НАСА и д-р Эндрю Ченг (Andrew F. Cheng) из Лаборатории прикладной физики (APL) Университета Джона Гопкинса. APL изготовит КА NEAR и - впервые в практике межпланетных станций НАСА - будет управлять им.
Новости космонавтики 1996 №1:
6 декабря. И.Лисов по сообщению Центра Кеннеди и "Lunar & Planetary Information Bulletin". Сегодня транспортным самолетом С-5 на мыс Канаверал доставлена автоматическая межпланетная станция NEAR.
В 1999 г. станция сблизится с астероидом (433) Эрос. NEAR будет исследовать Эроса в течение года с орбиты его спутника. Это будет первое длительное исследование состава поверхности и физических свойств астероида.
Астероид Эрос, открытый в 1898 г. и имеющий размер около 40 км, был первым обнаруженным представителем класса астероидов, пересекающих орбиту Земли.
NEAR должен быть запущен РН "Дельта-2" со стартового комплекса LC-17B 16 февраля 1996 г. в 15:53 EST (20:53 GMT). Период, в течение которого возможен старт - 16 суток, причем длительность стартового окна каждый день составляет 20 секунд.
Аппарат массой 816 кг разработан и изготовлен Лабораторией прикладной физики Университета Джона Гопкинса в рамках программы "Дискавери".
После доставки на космодром NEAR был помещен в ангар АЕ Станции ВВС "Мыс Канаверал", где будут проходить его окончательные испытания и проверка совместимости с Сетью дальней связи. 19 января аппарат планируется перевезти в корпус SAEF-2 для заправки, установки солнечных и аккумуляторных батарей. 1 февраля станция будет пристыкована к 3-й ступени ракеты для балансировки. 12 февраля их планируется перевезти на старт, пристыковать ко второй ступени "Дельты" и закрыть головным обтекателем.
Новости космонавтики 1996 №2:
19 января. Сообщение НАСА. Вчера НАСА утвердило график запусков исследовательских космических аппаратов на РН "Дельта-2". Стратегия предусматривает запуск КА "Роlаr" с авиабазы Ванденберг в Калифорнии 2 февраля и запуск AMC NEAR 16 февраля со Станции ВВС "Мыс Канаверал" во Флориде.
Однако 26 февраля или до этой даты руководство обсудит вновь последовательность пусков по готовности пуска NEAR. В том случае, если подготовка NEAR будет идти по графику и не будет препятствий против его пуска 16 февраля, запуск КА "Polar" будет перенесен на 22 февраля.
Дело в том, что один и тот же стартовый расчет РН "Дельта 2" проводит запуски с обоих космодромов. Нет возможности обеспечить запуски 2 февраля с Западного побережья и 16 февраля - с Восточного. Запуски "Polar" 22 февраля и "Колумбии" по программе STS-75 в этот же день не мешают друг другу.
(Из сказанного ясно только то, что пуск "Polar" 2 февраля возможен только в случае, если будет отсрочен пуск NEAR. Что именно не дает возможность выполнить два пуска с интервалом 14 суток, но позволяет провести их через 6 дней, остается загадкой - И.Л.)
26 января. Поскольку вся предстартовая подготовка NEAR идет гладко, принято решение проводить этот пуск первым. Он должен состояться 16 февраля между 15:53:07 и 15:54:07 EST (20:53:07-20:54:07 GMT) с площадки В стартового комплекса LC-17 Станции ВВС "Мыс Канаверал".
Запуск КА "Polar" со стартового комплекса SLC-2 базы Ванденберг перенесен на 22 февраля. Стартовое окно в этот день имеет длительность 25 минут - с 03:22 до 03:47 PST (11:22 11:47 GMT). Подготовка "Polar" также идет хорошо, и аппарат был пристыкован к носителю 23 января.
Новости космонавтики 1996 №4:
17 февраля 1996 г. в 15:43 EST (20:43 GMT) со стартового комплекса LC-17B Станции ВВС "Мыс Канаверал" произведен запуск РН "Дельта-2" с американской малой автоматической межпланетной станцией NEAR. Аппарат предназначен для встречи и подробного исследования Эроса - одного из близко подходящих к Земле астероидов - и получил свое название NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous) по задаче полета.
Если все пойдет по плану, то 27 июня 1997 г. NEAR встретится с крупным астероидом Матильда. К 6 февраля 1999 г. аппарат должен сблизиться с Эросом и выйти на орбиту спутника этой малой планеты, с которой он будет исследовать Эрос в течение года.
NEAR должен дать первую всеобъемлющую картину физической геологии, состава и геофизики астероида. Будут получены детальные карты кратеров, гряд и других деталей ландшафта. Будут даны аналитические оценки толщины реголита и истории метеоритной бомбардировки по плотности кратеров.
Спектроскопический анализ даст карты минерального состава с разрешением 300 м и элементного состава с разрешением 4 км. Будут получены данные по средней плотности и распределению плотности, напряженности и характеру магнитного поля.
NEAR является первым исследовательским аппаратом, запущенным в рамках программы "Discovery" НАСА. Программа предусматривает запуски относительно дешевых исследовательских аппаратов с коротким периодом разработки и четко очерченным полетным заданием. Станция NEAR изготовлена Лабораторией прикладной физики (Applied Physics Laboratory, APL) Университета Джона Гопкииса по заданию и на средства Управления наук о космосе НАСА.
Ученые предполагают, что астероиды, наряду с кометами и метеоритами, содержать остатки вещества, сохранившегося со времени формирования планет Солнечной системы 4.6 млрд лет назад. Часть из них подходит довольно близко к земной орбите, и если перигелий орбиты астероида меньше 1.3 а.е., он классифицируется как "околоземный". В отличие от астероидов основного пояса, эти объекты считаются "испарившимися" кометами или фрагментами, возникшими в результате столкновения обычных астероидов. Известно около 250 "околоземных" астероидов, подходящих близко к орбите Земли, но астрономы оценивают в 1000 число таких тел размером в 1 км и более. Еще в 1986 г. рабочая научная группа по проекту NEAR обосновала необходимость исследования "околоземных" астероидов следующими соображениями:
- За исключением Луны, это ближайшие и наиболее легко доступные небесные тела;
- Астероиды, кометы и метеориты сохраняют информацию о процессах и условиях в ранней Солнечной системе, но связь между этими объектами неясна и поныне;
- "Околоземные" астероиды могут содержать данные о природе планетезималей, из которых образовались планеты земной группы;
- Падение крупных объектов этого класса существенно повлияло на формирование атмосферы и биосферы Земли;
- "Околоземные" астероиды - логичное место для отработки техники пилотируемых исследований дальнего космоса.
Общие научные цели программы NEAR включают в себя исследование физических и геологических свойств "околоземного" астероида, его минерального и элементного состава, прояснение связи между астероидами, кометами и метеоритами, дальнейшее понимание процессов и условий при образовании и первоначальной эволюции планет.
Правила программы "Discovery" ограничивают разрабатываемые КА по стоимости (150 млн $ в ценах 1992 ф.г. на разработку, изготовление и первые 30 дней полета) и длительности разработки (3 года). Лаборатория прикладной физики израсходовала на разработку NEAR, менее 112 млн и 27 месяцев. Еще 50 млн $ стоил запуск станции.
Лаборатория не только создала станцию, но и будет управлять ее полетом из центра в Университете Джона Гопкинса (г.Лорел, Мэрилэнд). впервые в истории межпланетных станции НАСА. Центр научных данных NEAR также будет размещен в APL. Данные будут доступны в режиме on-line всем членам научной "команды" NEAR. После подтверждения данные, в том числе изображения, будут распространяться через Internet.
Станция NEAR создана коллективом разработчиков и ученых, которыми руководили менеджер программы от НАСА Элизабет Бейер (Elizabeth Е. Beyer) и менеджер проекта от APL Томас Кафлин (Thomas В. Conghlin), и научные руководители - Джон Керридж (John F. Kerridge) от НАСА и Эндрю Ченг (Andrew F. Cheng) от APL. Планирование полета вел Роберт Фаркуар (Robert Farquhar). Лаборатория реактивного движения НАСА и ее Сеть дальней связи DSN обеспечит навигационное обеспечение полета.
NEAR рассчитан на работу в течение 4 лет на расстояниях до 2.2 а.е. от Солнца. Аппарат построен на принципах простоты, надежности и низкой стоимости. Три основных компонента - приборы, панели солнечных батарей и антенна для связи с Землей - жестко закреплены на корпусе станции. Хотя это решение осложнило управление аппаратом, оно позволило разработать легкую и дешевую станцию. Сухая масса КА NEAR составляет 480 кг, а вместе с заправленным топливом - 805 кг.
Корпус КА представляет собой 8-гранник с панелями площадью 1.7 м2 из сотового алюминия, соединенными с передним и задним днищами из того же материала. Станция скомпонована из двух независимых частей - собственно КА и двигательной установки, соединенных по заднему днищу. Такая конструкция привела к некоторому проигрышу по массе, но автономная разработка и испытания ДУ ускорили и облегчили работу.
Двигательная установка, созданная компанией "GenCorp Aerojet", размещена внутри корпуса аппарата. В ее состав входят баки горючего и окислителя, основной двухкомпонентный двигатель, 11 однокомпонентных малых двигателей, и гелиевая система наддува. Два бака окислителя емкостью по 55.1 л расположены по оси вращения станции на равном расстоянии от центра масс и содержат 109 кг четырехокиси азота. Три бака горючего емкостью 91.0 л каждый расположены через 120° в плоскости основного двигателя и содержат 209 кг гидразина. При таком расположении баков центр масс станции лежит на векторе тяги основного двигателя при любом оставшемся количестве топлива. Суммарный запас скорости ДУ NEAR - около 1450 м/с.
Основной двигатель с тягой 100 фунтов (45.4 кгс) предназначен для значительных маневров. Двигатель работает на гидразине и четырехокиси азота и имеет удельный импульс 313 сек. Из малых двигателей на гидразине четыре имеют тягу 5 фунтов (2.27 кгс), а семь - 1 фунт (0.45 кгс). Малые двигатели скомпонованы в 6 групп, расположенных на переднем и заднем днищах, с тем чтобы отказ одного двигателя не повлиял на работоспособность ДУ. 5-фунтовые двигатели "смотрят" в ту же сторону, что и основной, и предназначены для управления вектором тяги при работе основного двигателя. 1-фунтовые двигатели используются для подавления угловых моментов и поддержания орбиты вокруг Эроса. Они могут выдавать импульсы скорости всего в 1 см/с. Удельный импульс малых двигателей - от 206 до 234 сек.
Подсистема энергопитания основана на солнечных батареях - впервые для станции, уходящей на значительное расстояние, за орбиту Марса. Аппарат оснащен 4 панелями солнечных батарей размером 1.8x1.2 м2 на арсениде галлия фирмы "Spectrolab, Inc.". Панели, закрепленные у переднего днища, производят 1800 Вт на расстоянии 1 а.е. от Солнца и 400 Вт на 2.2 а.е. Солнечные элементы объединены в 20 линий, так что отказ одной из них приводит к снижению доступной мощности только на 5%. В систему входят также супер-никель-кадмиевая буферная аккумуляторная батарея фирм "Hughes Aircraft Со." и "Eagle-Picher Industrie" емкостью 9 А-час и электроника. Большая часть электроники этой и других подсистем смонтирована на внутренних сторонах переднего и заднего днища.
В подсистему навигации и управления входят пять цифровых солнечных датчиков, звездный датчик (звездная камера) и два инерциальных измерительных блока с полусферическими резонансными гироскопами и акселерометрами. Четыре маховика обеспечивают трехосную ориентацию станции (при отказе одного из них система остается работоспособной). Разгрузка маховиков, быстрые развороты и маневры исполняются двигательной установкой. Ось станции ориентируется с точностью 0.1° и стабилизируется с точностью 10''. Звездная камера, установленная на боку станции вдали от приборов, дает картинку звездного неба и является основным средством автономного определения ориентации. Есть и запасной вариант определения ориентации - по изображению MSI с наземной обработкой. Положение оси после обработки данных также определяется с точностью 10''.
Телекоммуникационная подсистема диапазона X способна одновременно передавать телеметрию, принимать команды и обеспечивать измерение расстояния и доплеровского сдвига частоты. Передающая аппаратура станции включает разработанный APL твердотельный усилитель мощности с выходным уровнем 5 Вт и передатчик на 8438 МГц фирмы "Motorola". 1.5-метровая антенна высокого усиления HGA жестко смонтирована над передним днищем. Кроме нее, станция несет антенну среднего усиления и две антенны низкого усиления. Данные с NEAR могут передаваться со скоростью 9.9 бит/с (аварийный режим), 39.4 бит/с, 1.1 кбит/с, 2.9 кбит/с, 4.4 кбит/с и 8.8 кбит/с на 34-метровые антенны DSN и, во время критических фаз полета, 17.6 и 26.5 кбит/с на 70-метровые антенны.
Подсистема управления и обработки данных включает четыре основных момента: два резервированных процессора управления и телеметрии RTX 2010 FORTH, два резервированных твердотельных ЗУ фирмы "SEAKR Engineering" емкостью 0.67 Гбит и 1.1 Гбит, блок коммутации и интерфейс двух резервированных шин данных стандарта 1553 дли связи с другими подсистемами. Подсистема отвечает за отработку команд, формирование телеметрии и автономную работу станции.
NEAR разработан как высоконадежный аппарат. Критические компоненты полностью дублированы - телекоммуникационная система, за исключением антенн высокого и среднего усиления, твердотельные записывающие устройства, процессоры управления и телеметрии, шины данных стандарта 1553, интерфейс подсистемы ориентации, компьютеры систем навигации и управления, электроника подсистемы питания.
В изготовлении подсистем КА NEAR участвовали, кроме перечисленных, фирмы "Delco Electronics Coip.", "Honeywell Inc.", "Ithaco Inc.". "Ball Corp.".
NEAR несет шесть научных экспериментов, причем часть приборов была создана на основе аппаратуры, разработанной Лабораторией прикладной физики но программам Министерства обороны США. В состав научной аппаратуры NEAR входят;
1. Мультиспектральная система MSI (Multispectral Imager) - камера видимого диапазона на ПЗС с 244x537 точками и пятиэлементным радиационно-защищенным телескопом-рефрактором. При поле зрения 2.25x2.9° на расстоянии 100 км камера снимает область 3.9x5.1 км, и один пиксел изображения соответствует области 16.1x9.5 м. С минимального расстояния MSI обеспечивает разрешение до 3-5 м на поверхности Эроса. MSI работает в диапазоне 400-1100 нм и имеет один прозрачный и 7 узкополосных фильтров (450, 550, 760, 900, 950, 1000 и 1050 нм), максимум чувствительности которых соответствует ожидаемым на Эросе железосиликатным минералам. Система делает выдержки до 999 мсек, оцифровывает яркость точки изображения в 12-битной шкале, обрабатывает и сжимает изображения без потерн информации в собственном процессоре DPI).
С помощью MSI будут исследоваться форма, размер, характеристики вращения Эроса, картироваться морфология и минералогия деталей поверхности. Эта система будет применяться также для оптической навигации у Эроса и поиска спутников.
Система разработана в Лаборатории прикладной физики. Научную группу MSI возглавляет Джозеф Веверка (Joseph Veverka) из Корнеллского университета.
2. Спектрограф близкого ИК-диапазона NIS (Near-Infrared Spectrograph) будет вести измерения спектра отраженного солнечного излучения в 64 каналах в частотной области 0.8-2.7 мкм. Входная щель имеет размер 0.38x0.76° или 0.76x0.76° при использовании одного или двух затворов. Рассеянный дифракционной решеткой свет поступает на два пассивно охлаждаемых 32-элементных одномерных массива детекторов - германиевых (диапазон 804-1506 нм) и из арсенида галлия-индия (диапазон 1348-2732 нм). На дальности 100 км NIS "берет" точку 0.65x1.3 или 1.3x1.3 км и оцифровывает ее яркость по 12-битной шкале. До 16 спектров могут суммироваться на борту. Золотое сканирующее зеркало поворачивает поле зрения в пределах 140°; в сочетании с поворотом самого аппарата это дает возможность строить гиперспектральные изображения. Внутренняя система калибровки включает диффузную золотую цель, от которой солнечный свет отражается в спектрограф.
NIS адаптирован на основе военного зондирующего инструмента в APL и "Sensor Systems Group Inc." Научную группу NIS также возглавляет Дж.Веверка. NIS даст основную информацию по количеству и распределению поверхностных минералов - оливина, пироксена и др. Данные NIS будут использоваться совместно с изображениями MSI (они имеют в 70 раз лучшее пространственное разрешение и помогут интерполировать информацию по составу пород) и информацией по элементному составу с XGRS.
3. Рентгеновский и гамма-спектрометр XGRS (X-Ray/Gamma Ray Spectrometer) предназначен для измерения и картирования количеств нескольких десятков ключевых элементов на поверхности и в близком подповерхностном слое. Рентгеновское излучение Солнца может вызвать значительную флюоресценцию в легких элементах поверхности - магнии, алюминии, кремнии. Сера, кальций, титан и железо также присутствуют в астероидах, но они дают более слабое излучение, которое придется собирать дольше. Калий, уран и торий самопроизвольно, а некоторые другие элементы под действием протонов космических лучей и энергичных частиц солнечных вспышек дают характерное гамма-излучение, которое также будет фиксировать XGRS.
В состав XGRS входят рентгеновский флюоресцентный спектрометр XRS и гамма-спектрометр GRS. XRS с тремя газовыми пропорциональными счетчиками охватывает энергетический диапазон 1-10 кэВ. Использование дифференциальных фильтров позволяет различить близко расположенные линии магния, алюминия и кремния при энергиях ниже 2 кэВ, а более энергичное излучение кальция и железа различается уже на уровне счетчиков. Возможно, удастся зарегистрировать излучение серы и титана. Механический коллиматор (ячейка из бериллиево-медной фольги) дает поле зрения 5°, что позволяет картировать химические элементы с разрешением 2 км. Дополнительный приемник XSM на переднем днище постоянно измеряет поток падающих солнечных лучей.
Вновь разработанный гамма-спектрометр принимает излучение в диапазоне 0.3-10 МэВ. Основой этого прибора является пассивно охлаждаемый детектор на йодиде натрия, заключенный в активный экран антисовпадений (германат висмута), который обеспечивает 45-градусное поле зрения. Количества калия, кремния и железа могут быть измерены в 4 квадрантах астероида.
XGRS ралработан APL. Центром Годдарда и компаниями "Metorex Internatonal", АМРТЕК и "EMR Photoelectric". Руководитель научной группы - Джейкоб Тромбка (Jacob I. Trombka) из Центра Годдарда.
4. Лазерный дальномер NLR (NEAR Laser Rangefinder) предназначен для точного измерения расстояния от КА до поверхности астероида. По этим измерениям будет построена глобальная модель формы астероида и глобальная топографическая карта с горизонтальным разрешением около 300 м. Топографические профили поверхности Эроса будут строиться с пространственным разрешением около 6 м и дополнят данные съемки. В состав NLR входит твердотельный импульсный лазер (иттрий-алюминий, легированный неодимом) и компактный телескоп-рефлектор. Небольшая часть каждого импульса подается по оптическому кабелю известной длины в приемник, что позволяет проводить калибровку цепи измерения временной задержки. NLR разработан APL и "McDonnell Douglas Corp." на основе аналогичного инструмента КА "Clementine". Руководитель научной группы - Мария Зубер (Maria T. Zuber), представляющая Массачусеттский технологический институт и Центр Годдарда.
5. Магнитометр MAG основан на 3-осном датчике, расположенного на треножнике над антенной HGA, где в минимальной степени сказываются собственные магнитные поля аппарата, и расположенной на "верхней палубе" электроники. Прибор предназначен для измерения напряженности магнитного поля Эроса с точностью до 45 нТл.
У Гаспры и Иды обнаружены признаки магнитного поля, но полученные "Галилео" данные не исчерпывающие. Обнаружение собственного магнитного поля Эроса стало бы первым достоверным открытием магнетизма астероида и повлекло бы серьезные следствия для его тепловой и геологической истории.
Магнитометр разработан в Центре Годдарда НАСА совместно с APL. Научную группу возглавляет Марио Акуна (Mario H. Acuna) из Центра Годдарда.
6. Радиоэксперимент RS (Radio Science Experiment) имеет целью определение гравитационного поля астероида по допплеровскому сдвигу частоты передатчика. Никакой аппаратуры специально для этого эксперимента на борту нет - используется штатный бортовой передатчик. RS позволяет определить радиальную составляющую скорости КА с точностью до 0.1 мм/с. Исследование вариаций движения станции позволит определить массу Матильды и Эроса (с точностью до 0.1%) и, в сочетании с данными других приборов, весьма точно оценить плотность Эроса и ее крупные вариации. Эксперимент проводится под руководством Доналда Йоманса (Лаборатория реактивного движения НАСА).
Научная аппаратура для NEAR была выбрана независимой группой при APL, и уже на этапе разработки приборов, в 1994 г., была сформирована научная команда. Несмотря на низкую стоимость и быстрый график разработки, аппаратура NEAR использует много технических новшеств. Впервые используются на АМС кремниевый твердотельный детектор для измерения рентгеновского спектра Солнца с высоким разрешением, гамма-детектор с экраном антисовпадений, лазер с системой калибровки, приемная решетка на основе арсенида галлия-индия, не требующая охлаждения жидким азотом.
Вся аппаратура NEAR (кроме антенны магнитометра) зафиксирована на внешней поверхности заднего днища и "смотрит" под углом 90° к направлению антенны HGA. Чтобы навести приборы на определенный район поверхности, нужен небольшой поворот станции; орбитальное движение обеспечивает естественное сканирование поверхности. Станция сможет также отслеживать конкретную деталь поверхности. Для этого модель поверхности, рассчитываемая на Земле, будет храниться на борту. Для связи с Землей NEAR необходимо развернуть. Аппарат способен передавать информацию и немедленно, но лишь в немногих сеансах связи приборный комплекс будет направлен на Эрос.
Общая масса научном аппаратуры - 56 кг, суммарное энергопотребление - 81 Вт.
NEAR был доставлен на Мыс Канаверал 7 декабря 1995 г. военным транспортным самолетом С-5 и помещен в ангар АЕ. Предстартовая подготовка - испытания ДУ и электрических систем - началась 11 декабря. 4 января начались функциональные испытания, включая проверку научных приборов и связи со станциями сети DSN.
25 января NEAR был доставлен в корпус SAEF Центра Кеннеди, 26 и 27 января заправлен компонентами топлива. 29 января были подстыкованы панели солнечных батарей и установлены аккумуляторные батареи. С 30 января по 2 февраля провели взвешивание и балансирование аппарата. 5 февраля он был состыкован с твердотопливной 3-й ступенью носителя "Star 48".
Первая ступень ракеты "Дельта-2" №232 была установлена на стартовом комплексе 19 января. Стартовые ускорители были установлены тремя группами по три двигателя 22-24 января. 25 января была установлена вторая ступень. Электрические квалификационные испытания носителя начались 29 января. 3 февраля первая ступень была частично заправлена жидким кислородом для проверки отсутствия утечек.
Астрономическое "окно" для запуска АМС NEAR началось 16 февраля и продолжится до 2 марта включительно 16 февраля старт мог состояться в 15:53 EST. Продолжительность стартового окна каждый день составляла не более 1 минуты. Каждый день задержки "стоил" дополнительного импульса в 4-6 м/с на траектории полета и потому был очень нежелателен. Если бы запуск пришлось отложить на пять последних дней - 27 февраля по 2 марта - из программы полета пришлось бы исключить пролет Матильды.
К счастью, задержка составила всего 1 сутки - запуск пришлось перенести с 16 на 17 февраля из-за неполадок в наземном оборудовании.
17 февраля в 15:43 EST носитель "Delta 7925-8" поднялся над стартом и ушел по азимуту пуска 95°. Вторая ступень "Дельта" вывела аппарат на опорную орбиту с наклонением 28.74° и высотой 185 км в 15:52. В 16:05, после 13-минутной баллистической паузы (длительность этой паузы определялась требованием запитать аппарат от солнечных батарей через 1 час после запуска), она включилась повторно на 3 минуты. В 16:09 был включен на 4 минуты твердотопливный двигатель 3-й ступени PAM-D. По окончании его работы NEAR отделился. Началось раскрытие панелей солнечных батарей с одновременным замедлением скорости вращения с 69 об/мин до нуля. Так как весовые ограничении устанавливали предел для массы батарей, в это время работали только критически важные системы. Примерно через 37 мин после старта NEAR вышел из тени.
Станция слежения в Канберре подтвердила успех запуска около 17:00 EST, через двадцать минут после расчетного момента. Как потом выяснилось, сигнал от NEAR оказался... слишком сильным, и изощренные приемники серии "Block V", сделанные для работы с "Галилео", не воспринимали сигнал как "свой". (Сигнал принимался даже на 1.5-метровой антенне!) Пришлось срочно переконфигурировать систему под старые приемники, и все пошло как по маслу.
Баллистическая схема полета NEAR основана, как и во многих других программах НАСА, на сочетании возможностей бортовой ДУ с гравитационным маневром. Перелет от Земли до Эроса займет 35 месяцев.
В течение нескольких первых недель пройдет серия функциональных испытании компонентов, которая должна подтвердить работоспособность станции. Будут также выполнены включения двигателей малой тяги, чтобы откалибровать двигательную установку и скорректировать ошибки выведения.
 Рис.1. Траектория полета КА NEAR, a - орбита Земли, б - орбита Эроса, в - орбита Матильды; 1 - старт, 2 - пролет Матильды, 3 - коррекция траектории, 4 - пролет Земли, 5 - сближение с Эросом. |
После начального периода проверок "активность" NEAR будет минимальна. Работа на расстоянии ближе 1.5 а.е. от Солнца преднамеренно ограничена из желания не подвергать тепловым напряжениям солнечные батареи, а дальше 2.0 а.е. - из-за недостатка электроэнергии. В этот период все приборы отключены. Температурный режим бездействующих систем поддерживается нагревателями. Телеметрическая подсистема периодически опрашивает данные по КА и навигационным параметрам, и сохраняет данные в твердотельном ЗУ. В этом "анабиозе" NEAR находится все время, за исключением 4-часовых сеансов связи с наземными станциями трижды в неделю для сброса телеметрии, оценки состояния КА и загрузки командной последовательности на следующую неделю.
27 июня 1997 г. NEAR должен пройти на расстоянии 1200 км от крупного астероида Матильды при относительной скорости 9.9 км/с. С 20 июня до 10 июля Сеть дальней связи обеспечит постоянную связь с аппаратом через 34-метровые антенны.
(253) Матильда была открыта 12 ноября 1885 г. Иоханном Пализа (Johann Palisa) в Вене и названа в честь супруги вице-директора Парижской обсерватории. Она обращается по орбите с наклонением 6.7° и периодом 4.30 лет, проходящей главным образом во внешней зоне пояса астероидов. В перигелии Матильда приближается к Солнцу до 1.94 а.е. NEAR "перехватит" ее вблизи перигелия, на расстоянии 2.2 а.е. от Солнца.
Матильда значительно крупнее Гаспры и Иды, с которыми встретился по пути к Юпитеру "Галилео". По данным, полученным спутником IRAS, диаметр Матильды достигает 61 км, в то время как средний диаметр Гаспры 16 км, а Иды 33 км.
В отличие от Гаспры, Иды и Эроса, Матильда относится к астероидам класса С - темным углеродистым астероидам. Правда, установлено это было только в 1995 г. Тогда же телескопические наблюдения показали необычно долгий период вращения Матильды - 418 часов, или примерно 17 суток.
Приближаясь к Матильде, станция будет получать навигационные снимки с помощью MSI, начиная с 24 июня, по 4 снимка раз в 4 часа. Фазовый угол Солнце-Матильда-NEAR при подлете будет неблагоприятным - почти 140°, но все же снимки будут полезны и в сочетании с данными слежения с Земли помогут определить траекторию пролета.
Перед пролетом на станцию будет отправлена последовательность команд с привязкой по времени, отрабатывая которую вне прямой связи с Землей, NEAR будет наводиться на цель и отрабатывать заданную последовательность измерений. Основным научным инструментом будет камера MSI. Вся освещенная часть поверхности будет отснята в цвете с разрешением около 1 км, а лучшие монохромные снимки будут иметь разрешение до 200-300 м. При отлете будет проведен тщательный поиск спутников. Кроме съемки, запланированы измерение магнитных полей и определение массы астероида с точностью до 10%.
Через неделю после встречи с Матильдой и вскоре после афелия, 3 июля 1997 г., должна быть выполнена значительная коррекция траектории с помощью основного двигателя. Маневр DSM (Deep Space Maneuver) необходим для уточнения перигелийного расстояния, которое в результате отработки импульса в 279 м/с уменьшится с 0.99 до 0.95 а.е.
Маневр DSM обеспечивает определенные условия встречи КА с Землей. Чтобы избежать "передозировки", маневр будет проведен в два импульса. Первый (DSM-1) обеспечит 90% требуемой dV и будет выполняться при работающей HGA для контроля работы двигательной установки, системы ориентации и других критически важных систем. По измерениям акселерометров во время DSM-1 будуг уточнены характеристики двигателя и потребное значение импульса DSM-2.
22 января 1998 г. NEAR вернется к Земле и пройдет на высоте 478 км по линии Европа - Гавайские острова. В результате пертурбационного маневра станция изменит наклонение своей гелиоцентрической орбиты с 0.5 до 10.2°; одновременно афелий орбиты NEAR уменьшится на 0.40 а.е., с 2.17 до 1.77 а.е. В результате встречи с Землей станция выйдет практически в плоскость орбиты Эроса и будет иметь почти такое же афелийное расстояние, как у цели. Интересно, что в течение длительного времени после пролета Земли NEAR будет находиться над ее южнополярной областью, что, вероятно, позволит получить уникальные снимки Антарктиды. Кроме того, в течение 71 суток после 22 января аппарат будет незаходящим объектом для станции в Канберре. Из Голдстоуна и Мадрида она не будет видна 110 и 120 суток соответственно. Встреча с Землей будет последним крупным событием фазы перелета.
Уже осенью 1998 года камера MSI должна впервые "заметить" Эрос. Этот астероид является, пожалуй, самым известным из "околоземных" астероидов. (433) Эрос был открыт 13 августа 1898 г. независимо Густавом Виттом (Gustav Witt) в Берлине и Августой Шарлуа в Ницце и отличался настолько своеобразной орбитой, что, вопреки существовавшей тогда традиции, получил мужское имя. Как показали последующие открытия, Эрос является вторым по величине среди "околоземных" астероидов, уступая только (1036) Ганимеду с диаметром 41 км.
Эрос обращается по орбите с перигелием 1.13 а.е., афелием 1.78 а.е., наклонением к плоскости эклиптики 10.8° и периодом 1.76 лет. Таким образом, Эрос не пересекает орбиты Земли, как и другие астероиды группы Амура. Так как периоды обращения Земли и Эроса относятся почти точно как 4:7, раз в семь лет Эрос сближается с Землей. Минимальное расстояние между ними в XX веке было отмечено 23 января 1975 г. - 22 млн км. (Если бы NEAR не удалось запустить до начала марта, следующая астрономическая возможность полета к Эросу наступила бы только через 7 лет.)
Эрос - астероид S-типа весьма неправильной формы. Он имеет размеры 40.5x14.5x14.1 км и - соответственно - прозван "картофелиной". Астероид вращается "лежа на боку", подобно Урану, с периодом 5.27 час. Тепловые измерения показывают, что Эрос покрыт слоем реголита, а радиолокационные указывают на неровность поверхности. Известно также, что состав поверхностных пород различен на разных "боках" Эроса: одна сторона более богата пироксеном, другая - оливином. Температура поверхности Эроса изменяется от - 150°С на ночной стороне до + 100°С на дневной.
После первого обнаружения съемка Эроса будет вестись регулярно. Раз в неделю будет сниматься серия навигационных снимков, которые также послужат первоначальному определению формы и характера вращения малой планеты.
В начале 1999 г. станция будет приближаться к Эросу. Начиная с 9 января 1999 г. будет проведена серия из четырех маневров основным двигателем с 7-суточными интервалами, которые замедлят полет станции в общей сложности на 949 м/с. После этого относительная скорость Эроса и NEAR уменьшится до 5 м/с - станция перейдет на начальную траекторию медленного пролета.
6 феврали 1999 г. NEAR пройдет в 500 км над освещенной стороной астероида и получит начальные оценки физических параметров Эроса для планирования окончательной встречи. Планируется определить массу Эроса с погрешностью 1%, значительно уточнить вектор вращения астероида и идентифицировать несколько сотен деталей поверхности. По мере приближения к астероиду оценки массы, момента инерции, гармоник гравитационного поля, характера вращения, положения деталей поверхности будут уточняться. Будет продолжен поиск спутников и обломков вокруг Эроса - должен быть замечен любой объект размером более 5 м. Для сравнения - радиус Дактила, спутника Иды, оценивается в 700 м.
Во время встречи южный полюс Эроса будет находиться почти точно "под Солнцем", и все северное полу... - нет, полушарием назвать его никак нельзя - вся северная часть будет в тени, доступная только гамма-спектрометру, лазерному дальномеру и магнитометру. При подлете фазовый угол Солнце-Эрос-NEAR будет относительно мал - этот период наиболее благоприятен для инфракрасной съемки. Поэтому при подлете запланированы более 30 часов наблюдений для получения глобальных инфракрасных спектральных карт при оптимальном освещении.
Через двое суток после максимального сближения NEAR будет при помощи малых двигателей переведен на орбиту спутника Эроса с максимальным радиусом порядка 1000 км. (Нужно отметить, что над таким маленьким и неправильным телом, как Эрос, "правильные" орбиты невозможны в принципе. Сила тяжести на поверхности составляет всего 1/1600 земной, а "вторая космическая скорость" не превышает 10 м/с. Все названные радиусы и высоты поэтому весьма приближенны.) Начальная орбита будет иметь обратное вращение относительно вращения самого Эроса, т.к. орбиты с прямым вращением в случае Эроса являются неустойчивыми. Плоскость орбиты, если о ней можно говорить как о таковой, будет лежать примерно над терминатором - это благоприятно для съемки в видимом диапазоне. (Через 8 месяцев "время года" на Эросе сменится, и удастся провести съемку северной части. Примерно в середине полета плоскость орбиты придется "развернуть", чтобы она оставалась устойчивой.)
По мере более точного определения гравитационных параметров малой планеты операторы станции будут постепенно скруглять орбиту н снижать ее высоту. К 21 февраля планируется достичь квазикруговой орбиты радиусом 200 км.
Все это время операторы должны поддерживать такое положение плоскости орбиты, чтобы панели солнечных батарей "смотрели" в пределах 30° от направления на Солнце, антенна HGA была направлена на Землю, а аппаратура могла наводиться на поверхность Эроса медленным поворотом станции. Есть и другие ограничения на навигацию NEAR у Эроса. Орбита должна быть устойчивой и безопасной на время порядка нескольких недель, между импульсами не должно проходить более 7 суток, общие затраты dV в период работы у Эроса ограничены величиной 100 м/с. Моделирование на Земле показало, что, несмотря на жесткие ограничения, существуют рабочие орбиты на высоте несколько радиусов Эроса. Предполагается, что к 15 марта - началу основной 10-месячной фазы исследований - NEAR будет обращаться вокруг Эроса на орбитах с радиусом 35 км, что дает расстояние до поверхности до 15 км. Все эти планы будут уточнены за несколько недель до реального воплощения.
Цели измерений на орбите Эроса подразделены на основные и дополнительные. К первым относятся определение общих физических свойств астероида - размера, формы, объема, массы, плотности, скорости вращения; состава поверхности, элементного и минералогического; морфологии поверхности путем исчерпывающей съемки в разных условиях освещения. Ко вторым - определение свойств и структуры реголита путем съемки с дециметровым разрешением, исследование взаимодействия с солнечным ветром и поиск возможного собственного магнитного поля, поиск признаков текущей активности - наличия пыли или газа в окрестности Эроса, исследование внутреннего распределения массы по измерениям гравитационного поля и вариаций вращения.
NEAR должен находиться на самой низкой орбите с радиусом 35 км в течение 120 суток. Основной целью этого этапа является непосредственное зондирование в гамма- и рентгеновском диапазоне дли определения элементного состава, хотя в работе будут и остальные приборы. Затем на более высокой орбите с радиусом порядка 50 км приоритет будет отдан съемке и спектральным измерениям.
Программа NEAR официально заканчивается 31 декабря 1999 г. и, как показывают оценки, полет станции закончится столкновением с астероидом.
Новости космонавтики 1996 №21:
И.Лисов по сообщениям проекта NEAR. Продолжается полет межпланетной станции NEAR, стартовавшей 17 февраля 1996 г. в путешествие к астероидам (253) Матильда и (433) Эрос.
В первые четыре месяца полета планировалось провести первую коррекцию (2 марта), наблюдения кометы Хякутаке (24 марта), включить и опробовать приборы (8 апреля - 7 мая) и провести вторую коррекцию (19 июня). План, однако, пришлось пересматривать на лету.
Сразу после отделения от 3-й ступени РН "Delta 2" 17 февраля было подавлено кувыркание станции NEAR. Приращение скорости составило 0.117 м/с.
24 февраля в 21:33 GMT было выполнено включение двигателей NEAR для сброса момента маховиков. Станция получила неожиданно большое приращение скорости 12 см/с.
Первая коррекция была проведена тем не менее по плану, 2 марта в 20:00 GMT и прошла нештатно. Планировалось выдать импульс 8.48 м/с двигателями с суммарной тягой 20 фунтов (9.1 кгс, 89 Н) путем включения их на 73.9 сек. Фактически двигатели проработали 81.9 сек и обеспечили приращение скорости 9.4 м/с, на 11% больше заданного. Направление импульса отклонилось от расчетного на 1.55°. Непосредственная причина состояла в том, что двигатели были специально оставлены в работе в пульсирующем режиме на 13 дополнительных секунд для быстрой стабилизации аппарата, но пульсировали значительно больше, чем предполагалось, и добавили лишнюю скорость.
В ходе расследования выяснилось, что желательно отказаться от использования двигателей на стороне А аппарата и нужно внести исправления в программное обеспечение системы навигации и управления. Все последующие коррекции были отложены до начала работы на борту нового ПО.
В период съемки кометы Хякутаке 24 марта мультиспектральной системой MSI на некоторых снимках были получены изображения звезд. По ним была рассчитана ориентация аппарата, которая с точностью порядка 1° соответствовала телеметрическим данным.
К середине апреля передатчик станции был переключен со всенаправленной антенны на веерную антенну FBA, что повлекло уменьшение отношения сигнал/шум. Кроме того, при работе с приемниками "Block V" на станциях Сети дальней связи были проблемы, выражавшиеся в допплеровском сдвиге частоты на 2-5 МГц. Эти неприятности удалось устранить в мае за счет внесения изменений в ПО приемников.
В период с 15 апреля по 2 мая были включены и проверены в первом приближении все инструменты станции. Выяснилось, что для гамма-спектрометра, входящего в состав инструмента XGRS, требуется корректировка программного обеспечения системы безопасности, которая отвечает за защиту от импульсов высокого напряжения при попадании энергичной частицы. Было отмечено слабое падение разрешения рентгеновских газовых пропорциональных счетчиков, связанное с внутренним накоплением заряда.
Проверка ИК-спектрометра NIS прошла без замечаний. Магнитометр MAG также работал нормально, были отмечены фоновые значения около 80 нТ по двум осям и 130 нТ по третьей и обнаружены признаки солнечного ветра. Был опробован с небольшими замечаниями лазерный дальномер NLR. Дополнительные проверки XGRS и MAG проводились 3-9 мая. В сеансе 8-9 мая XGRS зарегистрировал две солнечные рентгеновские вспышки класса С2
Испытания мультиспектральной системы MSI по звезде Канопус проводились в двух режимах - сначала при закрытой крышке, а затем при открытой MSI, предназначенная для детальной съемки астероидов, имеет очень точный фокус. Изображение Канопуса имеет в фокальной плоскости размер, много меньший одного пиксела ПЗС-матрицы, и поэтому может быть потеряно на деталях пиксела(!). При закрытой крышке и медленном сканировании видимая яркость звезды изменялась в 9 раз. Спустя двое суток крышка MSI была открыта пиромеханизмом, и при открытой крышке колебания яркости уменьшились вдвое. Были также выполнены калибрационные снимки звездного скопления Ясли.
30 апреля было проведено совещание по графику и процедуре приемочных испытаний измененного ПО системы навигации и управления. Вторая коррекция ТСМ-2, которая будет проводиться уже на исправленной версии, была отложена до конца августа.
В первые месяцы NEAR уходил от Земли почти точно в антисолнечном направлении (9 мая фазовый угол был минимальным и составил 3°; 13 мая станция находилась на расстоянии 41.4 млн км от Земли). Это позволяло провести взаимную калибровку магнитометра станции с приборами на ИСЗ IMP-8, "Wind" и "Geotail". В мае и в последующие месяцы MAG работал постоянно с большими временами накопления.
10-16 мая были проведены испытания антенны высокого усиления HGA. Коэффициент усиления отличался от предсказанного на доли децибела.
21-22 мая, на пять суток позже запланированного, NEAR прошел испытания на электромагнитную совместимость. Подготовка этого теста потребовала составления согласованного сценария работы всех приборов. По окончании испытаний группа управления в Лаборатории прикладной физики смогла наконец вздохнуть с облегчением: послестартовый период пройден, начинается относительно спокойный перелет. Но еще в течение двух недель технические группы по научной аппаратуре анализировали результаты испытаний.
В первую неделю июня в оба летных компьютера (FC-1 и FC-2) были загружены новые траекторные данные, действительные до конца года, а на компьютерах AIU было уточнено время перезагрузки по умолчанию.
Начиная с 4 июня, в трех сеансах связи были отмечены 4 случая потери телеметрии со станции приблизительно на 10 минут, предположительно из-за быстрого изменения частоты радиолинии NEAR-Земля. Эффект мог быть следствием сбоев в работе приемопередатчика КА. В последующие недели он не повторялся.
17 июня были проведены испытания антенны HGA, включавшие исполнение поворотов HGA и изменение режимов радиопередатчика. Была опробована передача информации со скоростью 26 5, 17.1 и 8.8 кбит/с (передача телеметрии через антенну FBA идет со скоростью 39.4 бит/с). Все прошло нормально.
26 июня были получены экспериментальные навигационные снимки системой MSI для проверки возможностей оптической навигации при малых углах Солнце-NEAR-цель. Именно такими будут условия сближения с Матильдой в июне 1997 г. Снимались шесть областей, включая окрестности гамма Близнецов (Альхена) и беты Большого Пса. Единственным замечанием был код ошибки по положению колеса светофильтров на одном из кадров. MSI работала на основе макрокоманд (макросов); был получен первый опыт сочетания автономного сбора данных в этом режиме с их передачей. Записанные данные были переданы дважды - 26 и 28 июня. Их обработка совместно с данными по ориентации показала, что ориентация для съемки выполнялась с отклонением около 3'.
5 июля в сеансе связи через антенну DSN-65 сигнал со станции получен не был; попытка связаться через антенну DSN-15 также была безрезультатной. Как выяснилось, причиной была ошибка управления, и во время аварийного сеанса 7 июля связь была восстановлена. В сеансе 19 июля на станцию не прошли две первых команды.
Тем временем вечером 8 июля произошло затмение Матильдой звезды 11-й величины. К сожалению, использовать его для уточнения размера и формы астероида не удалось: полоса затмения прошла над Тихим океаном в 160 км от мексиканской Калифорнии, куда предполагалось направить экспедицию; астрометрические наблюдения на обсерваториях Мак-Кормик в Вирджинии и Сайдинг-Спринг в Австралии провести не удалось. Других удобных затмений до встречи NEAR с Матильдой не будет.
25 июля, когда большая активная зона появилась на видимой стороне Солнца, был включен для калибровки рентгеновского спектрометра инструмент XGRS. За период наблюдений до 12 августа было зарегистрировано большое количество вспышек класса В и одна вспышка класса С.
Еще в конце мая появились непонятные данные с магнитометра на границах пакетов - скачки фона приблизительно на 5 нТ, которые повторялись все чаще. Проведенный 16 июля специальный сеанс доказал, что магнитометр фиксирует некое реальное поле. В августе постановщики сумели воспроизвести неисправность и пришли к выводу, что скачки вызываются влиянием нескомпенсированного контура при срабатывании термостатического нагревателя магнитометра. Скачки происходят чаще по мере удаления от Солнца из-за уменьшающегося нагрева. Их можно будет устранить при наземной обработке.
С удалением от Солнца и из-за использования для связи антенны HGA началось накопление углового момента, угрожающее потерей ориентации на Солнце. К 19 июля момент достиг 1.6 Н-м, и пришлось ограничить число сеансов через HGA одним в неделю и ввести пассивное демпфирование после каждого сеанса. Это помогло - к 23 августа момент упал до 0.5 Н-м.
В течение мая-июля группа планирования в APL и навигационная группа в JPL вели разработку коррекции ТСМ-2 для подготовки пролета Матильды. Эфемериды NEAR, Матильды и Эроса предоставила Лаборатория реактивного движения. В конце июля было решено проводить двухимпульсную коррекцию ТСМ-2 21 августа (запасной день 28 августа), а дополнительную коррекцию ТСМ-3 для компенсации ошибки при ТСМ-2 - 10 сентября. Затем обстоятельства заставили перенести коррекцию на 28 августа.
Новое программное обеспечение системы навигации и управления станции было загружено на борт 14 августа. Оно было написано к середине мая, оттестировано и к концу июля подготовлено к передаче на борт. Спустя два часа после его запуска ошибка в выданной в реальном времени команде повлекла нарушение ориентации NEAR на Солнце и переход в защитный режим с закруткой на Солнце. 19 августа станцию удалось вернуть в рабочее состояние, а 21-22 августа были сброшены на Землю все сегменты твердотельного ЗУ для детального анализа.
Следующая неделя была отведена на тестирование и ввод в эксплуатацию нового ПО. Коррекция ТСМ-2 была отсрочена с первой резервной даты 28 августа на вторую - 6 сентября. Загрузка структуры данных для направленного поиска позволила звездному датчику постоянно отслеживать пять звезд. Были предприняты попытки запустить бортовой компьютер FC-2, и 26 августа прошло с успехом первое техническое испытание ПО FC-2.
В первых числах сентября команды и макросы для выполнения маневра ТСМ-2 были проверены на аналоге и переданы на NEAR. Два импульса были запланированы на 6 сентября в 18:00 и 18:30 GMT, но в этот день выполнить их не удалось. В начале сеанса через станцию DSN-65 из-за ошибки в командах произошло одновременное исполнение двух макросов с переходом станции в защитный режим. Группа управления едва успела вытащить аппарат из этой ситуации, как в сеансе 10 сентября произошел первый за время полета сбой навигационной системы - потеря опорных звезд - с теми же последствиями.
Маневр был перенесен еще раз - на 13 сентября. Расчет величин импульсов на этот раз строился для пролета на расстоянии 1200 км от Матильды 27 июня 1997 г. в 12:56:28 GMT. 11 сентября проверенные на аналоге команды были переданы на станцию. 13 сентября были выданы два импульса и, по первым результатам анализа сброшенной во время коррекции телеметрии, коррекция прошла успешно.
Первый ("поперечный" относительно линии КА-Земля) импульс, в 17:00 GMT, выдавался двигателями А1-А4 суммарной тягой 20 фунтов (9.1 кгс, 89 Н) и должен был изменить скорость станции на 2.068 м/с. Второй ("продольный") импульс расчетной величиной 0.143 м/с был выдан через полчаса, в 17:30, двигателями А5 и А6 суммарной тягой 2 фунта (0.91 кгс, 8.9 Н), расположенными на нижнем днище станции. Во время обоих импульсов ось +Z аппарата и антенна HGA были направлены на Землю.
20 сентября NEAR был уже в 278 млн км от Земли. С увеличением расстояния усиление антенны FBA стало недостаточным, и с начала сентября связь со станцией велась почти исключительно через HGA на скорости 8832 бит/с. FBA осталась в резерве со скоростью 10 бит/с на случай аварийных ситуаций и чисто технических сеансов.
С переходом на HGA исчезла возможность минимизации накопления момента станции. Управление моментом теперь осуществлялось только за счет пассивного демпфирования между сеансами связи.
Случаи потери первой команды, впервые отмеченной в мае, к октябрю участились до примерно двух в неделю.
В конце сентября в связи с удалением от Солнца были введены первые меры по экономии электроэнергии - выключены нагреватели. Следующая мера экономии - ограничение момента маховиков - пока не введена.
В период 20-24 сентября на станцию загрузили новую версию (№5) программного обеспечения прибора XGRS. Она была готова к загрузке еще 2 августа, но из-за подготовки ТСМ-2 и технических неисправностей эта работа задержалась на полтора месяца. 25 сентября была проведена имитация пролета и исследования Матильды системой MSI. На станцию загрузили план работы и исполнили его. Управление ориентацией NEAR прошло без замечаний, но никаких изображений с MSI получено не было. Анализ показал, что в макрокоманде на съемку MSI была неверно указана одна из контрольных сумм, и аппарат неверную команду выполнять не стал. Имитация будет повторена еще раз.
После имитации работы по Матильде настала очередь цикла длительных испытаний XGRS. Спектрометр был включен 30 сентября, прогревался в течение 48 часов, а 2 октября начался 20-суточный рабочий цикл. Цель работы - получение статистики по редким событиям прихода энергичных гамма-квантов. Кроме того, измерялись постоянные времени накопления заряда и эффективность дискриминаторов фронта сигнала. Из-за высокого энергопотребления XGRS испытания выполнялись при ориентации на Солнце со сбросом информации через FBA.
Параллельно 30 сентября были начаты испытания программы летного компьютера для автоматического демпфирования момента (т.н. "пятый сценарий"). При ее работе, как и ожидалось, на 2 дБ уменьшилась мощность принимаемого сигнала. Зато с 30 сентября до 9 октября момент сократился с 0.7 Н-м до 0.5 Н-м.
9 октября на антенне DS-25 Сети дальней связи NASA была проведена имитация работы с NEAR у Эроса.
Вплоть до середины октября третья коррекция ТСМ-3 планировалась на 20 ноября. Как и вторая, она должна была состоять из двух импульсов - поперечного величиной 0.123 м/с и продольного величиной 0.050 м/с. В ТСМ-3 предполагалось также включить три "калибровочных" включения верхнего и нижнего двигателей малой тяги. Расчетные изменения скорости при этих импульсах составляли 1 мм/с и 10 мм/с.
Однако анализ ТСМ-2 показал, что величины импульсов, полученные на основе траекторных измерений, не стыкуются с определенными на борту по измерениям акселерометров. На совещании по планированию встречи с Матильдой в Лаборатории прикладной физики 16 октября предложенный ТСМ-3 был признан слишком сложным. Было принято решение разделить ТСМ-3 на два маневра - поперечный ТСМ-3 и продольный ТСМ-4 - по крайней мере с 3-недельным интервалом. За это время будет выполнено достоверное определение орбиты, что позволит восстановить фактические приращения скорости по всем трем осям в каждом маневре.
16 октября разработчики передали группе управления версию 1.10 программного обеспечения летных компьютеров FC. В версии 1.10 внесены изменения в обработку данных бортовых акселерометров и определение координат маневров. Ее загрузка на борт планируется на начало декабря. Маневр ТСМ-3 запланирован поэтому на 18 декабря, но может быть проведен и до установки версии 1.10, 20 ноября.
До встречи с Матильдой состоится еще как минимум два маневра. Маневр ТСМ-5 был введен в график 25 сентября на совещании по стратегии пролета Матильды в Лаборатории реактивного движения, и планируется на 21 мая 1997 г. Маневр ТСМ-6 планируется на 20 июня.
Параллельно с решением текущих задач, велась работа и на дальнюю перспективу. В августе были рассчитаны данные для радиопросвечивания солнечной короны во время соединения с Солнцем в феврале 1997 г. В этом же месяце началось планирование научной программы при встрече с Матильдой. Еще в мае обсуждалась проблема нехватки средств слежения в январе 1998 г. во время пролета Земли. В этот период мощности Сети дальней связи DSN будут задействованы на управление станциями "Mars Global Surveyor" и "Cassini".
В сентябре были подготовлены данные для группы NEAR в Корнеллском университете, которая планирует провести съемку Эроса с Космического телескопа имени Хаббла во время противостояния 1998 г. для поиска естественных спутников Эроса.
15 октября в APL состоялось совещание научной группы NEAR, a 17 октября - совещание по этапу работы КА на орбите Эроса. В сентябре начался анализ возможностей продления полета NEAR на орбите вокруг Эроса до февраля 2000 г.
В мае был подготовлен отчет и в июле представлен на конференции AIAA/AAS по астродинамике доклад по возможным запасным вариантам полета NEAR в случае получения недостаточной скорости при выведении на РН "Delta 2". Было установлено, что альтернативный полет к астероиду (4660) Нереус был возможен даже при недостатке скорости вдвое большем, чем имел место в августе 1995 г. при запуске ИСЗ "Koreasat".
Новости космонавтики 1996 №24:
25 октября. В период прохождения КА NEAR за Солнцем объем работы значительно сократился, передача с аппарата ведется со скоростью 9.8 бит/с через веерную антенну FBA. Продолжается длительный сеанс калибровки рентгеновского и гамма-спектрометра XGRS.
Недавние 10-месячные ресурсные испытания клапана Стерера в Лаборатории реактивного движения в интересах программ "Галилео" и MGS показали, что в присутствии окислителя работа клапана нарушается и перепад давления на клапане растет с 0.63 до 1.83 атм. Такой клапан имеется и в двигателе станции NEAR, однако он не соприкасается с парами окислителя непосредственно благодаря наличию дополнительного клапана. Поэтому, как считают разработчики, процесс будет длиться в 2-5 раз дольше. При росте давления на стороне окислителя изменится соотношение компонентов и возможно некоторое уменьшение удельного импульса, но NEAR имеет значительный запас топлива и работа станции у Эроса не должна пострадать.
1 ноября. Персонал группы разработки миссии (MDT) предложил вариант траектории NEAR, которая позволяет достигнуть Эроса в начале января 1999 г., почти на месяц раньше, чем предусмотрено штатным планом полета. Это позволит отвести больше времени на изучение физических характеристик Эроса и его вращения до того момента весной 1999 г., когда ось вращения Эроса примерно совпадет с направлением на Землю и Солнце и потребуется переход на первую низкую орбиту.
В этом варианте величина коррекции DSM 3 июля 1997 г. уменьшается с 279 до 273 м/с, зато возрастает величина импульса при встрече с Эросом. Пролет Земли в этом варианте планируется немного позже, 23 января 1998 г. в 08:00 GMT, и на большей высоте (545 вместо 478 км), чем предусматривает номинальный план. В новый вариант заложены три маневра для выравнивания скорости с Эросом вместо четырех - 20 декабря 1998 г. (934 м/с), 27 декабря 1998 г. (40 м/с) и 3 января 1999 г. (5 м/с).
Станция пройдет на расстоянии 500 км от Эроса 10 января 1999 г. на относительной скорости 5 м/с. После перехода 12 января на орбиту спутника Эроса у NEAR останется запас скорости в 175 м/с, при том что последующая орбитальная фаза требует всего 61 м/с. Навигационная группа JPL получила при независимом анализе сходные результаты.
При длительном тестировании канала "Земля-борт" в октябре с использованием для передачи сигнала схемы IDLE-2 и непрерывной поднесущей случаев потери станцией первой команды не отмечено.
С помощью автоматического демпфирования ("пятый навигационный сценарий") к 30 октября удалось снизить угловой момент КА до стабильно низкого значения - 0.04 Н-м.
15 ноября. Прибор XGRS выключен после полуторамесячной непрерывной работы по калибровке гамма-спектрометра, которая была начата 30 сентября и закончилась 11 ноября. (В единственном до этого сеансе XGRS работал всего 47 часов.) Благодаря длительным испытаниям постановщики получили значительно большую статистику по событиям в верхней части гамма-диапазона, где попадание энергичных частиц в каждый из энергетических каналов происходит раз в несколько часов. Поскольку солнечная активность во время работы XGRS находилась на минимальном за последние 50 лет уровне, ни одной солнечной рентгеновской вспышки для калибровки солнечного монитора не было зарегистрировано. (Судя по всему, ожидание такой вспышки заставило несколько раз продлевать срок эксперимента, первоначально рассчитанного на 10 суток.)
В последнюю неделю работы был выключен термоэлектрический холодильник солнечного монитора - на расстоянии свыше 2 а.е. от Солнца равновесная температура устройства составила -25°С, и стало возможно работать без специального охлаждения и без шума, который сопровождал каждое включение подогрева при достижении -50°С. Кроме того, удалось показать, что рентгеновские измерения больше не страдают из-за импульсов перегрузки в гамма-спектрометре от мощных частиц космических лучей.
За время калибровки в нулевом сегменте ЗУ SSR-2 записано 388 млн бит информации. Чтобы передать их с наибольшего расстояния со скоростью 2.9 кбит/с, потребуется несколько сеансов связи через антенну высокого усиления HGA.
13 ноября прошел первый после 27 сентября сеанс связи через антенну HGA, при котором использовались новые командные макросы и новый стандартный сценарий сеанса.
Группа MDT пересчитала траекторию станции при встрече с Эросом на основании 4-импульсного выравнивания скоростей, рекомендованного навигационной группой и затем утвержденного. Рассчитаны также условия радиовидимости NEAR со станций DSN до января 1999 г. включительно.
22 ноября. В понедельник 18 ноября был проведен сеанс связи с NEAR через антенну FBA (9.9 бит/с), а 20 ноября - сеанс через HGA (2.9 кбит/с). Во время последнего на станции DSN-65 в течение нескольких первых часов не шли данные по дальности. Считано около 10% данных калибровки XGRS с SSR-2. Эксперимент по автоматическому демпфированию момента окончился перед сеансом на уровне 0.4 Н·м, а за время сеанса угловой момент вырос на 0.2 Н·м.
Группа управления дорабатывает командные макросы и стандартный сценарий сеанса связи, чтобы исключить в нормальных ситуациях ручную выдачу команд с клавиатуры.
Продолжается подготовка к загрузке на бортовой компьютер FC-1 версии программного обеспечения 1.10. 21 ноября запись версии и загрузка компьютера FC-1 была успешно проведена на макете.
Баллистики Лаборатории реактивного движения сравнили схемы сближения с Эросом с 3 и 4 маневрами. Рекомендована к осуществлению вторая схема, дающая меньшую ошибку и меньший расход топлива. Это означает, что минимальное сближение КА с Землей произойдет над западной частью Ирака.
Группа MDT начала расчет маневров ТСМ-3 и ТСМ-4, перенесенных с декабря на январь, и зафиксировала дату маневра ТСМ-6 - 20 июня 1996 г. Во всех трех маневрах будут использоваться только двигатели стороны В. Маневр ТСМ-3 будет состоять из одного включения с выдачей импульса в направлении -X', перпендикулярном к направлению на Землю. ТСМ-4 будет включать единственный импульс в направлении -Z, параллельном направлению на Землю. Величина маневра ТСМ-5 (21 мая 1997 г.) в расчетах принималась равной нулю. Расчетные данные по маневрам приведены в Табл.1.
В июне 1997 г. будут выполнены оптические и, возможно, радиолокационные наблюдения Матильды с использованием 300-метрового радиолокатора Аресибо, и за несколько суток до ТСМ-6 будут введены поправки на ее уточненную орбиту Штатный импульс 0.4 м/с в антисолнечном направлении смещает точку встречи на 239 км; если потребуется дополнительное смещение, будет добавлен второй импульс в направлении оси -X', перпендикулярно направлению на Солнце, выполняемый после разворота КА по крену.
29 ноября. Из-за отсутствия в течение 30 минут информации с цифрового солнечного датчика DASD-2 23 ноября в 19:31:27 GMT NEAR автоматически перешел в защитный режим первого уровня. При переходе в защитный режим аппарат изменил ориентацию, и сигнал с датчика появился вновь. В соответствии с логикой бортового ПО, это предотвратило переход в защиту более низкого уровня.
| ТСМ | Дата | Время, GМТ | Направление импульса | dV, м/с | Расстояние от Земли, а.е. | Расстояние от Солнца, а.е. | Фазовый угол |
| 3 | 06.01.1997 | 13:00 | -X', перп. КА-3 | 0.14 | 3.030 | 2.163 | 10.40 |
| 4 | 29.01.1997 | 14:00 | -Z, парал. КА-3 | 0.06 | 3.139 | 2.180 | 4.95 |
| 6 | 20.06.1997 | 16:00 | -Z, парал. КА-С | 0.40 | 2.287 | 2.009 | 0.00 |
Это было обнаружено во время сеанса 25 ноября и в удлиненном сеансе 27 ноября станция была успешно возвращена в рабочее состояние (В этом сеансе планировалось считывание информации по XGRS.) После этого на борт была загружена новая серия команд на неделю, начинающуюся 2 декабря. Датчик работает нормально и замечание не повторялось. Тем не менее, если бы после начала нештатной ситуации сигнал с датчика не возник в течение еще нескольких десятков минут, станция бы "свалилась" на наиболее глубокий уровень защиты с закруткой на Солнце. Это особенно нежелательно, т.к. информация со звездного датчика, единственного остающегося в работе, не используется для определения ориентации Ведется поиск причин неисправности и подготовка плана спасения станции в случае длительного отказа солнечного датчика.
Новости космонавтики 1996 №25:
6 декабря. После вывода станции из защитного режима, в котором она находилась 23-27 ноября, 2 декабря было выполнено считывание данных об этом происшествии из бортового твердотельного ЗУ. В бортовые компьютеры были частично записаны новые орбитальные данные. 4 декабря были считаны дополнительные данные по калибровке спектрометра XGRS. Угловой момент аппарата в конце сеанса 4 декабря составлял 0.2-0.3 Н-м.
На неделю с 6 по 13 декабря запланированы завершение загрузки орбитальных данных и продолжение передачи данных по XGRS.
Новости космонавтики 1997 №1:
3 января. В течение прошедшей недели дважды (30 декабря 1996 г. и 2 января 1997 г.) происходил переход КА NEAR в защитный режим при попытке исполнения привязанных к определенным временам ошибочных команд. В обоих случаях причиной нештатной ситуации были ошибки операторов. В течение сеанса связи 2 января станция была успешно возвращена в рабочее состояние.
В течение недели 3-9 января планируется подготовить и провести коррекцию ТСМ-3.
Официальные сообщения группы управления NEAR в промежутке между 6 декабря и 3 января не выпускались, но, по-видимому, в это время была выполнена запланированная на 10-20 декабря загрузка в бортовой компьютер FC-1 летного программного обеспечения версии 1.10. В начале января специалисты группы управления и навигационной группы продолжали исследование некоторых структур данных в ОЗУ бортового компьютера FC-1, адекватность которых вызывает сомнения.
На прошедшей неделе считаны еще 40 Мбит данных по последнему этапу калибровки рентгеновского и гамма-спектрометра XGRS. Всего однократно считаны 133 из 388 Мбит данных XGRS.
10 января. Коррекция ТСМ-3 прошла 6 января, как и планировалось, с выдачей импульса в направлении оси -X'. По данным предварительного анализа на основании бортовой телеметрии, маневр прошел почти без замечаний. Вся информация, записанная на борту во время ТСМ-3, принята на Земле.
В течение недели считано 108 Мбит данных со спектрометра XGRS. Количество однократно считанных данных составило 241 Мбит, или 62% от общего количества записанных.
На 10-16 января планируется загрузка команд для имитации работы камеры MSI во время пролета Матильды (так называемая операция "Shamtilly-2"), выполнение пробного "матильдовского" сеанса и сброс данных.
29 января должен быть выполнен маневр ТСМ-4. Планируется использовать двигатели стороны В и выдать импульс в направлении оси -Z. В настоящее время неопределенность в расчете условий пропета NEAR у Матильды, обусловленная неопределенностями в орбитах NEAR и астероида, превышает 100 км, причем она не может быть уменьшена до выполнения новых наблюдений Матильды в мае-начале июня 1997 г.
Группа разработки плана полета пересчитывает таблицы пролета Матильды: выяснилось, что маховики системы ориентации и стабилизации NEAR слишком малы для того, чтобы вращать аппарат вокруг оси X' для оптимизации освещения Солнцем с одновременным сохранением ориентации оси X' в направлении Матильды.
Состояние КА NEAR номинальное. Полет к астероидам Матильда и Эрос продолжается.
NEAR должен пройти на минимальном расстоянии от Матильды 27 июня 1997 г. в 08:56:28 GMT. 3 июля в 13:00 GMT станция должна провести коррекцию DSM (Deep Space Maneuver), которая направит ее к Земле. Пролет на минимальном расстоянии от Земли должен состояться 23 января 1998 г. в 02:54:28 GMT. 10 января 1999 г. в 17:00 GMT станция должна сблизиться с Эросом, а 12 января в 13:00 - перейти на орбиту спутника этого астероида.
Новости космонавтики 1997 №2:
17 января. Станция NEAR, направленная для исследования астероидов Матильда и Эрос, продолжает полет и работает нормально. NEAR должен пройти на расстоянии 1200 км от Матильды 27 июня 1997 г.
15 января был проведен второй пробный сеанс съемки Матильды при помощи камеры MSI. Первый пробный сеанс в прошлом году закончился конфузом - камера не работала. По предварительным данным, второй сеанс прошел успешно. Было снято 55 кадров, в том числе 2 темных кадра, 8 кадров с Канопусом в центре, кадры для проверки средств сжатия данных и разворота станции для съемки Матильды. Кадры с Канопусом показали, в частности, что процессы съемки и разворота аппарата согласуются отлично. На одном из кадров получен код ошибки по положению колеса с фильтрами, показывающий неточное центрирование фильтра. 83 мегабита данных, записанные во время сеанса, должны быть приняты к концу текущих суток.
На прошедшей неделе со станции получен еще 81 Мбит данных спектрометра XGRS. Из 388 Мбит считано 322 (или, что то же самое, из 42 суток - 36). Установлено, что за этот срок все сложные макрокоманды были выполнены правильно. Начинается детальная калибровка рентгеновской и гамма-частей XGRS. Логика антисовпадений работала исключительно хорошо, и на длинных статистических рядах линии гамма-лучей с энергией более 4 МэВ становятся видимыми.
Группа разработки миссии уточнила сценарий пролета Матильды с учетом новой функции звездной величины астероида и того обстоятельства, что маховики системы ориентации оказались неспособны разворачивать аппарат вокруг оси -X' для оптимизации угла Солнца во время работы по Матильде и одновременно сохранять приблизительную ориентацию этой оси на астероид.
24 января. На прошедшей неделе закончен прием данных по XGRS и пробному сеансу по Матильде. На сегодня запланирована передача на станцию команд для коррекции ТСМ-4, которая должна быть выполнена 29 января.
Новости космонавтики 1997 №3:
31 января. Коррекция траектории станции NEAR TCM-4 была успешно выполнена 29 января с погрешностью не выше 2%. По оценкам навигационной группы Лаборатории реактивного движения, "перебор" скорости составил 2 мм/с.
В феврале основные работы определяются соединением аппарата с Солнцем. Станция будет переведена в ориентацию на Землю 7 февраля и возвращена в солнечную ориентацию 4 марта. Во время соединения 19 февраля будут проводиться эксперименты по изучению солнечной короны, проверке теории относительности и испытания навигационных средств.
28 января прошло совещание по планированию большого маневра DSM, который состоится 3 июля.
Много событий было в группе управления. Операторы подготавливают руководства по управлению макро-памятью, управлению твердотельным ЗУ станции, выдаче команд в нормальном и аварийном режимах. Ведется набор кандидатов для замещения вакантных должностей. Подготовлены чертежи для строительства дополнительной стены в комнате, откуда ведется управление, чтобы отгородить аппаратуру "первого эшелона". К управленцам зачастили корреспонденты: 30 января запись вела станция WBAL, а 31 января - WRC.
7 февраля. На прошедшей неделе КА NEAR работал штатно. Подтверждено, что результаты ТСМ-4 удовлетворительны. Навигационная группа в JPL подтвердила по результатам обработки маневра, что полетное время группы управления в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Гопкинса синхронизировано со всемирным временем с точностью до 1 сек. Таким образом, существующая схема синхронизации времени обеспечит точность, необходимую во время пролета Матильды 27 июня. Группа управления получила четыре экземпляра новых "часов", которые будут установлены вместо имевшихся.
Новости космонавтики 1997 №5:
14 февраля. Станция NEAR находится вблизи соединения с Солнцем, ориентирована на Землю. Во время слежения за КА средствами Сети дальней связи по заданию Ричарда By выполняется радиоэксперимент.
21 февраля. Соединение NEAR с Солнцем, то есть, с точки зрения земного наблюдателя, прохождение КА почти точно за Солнцем, произошло 19 февраля. В этот период связь со станцией была невозможна - последний полезный формат телеметрических данных был получен 16 февраля. Радиоэксперимент проводился на условиях "невмешательства" в работу станции с частичным успехом. На неделю с 21 по 27 февраля запланированы только рутинные работы по обеспечению полета.
7 марта. Станция NEAR находится в штатном состоянии. Связь с ней и прием полезной информации были возобновлены между 21 и 24 февраля, и все технические данные за период соединения считаны однократно. Радиоэксперимент близок к завершению.
4 марта планировалось перевести станцию в солнечную ориентацию. На 14 марта планируется загрузка программного обеспечения на бортовой компьютер FC-2.
Новости космонавтики 1997 №6:
21 марта. Станция NEAR находится в штатном состоянии. Радиоэксперимент, проводившийся в период соединения с Солнцем, к 14 марта был завершен. В этот же день была успешно выполнена загрузка программного обеспечения в бортовой компьютер FC-2.
Разработан набор средств для управления моментом вращения КА в "ручном" режиме и начато его применение - ручная коррекция ориентации NEAR для снижения момента.
В течение недели 15-21 марта состоялись два автоматических сеанса слежения средствами DSN. Во время первого из них из-за проблем DSN не были получены данные по дальности.
Группа управления продолжает подготовку к пролету астероида Матильда в июне 1997 г. На 25-29 июня запланированы дополнительные сеансы связи через 34-метровые антенны Сети дальней связи. Разработка плана встречи, коррекций и большого маневра в июле 1997 г. идет по плану. Выполнена "ревизия" конфигурации радиосистемы станции во время сближения. 20 марта состоялся предварительный смотр по коррекциям ТСМ-5 и ТСМ-6.
На 11 апреля планируются загрузка и функциональные испытания программного обеспечения камеры MSI. Ведется подготовка к репетиции пролета с задействованием бортовых и наземных систем.
Новости космонавтики 1997 №7:
28 марта. Станция NEAR находится в нормальном состоянии и продолжает полет, ближайшей целью которого является встреча с астероидом Матильда 27 июня 1997 г. Сеансы связи с Землей прошли штатно.
27 марта состоялся предварительный смотр последовательности работ при встрече с Матильдой и проведении большой коррекции DSM 3 июля.
На прошедшей неделе была найдена причина давней ошибки во времени приема сигнала и обнаружена ошибка в программном обеспечении фирмы "Integral Systems". Фирма сама обнаружила ошибку и подготовила программный код, который снял проблему. В течение двух недель планируется внести эти исправления в бортовое ПО.
Группа разработки миссии подготовила проекты маневров ТСМ-5 20 июня и DSM и таблицу периодов радиовидимости NEAR с японской наземной станции Усуда.
4 апреля. Вчера представители Лаборатории прикладной физики APL, Лаборатории реактивного движения JPL и Корнеллского университета провели смотр проекта работ в номинальном сценарии встречи с Матильдой.
Группа управления продолжает "вычищение" командных макросов, хранящихся на борту станции. Те, которые больше не нужны, удаляются, а необходимые для обеспечения перелета документируются.
Новости космонавтики 1997 №9:
11 апреля. Станция NEAR продолжает полет к астероидам Матильда и Эрос. Состояние КА штатное, все сеансы связи в течение недели прошли нормально.
Группа управления провела 8 апреля смотр плана переключения на другое твердотельное запоминающее устройство SSR и 10 апреля - плана загрузки программы функциональных испытаний камеры MSI. Собственно загрузка программы MSI выполняется сегодня.
Группа разработки миссии подготовила планы коррекции ТСМ-5 20 июня, большого маневра DSM (ТСМ-7) 3 июля и поправочного маневра ТСМ-8 23 июля. Последний предназначен для исправления погрешностей маневра ТСМ-8 и рассчитан на приращение скорости в 2% от ТСМ-7. На следующий день, однако, руководство проекта решило перенести ТСМ-5 на 18 июня в 18:30 GMT. Маневр ТСМ-5 будет пересчитан после получения очередного решения текущей орбиты и будет уточняться в дальнейшем, в особенности после получения в конце мая новых оптических навигационных снимков Матильды.
18 апреля. В сеансе 16 апреля через антенну DSS-15 Сети дальней связи NASA было отмечено падение на 2 дБ мощности принимаемого сигнала, оставшееся необъясненным. Других замечаний за неделю нет.
11 апреля была успешно загружена программа и проведены функциональные испытания камеры MSI. Телеметрия, записанная во время испытаний, в количестве 181 Мбит была считана из SSR в двух сеансах через 70-метровую антенну DSS-63 и двух сеансах через 34-метровые антенны. Испытания прошли успешно за одним исключением - при проверке колеса с фильтрами на нагрузку был получен один код неверного положения. По просьбе группы MSI вся телеметрия, относящаяся к последней серии снимков, была передана повторно 16 апреля.
На борт переданы данные на изменения ориентации для сокращения углового момента в период между сеансами связи.
На сегодня запланировано переключение запоминающих устройств, после которого SSR-1 будет готов к записи информации по Матильде.
Запланированы четыре сеанса через антенну DSS-25 для проверки возможностей приема информации в диапазоне X. Эта антенна будет находиться в горячем резерве во время встречи с Матильдой 27 июня.
Представители проекта NEAR обсудили в Лаборатории реактивного движения возможность применения системы планирования проектов "Cassini" и MGS и использования японской наземной станции Усуда в интересах NEAR.
Навигационная группа подготовила новое решение по текущей орбите и просчитала набор возмущенных траекторий при пролете Матильды по запросу группы MSI.
25 апреля. Состояние станции NEAR штатное. 22 апреля проведен заключительный смотр команд для репетиции пролета Матильды, известной под условным названием "Shamtilly 3", а 24 апреля - плана оптической навигационной съемки и плана встречи с Матильдой.
2 мая. Состояние станции NEAR штатное. 25 апреля успешно проведена репетиция пролета и исследования Матильды "Shamtilly 3". 1 мая, также успешно, проведен наземный тест оптической навигации совместно с участвующими организациями. 1 мая проведен смотр планов по встрече с Матильдой и использованию ресурсов станции
В Лаборатории прикладной физики Университета Джона Гопкинса, откуда ведется управление полетом NEAR, установлено программное обеспечение планирования миссии, полученное в JPL.
Группа разработки миссии подготовила новые планы маневров, включая коррекцию ТСМ-5 18 июня и резервный план ТСМ-6 на тот случай, если ТСМ-5 не будет выполнен. При коррекции ТСМ-5 предполагается выдать импульс около 1 м/с, который ликвидирует отклонение на 400 км траектории от расчетной у Матильды. Группа подготовила также план маневров на период с августа 1997 по май 1998 г., вектора состояний и элементы гиперболической орбиты при подходе к Эросу. Группа также начала расчет накопления углового момента во время ориентации на Землю в течение первых 60 суток у Эроса, чтобы определить необходимость маневров для сброса момента в этот период. На 7 мая планируются летные испытания оптической навигации при подходе к Матильде, а на 21 мая - репетиция встречи с Матильдой "Shamtilly 3B" с полной записью данных.
Новости космонавтики 1997 №10:
9 мая. Состояние станции NEAR штатное. Летный тест оптической навигации состоялся 7 мая и прошел успешно. К летной части замечаний не было. В Центре научных данных имели место небольшие задержки в обработке изображений.
8 мая состоялся смотр графика работ во время пролета Матильды 27 июня. Заказана работа дополнительной 70-метровой антенны для репетиции пролета Матильды 21 мая.
16 мая. На прошедшей неделе были сделаны две попытки передачи телеметрии с NEAR на Сеть дальней связи DSN NASA. Первая попытка оказалась безуспешной и выявила ряд замечаний по конфигурации DSN и одно - по наземному программному обеспечению радиообмена у управленцев NEAR. После исправления последнего была сделана вторая попытка, оцененная как частично успешная - во время сеанса вышел из строя второй процессор зала управления. Испытания будут проведены повторно.
15 мая обсуждался план репетиции работы у Матильды. Группа управления готовит сценарии маневров ТСМ-6 и ТСМ-7 (DSM) и аварийные командные последовательности для встречи с Матильдой.
Группа разработки миссии подготовила таблицу параметров большого маневра DSM на случай различных по длительности задержек его осуществления. На основании ее группа управления установила, что при задержке свыше трех недель эффективная связь во время маневра будет потеряна. Закончены также расчеты накопления момента за два первых месяца работы у Эроса. Установлено, что накопление будет идти медленно и мало повлияет на время проведения маневров.
Новости космонавтики 1997 №11:
30 мая. Состояние станции NEAR штатное. 28 мая проведена репетиция маневра ТСМ-6.
Группа управления составила детальную циклограмму пролета у Матильды 27 июня. Закончена подготовка к очередной репетиции пролета "Shamtilly 5", которая запланирована на сегодня. 1-3 июня пройдут испытания наземных средств.
Новости космонавтики 1997 №12:
6 июня. Состояние станции NEAR штатное. 30 мая успешно проведена имитация пролета и съемки астероида Матильда, известная под названием "Shamtilly 5". Все системы станции и научная аппаратура работали штатно. В этот же день был окончательно утвержден план коррекции ТСМ-6
1-3 июня в течение 56 часов проведены наземные испытания системы управления, приема и обработки научных данных. Испытания включали все командные последовательности, относящиеся ко встрече с Матильдой, прием оптических навигационных снимков, уточнение параметров и исполнение коррекции ТСМ-6, этап пролета и частичную передачу информации.
13 июня. Состояние АМС NEAR нормальное. Успешно проведен наземный тест автономной работы КА в нештатной ситуации низкого напряжения системы энергопитания. Закончена разработка и проверка плана коррекции ТСМ-5.
Сегодня проведен тест передачи данных со скоростью 8.8 кбит/с на 34-метровые антенны станций Голдстоун и Канберра. В Мадриде был потерян один кадр данных из 300. В Канберре был дождь, и результаты приема плохие.
Группа разработки миссии сделала оценку погрешности, с которой известна орбита Матильды. С помощью тех же средств и методов измерений, что применялись для уточнения орбиты Матильды, были рассчитаны условия покрытия звезды SAO 164249 астероидом (170) Мария. При наблюдении покрытия ошибка в положении астероида составила 0.043" вдоль трассы и 0.014" поперек. В пересчете на условия встречи с Матильдой 27 июня это соответствует ошибке в 69 км вдоль орбиты и 22 км поперек.
16 июня на станцию будут загружены все команды, обеспечивающие работу по Матильде. На 18 июня запланирована коррекция ТСМ-5. Первый оптический снимок астероида будет сделан 25 июня.
Новости космонавтики 1997 №13:
27 июня 1997 г. американская автоматическая межпланетная станция NEAR выполнила пролет и исследование астероида (253) Матильда. Это только третий астероид, исследованный космическими средствами.
И.Лисов по сообщениям группы управления NEAR, Рейтер, ЮПИ. Напомним, что станция NEAR была построена Лабораторией прикладной физики (APL) Университета Джона Гопкинса на средства NASA с целью детального исследования астероида (433) Эрос и запущена с мыса Канаверал 17 февраля 1996 г. Однако на пути к Эросу станции предстояла встреча с астероидом (253) Матильда, и, наконец, этот момент настал.
Интересно, что при планировании полета к Эросу встреча с Матильдой не предполагалась, и возможность такого пролета оказалась бесплатным подарком даже для руководителя проекта Роберта Фаркуара. Из-за большого удаления от Солнца в этой точке траектории для исследования Матильды удалось задействовать только камеру MSI.
Матильда относится к углеродным астероидам и настолько темна, что заслужила шутливое прозвище "стелс-астероид". Поверхность астероида отражает менее 4% падающего света. Два астероида, с которыми на пути к Юпитеру встретилась станция "Galileo" - Гаспра и Ида - были относительно светлыми каменными астероидами.
Одной из задач NEAR являлся поиск спутников Матильды. Астероид вращается настолько медленно (период - 17.5 суток), что это трудно объяснить без такого спутника (или спутников), или же речь идет о тщательно спланированной бомбардировке, которая останавливает вращение вместо того, чтобы подстегнуть его.
Итак, 18 июня станция NEAR выполнила коррекцию траектории TCM-5. Расчетное приращение скорости составило 0.601 м/с.
Навигационная группа NEAR в Лаборатории реактивного движения JPL провела проверку программы ориентации станции для съемки астероида камерой MSI. При этом были использованы кватернионы ориентации КА, рассчитанные в Лаборатории прикладной физики APL, ПО JPL для расчета траектории и программа ориентации, подготовленная для съемки научной группой Корнеллского университета.
К 20 июня на борт были загружены и проверены все команды, связанные с пролетом Матильды/ Все они, за исключением связанных с необязательным маневром ТСМ-6, были разрешены к исполнению.
22 июня началось круглосуточное управление станцией. На борт были загружены данные, рассчитанные для астероидоцентрической инерциальной системы отсчета.
25 июня станция провела первую из шести серий оптической навигации и передала первый навигационный снимок Матильды. Один из снимков последней серии был принят 26 июня в 11:00 EDT (15:00 GMT). По ним были уточнены условия пролета, и в 22:00 EDT (02:00 GMT), с расстояния 400000 км, с помощью камеры MSI была начата съемка с высоким разрешением.
Наконец, 27 июня в 08:56:01 EDT (12:56:01 GMT), в 330 млн км от Земли, станция NEAR начала пролет Матильды и основной сеанс съемки.
Условия для съемки астероида были, прямо сказать, скверные. Относительная скорость пролета составляла почти 10 км/с, а расчетное минимальное расстояние было 1200 км. Легко видеть, что угловая скорость цели была значительной - а станция была рассчитана на медленный "вальс" вокруг Эроса, где больших скоростей просто нет, и не имела сканирующей платформы для камеры. Фазовый угол (угол NEAR-Матильда-Солнце) составлял 139° на подлете и 39° при отлете. Это означало, что станция подходит почти с антисолнечной стороны, и наилучшее время съемки - при максимальном сближении и сразу после него.
Далее, орбита Матильды была известна с большой погрешностью и никто не мог сказать наверняка попадет астероид в поле зрения камеры MSI или останется в стороне. Поэтому фотографический сеанс был спланирован с большим запасом - за 25 минут станция, постоянно меняя ориентацию, должна была сделать 534 снимка. Хотя бы на некоторые из них, надеялись ученые Матильда попадет. При этом на лучших черно-белых изображениях разрешение составит около 200 м на пиксел. Запланирована была также съемка в семи отдельных длинах волн от 0.4 до 1.1 мкм с разрешением 400-500 м на пиксел. А на отлете был запрограммирован поиск спутников с предельным размером обнаруживаемого тела в 100 метров.
Фотографический сеанс начался в 08.56 EDT (12:56 GMT), а уже в 09:40 EDT (13:40 GMT) ученые могли вздохнуть с облегчением: станция начала передавать снимки, а APL - обрабатывать их. Уже через несколько часов снимки смогли увидеть не только ученые, но и все, кто зашел на страницу NEAR в сети Internet. Сказать честно, ученые от увиденного "прибалдели".
Они считали, что имеют дело с более или менее правильным эллипсоидом размером 50x50x70 км. На самом же деле Матильда оказалась жутко неровной - она покрыта холмами, долинами и кратерами и слегка напоминает череп с глазницами и провалом рта. И все непропорционально большое. Если долина - то невероятного размера. Если кратер - то с пол-астероида. Это не шутка - на 50-километровом астероиде оказалось не менее пяти кратеров диаметром 20 км и более. В "рот" Матильды спокойно вошла бы земная Джомолунгма! Один небольшой кратер оказался с лучами, что выдает его недавнее происхождение.
Очень интересными оказались данные по массе Матильды, оцениваемой по тому воздействию, которое астероид оказал на траекторию станции. Ученые рассчитывали получить оценку массы с погрешностью 10%.
 Первый снимок астероида (253) Матильда, сделанный АМС NEAR 27 июня 1997 года с дистанции 1800 км. Разрешение снимка 230 метров на пиксел. |
Группа управления продолжала прием снимков до воскресенья 29 июня. Кроме них, с NEAR необходимо считать данные зондирования в ИК-диапазоне, которые покажут, состоит ли поверхность Матильды из одного и того же материала.
Следующее важное событие для NEAR состоится 3 июля - это большая коррекция DSM. После DSM станция пойдет на встречу с Землей в январе 1998 г., откуда путем гравитационного маневра будет выброшена на траекторию встречи с Эросом. В январе 1999 г. NEAR прибудет к Эросу, выйдет на орбиту вокруг него и тщательно исследует свою основную цель. Наконец, в феврале 2000 г будет предпринята попытка посадить станцию на Эрос.
Новости космонавтики 1997 №14:
Е.Девятьяров по сообщениям NASA и UPI.
Как уже сообщалось, 27 июня станция NEAR пролетела на расстоянии около 1200 км от поверхности астероида Матильда. Этот был самый близкий пролет мимо астероида и первый - мимо астероида типа С. (Тип С - "углеродсодержащий").
30 июня специалисты, занятые в проекте NEAR, обнародовали предварительные результаты своих исследований.
Результатом 25-минутного пролета астероида стали снимки темного кратеризированного маленького мира. Основной диаметр Матильды - 52 км. Это оказалось несколько меньше, чем предполагали первоначально специалисты. Поверхность астероида довольно темная. Изучение ее альбедо показало, что от поверхности отражается 3% солнечного цвета. Это связано с наличием углеродсодержащих составляющих, структура которых не подвержена изменениям в процессах формирования планет. Они расплавляются и смешиваются с первичными строительными материалами Солнечной системы.
Станция NEAR выполнила все свои первоначальные задачи. "Сделанные снимки оказались гораздо лучше, чем мы думали, особенно, если учесть, что аппарат не был предназначен для проведения исследований при быстром пролете", - сказал руководитель полета NEAR д-р Роберт Фаркуар (Robert W.Farquhar) (Станция и астероид сближались со скоростью свыше 35 тыс км/ч.)
В ходе пролета получены изображение солнечной стороны астероида; цветные снимки, позволяющие определить из чего состоит Матильда; фотографии, которые помогут исследователям определить имеет ли астероид свои луны. В следующем месяце ученые планируют закончить начальный анализ полученной информации и провести усовершенствованные измерения объема, массы и плотности Матильды.
Матильда оказалась гораздо более неправильной формы, чем предполагали специалисты, но, все же, не в такой степени как астероиды Гаспра и Ида. Вся поверхность астероида испещрена кратерами от столкновений с другими обломками. Ученые изумлены стойкостью Матильды к такому количеству "бомбардировок", если учесть, что каждый "снаряд" имеет размер с пару километров
Было известно, что астероид типа С - черного цвета, но полное отсутствие других цветов спектра оказалось неожиданностью. Это является важным фактом, говорящем о том, что астероиды, подобные Матильде, состоят целиком из такой же темной породы. В глубинах больших кратеров не обнаружены какие-либо другие виды камня. Все это позволяет ученым сделать вывод, что астероиды этого типа являются образцами примитивных строительных блоков, формирующих большие планеты.
В настоящее время под руководством д-ра Дональда Йоманса (Donald К. Yeomans) из Лаборатории реактивного движения проводятся работы по определению плотности Матильды. Это поможет выяснить историю формирования астероида, которая, в свою очередь, пролила бы свет на зарождение планет, включая Землю. Окончательный вывод проводимого анализа информации будет сделан только в следующем году, но и сейчас специалисты уже могут предполагать, что плотность окажется меньшей, чем считалось ранее. Возможно, это следствие столкновений с другими космическими глыбами.
Д-р Дональд Йоманс привел ряд интересных сравнений, ярко характеризующих гравитационное поле астероида. Масса Матильды подобно другим астероидам составляет одну миллионную часть от массы нашей Луны. Масса человека на его поверхности была бы меньше полукилограмма. Камень, отпущенный человеком с высоты его рук, достиг бы поверхности только через 22 сек. Человек мог бы, просто подбросив баскетбольный мяч, вывести его на орбиту астероида, или же, подпрыгнув, оказаться на ней самому.
Матильда имеет очень малую скорость вращения - 1 оборот за 17.4 суток. Возможно, причиной этого стали опять же многочисленные столкновения, но изучение их роли еще требует дополнительных исследований. Во всем астероидном поясе из тысяч объектов можно выделить еще только два астероида со схожей скоростью вращения. Остальные совершают оборот за 5-15 ч.
Получив первые снимки Матильды, заместитель руководителя NASA д-р Уэсли Хантресс мл. (Wesley T. Huntress Jr.) так прокомментировал этот успех: "Только сегодня реально началась программа "Discovery". NEAR - это первая наша станция, запущенная по этой программе и уже начавшая давать научные результаты".
3 июля. Сегодня специалистами работающими со станцией NEAR произведен корректирующий маневр, чтобы направить аппарат на главную цель - Эрос.
"Мы все вздохнули с облегчением", - сказал инженер проекта NEAR Энди Санто, когда маневр прошел удачно. Возможно, это событие и не было бы столь волнующим для групп управления станцией. Однако, специалисты не были до конца уверены в двигателе. Для двухкомпонентного двигателя маневрирования это стало первым успешным испытанием в условиях космического пространства. До этого он испытывался только на Земле.
Шесть лет назад двигатель этой конструкции стал причиной потери американской АМС "Mars Observer". За несколько дней до встречи с "красной планетой" бортовые компьютеры приготовили двигатель к запуску, чтобы набрать скорость для выхода на нужную орбиту. Однако, через несколько секунд после запуска, сигнал станции исчез. Вероятно, произошел взрыв двигательной установки.
Ученые проекта NEAR постарались не допустить такого повтора со своей станцией. Для этого они доработали конструкцию с целью улучшения процессов смесеобразования, несовершенство которых, по их мнению, стало причиной аварии.
В результате, двигательная установка сработала в штатном режиме. Приобретенная космическим кораблем скорость и его местоположение почти полностью совпадают с расчетными, заявил Джим МакАдамс (Jim McAdams), один из двух инженеров, кто отвечал за выполнение этого маневра. Следующий корректирующий маневр, необходимый для выхода на орбиту Эроса, будет произведен в январе 1999 г.
Новости космонавтики 1997 №15:
3 июля. Сегодня станция NEAR успешно выполнила маневр DSM (ТСМ-7), направивший ее в точку сближения с Землей 23 января 1998 г. По предварительным данным, величина (269 м/с) и направление выданного импульса близки к расчетным.
Группа управления определяет перечень работ и их приоритетность на полгода полета до встречи с Землей - калибровку инструментов, загрузку программ, маневры. Маневр ТСМ-8 запланирован на 23 июля для завершения и компенсации ошибок маневра DSM. На DSM было запланировано 98% расчетного приращения скорости, а на ТСМ-8 - оставшиеся 2%. Таким образом, величина ТСМ-8 будет около 5 м/с.
Все научные результаты пролета Матильды 27 июня переданы на Землю дважды. Во время пролета камера MSI работала безупречно.
Закончено кодирование изменений в программе рентгеновского и гамма-спектрометра XGRS. Одно изменение предотвратит влияние импульсов перегрузки от прихода мощных космических лучей в гамма-спектрометр на рентгеновскую часть прибора, второе позволит использовать прибор в режиме детектирования гамма-вспышек параллельно с запланированными операциями по исследованию состава Эроса. На будущей неделе начинаются испытания нового ПО.
Найдена причина потери точности в данных магнитометра при больших интервалах интегрирования - это округление в алгоритме цифровой фильтрации. Исправить эту ошибку достаточно легко.
11 июля. Станция NEAR находится в нормальном состоянии, все подсистемы сохранили свои характеристики после пролета Матильды и маневра DSM.
9 июля состоялось заседание научной группы проекта по планированию работы научной аппаратуры в период полета к Земле. Кроме того, группа разработки миссии передала специалистам по магнитометру навигационные данные по пролету Земли для предсказания магнитной обстановки во время пролета. Параллельно группа управления начала предварительное планирование операций у Эроса в январе 1999 г.
25 июля. Маневр ТСМ-8 был отработан на аналоге станции 18 июля и успешно выполнен 23 июля. Использовались двигатели стороны А, работающие в направлении оси +Х. Перед включением станция была закручена так, чтобы Земля оставалась в диаграмме направленности веерной антенны. Угол между осью Z станции и Землей был около 34.5°, а по отношению к Солнцу - менее 3°. По предварительным данным, выданный импульс отличается на 0.2% от расчетного (5.65 м/с). Таким образом, запланированный на сентябрь маневр ТСМ-9, по-видимому, не нужен.
Калибровка камеры MSI по Канопусу запланирована на 6 августа, проверка и калибровка в темноте спектрометра MIS на 8 августа, а загрузка исправленного ПО XGRS - на 27 августа.
Новости космонавтики 1997 №16:
8 августа. Полет станции NEAR на участке траектории Матильда-Земля проходит штатно. 1 августа на борт были загружены команды и 6 августа выполнена калибровка по Канопусу камеры MSI. Сегодня проводится калибровка спектрометра NIS.
В наземном сегменте в последних числах июля была успешно выполнена проверка линии связи между NEAR и передатчиком "Bolck V" станции Сети дальней связи NASA DSN-45 в Канберре. Проверка связи через 34-метровую антенну DSN-34, также в Канберре, не была успешной. Испытания будут продолжены.
Новости космонавтики 1997 №17:
13 августа. Полет станции NEAR проходит штатно. Сегодня было успешно проведено включение магнитометра. В течение длительного времени (ориентировочно до 19 ноября) на Землю будут регулярно сбрасываться данные, применяемые для его калибровки.
15 августа. Обязанности руководителя наземной системы со 2 сентября возьмет на себя Габриэлла Гриффит (Gabrielle Griffith). Она будет отвечать за планирование, координирование и выполнение задач всех объектов наземной системы, включая имитатор космического корабля.
Программное обеспечение прибора XGRS должно быть загружено 27 августа. Однако возможна задержка, связанная с проблемами создания информационной базы управления новой наземной системой.
ПО магнитометра должно загружаться 5 сентября, а его отладка назначена на 8 сентября. Калибровка магнитометра по углам тангажа, крена и рыскания намечена на 17 сентября.
22 августа проводилась калибровка магнитометра и продолжалась подготовка к работе прибора XGRS. Принято решение об отмене назначенной на 12 сентября коррекция TCM-9 в связи с отсутствием необходимости.
Новости космонавтики 1997 №18-19:
29 августа. Состояние станции штатное. 27 августа было загружено ПО и успешно проведена проверка спектрометра XGRS. Решено оставить его включенным для 60-дневной калибровки. Первоначально калибровку планировалось начать 15 октября. Более раннее начало этой операции ускорит получение информации XGRS и упростит ее обработку.
Представители Лаборатории реактивного движения на этой неделе проводили демонстрацию ПО планирования команд SEQGEN для станции NEAR на примере возможных сценариев работы с инструментом MSI. В течение нескольких недель SEQGEN будет введен в работу в Лаборатории прикладной физики APL, откуда ведется управление станцией.
29 августа проведена модификация структур данных, используемых для управления моментом вращения КА. В результате будут разрешены отклонения оси вращения на 10° от направления на Солнце и автономное управление моментом.
5 сентября. Вчера в 13:00 EDT (17:00 GMT) КА перешел на защитный режим по правилу 16 автономного полета. Сбой был вызван ошибочной контрольной суммой команды исполнения макроса, переданной на борт в еженедельной порции команд, привязанных ко времени. В результате были отключены магнитометр и спектрометр XGRS. В 16:30 EDT нормальный режим работы был восстановлен, магнитометр и спектрометр включены 5 сентября.
Сбой прервал проверку "конволюционного" кодирования информации с параметром 1/6, которая и так не проходила из-за проблем в наземном оборудовании.
3-5 сентября в Корнеллском университете проводилось планирование операций у Эроса и работы камеры MSI и спектрометра NIS.
10 сентября было повторно проведено частичное испытание конволюционного кодирования и декодирования информации с параметром 1/6. Планируется проведение дополнительных испытаний.
В тот же день твердотельное ЗУ (SSR) № 1 было успешно разделено на новые сегменты. Это должно обеспечить большую гибкость в работе с информацией от приборов КА.
12 сентября была выполнена загрузка ПО магнитометра, а 15 сентября проведена его проверка. Эти операции были выполнены с задержкой на 7 суток относительно плана.
В этот день Гамма-обсерватория GRO имени Комптона зарегистрировала мощный гамма-всплеск. Гамма-спектрометр NEAR был в это время включен, и совместная обработка данных может дать важную информацию.
17 сентября успешно проведена калибровка спектрометра NIS на черном фоне и его проверка. Кроме того, были проведены первые полетные испытания станции в работе с 34-метровой волноводной антенной DSS-54 в Мадриде. Часть операций не выполнена.
19 сентября была успешно выполнена калибровка магнитометра по углам тангажа, рысканья и вращения. На время этой операции отключался спектрометр XGRS.
На 24 сентября запланирован сброс крышки спектрометра NIS и лазерного дальномера NLR. В тот же день планируется проверка NLR.
Навигационная группа NEAR ведет расчет траектории КА для коррекции ТСМ-9, которая планируется на 17 ноября.
Новости космонавтики 1997 №20:
26 сентября. Состояние станции NEAR штатное. 24 сентября была отстрелена крышка ИК-спектрометра NIS и лазерного дальномера NLR и выполнена проверка инструментов. В дальномере был зафиксирован большой ток, и инструмент отключился. Проверка спектрометра NIS продолжалась до 26 сентября и прошла успешно.
В работе находятся магнитометр и спектрометр XGRS. Во время проверки 6-й версии ПО спектрометра в данных была обнаружена запись мощной гамма-вспышки, произошедшей 15 сентября. Так как эту и некоторые другие вспышки зарегистрировали также КА "Ulysses" и "Wind", впервые после аварии АМС "Mars Observer" в 1993 г. удалось организовать определение направления на источник вспышки.
19 сентября была проведена калибровка магнитометра по трем каналам. Получена информация о собственном поле аппарата, выявлены динамические источники и слабые компоненты поля от бортовой аппаратуры, в частности, маховиков. 26 сентября проводилась магнитная съемка с высокой частотой опроса.
Группа разработки миссии выполнила предварительное планирование коррекции ТСМ-9. Она запланирована на 17 ноября в 16:00 GMT. Расчетное приращение скорости 0.7 м/с будет обеспечено двигателями на стороне А (+Х). 25 сентября план был официально утвержден.
Группа разработала стратегии встречи с Эросом в том случае, если первый маневр не удастся выполнить в назначенный срок. В настоящее время этот маневр планируется на 20 декабря 1998 г. Три следующих маневра практически уравняют скорость станции со скоростью Эроса. 10 января NEAR пройдет мимо астероида на скорости 5 м/с, а затем выйдет на орбиту вокруг него. Если же основной маневр не будет выполнен по расписанию, NEAR пролетит у Эроса 23 декабря. Возможность возвращения к Эросу сохраняется в течение двух недель после 20 декабря, однако при этом будут истрачены запасы скорости. Возвращение может состояться 6 февраля 1999 г. в случае малой задержки маневра и вплоть до начала сентября 1999 г. при двухнедельной задержке.
3 октября. Состояние станции NEAR штатное. Включены магнитометр и спектрометр XGRS, за исключением солнечного детектора, выключенного из-за повышенного смещения. Выполнены испытания зеркала спектрометра NIS и найдена оптимальная скорость вращения - 250 мсек.
30 сентября была проведена проверка связи через 34-метровую антенну DSS-54 в Мадриде. Испытание было неудачным из-за ее неполадок.
Группа разработки миссии установила, что возвращение к Эросу возможно даже в случае задержки основного маневра на 40 суток, однако в этом случае оно будет отложено до начала 2001 г. Доклад по этим результатам будет представлен на ежегодном Международном астронавтическом конгрессе в Турине.
NEAR обнаружил вспышки гамма-излучений
29 сентября. М.Побединская по сообщению NASA. Значительный шаг к раскрытию загадочных вспышек гамма-излучения был сделан на этой неделе сотрудниками лаборатории прикладной физики (Applied Physics Laboratory - APL) Университета Джона Топкинса в городе Лорел, штат Мэрилэнд, которая руководит проектом NEAR для NASA. Космический аппарат NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), направлявшийся к астероиду Эрос, чтобы достичь его в феврале 1999 года, передал неожиданные данные, свидетельствующие о крупной вспышке гамма-излучения. Вспышки гамма-излучения являются наиболее интенсивными явлениями Вселенной, выделяющими в одну секунду столько же энергии, сколько Солнце будет излучать за все время своего существования.
Первоначально не планировалось, что спектрометр гамма-излучений начнет работать до того, как станция достигнет Эроса. Но затем были добавлены незначительные изменения в программном обеспечении, дающие спектрометру дополнительные возможности, что и позволило обнаружить 15 сентября вспышку гамма-излучения, продолжавшуюся около 10 секунд. Затем было зарегистрировано еще шесть вспышек. Некоторые из них были зарегистрированы также космическим аппаратом "Ulysses", принадлежащему NASA и Европейскому космическому агентству (в настоящее время "Ulysses" находится на полярной орбите вокруг Солнца) и двумя детекторами на космическом аппарате "Wind" вблизи Земли. Эти два аппарата - вместе с другими, вращающимися вокруг Земли, создают пространственную трехмерную межпланетную сеть для наблюдения вспышек гамма-излучения, которой не существовало после гибели AMС "Mars Observer" в 1993 году.
Впервые вспышки гамма-излучений были открыты более тридцати лет назад. Они являются одним из наиболее загадочных явлений в астрофизике и регистрируются наиболее чувствительными детекторами с частотой примерно один раз в день. Если вспышки гамма-излучения образуются в дальнем космосе, то они являются наиболее мощными явлениями, известными во Вселенной. Сомнение относительно места их происхождения может быть наиболее удачно разрешено обнаружением источника вспышек гамма-излучений при помощи оптических и радиотелескопов, с последующей их идентификацией. Источник вспышек гамма-излучения может быть обнаружен при синхронном достижении гамма-лучами трех космических аппаратов, далеко отстоящих друг от друга в пространстве, чему и способствует NEAR.
Новости космонавтики 1997 №21:
10 октября. Полет станции NEAR проходит штатно. Магнитометр и спектрометр XGRS регулярно передают научную информацию. Солнечный датчик XGRS оставлен выключенным. Высокоскоростная калибровка магнитометра закончилась 6 октября.
Новости космонавтики 1997 №26:
* В номере "Science" от 18 декабря опубликована статья, написанная группой авторов во главе с Джозефом Веверки по результатам пролета АМС NEAR у астероида Матильда. NEAR прошел на расстоянии 1200 км от Матильды в июне 1997 г. и сделал 144 снимка. Планетологи считают, что покрывающие поверхность Матильды огромные кратеры и чрезвычайная пористость астероида могут иметь общее объяснение: только пористый, похожий на поролоновый шарик, объект мог вынести мощные удары, не развалившись на части. Матильда оказалась очень темным телом: ее отражающая способность ниже, чем у угля.
19 декабря. И.Лисов. НК. В течение двух последних месяцев полет станции NEAR, предназначенной для исследования астероида Эрос, проходил без замечаний. Из научных приборов в работе находятся магнитометр MAG и рентгеновский и гамма-спектрометр XGRS. В течение октября и ноября станция была постоянно ориентирована на Солнце и вела передачу через веерную антенну. В этот период научная информация записывалась на борту. В настоящее время данные MAG и XGRS считываются в каждом сеансе связи. На 8 декабря планировалась калибровка аппаратуры по Канопусу, а на сегодня запланированы испытания лазерного дальномера NLR.
Для обеспечения заданных условий предстоящего 23 января пролета Земли 17 ноября в 16:00 GMT с помощью двигателей группы А со стороны оси +Х' была выполнена коррекция траектории ТСМ-9. Двигатели проработали около 6 секунд, сообщив аппарату скорость 0.7 м/с.
9 января 1998 г. будет выполнена коррекция ТСМ-10. По предварительному расчету Группы разработки миссии, приращение скорости 0.06 м/с будет выдано в направлении, перпендикулярном направлению на Землю.
На имитаторе станции в Лаборатории прикладной физики продолжается отработка пролета Земли 23 января 1998 г. NEAR будет находиться на минимальной высоте над Землей в 07:23 GMT. За час до этого запланированы маневры ориентации станции с целью, "освещения" приемников на Земле солнечными лучами, отраженными от солнечных батарей станции. Оптические наблюдения позволят вычислить отклонение нормалей к панелям СБ от оси +Z аппарата и уточнить траекторию станции. Планируется выполнить исследования Луны и Земли камерой MSI и спектрометром NIS и измерения дальности дальномером NLR.
Группа разработки миссии постоянно корректирует схему маневров при подлете к Эросу в декабре 1998 г. В октябре 1997 г. маневры были пересчитаны так, чтобы они приходились на середины сеансов связи. Было решено увеличить импульс, выдаваемый при коррекции RND-2, чтобы полностью выработать окислитель и оставить больше гидразина для работ у Эроса. Маневр RND-3 был перенесен на сутки, чтобы не захватывать 1 января.
В декабре план был изменен еще раз с целью обеспечения лучших условий определения траектории между 4 основными коррекциями. Коррекция RND-2 разделена на два импульса, первый из которых позволит израсходовать весь окислитель, а второй будет выполняться уже в однокомпонентном режиме. Подход к Эросу будет выполняться в плоскости, перпендикулярной направлению на Солнце, что позволит выполнять оптическую навигацию при подходе и во время первых витков вокруг астероида.
Новости космонавтики 1998 №1/2:
И.Лисов по сообщениям группы управления КА.
16 января. Состояние приближающегося к Земле со стороны созвездия Тельца КА NEAR штатное. Из научной аппаратуры в работе рентгеновский и гамма-спектрометр XGRS и магнитометр MAG. Последние записанные данные этих приборов сбрасываются в каждом сеансе через Сеть дальней связи DSN, проводимом с участием группы управления NEAR. Полный сброс научной информации планируется закончить к 18 января.
Коррекция траектории TCM-10 была успешно выполнена 9 января в 15:00 EST (20:00 UTC) на расстоянии 8.10 млн. км от Земли. Для этого в 11:01 EST станция была временно развернута из штатной ориентации на Солнце в ориентацию на Землю. Двигателями на стороне -X' был выдан импульс 7.8 см/с, и обратный разворот в солнечную ориентацию был выполнен в 16:26 EST. Попытка уловить «солнечные зайчики» во время этих разворотов и тем самым побить рекорд дальности оптического наблюдения КА на обсерватории TIRGO в Горнерграте, Швейцария, не была успешной.
21 января может быть проведена коррекция TCM-11. Дальнейшее уточнение траектории пролета у Земли, по-видимому, не потребуется, но коррекция может оказаться необходимой во избежание столкновения с каким-либо ИСЗ.
12 января На борт были загружены команды для работы лазерного дальномера NLR по цели в Центре космических полетов имени Годдарда. Этот эксперимент планировался на первый ясный вечер в период с 15 по 19 января, однако ни 15, ни 16 января не состоялся из-за облачности.
На Земле все еще продолжается отработка на макете сценария пролета Земли (ESB - Earth Swing-by) 23 января. Окончательное решение о выполнении работ по плану ESB будет принято 20 января.
Судя по осторожным формулировкам отчетов, в период пролета Земли станцию NEAR будет наблюдать американский военно-исследовательский КА MSX.
Станция пройдет на минимальной высоте над Землей 23 января 1998 г. в 07:23 UTC. Перигей гиперболической траектории КА NEAR находится над г.Ахваз (Иран) на высоте 533 км. Направление полета по отношению к этой точке - с северо-востока на юго-запад.
Новости космонавтики 1998 №3:
NEAR прошел над Землей
И.Лисов
по сообщениям NASA, группы управления NEAR, UPI.
23 января 1998 г. американский межпланетный космический аппарат NEAR в первый и последний раз после старта сблизился с Землей и в 07:23 UTC прошел со скоростью около 13 м/с на минимальной высоте 541 км над г. Ахваз (Иран).
NEAR был запущен 17 февраля 1996 г. для проведения детального исследования астероида (433) Эрос. 27 июня 1997 г. станция прошла на расстоянии 1200 км от астероида (253) Матильда и после коррекции траектории 3 июля направилась к Земле. Маневр в гравитационном поле Земли был необходим для того, чтобы вывести станцию в плоскость орбиты астероида (433) Эрос, наклоненную на 10.8° к плоскости эклиптики, и обеспечить подход к нему с такой относительной скоростью, которую можно погасить с помощью бортовых двигателей.
Траектория полета в точке наибольшего сближения имела наклонение 107.97°, эксцентриситет гиперболической орбиты составлял 1.81. Трасса пролегала над Алеутскими островами, Сибирью, Казахстаном, Ираном, Ближним Востоком, Африкой и южной частью Атлантического океана. Таким образом, NEAR подходил над, а ушел под плоскость эклиптики. Геоцентрическая скорость станции при отлете от Земли («на бесконечности») составила примерно 6.7 км/с.
Группа управления в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Гопкинса составила план работы так, чтобы окончательное решение о программе работ у Земли было принято 20 января. В этот же день на станцию планировалось загрузить все необходимые команды.
Группа разработки миссии в сотрудничестве с навигационной группой Лаборатории реактивного движения подготовили коррекцию TCM-11, планировавшуюся за 1.5 дня до пролета. Единственной ее целью было сдвинуть момент пролета на 2 секунды (т.е. сместить станцию на 25 км по трассе) на случай опасного сближения с каким-либо ИСЗ. Однако Космическое командование США уведомило навигаторов, что расстояние до ближайшего искусственного объекта будет порядка 90 км и необходимости уклоняться нет. Коррекция была отменена, вследствие чего станция прошла примерно на 2 км выше расчетной точки.
Пролет Земли был использован разработчиками КА и научной аппаратуры для отработки скоординированных наблюдений различными инструментами, их проверки и калибровки. Для этого были запланированы телевизионная съемка с помощью камеры MSI и спектральная - ИК-спектрографом NIS геологических объектов с заведомо известными характеристиками. Аналогичную проверку прошел в хорошо известном земном поле магнитометр. Рентгеновский и гамма-спектрометр XGRS работали в обычном режиме поиска гамма-всплесков и сбора фоновых данных. Магнитометр планируется выключить 2 февраля, XGRS - 6 февраля. Остальные инструменты были выключены к 30 января.
Всего за период пролета Земли на станцию было передано около 2370 команд. Все системы NEAR работали безупречно, все данные были переданы с борта дважды. Группа управления выявила два замечания в наземном сегменте: трудности в загрузке компьютеров «передней линии», через которые ведется управление аппаратом, и кратковременное прекращение высокоскоростной связи с Центром космических полетов имени Годдарда (GSFC).
18 января. В единственный ясный вечер в Мэрилэнде было проведено испытание лазерного дальномера NLR станции. Его целью было определить точную ориентацию оси прибора относительно корпуса станции. Чтобы сделать это, аппарату была задана хитрая программа ориентации. Сначала станция направляет расчетную оптическую ось дальномера на 0.11° от оптической станции GSFC. Потом аппарат выполняет разворот, при котором лазерный луч описывает суживающуюся 30-витковую спираль вокруг направления на цель. А затем - в обратном порядке. Фактическое положение оси дальномера определяется по тем моментам, когда в Годдарде фиксируется лазерный сигнал. Эта работа заняла 5 час 50 мин - с 19:54 до 01:44 EST (00:54-06:44 UTC).
Очень интересной особенностью этого пролета была программа оптических наблюдений NEAR, в организации которой особую роль сыграл Дэвид Данхэм (David W.Dunham) из группы разработки миссии.
Расчетные координаты АМС NEAR | |||
| ДАТА, UTC | Широта,° | Долгота,° | Высота, км |
07:00 07:05 07:10 07:15 07:20 07:23 07:25 07:30 07:35 07:40 07:45 |
59.17 65.13 71.16 68.85 49.32 32.32 20.51 -5.26 -28.18 -36.28 -47.62 |
-172.00 175.34 147.12 93.60 57.84 46.82 41.48 31.60 21.58 16.81 7.52 |
8667 6270 4002 2041 760 534 652 1778 4540 6382 10747 |
Первое известное оптическое наблюдение NEAR с Земли было выполнено Алэном Мори (Alain Maury) в г.Коссоль (Франция). Мори обнаружил NEAR на 90-сантиметровом телескопе системы Шмидта с ПЗС-камерой Обсерватории Кот-д'Азур на расстоянии 0.9 млн км 21 января в 18:28 UTC. Станция выглядела как объект 19-й звездной величины.
К сожалению, над территорией России станция прошла в дневное время. Американцам повезло значительно больше. Руководители полета запрограммировали специальную серию разворотов станции в ночь на 23 января, с 06:25 до 06:49 UTC, в ходе которых четыре панели солнечных батарей КА общей сложностью 8.92 м2 отражали солнечный свет в сторону американских наземных станций. У этого эксперимента было две цели: чисто техническая - проверить степень отклонения нормали к панелям батарей от оси аппарата, и «образовательно-гуманитарная» - дать людям возможность увидеть межпланетный аппарат своими глазами. Вспышки могли наблюдаться в созвездии Персея в точках, протянувшихся от восточного побережья до Гавайев. Для этого были не только опубликованы перечень городов США с указанием времени видимости «солнечного зайчика» в них, но и даны указания на программы расчета текущего положения КА NEAR для любой точки. Наблюдения - в телескопы или бинокли вне зоны «зайчика», невооруженным глазом во время вспышек - удались главным образом на Юго-Западе США. В среднем вспышки были в 20 раз (т.е. на 3 зв. вел.) слабее расчетной яркости и достигали лишь +2 зв. вел. В то же время область видимости оказалась шире, длительность вспышки - больше, чем предполагалось, и начало и конец были не резкими, а постепенными.
| Верхняя ступень РН «Delta 2», с помощью которой NEAR был запущен 17 февраля 1996 г., сошла с орбиты 17 января 1998 г. |
12 февраля планируется «калибровочное» включение двигателей вдоль осей +X' и -X', а 1 апреля - коррекция траектории TCM-12 с выдачей импульса около 1.5 м/с. Описав полуэллипс, NEAR подойдет к Эросу 10 января 1999 г. Однако первые снимки астероида будут сделаны за несколько месяцев до столетия его открытия (13 августа 1898 г.).
Первая орбита спутника Эроса будет иметь высоту около 1000 км, к февралю 1999 г. она будет понижена до 300 км, а позднее станция будет проходить на высоте до 15 км. Цикл съемки и исследования свойств поверхности Эроса продлится один год. 6 февраля 2000 г. полет NEAR окончится управляемым спуском (падением) на поверхность Эроса с передачей нескольких десятков снимков поверхности с высоким разрешением.
Новости космонавтики 1998 №4-5:
6 февраля. Станция работает штатно. 5 февраля завершена проверка переключения между веерной и всенаправленной радиоантеннами. Тест требуется для подготовки к предстоящей 11 февраля калибровке двигателей КА. С 14:00 до 17:30 UTC планируется провести 5 малых калибровочных запусков двигателей. В программу управления ДУ внесены соответствующие изменения.
Скорость передачи данных по линии «КА-Земля» продолжает снижаться с удалением аппарата от Земли. В настоящее время она составляет 1.1 Кбит/c. Как и планировалось, магнитометр был отключен 2 февраля. Рентгено- и гаммаспектрометр XGRS планируется выключить сегодня.
Завершена реорганизация центра управления NEAR, необходимая для успешного выполнения цикла исследований Эроса. Смысл реорганизации - отделение систем, ответственных за работу в реальном масштабе времени, от предназначенных для обработки, анализа и проверки полученных данных.
4 февраля проведено совещание для обсуждения возможных способов решения проблемы загрузки системы, отмеченной во время пролета Земли, а 5 февраля - собрание разработчиков бортового ПО КА, чтобы определить график загрузки ПО и оптимизации этого процесса в дальнейшем.
20 февраля. Состояние КА NEAR штатное. Вся научная аппаратура выключена. 13 февраля закончились работы с бортовым ЗУ, скорость передачи информации уменьшена до 40 бит/с. 17 февраля успешно выполнена стандартная процедура увеличения скорости вращения маховиков. 18 февраля на борт заложена траекторная информация. 19 февраля прошло первое заседание по планированию работ при подлете к Эросу и в три первых месяца работы у Эроса.
23 февраля закончится период непрерывных сеансов со станцией с использованием Сети дальней связи. Следующее крупное событие - коррекция траектории TCM-12, которая запланирована на 1 апреля в 18:00 UTC. Группа разработки миссии начала подготовку.
Продолжается подготовка новых специалистов управления КА.
Новости космонавтики 1998 №6:
6 марта.
Состояние аппарата штатное. Вся научная аппаратура отключена. Продолжается подготовка к загрузке полетного программного обеспечения AIU. Проводится проработка ряда изменений в составе оборудования и программного обеспечения наземного центра управления КА перед встречей аппарата с Эросом.
На следующей неделе начнут работу операторы по работе с КА в режиме реального времени с использованием Сети дальней космической связи.
Операции, планирующиеся с КА в ближайшем будущем:
10 марта - переключение на антенну низкого усиления LGA
Следующая неделя - переключение с режима ориентации GS2 на GS5
31 марта - обратное переключение на веерную антенну
1 апреля - коррекция траектории ТСМ-12.
Новости космонавтики 1998 №7:
20 марта. Состояние аппарата штатное. Вся научная аппаратура на борту выключена.
6 марта выполнено переключение с режима ориентации GS-2 на режим GS-5. 10 марта произведена временная перенастройка радиосистемы RF с веерной антенны на антенну низкого усиления LGA, что обеспечивает скорость передачи данных 40 бит/с по линии «борт-Земля». 16 марта отключен режим определения дальности до КА: в настоящее время даже с использованием антенны низкого усиления качество данных недостаточно для навигационных целей.
Отмечены многочисленные случаи непрохождения команд при работе через LGA. Причины анализируются.
Планировавшаяся на 23 марта загрузка нового программного обеспечения (ПО) аппаратуры AIU на борт КА отложена. Сейчас ведется отработка ПО на наземном аналоге аппарата, и его приемка задерживается в связи с обнаружением ошибок в структуре данных. Второй причиной отсрочки является проблема с непрохождением команд. Из-за этого невозможно переключиться с первого комплекта AIU на второй. После того, как будет обеспечено прохождение команд, операторы выполнят загрузку ПО в 1-й комплект AIU и обратное переключение со 2-го комплекта на 1-й. Для этого потребуется разворот станции на 25° и изменение конфигурации радиосистемы.
11 и 19 марта прошли совещания по планированию работ у Эроса. Подготовлены проекты плана работ КА и наземных средств в течение 1998 г. На июль планируется загрузка ПО основного компьютера и ПО камеры MSI. Принято решение включить аппаратуру XGRS и MAG в середине июля 1998 г. для калибровки, которую требуется провести до декабря 1998 г.
Продолжается переоборудование центра управления MOC. Достигнуто соглашение о выделении для него дополнительной площади (65 м2) в Здании №13 Лаборатории прикладной физики. Еще 51 м2 для целей управления полетом будет выделено в Здании №16.
На 1 апреля запланирована коррекция траектории TCM-12 с приращением вектора скорости аппарата 1.6 м/c. Это будет первый случай выдачи импульса в направлении оси Z аппарата, а не X', как делалось всякий раз, за исключением маневра TCM-4. Очевидно, для выдачи импульса в заданном направлении в пространстве требуется различная ориентация аппарата. В случае выдачи импульса вдоль оси Z угол Солнца меньше и условия освещенности КА будут более благоприятны.
Новости космонавтики 1998 №11:
Полет АМС NEAR
С.Карпенко по сообщениям группы управления КА.
15 мая. Аппарат находится в исправном состоянии, все научное оборудование законсервировано. Ориентация поддерживается вторым блоком бортового комплекса AIU (AIU#2) в режиме GS-5.
23 марта, чтобы подготовиться к планируемой загрузке программного обеспечения на AIU #2, было выполнено переключение блоков системы управления с AIU #1 на AIU#2. На момент переключения аппарат находился в защитном режиме и был сориентирован на Солнце. В тот же день произошел возврат к штатной ориентации GS-5.
23 марта выполнено пробное переключение второго процессора системы первичной обработки данных (СПОД) наземного центра управления станцией (МОС) на обработку нового формата данных по протоколу NASCOM-IP (Internet Protocol). От старого протокола NASCOM, обеспечивающего передачу данных блоками по 4800 бит, отказались в конце марта. Тест включал в себя проверку преобразования внутренних команд протокола, а также обмен данными между КА и Землей с его помощью. Испытания в целом прошли успешно, хотя были потеряны несколько последних команд. Причины непрохождения команд пока неясны и выясняются специалистами по связи с КА. Возможно, все дело в новом протоколе.
В последних числах марта группой по разработке миссии (MDT) по просьбе группы управления было принято решение о переносе коррекции ТСМ-12 с 18:00 на 16:00 1-го апреля, чтобы в этот день увязать все необходимые мероприятия по выдаче команд и слежении за КА. Как показали расчеты, двухчасовое опережение графика даст отклонение скорости от требуемой после выполнения маневра около 1 см/с.
30 марта выполнено переключение радиосистемы КА с антенны низкого усиления на веерную. После этого потерь команд управления КА не происходило. Почему они имели место раньше - пока не ясно.
1 апреля была проведена коррекция ТСМ-12. Группа навигации оценила отклонение реального импульса от требуемого в 1%. Сразу после выполнения маневра, воспользовавшись совпадением благоприятной ориентации КА с возможностями наземной антенны большого диаметра, использовавшейся при проведении ТСМ-12, было завершено воспроизведение данных, записанных на твердотельных запоминающих устройствах (SSR) КА в течение 44 дней. Передача шла на скорости 26 Кбит/с. Во время передачи вновь отмечены проблемы с доступом системы SDC к считываемым с SSR данным.
2 апреля продолжались приготовления к перезагрузке ПО AIU. В этот же день на очередном собрании специалистов Группы разработки миссии была выполнена оценка предложенных 26 марта изменений в ПО мультиспектральной системы MSI, направленных на повышение эффективности работы с ней в будущем. Проведено согласование изменений с операторами управления КА.
17 апреля управленцы и программисты продолжали мучить проверками новое ПО блоков AIU. Кроме того, был проведен контрольный тест интерфейса системы SDC по обмену данными со скоростью 26 Кбит/с. Результат тот же, что и во время пролета аппаратом Земли в январе этого года, - SDC не имеет доступа к данным до тех пор, пока не завершится воспроизведение информации с SSR. Видимо, это связано с чрезмерной перегрузкой процессоров первичной обработки данных центра управления на такой скорости.
24 апреля наконец-то во время тестирования полетного ПО AIU была обнаружена ошибка в алгоритме. Подобно ястребу, бросившемуся на добычу, программисты ринулись ее исправлять, что заняло не так много времени. Исправленное ПО отправлено для отработки на наземном имитаторе. На этой же неделе началось выполнение следующего цикла испытаний ПО.
8 мая была завершена проверка программного обеспечения AIU, которая должна обеспечить успешную загрузку первого блока комплекса (AIU#1) новым программным обеспечением версии 1.06 и переключение управления с AIU#2 на него. Далее, если загрузка пройдет удачно, второй блок также будет загружен ПО версии 1.06.
15 мая приготовления к загрузке полетного ПО бортового комплекса AIU были завершены.
NEAR пока в спячке, но уже полным ходом ведутся приготовления к его встрече с Эросом. Еженедельно проводятся рабочие встречи специалистов, ответственных за проработку программы исследований Эроса, а также совместные совещания навигаторов (группы NAV и G&C) и управленцев (группа MOps).
В конце марта Группой разработки миссии MDT был начат анализ специальных файлов данных (SPICE files) и траекторных измерений для уяснения разных сценариев формирования орбиты КА вокруг Эроса и расчета хотя бы нескольких из них для выбора наиболее оптимальной траектории подлета КА к астероиду, а также составления дальнейшей программы полета аппарата.
В первых числах апреля прошло несколько рабочих встреч научной и навигационной групп управления КА для уточнения неясных моментов и согласования планов работы аппарата у Эроса на первых этапах, пока он будет находиться на высокой орбите.
В конце марта - первой половине апреля группой MDT были выполнены расчеты для первых семи возможных вариантов маневров по коррекции орбиты КА вокруг Эроса (ОСМ) и получены данные от групп MOps и G&C для определения оптимальной ориентации КА для этих случаев. Кроме того, через Internet «обнародована» расширенная база данных по устойчивым траекториям КА вокруг Эроса, которая будет использована в специальной разрабатываемой сейчас интерактивной информационной системе.
Просчитаны орбиты КА на первые 109 дней полета вокруг Эроса - как начальные (высокие), так и переходные для выхода на более низкие орбиты (35x35 км).
Во второй половине апреля группами управления прорабатывались сценарии полета КА на этапе нахождения на высокой орбите, проверялись различные алгоритмы контроля за ориентацией и моментом аппарата, отрабатывались слежение за КА с использованием средств Сети дальней космической связи (DSN) в реальном времени, проводилась работа с бортовым SSR.
В конце апреля, после того как стало ясно, что первоначально рассчитанные маневры делают невозможной устойчивую связь с аппаратом, группой MDT были пересчитаны элементы четырех из первых семи орбитальных маневров у Эроса (ОСМ). Сейчас все семь маневров могут быть отслежены с использованием веерной антенны КА. Полетные данные, предназначенные для проведения маневров, помещены в компьютер Crossroads, чтобы к ним имели доступ те, кому она требуется.
6 мая с использованием средств DSN проведен тест по декодированию Рида-Соломона (Reed-Solomon decoding test) с целью выяснить, можно ли уменьшить загрузку СПОД-процессора КА, если проводить декодирование приемной станцией на Земле. Результаты теста неутешительные. Хотя DSN-станция прекрасно справляется с декодировкой, при текущей конфигурации аппаратуры КА, обеспечивающей передачу данных на скорости 39.43 бит/с, заметной разгрузки СПОД-процессора не наблюдалось.
Долгосрочными планами по управлению КА на июль намечена загрузка бортовых компьютеров (FC) КА новым ПО. Обновится и программное обеспечение мультиспектральной системы аппарата (MSI). 6 июля должно быть выполнено включение рентгено- и гамма-спектрометра XGRS и магнитометра для подготовки их ПО ко встрече с Эросом. Будет проведено гашение момента аппарата с помощью «хитрого» импульса тяги («Fancy Burn»). На 13 августа намечено первое оптическое навигационное наблюдение Эроса. На 26 августа запланировано проведение коррекции ТСМ-14, а 30 сентября состоятся оптические наблюдения серии А. 7 октября аппарат выполнит первое наблюдение диска Эроса.
В 20-х числах апреля проведены комплексные наземные испытания системы подготовки и планирования работ у Эроса (EPS GS, Eros Planning and Scheduling ground system), намеченные в конце марта. Несмотря на отставание от графика по разработке нового ПО для научного оборудования КА, усилиями групп программистов и управленцев его удалось наверстать, поэтому в испытаниях приняли участие все научные подразделения, отвечающие за приборы КА.
Целью первого этапа испытаний было выявление слабых мест в новом ПО для аппарата, его отработка и коррекция. Первая часть испытаний программы контроля и планирования работу Эроса, проведенных научной группой, особых недостатков не выявила. Сделано лишь несколько замечаний и внесены соответствующие коррекции в модули совместимости ПО генерации последовательностей команд. 15 мая начат второй (майский) тест ПО системы EPS GS. В настоящее время научная группа готовит к проверке свое оборудование.
В конце марта закончено эскизное проектирование третьего процессора «передней линии», необходимого для наземной независимой системы контроля и испытаний. Благодаря некритичным упрощениям в схеме его стоимость оказалась значительно ниже предусмотренной.
В конце марта также подготовлен список наземного оборудования, требующего переконфигурации в связи с предстоящими работами у астероида. Завершен проект дооснащения двух помещений наземного центра управления аппаратом (МОС). В начале мая - на две недели раньше запланированного - было выполнено «переселение» инженеров проекта из помещения центра МОС в только что подготовленные соседние комнаты. Освободившиеся площади предполагается использовать для планирования миссии и проведения дополнительных наблюдений за аппаратом. Помимо прочего, на этой неделе специалисты группы MDT занимались уточнением таблицы параметров траектории КА с момента встречи аппарата с Землей и начертили траекторию NEAR с момента запуска вплоть до наших дней. Таким вот образом они начали готовиться к Международному симпозиуму по вопросам космической технологии, который пройдет 27 мая в г.Омия (Omiya, Япония).