Первый этап «ЭкзоМарса» реализован наполовину

Schiaparelli
С.Филипенков
Сергей Филипенков,
редактор журнала «Авиапанорама», кандидат медицинских наук, доцент
Европейское космическое агентство (ESA) начало изучать возможности посылки автоматической межпланетной станции к Красной планете в 1970­-х –1980­-х. В июне 2003 года российская ракета «Союз-ФГ», стартовавшая с космодрома Байконур, отправила к планете Marsexpress, который в декабре вышел на орбиту вокруг Марса. однако, ещё в 2002­-м, Европой был инициирован проект ExoMars («ЭкзоМарс»), который рассматривался как специализированная посадочная миссия для поиска признаков жизни. для решения этой задачи в 2009 году предполагалось вслед за США высадить марсоход по имени Pasteur, названной в честь знаменитого микробиолога Луи Пастера. Этой научно­-исследовательской миссией европейцы захотели подтвердить или опровергнуть данные американских аппаратов «Викинг» о том, что жизни на Марсе никогда не было. однако из-­за финансовых проблем Европы и неуступчивости Северной Америки ExoMars стал совместным проектом Госкорпорации «РОСКОСМОС» и ESA, направленным на детальное изучение поверхности, атмосферы и климата Марса. одна из основных целей — это поиск признаков жизни. Предыдущие исследования, проведённые с помощью автоматических межпланетных станций (АМС), так и не смогли ответить на этот вопрос, в частности, неизвестно, откуда в марсианской атмосфере взялся метан. На земле этот газ является как продуктом биологических процессов, так и результатом вулканической активности или гидротермальной деятельности. Миссия ExoMars — изучить выбросы метана и других газовые примесей, находящихся в виде следов в атмосфере Марса. частичный успех миссии заключается в том, что орбитальный модуль вышел на орбиту вокруг Марса, его аппаратура и бортовые системы работают нормально, и он будет исследовать планету около года. Неудачное десантирование с катастрофой посадочного модуля повлияет на второй этап программы ESA, если НПО им. С. А. Лавочкина не найдёт собственное оптимальное решение для посадочной платформы, предназначенной для высадки марсохода «Пастер» в 2020 г.

15 октября все системы Schiaparelli были включены и протестированы. Специалисты ЦУПа подготовили и загрузили коды программ для автономной работы демонстрационного посадочного модуля во время его трёхдневного пассивного полёта и последующего входа в атмосферу. Далее ожидалось следующее.
16 октября 2016 года состоится отделение демонстрационного десантного модуля Schiaparelli («Скиапарелли») от орбитального модуля TGO (Trace Gas Orbiter). До этого в течение нескольких дней последний будет развернут модулем Schiaparelli к Солнцу, получая необходимое тепло, чтобы сэкономить электроэнергию для поддержания рабочей температуры после отделения от TGO.
Демонстрационный посадочный модуль Schiaparelli должен был войти в атмосферу Марса 19 октября 2016 г. в 14:42 UTC на высоте 122,5 км и совершить посадку через шесть минут. Приём информации на этапе спуска обеспечит европейский КА Mars Express, работающий с 2003 года на орбите спутника Марса.
17 октября, примерно через 12 часов после отделения Schiaparelli, модуль TGO предпримет маневр отклонения, выводящий его в расчётную точку для выхода на орбиту вокруг Марса. 19 октября в 13:09 UTC орбитальный модуль начнёт выдачу 134­-минутного тормозного импульса. В результате торможения КА снизит свою скорость на 1550 м/с и выйдет на орбиту спутника Марса. TGO начнёт свою научную миссию в конце 2017 года, после года сложных маневров торможения и перехода на круговую орбиту. Впоследствии он также будет выступать как ретранслятор сигналов, передаваемых с ровера, который войдёт в состав следующей миссии проекта ExoMars.
Специалисты Европейского космического агентства получили 19 октября радиосигнал от посадочного модуля Schiaparelli миссии ExoMars, однако он прервался незадолго до расчетного времени посадки аппарата на планету. Сигнал непосредственно с посадочного модуля принимала для ЕКА индийская станция в г. Пуне. Одновременно поток телеметрии со Schiaparelli шел на орбитальный аппарат TGO, который в это время отрабатывал тормозной импульс для выхода на орбиту. Индийская станция подтвердила все этапы посадки вплоть до отстрела парашюта и начала финального спуска на двигателях на поверхность Марса. Информация, записанная и переданная TGO, требует существенного времени на обработку.
Нештатная ситуация с десантным модулем Schiaparelli («Скиапарелли») миссии ExoMars2016 произошла после отстрела тормозного парашюта, заявил на пресс­-конференции утром 20 октября руководитель группы управления Андреа Аккомаццо. «У нас есть вся информация, чтобы разобраться в том, что произошло», — сказал Аккомаццо на пресс­-конференции в немецком Дармштадте.
Представители Европейского космического агентства сообщили, что основные этапы спуска вплоть до сброса хвостового обтекателя с парашютом прошли штатно. Сам же сброс состоялся раньше расчетного времени, после чего аппарат Schiaparelli работал нештатно. Уже известно, что бортовой радиолокатор включился, работал и снабжал систему управления данными о высоте и скорости полета. Известно также, что посадочные двигатели также включились и работали всего лишь несколько секунд, вместо запланированных 30 секунд по циклограмме. Однако пока не установлено, на какой высоте они выключились и почему, но сигнал с Schiaparelli прервался за 50 секунд до расчетного времени касания поверхности Марса.
Неудача с посадкой «Скиапарелли» негативно отразится на планах ЕКА по доставке марсохода Pasteur («Пастер») на Марс в 2020 году, об этом заявил на той же пресс­-конференции представитель ЕSА Оливье Витасс (Olivier Witasse). Однако последствия от неудачного «примарсения» посадочного модуля Schiaparelli не будут критическими, если за дело возьмётся НПО им. С. А. Лавочкина. «Если предположить, что на «Скиапарелли» произошла катастрофа — но пока об этом еще рано говорить — то да, можно говорить о том, что эта неудача повлияет на наши планы. С другой стороны, надо понимать, что посадочный модуль не будет простой копией Schiaparelli — проект системы заметно поменялся в последние годы, и сейчас мы активно сотрудничаем с РОСКОСМОСОМ в разработке систем посадки», — прокомментировал ситуацию Оливье Витасс, один из ведущих специалистов миссии ExoMars в ЕSА и руководитель миссии Mars Express.
Посадочная платформа для марсохода Pasteur, который по планам ЕSА должен быть отправлен к Марсу в 2020 г., разрабатывается в российском НПО имени С. А. Лавочкина. В России создается также часть научных инструментов, которые будут работать на ней долгое время после посадки на Марс. «Российские специалисты создают свою собственную платформу для посадки, которая будет использовать лишь часть, но не все технологии Schiaparelli. Поэтому можно сказать, что эта возможная неудача повлияет, но не кардинальным образом, на планы по отправке ровера в 2020 году», — продолжает Витасс.
Как отметил Витасс, данные Mars Express и индийского радиотелескопа на Земле позволяют говорить лишь о том, что сигнал был потерян за несколько мгновений до посадки, однако то, что произошло дальше, пока остается неизвестным и подлежит расследованию. «Теперь нам ясно, что миссия не завершилась штатным номинальным образом, но мы пока можем только гадать о том, что пошло не так», — отметил он и добавил, что запись сигнала при помощи радиотелескопа в Индии была смелым экспериментом со стороны ЕSА. У специалистов нет уверенности в том, был ли сигнал потерян из­за большого расстояния до Марса или из­за реальных проблем на модуле Schiaparelli. Как заметил Витасс, на текущий момент ситуация с состоянием посадочного модуля остается неопределенной, пока специалисты ЕSА обрабатывают данные, которые должен был получить зонд TGO, пролетавший над местом посадки Schiaparelli. «Данные с TGO крайне важны по той причине, что они содержат в себе телеметрические данные, которых не было в сигнале с радиотелескопа на Земле и в данных с Mars Express. Сегодня у нас будет два набора данных, которые помогут нам разобраться в том, что произошло и понять, в каком состоянии находится Schiaparelli», — отметил ученый.
Даже если Schiaparelli разбился, Витасс заверил журналистов в том, что фотографии, полученные его камерой, были переданы на TGO, поэтому специалисты ЕКА в скором времени их получат, когда орбитальный модуль в очередном сеансе связи снова начнет передавать собранную информацию во время посадки модуля. Эти снимки, как надеются инженеры ЕSА, помогут нам понять, что именно произошло с посадочным модулем.
Научный руководитель Института космической политики Иван Моисеев также считает, что ситуация со Schiaparelli не повлияет на реализацию второго этапа миссии «ЭкзоМарс», которая планируется на 2020 год. «Поскольку проект уже идет, я думаю, что специалисты продолжат его, но усилят работы в части посадки. В любом случае, все будут решать руководства Европейского космического агентства и Роскосмоса», — пояснил он. Говоря о ситуации с модулем Schiaparelli, эксперт сказал: «Насколько я знаю, последний сигнал со Schiaparelli пришел перед включением двигателей. Плюс, по моим данным, парашют раскрылся нормально. А перед включением двигателей сигнал пропал». «Могло что­-то произойти с двигателем или потеря ориентации антенны, которая передает сигнал. Еще мог быть такой вариант: модуль мог приземлиться на камень. Если это происходит, то аппарат падает на бок и антенна также теряет связь, сигнал прекращается», — считает Моисеев.
По его словам, миссия Schiaparelli успешна и выполнена на 50%. «У него из-­за резкого торможения сработал парашют; вот подсказка для инженеров, которые будут делать марсоход для второго этапа, который будет в 2020 году, что нужно особенное внимание обратить на последний этап посадки. Это уже после раскрытия парашюта и торможения. Особенное внимание нужно обратить на последнее включение двигателей и непосредственное соприкосновение с поверхностью», — уточнил эксперт. Например, по его словам, можно поставить запасные двигатели, ввести дублирующее управление модулем, предусмотреть возможность посадки на неровную поверхность.
Директор ЕКА Йоханн­-Дитрих Вернер уже сообщил, что второй этап программы «ЭкзоМарс» нуждается в дополнительном финансировании в размере €300 млн. Объем финансирования может быть определен на министерской конференции стран­участниц ЕКА в декабре 2016 года. Спускаемый модуль «ЭкзоМарса» совершил посадку на планету.
«Мы до сих пор не можем точно сказать, что произошло», — пояснил глава отдела межпланетных миссий Европейского центра управления космическими полетами Андреа Аккомаццо. В свою очередь, куратор миссии от французской компании Tale Фредерик Безиа отметил: «Аппарат совершенно точно приземлился на поверхность Марса. Но вот в каких условиях это произошло, пока неясно. Сигнал был сразу потерян».
После посадки аппарата его двигатели успели отработать всего несколько секунд. Аккомаццо уточнил, что спуск на парашюте прошел в целом штатно, однако примерно за 50 секунд до ожидаемой посадки модуль перестал передавать данные. Предварительные данные указывают на то, что при приземлении Schiaparelli его скорость была слишком высокой, и это могло привести к повреждению.
Как отмечаются в пресс-­релизе ЕКА, парашют раскрылся раньше, чем предполагалось. В агентстве уточнили, что от модуля получено 600 мегабайт данных, которые предстоит расшифровать.
Schiaparelli должен был совершить посадку на поверхность Марса в среду, в 17:48 мск, на плато Меридиана. Частично данные от модуля во время посадки передал на Землю спутник­-ретранслятор «Марс­экспресс». Они не позволили специалистам сделать какие­либо выводы о состоянии аппарата.
Орбитальный модуль TGO (Trace Gas Orbiter) успешно отработал тормозной импульс и вышел на орбиту вокруг Марса. Сигнал с TGO был получен на станции ЕКА Маларгуэ в Аргентине почти точно в расчетное время — 19 октября в 19:35 декретного Московского времени.
Напомним, что TGO начал торможение 19 октября в 16:04 декретного московского времени, а подтверждение включения пришло на Землю через 10 минут. Тормозные двигатели аппарата развивали чуть большую тягу, чем было заложено в проект, и отработали 134 минуты вместо 139 по плану, обеспечив снижение скорости TGO на 1550 метров в секунду. Финальный участок торможения не мог наблюдаться с Земли, так как TGO скрылся за диском Марса, и сигнал с него пропал. Завершив торможение, TGO построил ориентацию на Землю, и после выхода из­за Марса станция ЕSА получила его сигнал. Сигналы от космического аппарата TGO принимаются круглосуточно на станциях дальней космической связи Европейского космического агентства (система ESTRACK) в Маларгуэ (Аргентина) и NASA (система DSN) в Канберре (Австралия) и Мадриде (Испания). На территории России сигналы TGO будут принимать станции в Медвежьих озерах (Московская область) и Калязине (Тверская область), но их рабочая зона ограничена малым периодом видимости Марса с высоких широт. По принимаемым сигналам можно будет судить о начале маневра и о выходе аппарата из радиотени Марса после окончания торможения.
В результате выполненного маневра орбитальный модуль вышел на высокоэллиптическую орбиту спутника Марса, на которой будет оставаться до конца 2016 г. Затем он проведет цикл аэродинамического торможения в верхней атмосфере планеты, чтобы снизиться до рабочей орбиты. Орбитальный аппарат TGO в будущем планируется использовать в качестве станции­-ретранслятора для работающих на планете марсоходов Curiosity и Opportunity (NASA) и марсохода Pasteur следующей миссии ЕxoМars2020.

P.S.: 25 октября ЕSА назвало основную причину катастрофы модуля «Скиапарелли». Посадочный модуль разбился при примарсении из­-за зависания программы, считывавшей данные с радара-­высотометра, которое заставило операционную систему посадочного модуля считать, что он уже сел, сбросить парашюты и отключить двигатели на высоте в 2­4 км, – сообщил директор центра управления полетов ЕSА Рольф Денсинг».
На текущий момент в ESA смогли реконструировать следующее – программа, работавшая с радаром и системой замера высоты, неправильно «общалась» с общей системой навигации «Скиапарелли». «Она зависла или не отвечала на вызовы операционной системы лендера достаточно долгое время, в результате чего был сброшен парашют. Затем ОС модуля посчитала, что он уже находится на земле, и отключила двигатели», — объяснил директор.По его словам, в момент зависания «Скиапарелли» находился на высоте примерно в 2­4 км над поверхностью Марса, в результате чего произошла катастрофа и он рухнул на плато Мередиана, предположительно взорвавшись в том месте, где он должен был сесть. Подобный сценарий, как отмечает Денсинг, хорошо укладывается в то, что мы знаем о неполадках во время посадки «Скиапарелли» – парашют, как ранее заявляли в ЕSА, мог отделиться на 17­20 с раньше расчетного времени, а двигатели проработали всего 3 с вместо запланированных 30. По его словам, эти выводы пока не являются окончательными, но они не сильно изменятся.

Полная версия статьи опубликована в номере 5(119)-2016 г.

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика