Szervezet | Roscosmos |
---|---|
Terület | Phobos- tanulmány , a talaj mintájának visszatérése a Phobosról a Földre |
Küldetés típusa | Lander |
Állapot | Kudarc |
Dob | 2011. november 8 |
Indító | Zenit -2M |
Időtartam | 3 év |
COSPAR azonosító | 2011-065A |
Szentmise induláskor | ~ 2 tonna |
---|
RÉS | A talaj molekuláris összetételének elemzése |
---|---|
MDGF | Gamma spektrométer |
KÉZ | Neutron spektrométer |
Lazma | Repülési idő tömegspektrométer |
MANAGA | Tömeg-spektrométer |
THERMOFOB | Termikus szonda |
RLR | Hosszú hullámú radar |
Seismo-1 | Szeizmométer |
MIMOS | Mössbauer spektrométer |
METEOR-F | Mikrometeorit detektor |
GYÉMÁNT | Por érzékelő |
FPMS | Plazmaelemzés |
AOST | Fourier infravörös spektrométer |
TIMM-2 | Solar okkultációs spektrométer |
MicrOmega | Spektrális mikroszkóp |
TSNG | Kamerák |
Phobos-Grunt ( orosz : Фобос-Грунт , vagyis „Soil Phobos”) egy orosz űrmisszió szánt tanulmány Phobos , a két természetes műhold a bolygó a Mars . Biztonságosan elindították2011. november 8de nem tudta elérni tranzit pályáját a Mars felé. Néhány hét után kontroll nélkül alacsony pályára, ezért esett vissza a Föld a2012. január 15a közepén a Csendes-óceán, 1250 km nyugatra Wellington-sziget , partjainál Chile .
Miután a Mars körüli pályára állították, a körülbelül két tonnás űrszondának a Hold és a Mars környezetének távoli vizsgálatának első szakaszát kellett elvégeznie néhány hónapig. Ezután a szondának a Phobos felszínére kellett szállnia, hogy egy évig tanulmányozza annak jellemzőit. A Phobos-Grunt tartalmaz egy modult, amely a Phobos-talaj (kb. 200 g ) visszahozatala a Földre, amelynek visszatérési dátumát2014. augusztus. Vizsgálatainak elvégzéséhez Phobos-Grunt körülbelül húsz tudományos eszközt vett igénybe, amelyek közül néhányat több európai ország kutatószervezeteivel együtt fejlesztettek ki, mint például Németország , Franciaország , Olaszország és Svájc . A szondát egy Zenit - Fregat rakéta indította2011. november 8 az első elhalasztás után, 2009-ben, de a tervek szerint nem tudták befecskendezni marsi pályájára.
A Phobos hold egy ősi aszteroida lehet, amelyet a Mars fogott el. A Phobos-Grunt egyik célja ennek az eredetnek a megerősítése volt. Az összegyűjtött adatok nyomokat szolgáltathattak a Naprendszer kezdeteihez , valamint a Mars történetéhez is. A szonda a Yinghuo 1 kínai mikro műholdat is magával vitte , amelyet a Mars körüli pályára kellett állítani a bolygó légköre és a napszél kölcsönhatásainak tanulmányozása céljából .
Phobos-Grunt küldetése bonyolult volt: Phobos megközelítése kényes, mivel a hold gravitációjának gyengesége nem teszi lehetővé, hogy landolás előtt ezt az orbitális pályára állítsák. A Földdel folytatott távközlés késedelme miatt a szonda teljesen önállóan landolt a Phobos szabálytalan felületén, ezt a gyakorlatot a gravitáció gyengesége még nehezebbé tette . Végül a minta Phobos talajából történő kinyeréséhez nagyszámú lépés sikere volt szükséges, kezdve a mintagyűjtéstől a Föld légköri újbóli bejutásáig a Mars és a Föld közötti hosszú tranzit útján, amelyet a kicsi (teljesen alig több mint 200 kg ) visszatérő modul.
Phobos-Grunt az volt, hogy jelölje meg a visszatérés Oroszország területén a feltárása a Naprendszer , az általa elhagyott miután uralta elején a tér meghódítása : az utolsó küldetés az ilyen típusú, március 96 , nyúlik vissza 1996-ban, és szintén kudarcot vallott.
Az 1980-as évek elejéig a szovjet űrhajózásnak nagy szerepe volt a Naprendszer feltárásában . A geopolitikai tétek eltűnése a hidegháború vége , az amerikai űrhajózás uralma, az ország gazdasági hanyatlása és az utolsó bolygómissziók sikertelensége miatt együttesen e tevékenység eltűnését vonta maga után a szovjet űrprogramból. .. A célok elérésének utolsó bolygóközi küldetése 1986-ban nyúlik vissza a Vega programmal . Azóta a Szovjetunió , amelynek űrprogramját 1991-ben Oroszország vette át, csak három űrszondát indított el : a két Phobos Program űrszondát (1988 és 1989) és a Mars 96-ot (1996), amelyek mind kudarcok áldozatai voltak ( a hordozórakéta március 96-án ), mielőtt elvégezték küldetésüket. Az orosz gazdaság fellendülése, amelyet a 2000-es évek magas nyersanyagárai hajtottak végre, új forrásokat adott egy orosz vezetőségnek a nemzetközi elismerésre törekedve. 2005-ben ambiciózus 10 éves tervet jelentettek be az űrprogramok újraindítására, amelyek nem lennének szigorúan haszonelvűek. A Phobos-Grunt az első a Holdra , a Marsra és a Vénuszra tervezett orosz bolygóközi küldetések sorozatában, amelyet a 2010-es évtizedre terveztek.
A Phobos a Mars bolygó két természetes műholdjának egyike . Kicsi (27 × 22 × 19 km ) és nagyon szabálytalan, nagyon alacsonyan kering a keringő pályán (átlagos magasság kb. 6000 km ), amely viszonylag gyorsan csökken, aminek következtében néhány millió év múlva árapályok által pusztulhat el. A Phobos eredete nem ismert pontosan: ez a Mars- műhold kétségtelenül a Mars által elfogott aszteroida , de egy nagyobb Mars-műhold egy darabja is lehet, amely lebomlott. Phobos egy sötét test, amely úgy tűnik, hogy áll kondrit szén , hasonló összetételű, hogy a kisbolygók a C típusú a aszteroidaövezet kívül. A Phobos sűrűsége különösen alacsony (1,85), ami jég vagy üreg jelenlétével magyarázható; a Phobos 2 szovjet űrszonda gyenge, de tartós gáztalanítást észlelt, de megszakadt, mielőtt meg tudta volna határozni annak természetét. A holdat vastag regolit réteg borítja, és kráterekkel van tele, amelyek közül a legnagyobb, Stickney átmérője 9 km .
A Phobos-Grunt a harmadik űrszonda, amelyet Phobos tanulmányozásának szenteltek. A két szovjet szondát, a Phobos 1-et és a Phobos 2-t, amelyet megelőzték, 1988-1989-ben indították útnak a Mars holdja felé, de kudarcok áldozatai voltak, mielőtt teljesítették céljukat.
Phobos-Grunt küldetésének fő célja egy talajminta visszahozása a Földre. Ennek a célnak a fontossága tükröződik a rá szánt hasznos teher tömegében: a mintát szállító jármű tömege meghaladja a 250 kg-ot, míg 50 kg-ot a műszerek által képviselt hasznos teher többi részéhez rendelnek. Egy talajminta visszahozásával a Földre sokkal több információ nyerhető a Föld laboratóriumaiban, mint a szonda fedélzetén lévő műszerekkel, amelyek kapacitását súlyosan korlátozzák a tömeg és az energia korlátai.
A Phobos-Grunt második célja a Phobos talajának helyszíni fizikai-kémiai elemzésének elvégzése. Tartozékként a szondának meg kell vizsgálnia a Phobos 2 szonda által felfedezett gázfúvókákat, és meg kell keresnie az esetleges jégzsebeket.
A Phobos-Grunt küldetés kibontakozása lehetőséget nyújt a Mars légkörének és éghajlatának tanulmányozására is. Valójában várható, hogy a szonda, mielőtt leszállna a Phobosra, több hónapot fog kvázi szinkron pályán tölteni Phobosszal 2 marsi sugárnak megfelelő magasságban, és naponta 3 fordulatot hajt végre a bolygón. Helyzete lehetővé teszi, hogy bejárja a plazma különböző rétegeit, és megfigyelje a napi időjárási ciklusokat, vagy azokat, amelyek rövid időn belül fejlődnek. Ezek a megfigyelések az korlátozza azonban az ideje annak itt pályáját, és csak a területekre vonatkozó, közel az egyenlítőhöz miatt az alacsony dőlésszög a pályája. A Mars és a légköre megfigyelései a Phobos földjétől korlátozottak lesznek, mert a leszállási hely a Marssal szemben található Phobos arcán van. A pályán a szondának:
A pályára került 2011. november 8A megnyitó a kilövési amely lehetővé teszi nagyjából kétévente, hogy elérje a Mars bolygó. Az indítást a kazahsztáni Baikonur rakétabázison hajtják végre, amelyet az orosz polgári indítások többsége használ. Az indító a Zenit -2FG rakéta, amelynek két szakasza van. A Phobos-Grunt szonda annak Fregat -SB szakaszban először egy elliptikus pályája 207 × 347 km egy dőlésszöge 51,8 °. A Zenit rakéta második fokozata leesik. Miután 2,5 óra múlva 1,7 fordulatot tett a Föld körül, bekapcsolják a Fregat színpadi motorokat, hogy a szondát 250 × 4710 km-es elliptikus pályára állítsák 2,2 órás periódus alatt; a Fregat színpadon levehető toroid tartályt, amelynek tartalmát erre a manőverre használták fel, szintén felszabadították. A Fregat-SB fokozatot kissé újra lőik, mielőtt egy forradalmat befejeztek (2,1 óra elteltével), hogy a szondát a Mars bolygó felé vezető transzferpályára injektálják .
Az űrszonda 10–11 hónapig veszi kezdetét a Mars felé. Ennek során három tengely stabilizálódik . Számos pályakorrekciót terveznek ebben az átutazásban - 10 nappal az indítás után, 80 nappal az érkezés előtt és 14 nappal az érkezés előtt -, hogy a szonda a Mars körüli pályára kerülhessen a tervezők által kívánt pontban. Phobos-Grunt a Mars közelében érkezik a2012. szeptember 11 ; a Fregat-stádiumot utoljára használják a szonda lassítására 800 m / s sebességgel, ami lehetővé teszi, hogy Phobos-Grunt beilleszkedjen a Mars bolygó körüli, 800 × 75 900 km-es , nagyon 39 ° -os dőlésszögű és 38 3 nap. A Fregat stádiumot elengedik, majd a Yinghuo-1 kínai műhold leválik a szondáról, és ezen a pályán megkezdődik egy 1 évig tartó tudományos adatgyűjtési küldetés.
A szondának el kell végeznie az első távoli vizsgálatot a Phobosról a leszállás előkészítése érdekében. A hold szabálytalan alakja és a Marshoz való közelsége megakadályozza a Phobos-Grunt hold körüli stabil keringését. Valójában a szonda mind a Mars, mind a Phobos gravitációs mezőjének hatása alatt áll. Annak érdekében, hogy a Phobos, és ne a Mars körül tudjon keringeni, pályájának sugarának kisebbnek kell lennie, mint a Phobos és a Mars közötti tömegarányból és azok megfelelő távolságából adódó érték. A Phobos nagyon közel van a Marshoz, és a Marshoz képest viszonylag alacsony tömegű, ez a sugár körülbelül 16 km . Figyelembe véve a Phobos nagyon szabálytalan alakját, a Phobos-domb gömb szélén lévő pálya nem életképes. A szondát ezért szinkron pályára kell helyezni a Phobosszal annak megfigyelésére.
Ennek elérése érdekében kétlépcsős manővert hajtanak végre. Hoz2012. szeptember 30A földközelben a pályára a Phobos-Grunt emeljük 6499 km helyezi el a szonda pályáját a 3,3 nap. Egy második manőver aOktóber 8az erősen elliptikus pályát 6 471 km körpályává alakítja, amelyet 8,3 óra alatt tesz meg. A Phobos-Grunt a Phobosszal párhuzamos pályán van, de 400–500 km-es magasságban . Ezen a pályán a szonda 4 naponta halad el a Hold közelében; Phobos-Grunt ezután megkezdi a megfigyelési fázist, hogy pontos navigációs méréseket hajtson végre, amelyekkel újra közelebb kerülhetünk a Holdhoz. HozJanuár 14-én, a szonda ismét megváltoztatja pályáját, hogy mintegy 6000 km-es pályára helyezze magát, szinte szinkronban a Phobosszal. A szonda most a holdtól 50 és 130 km közötti távolságban marad . Innentől kezdve optikai műszerekkel térképezik felszínét és meghatározzák a leszállási helyet.
Amint a szonda a Mars körüli pályán van, megkezdi a tudományos megfigyeléseket. A kvázi szinkron pályán a szonda naponta háromszor végezhet napkultúrás méréseket.
Keltezett | Fázis |
2011. november 8 | Dob |
2011. november 8-2012. szeptember 11 | Tranzit a Marsra |
11-2012. szeptember 30 | Beillesztés a marsi pályára A kínai alszatellit felszabadítása |
2012. október 8-2013. január 14 | Megfigyelő kampány pályáról |
2013. január 14-2013. február 14 | Kvázi szinkron pályán a Phobosszal |
2013. február 14 | Phobos földjén landolva |
14-2013. február 18 | Gyűjtse össze a Phobos talajmintát, és vegye le a visszatérő modult |
2013. február 14-2014. február 14 | Műveletek Phobos földjén |
2013. február 18-2014. augusztus | Tegye vissza a Phobos talajmintáját tartalmazó kapszula a Földre |
A 2013. február 9, a szonda megkezdi a leszállási fázist. Míg kevesebb, mint 60 km-re van a holdtól, először egy transzferpályát követ, amely 12 km- re hozza Phobostól, majd függőlegesen ereszkedik a föld felé. A teljes leszállási sorrend 40 percig tart. A földre érkezés a küldetés egyik kényes pillanata, mert a szonda csak 400 grammot nyom a Phoboson, és felpattanhat vagy akár meg is borulhat, ha a vízszintes sebesség egyik eleme van az érintkezéskor. Amikor a szonda a földre ér, a tolókarokat használják a szonda megtapadásához. A kezdetben kiválasztott leszállóhelynek a Mars felé állandóan fordított Phobos arcán kellett lennie, hogy bizonyos eszközök a bolygót is megfigyelhessék. A végül megtartott leszállási zóna az ellenkező oldalon helyezkedik el, hogy élvezhesse a jobb megvilágítást és ezért több energiát, valamint megkönnyítse a Földdel való kommunikációt. A leszállóhely elhelyezkedése nem teszi lehetővé a Mars optikai megfigyelését, és a plazma megfigyelések korlátozottak, és szenvedhetnek a Phobos közelsége által előidézett torzításoktól. Nem kizárt, hogy a szonda, miután földi küldetése befejeződött, visszatér a pályára, hogy befejezze ezeket a megfigyeléseket. A Phobos talajának mintáját közvetlenül a leszállás után veszik; a gyűjtés előrehaladása, amennyiben nagyon alacsony gravitációban kell elvégezni, 2 napról egy hétre oszlik. A körülbelül 200 g talajmintát a szonda tetején elhelyezett kapszulába helyezzük, amelynek vissza kell térnie a Földre. A 15 tudományos eszköz, amelyek körülbelül 50 kg tömegűek, in situ elemzésüket kezdik, miközben az újrabemutató modul beindítja motorjait, hogy a mintát visszahozza a Földre. A Phobos vizsgálata legalább egy évig folytatódik.
Hoz Február 18, a mintát tartalmazó kapszulát hordozó földi visszatérő modul megkezdi útját a Földre. Annak érdekében, hogy ne sérüljön a keringő / lander, amelyen ül, a Phobos felszállását két szakaszban hajtják végre. A modul azzal kezdődik, hogy a Phobos alacsony gravitációjában elegendő egyszerű rugók hatására emelkedik a keringő / leszállóegység fölé, hogy növekedési sebességet nyújtson neki, majd a motorjait másodpercenként 1 és 10 méter közötti sebesség elérésére indítja. Ezután a Mars körüli pályára kerül, 300 km-rel kevesebb, mint Phobosé , 20 m / s delta-v alkalmazásával . A visszatérő modul ismét beindítja motorjait, hogy elkerüljék a Mars vonzerejét, és a Föld felé vezető transzferútra helyezzék magukat. Az út során, amely a Mars kevésbé kedvező helyzetéből adódóan 17 hónapig tart, öt pályakorrekciót terveznek. A Phobos-féle talajmintát tartalmazó kapszula röviddel a Föld felé érkezés előtt elválik a modultól 2014. augusztus. A kapszula atmoszférikus visszatérést végez, mielőtt nagy sebességgel leszállna (a modulnak nincs ejtőernyője) orosz földön. A tervek szerint a kapszula rádióadó nélküli lesz észlelt radar és vizuálisan érkezése előtt a földön a Sáry Shagan sokszög a Kazahsztán választották a leszállóhelyet.
A Phobosból származó talajminta visszajuttatásának missziója Oroszországban 1996 körül keletkezett. Annak ellenére, hogy egy ilyen misszió tudományos érdeklődéssel bír és technikai megvalósíthatósága, egyetlen más űrügynökség sem tervezte ezt a fajta missziót. 1990-es évek Az elkövetkező években a Phobosba tervezett misszió papíron maradt projekt, mivel a század elején Oroszországnak át kellett küzdenie a főbb politikai és gazdasági nehézségeket, miközben az orosz űrhajósok küzdöttek a túlélésért. Ebben az időszakban, a projekt többször módosított, hogy csökkentse annak költségeit: a tömege a szonda csökken, hogy lehetővé tegye annak elindítása a Szojuz 2 / Fregat rakétát amely helyettesíti a Proton eredetileg tervezett. 2004-ben az oroszországi gazdasági helyzet javulásával a kormány mintegy 40 millió rubelt különített el az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetének a projekt kidolgozására, amelynek teljes költségét abban az időszakban 1 milliárdra becsülik. rubel. Ban ben2005. október, a projekt hivatalosan a 2006–2015 közötti szövetségi űrprogram részeként indul. A Phobos-Grunt építését az orosz űrszondák történelmi gyártójának, a Lavotchkine cégnek bízzák meg . Az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete (IKI RAN) felelős a tudományos alkatrészért, valamint a tudományos eszközök fejlesztéséért. A szonda indítását a Marsra nyíló indítóablak idején tervezik2009. október. A szonda neve Phobos-Grunt; ez a keresztelő név összesíti célállomását, a Phobos és a Grunt jelentést ebben az összefüggésben a talajban (amely reméljük, hogy mintát tudunk visszajuttatni a Földre).
A Kínával 2005 - ben felvázolt együttműködés eredményeként 2005 - ben megállapodást írtak alá2007. június : Phobos-Grunt egy Yinghuo-1 nevű, körülbelül 100 kilogrammos kínai al-műholdat fog hordozni , amelyet a szonda a Mars körüli pályára állít. Ez a megállapodás azt is előírja, hogy a hongkongi Műszaki Egyetem szállít egy szerszámot, amelyet egy miniatűr spektrométerrel és kamerával ellátott kar végén helyeznek el; a kínai eszköz felelős a Földre visszahozott talajminták kinyeréséért és előkészítéséért. Annak érdekében, hogy a szonda megnövekedett tömegét a pályára lehessen helyezni, a Szojuz hordozórakétát elhagyták a Zenit rakéta javára . Ez utóbbi előnye az is, hogy 2011-ben elindíthatja a szondát, amikor ez a Marsra indító ablak kevésbé kedvező, mint a 2009-es.
A Phobos-Grunt projekt első valós finanszírozását 2007-ben kapta meg (40 millió rubel). A 2008 elején, fejlesztési lépett egy aktív fázis kezdete gyártási szonda platform és mérnöki modellek tudományos műszerek. Ban ben2008. március, a misszió költségvetését felfelé módosítják, és most 2,4 milliárd rubelre becsülik. A projekt számos résztvevőjének szkepticizmusa ellenére Lavotchkine menedzsere megerősítette 2008 májusában, majd később2008. október hogy a szonda készen áll az indításra 2009. október. Azonban a szonda működésének ellenőrzéséért felelős repülés és fedélzeti szoftver, valamint a BKU-összeállítást alkotó tudományos műszerek, amelyeket Lavotchkine belső fejlesztése mellett döntött, még messze nem fejezik be a megerősítő beszámolók szerint.
Ennek a bolygóközi missziónak az igényeinek kielégítésére, amely az első több mint 15 éve, Lavotchkine a földi szegmens jelentős átalakításával is foglalkozik, különös tekintettel a Phobos-Grunttól származó adatok fogadásáért és továbbításáért felelős távközlési állomásokra. Lavotchkine úgy döntött, hogy ennek a küldetésnek a házán belül kifejleszti a BKU nevű sajátos attitűd- és pályaellenőrzési rendszert , és felhagy az OKB Mars által szállított szoftverrel . A szoftver fejlesztése egy korlátozott tapasztalattal rendelkező csapat számára jelentősen elmarad az ütemtervtől. Az ütemezés a tervek szerint2009. október, 2011-ben elhalasztják, hogy lehetővé tegyék a tesztek befejezését (a Mars felé történő lövöldözés kétévente nyílik meg). Ezt a késést kihasználva számos változtatás történik a hasznos teheren. A talajminták Phobostól való beszerzése a küldetés egyik kényes fázisa. A műveletet irányító kis kotrógép nem biztos, hogy képes elvégezni a feladatát, ha a talaj sziklásnak bizonyul. Ennek eredményeként egy kis fúrótorony, amely képes kőzetfúráshoz, a leszálló két távirányító karjának egyikéhez kerül. Ez egy hasonló eszköz adaptált változata, amelyet a lengyel űrügynökség fejlesztett ki a Rosetta szondához . Kezdetben azt tervezték, hogy a finn meteorológiai intézet által kifejlesztett két kis MetNet landolót Phobos szállítja és a Mars földjére ejti . De ezek a gépek, amelyek hasznos terhelését egy meteorológiai állomás alkotja , amelyek 2009-ben nem lehettek a fedélzeten, mert fejlesztésük még mindig folyamatban volt, végül súlykérdés miatt elhagyták. Másrészt számos csökkentett tömegű műszert adunk hozzá, például a MicrOmega-IR infravörös spektrális mikroszkópot és a TIMM-2 szoláris okkultációs spektrométert .
Ban ben 2011. szeptember, a projekt költségeit újra 5 milliárd rubelre becsülik .
Célkitűzéseinek elérése érdekében a Phobos-Grunt 4 alcsoporttal rendelkezik, amelyek a bázistól kezdve:
A kínai Yinghuo al-műholdat Phobos-Grunt szállítja a marsi pályára. A Fregat színpad és a szonda többi része között van egy távtartók által körülhatárolt térben, amelyek ezt a két részegységet összekötik.
A körutazás modul egy adaptált Fregat -SB rakétaszínpad . A Föld kezdetén feladata, hogy a szondát a Marsra való transzfer pályára helyezze, a pálya korrekcióit elvégezze a szállítás során, majd lassítsa a szondát, hogy a Mars körüli pályára helyezze. Tömege kétségkívül meghaladja a 11 tonnát. Tartalmaz egy toroid tartályt, amelynek tömege körülbelül 4 tonna üzemanyaggal, amelynek tartalmával a szondát kezdetben a megfelelő földi pályára helyezik, és amelyet közvetlenül utána engednek ki. A Fregat színpad eddig még soha nem tett meg bolygóközi utat, és hővédelmét meg kellett erősíteni, hogy megbirkózzon az űrben való hosszú tartózkodással. Normál változatában a padlónak saját repülési számítógépe van; a Phobos-Grunt számára a misszió részeként kifejlesztett orbitális / leszálló BKU repülõ számítógép, amely a Fregat színpadot vezeti. A modul meghajtása alkalmas arra, hogy hétszer használható legyen, és lehetővé teszi, hogy kívánsága szerint gyenge vagy erős tolóerőt biztosítson .
A keringő / leszálló az űrszonda szívét alkotja: elvégzi az előzetes felderítést a pályán, majd Phobos földjére száll, és az általa beágyazott tudományos műszerekkel végzi a vizsgálatokat. Ezenkívül magában foglalja a másik két modult, amely felelős a Phobos talajmintájának visszajuttatásáért a Földre. Az 1650 kg körüli tömegű orbiter / leszállógép egy teljesen új gép, amelynek gyártója szerint minden orosz bolygóközi szondaprojekt alapjául kell szolgálnia, mint például a Luna-Glob , a Luna-Resurs és a Luna-Grunt a feltáráshoz. a Hold , a Venera-D a Vénuszé , a Mars-Net és a Mars-Grunt (a) a Marsé , a Sokol-Laplas pedig a Jupiteré .
A modul egy új BKU repülõ szoftvert ( Bortovoy Kompleks Upravleniya ) használ, amelynek a tervezettnél hosszabb fejlesztése kétségtelenül a 2009-es indítás elhalasztásának legfõbb oka. Ennek leszámolásához a modul egymás után magasságmérõ lézert használ , majd a projekt részeként kifejlesztettek egy 13 kg-os Doppler radart . A navigációs végezték tehetetlenségi BIB-FG ( Besplatformenny Inertsialny Blok ) az értékelése keresők Bokz-MF (Blok Opredeleniya Koordinat Zvezd) és napenergia érzékelők . A pálya módosítását, a tájolás korrekcióját és a leszállást több rakétamotor végzi, amelyek az UDMH és a nitrogén-peroxid hipergolikus keverékét égetik el . A kamerák egy részét navigációhoz és tudományos megfigyelésekhez egyaránt használják. A távközlést az X-sávban működő BRK ( Bortovoi Radio Kompleks ) alrendszer biztosítja, amelynek maximális sebessége 16 kilobit . Az elektromos energiát két napelem állítja elő, összterülete 10 m 2 .
A Földön található, 296 kg tömegű visszavezető modul felelős a mintakapszulában található Phobos-talajminta visszahozásáért. A modul a keringő / lander tetején helyezkedik el. Miután felszállt a Phobos-ból, a modul a visszirányú pályára injektálja magát a Föld felé, több útvonal-korrekcióval útközben. A modul rendelkezik minden felszereléssel, amely biztosítja a hosszú visszatérést a Földre. A meghajtást egy rakétamotor biztosítja, amely az UDMH és a nitrogén-peroxid hipergolikus keverékét égeti el és 130,5 newton tolóerőt biztosít . A tájékozódást 16 kis, nitrogént kibocsátó hideggáz- tológép segítségével tartják fenn . Ellentétben a szonda / leszállóegység, a visszatérő modul nincs reakció kerék tájolási ellenőrzése; a modult forgatással stabilizálják. Az irányítást csillagérzékelők, napelemes érzékelők és inerciális egység segítségével végezzük. Az üzemanyag és az oxidálószer négy gömb alakú tartályban, míg a hajtóanyagok nyomásáért felelős hélium két kisebb méretű gömb alakú tartályban található. Az elektromos energiát 2 napelem biztosítja, amelyek teljes területe 1,64 m 2 . A telekommunikáció X-sávban történik, másodpercenként 8 bit sebességgel.
A 7,5 kg tömegű mintakapszula tartalmazza a Phobos-talaj mintáját, valamint a Planetary Society kísérletből származó mikroorganizmusokat. Az újrabemenő modul szállítja a Földön, majd önmagában visszakerül a Föld légkörébe, hogy helyreálljon. Borított vastag hőpajzs , hogy ne égesse során légköri visszatérés , nincs ejtőernyő és rádióadó csökkentése érdekében a tömegét. Várhatóan a légkörbe jutva a radarok észlelik, majd követik őket, amíg megérkezik a földre.
Összetevő | Tömeg (kg) | Üres tömeg | jegyzet |
Minta kapszula | 7.5 | - | 200-300 g- os mintát hoz a Földön |
Újra belépő modul a Földön | 296 | ? | |
Orbiter / Lander | 1560 | ? | |
- Tudományos műszerezés | 50 | ||
Yinghuo | 115¹ | ? | Kínai al-műhold |
Fregat SB padló | 11 375¹ | Megfelelő változat: repülés, hővédelem | |
- Fő emelet | 5,842² | 592² | |
- Oldható tartály | 3,390² | 335² | A Föld pályájára indították a Marsba történő befecskendezés során |
Szonda + Fregat színpad | 13 500 | ||
¹ : Számok2010. október. ² : Számok2008. május. |
A hasznos teher tömege 50 kg . A tudományos műszereket főleg különböző orosz laboratóriumok és iparosok végzik az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetének (IKI RAN) tudományos felügyelete alatt . Más országok, főleg német , belorusz , francia , olasz és lengyel laboratóriumok hozzájárultak számos eszköz kifejlesztéséhez. A francia részvételt a CNES francia űrügynökség vezeti . A fedélzeti eszközök a következőket tartalmazzák:
In situ elemző eszközökA következő eszközöket használják a Phobos vizsgálatára a földre érkezés után:
A szondának két manipulátor karja van, amelyek talajmintákat gyűjtenek más műszerek táplálásához, vagy közvetlenül a talajra felvitt eszközöket hordoznak. Az egyik ilyen karok részeként kidolgozott együttműködési szerződést között az orosz Szövetségi Űrügynökség és a National Space Administration of China , Kína volt késve kapcsolódó orosz misszió az a mintavételi mechanizmus.. A manipulátor karjai a következő eszközöket hordozzák:
A mintákat, amelyeket vissza kell hozni a Földre, a mintavételt követően egy pneumatikus rendszer szívja le egy csatornán keresztül, amely a szonda tetejére juttatja, ahol a mintakapszula található.
Optikai műszerekA következő eszközöket használják, amikor a szonda pályán van a marsi környezet tanulmányozásához:
A kapszula, amely a mintát a Phobos talajából hozza, tartalmaz egy kis, 88 gramm súlyú, légmentesen lezárt edényt, amely több mikrobakolóniát tartalmaz . A Planetary Society által javasolt LIFE nevű kísérlet célja a panspermia hipotézisének igazolása , vagyis az élet szállítása az univerzumban meteoritokba szorult mikroorganizmusok segítségével . A LIFE kísérlet mikrobái 3 éves utat tesznek az űrbe, hasonló körülmények között, mint amilyenekkel egy meteoritban találkoznának . A tartály 30 mikrobát tartalmaz, külön-külön 3 mm átmérőjű csövekben elhelyezve , valamint a Föld sivatagi régiójában őshonos baktériumot , amelyet 26 mm átmérőjű üregben tárolnak . Ezeket az organizmusokat inaktív (kiszáradt) formában tárolják tápanyagok nélkül, ezért nem képesek szaporodni. Az érzékelők lehetővé teszik a hőmérsékleti viszonyok és az áteső sugárzás szintjének rögzítését. A tartályt úgy tervezték, hogy vízálló maradjon a Mars-rendszer missziójának kudarca esetén, hogy elkerüljék a bolygó vagy holdjainak szennyezését. Ha a mintakapszulának sikerül visszatérnie a Földre, a mikroorganizmusok állapotának lehetővé kell tennie bizonyos válaszok adását a panspermia elméletére.
A Yinghuo 1 egy kicsi kínai keringő, amelyet a Phobos-Grunt szondának le kellett ejtenie, miután beültették a Mars körüli pályára. Yinghuo-nak egy nagyon elliptikus pályán kellett keringenie, amelynek apogeje 74 000 és 80 000 km , a perigee 400 és 1000 km között 72,6 óra alatt megtörtént. A Yinghuo különösen kicsi szonda volt, mert a Phobos-Grunt általi szállítása lehetővé teszi, hogy több berendezés nélkül, különösen a meghajtás szempontjából. Valóban egy 75 × 75 × 60 cm-es kocka volt, súlya 115 kg . Napelemei 6,85 méter szárnyfesztávolságot adtak volna neki. A szondának egy nagy erősítésű, 0,95 méter átmérőjű parabolikus antennát kellett kommunikálnia, amelyen keresztül az adatok 2,5 kilobit / s sebességgel haladnak át az S sávban . A szondának alacsony erősítésű antennája is volt, amely 80 bit / másodperces átvitelt engedett. A szondának 3 tengelyes stabilizációs rendszere volt, és a Mars légkörének és a bolygó környezetének tanulmányozására szolgált. Magában hordozta a plazma tanulmányozásához szükséges tudományos műszereket , a fluxgate magnetométert és egy kis 1,5 kg-os , 4 megapixeles felbontású kamerát . Phobos-Grunt és Yinghuo 1 együttesen végeztek okkultációs kísérleteket. Yinghuo küldetése az volt, hogy 1 évig tartson a Mars körül, ahol egy évig tartózkodnia kellett volna. A kínai szonda 4 tudományos műszert hordoz.
A Phobos-Grunt szondát egy Zenit rakéta indította2011. november 8UT-n 20: 16-kor a Baikonuri Kozmodromtól, és alacsony pályára állították . De a következő manőverek nem a tervek szerint haladtak. A szonda nem indította el a manőverek közül az elsőt, amelynek célja a Mars felé vezető útja volt.
Meghibásodása után a szonda alacsony pályán (207 × 347 km ) indulásától elfordult, és körülbelül 2 óránként forog a Föld körül. A meghibásodás eredetéről 16 nappal az indítás után nem sikerült pontos diagnózist felállítani: ez a meghibásodás nem tette lehetővé a Fregat- szakasz motorjainak felgyújtását, ami lehetővé tette a szonda két fokozatba helyezését. Mars. Ennek a kudarcnak a magyarázatához két forgatókönyvet kell figyelembe venni. Az első forgatókönyv szerint a szonda a lövés előtt nem orientálódott kellő pontossággal. Ez azonban elengedhetetlen feltétele annak, hogy a szonda célba érjen. Ezt az irányt egyrészt a nap az érzékelők segítségével határozzák meg, amelyek a Nap azimutjából vezetik le , másrészt a csillag érzékelőknek köszönhetően : ezek a kamerák képet készítenek az égről, majd szoftver segítségével azonosítják a csillagok megfigyelték és levezetik az űrhajó tájolását. A rendellenesség oka lehet az optikai rész, vagy valószínűleg a szoftveres rész meghibásodása . A második megfontolt magyarázat a szoftver hibája , amely végrehajtja a motor elsütéséhez vezető műveletek sorrendjét.
A földi csapatok megpróbálják visszaszerezni a biztonságos üzemmódba vált szonda irányítását (a napra néző napelemek és a földről érkező parancsok várják a szondát). Először vissza kell állítaniuk az űrhajó által továbbított telemetriát , diagnosztikát kell végrehajtaniuk ezeken az elemeken alapulva, majd ha korrekció vagy megoldás lehetséges, új utasításokat vagy új verziókat kell továbbítaniuk a próbához. A Föld és a szonda közötti kommunikáció a földi állomások hálózatán halad át. Mivel a pálya nagyon alacsony, nagyszámú antennára van szükség ahhoz, hogy hosszú ideig képesek legyenek kommunikálni a szondával. Sajnos Oroszország a Szovjetunió felbomlását követő gazdasági válság következtében elvesztette a korábban bevethető hajók fedélzetén található antennák nagy részét. Az orosz űrügynökség megállapodott az Európai Űrügynökséggel és a NASA-val antennarendszereik, nevezetesen az ESTRACK használatáról . Ezeket a megállapodásokat az indítás után aktiválták, de számos kommunikációs kísérlet ellenére a szonda hallgatott.
A mentést viszonylag rövid idő alatt kellett elvégezni, mert a szonda helyzete gyorsan romolhat.
A 2011. november 23, több rádió kapcsolat létesül az orosz szonda és az Európai Űrügynökség földi állomása között , Perthben , Ausztráliában . A telemetriai adatokat a szonda továbbítja. De az ezt követő kapcsolattartási kísérletek sikertelenek voltak. December elején úgy tűnt, hogy a szemléletszabályozó rendszer már nem működik: lehetetlennek bizonyult annak a szondának az ellenőrzése, amely már nem tud tájékozódni az akkumulátorok újratöltése és kommunikációs antennáinak irányítása érdekében.
A szonda légköri visszatérése a tervek közepén zajlott2012. január. Mivel a földi irányítók már nem tudták ellenőrizni a Phobos-Grunt pályáját, a földi beavatkozások nélkül kezdett szétesni, és garantálni tudta, hogy a törmelék nem száll le lakott területeken. A szonda azonban egy olyan pályán keringett, amely miatt az 51,4 ° déli és 51,4 ° északi szélesség, vagyis többnyire lakott területek között repült. A légköri újbóli belépés megtörtént2012. január 15. A szonda maradványai valószínűleg a chilei Wellington-szigettől 1250 km-re nyugatra, a nyílt tengeren vesztek el .
A meghibásodás eredetét hivatalosan nem jelentették be, de január közepén felmerült egy valószínű forgatókönyv a gyártótól: