Mars Observer

Mars Observe
Space Probe Beskrivelse av dette bildet, også kommentert nedenfor Kunstnerens inntrykk av Mars Observer. Generell data
Organisasjon JPL / NASA
Bygger GE Astro Space
Program Planetary Observer Program
Felt Studie av Mars overflate og atmosfære
Mission typen Orbiter
Status Feil
Start 25. september 1992
Launcher Titan III
COSPAR-identifikator 1992-063A
Tekniske egenskaper
Messe ved lansering 2.573 kg
Ergols Hydrazin , Nitrogenperoksid
Holdningskontroll 3 akse stabilisert
Energikilde Solcellepaneler
Elektrisk energi 1147 watt
Hovedinstrumenter
MAG / ER Magnetometer
GRS Gamma- spektrometer
MOLA Laser høydemåler
PMIRR Infrarødt radiometer
DIN Infrarødt spektrometer
MOC Kameraer

Mars Observer er et romoppdrag NASA lanserte25. september 1992 hvis mål var å studere overflaten, magnetfeltet, atmosfæren og klimaet til Mars . Det er den eneste sonden som er utviklet innenfor rammen av Planetary Observer-programmet, og som skulle gjøre det mulig å produsere billige interplanetære sonder ved å gjenbruke komponenter utviklet for terrestriske satellitter. Kontakt med sonden gikk tapt den21. august 1993, under transitt mellom jorden og Mars, tre dager før innsettingen i Mars- bane av en grunn delvis ubestemt på grunn av fravær av telemetridata. Den mest sannsynlige årsaken nevnt av etterforskningskommisjonen er en lekkasje av drivstoffene etter en kjemisk reaksjon i tilførselsrørene som førte til tap av holdningskontroll og utladning av batteriene.

Kontekst

Konklusjonene fra Viking-programmet

Observasjoner gjort av de to orbiterne og de to landingene av Viking-programmet som ble lansert av NASA i 1976 for å studere Mars, hadde vist at historien til planeten var kompleks både geologisk og klimatisk, så vel som klimaet. Ettersom dagens miljø fortsatte å utvikle seg. . Viking-programmet hadde reist så mange nye spørsmål som det hadde løst. Hovedspørsmålene gjaldt opprinnelsen og historien til overflateformasjoner som uten sikkerhet tilskrives virkningen av gamle elver i innsjøer, organiseringen av de viktigste enhetene til jordskorpen og distribusjonen av mineraler. På overflaten, sammensetningen og dynamikken til polar kapsler samt atmosfærisk sirkulasjon.

For å bestemme de vitenskapelige målene innen solutforskning, stolte NASA den gang på retningslinjene gitt av den vitenskapelige komiteen COMPLEX ( Committee on Planetary and Lunar Exploration ), et utløp for American National Academy of Sciences . Den første komitérapporten om vikingmisjonen (publisert i 1978) ba om et omfattende vitenskapelig leteprogram. Dette skulle omfatte instrumenter for fjernmåling og måling in situ og hadde som mål å bestemme de kjemiske egenskapene til overflaten av Mars, identifisere det atmosfæriske sirkulasjonssystemet på planeten, måle magnetfeltet, spesifisere dets indre struktur. Og bringe jordprøver. tilbake til jorden for å la dem dateres nøyaktig. Rapporten foreslo utvikling av enten mobile laboratorier som sirkulerer på overflaten (astromobiler) eller av et stort antall faste landere utstyrt med våpen for å studere den omkringliggende jorda, spesielt i polarområdene. Rapporten utelukket søket etter et liv i Mars fra målene fordi det mente det var nødvendig å definere den miljømessige og kjemiske konteksten nøyaktig for å kunne tolke resultatene av instrumentene som er ansvarlige for å oppdage tilstedeværelsen av liv og dermed uklarheter. assosiert med instrumentresultater fra vikingoppdrag.

På jakt etter kostnadsoptimalisering

KOMPLEKS-komiteens ønsker kom opp mot en svært ugunstig budsjettsituasjon på slutten av 1970-tallet. Den kostbare utviklingen av den amerikanske romfergen og det stagnerende budsjettet til NASA gir lite penger til vitenskapelige oppdrag. I løpet av denne perioden får bare ett solutforskningsoppdrag grønt lys ( Galileo ). Gjenspeiling av denne situasjonen mellom 1978 og 1989, ingen romfart fra den amerikanske romfartsorganisasjonen er plassert i bane. NASA opprettet i 1981 Solar System Exploration Committee for å definere en strategi som implementerer forskernes behov. Han bemerker at reduksjonen i antall oppdrag automatisk fører til økte kostnader, og at når en misjonsleder endelig har fått grønt lys, blir han ikke oppfordret til å holde seg innenfor budsjettet. Innenfor NASA er det eneste unntaket fra denne drift Explorer-programmet som samler små vitenskapelige oppdrag og har et fast årlig budsjett som gjør det mulig å utvikle nye prosjekter uten å måtte innhente samtykke fra det amerikanske senatet hver gang. (I motsetning til andre romoppdrag) ). Hvert tredje år lanserer Goddard Space Flight Center , som administrerer dette programmet, en innkalling til forslag for å velge nye oppdrag. Overholdelse av denne periodisiteten, som det vitenskapelige samfunnet er kjent med, oppmuntrer den ansvarlige for Explorer-programmet til å holde prosjektene innenfor budsjettgrensene som er tildelt dem.

NASA-komiteen bestemmer seg for å vedta Explorer-programmodellen for utforskningsoppdrag i solsystemet. I tillegg identifiseres tre faktorer som påvirker kostnadene av komiteen: arv, det vil si andelen komponenter som kommer direkte fra tidligere prestasjoner, oppdragets kompleksitet og endringene som ble gjort i prosjektet under utviklingen. Kompleksiteten oppstår ofte fra antall vitenskapelige instrumenter som bæres. Syndromet til det siste skipet som forlot ber NASA om å samle instrumentene som bæres av oppdraget for å oppfylle forventningene fra forskere som vet at de bare vil ha en mulighet i løpet av tiåret. Komiteen bestemmer seg for å dele oppdragene i to hovedkategorier: de som er basert på mestret teknologi og de som krever utvikling av ny teknologi. Basert på studier utført av JPL og Ames samt besøk til ulike satellittprodusenter, mener komiteen at satellitter plassert i bane rundt jorden kan tilpasses for å utføre oppdrag til interne planeter (Mars, Venus). Disse såkalte Planetary Observer- oppdragene må utgjøre hjertet i leteprogrammet ( Core Program ). For oppdrag, hvis mål ligger utenfor banen til Mars, påfører miljøet for store endringer i det termiske reguleringssystemet, telekommunikasjon og energiproduksjon for denne typen romfartøy. Komiteen anbefaler også utvikling av en ny plattform tilpasset disse begrensningene, men uten overdreven kompleksitet, modulær for å kunne være egnet for de ulike oppdragene mot de eksterne planetene uten for viktige modifikasjoner. Tre år etter at konklusjonen kom, definerte komiteen en ny kategori, det utvidede programmet , som grupperer alle oppdragene som krever teknologiske fremskritt: landere , romfartøyer , oppdrag for å returnere prøver fra jorda på Mars eller kometer. Ved å gruppere disse oppdragene, umulige å utvikle med tanke på de budsjettmessige begrensningene som NASA pålegger, prøver komiteen å gjøre dem attraktive for medlemmer av Reagan-administrasjonen, kjent for å være teknofiler og egnet for store tekniske demonstrasjoner.

I løpet av 1980-tallet ble Core-programmet mer attraktivt for beslutningstakere i Washington. Spesielt en av oppdragene, Mars Geoscience / Climatology Orbiter , øker. Det er faktisk resultatet av sammenslåingen av to oppdrag utført for å oppnå tilstrekkelig støtte fra det vitenskapelige samfunnet: et oppdrag for å studere overflaten av Mars (topografisk kartlegging, mineralkartlegging, magnetfelt) og et oppdrag for å studere Mars atmosfære. . Men sammenslåingen av de to prosjektene, som må inneholde seks instrumenter, inkludert to for å studere atmosfæren, gjør prosjektet relativt komplisert. den OMB , som forvalter budsjettet i Det hvite hus, gir avtalen i 1983 for utvikling av oppdraget som er døpt Mars Observer , men den nekter at Kjerne Program opererer på de samme basene som Explorer-programmet (fast årlig budsjettbevilgning og dispensasjon fra en avtale fra Senatet).

Produsentvalg

Lanseringen av et anbud fra produsenter for bygging av en vitenskapelig satellitt ble tidligere utført når definisjonen av vitenskapelige mål og valg av innebygde instrumenter var fullført. For å ta hensyn til beslutningen om å tilpasse en eksisterende satellittype, blir beslutningen omvendt for Mars Observer , anbudsinnkallingen spesifiserer bare nyttelastens masse, energiforbruket og systemets presisjon.

Utvikling av Mars Observer- prosjektet

Det vil ta 12 år før lanseringen av det første Mars-oppdraget å svare på spørsmålene reist av dataene som er samlet inn av Viking-programmet. Mars Observer er opprinnelig utformet som en rimelig oppdrag ved å bruke en kommersiell satellitt plattform og en modulær design gir enkel integrasjon av vitenskapelige instrumenter. Men veldig raskt etter den effektive starten på utviklingen som ble lansert i 1984, økte kostnadene: det opprinnelige budsjettet på 250 millioner dollar endelig nådd, inkludert bæreraketten, 850 millioner dollar (959 millioner dollar ifølge en annen kilde). JPL-senteret som var ansvarlig for prosjektet, forlot gradvis det opprinnelige konseptet basert på enkelhet og bruk av tilgjengelige komponenter.

Vitenskapelige mål

Mars Observer- oppdraget tar sikte på å studere geologien og klimaet til planeten Mars. Målene er:

Romsondens tekniske egenskaper

Sonden, med en masse på 2573  kg inkludert 1346  kg drivmidler og 156  kg vitenskapelige instrumenter, er avledet fra Satcom-K og DMSP / TIROS telekommunikasjonssatellitter . Rektangulær form (2,1 × 1,5 × 1,1  m ) sonden setter ut i bane rundt de to 6 meter lange stolpene til magnetometeret, så vel som den 5,5 meter lange bommen som støtter den store parabolantennen. Får 1,5 meter i diameter for å frigjøre den fra solcellepaneler. Disse var sammensatt av 6 paneler som danner et sett på 7 × 3,7 meter som gir 1147 watt på nivå med Mars-banen. Under transporten mellom jorden og Mars ble bare fire paneler utplassert for å begrense produsert energi.

Vitenskapelige instrumenter

Romsonden har 6 vitenskapelige instrumenter: Mars Observer bærer syv instrumenter:

Gjennomføring av oppdraget

Start August 1992, er Mars Observer- romsonden festet til toppen av TOS-rakettstadiet (et IUS- rakettstadium ), og deretter plasseres forsamlingen på slutten av måneden på toppen av Titan III CT-4- bæreraketten . Men24. august, Orkanen Andrew feide gjennom Sør- Florida . Selv om sonden er trygg under kledningen av raketten, er det forurenset med støv hevet ved orkan. Den må demonteres fra bæreraketten og deretter rengjøres som en hastesak fordi lanseringsvinduet til planeten Mars som åpner på16. september stenger på 13. oktober. Til slutt,25. september 1992, tar Titan III-raketten av fra Cape Canaveral lanseringsbase og plasserer Mars Observer i sin bane . De som har ansvaret for oppdraget bestemmer seg for å utsette trykket på fremdriftssystemet ved ankomst i sikte på Mars for å unngå en funksjonsfeil som hadde hindret oppdraget til Viking 1 . De to korrigeringene av banen gjøres samtidig med fremdrift i "blow down" -modus (drivstoffet er ikke under trykk, noe som reduserer skyvkraften). I mars / april ble forsøk på å oppdage gravitasjonsbølger gjort uten suksess ved å prøve å oppdage deres dopplereffekt på radioutvekslinger mellom Mars Observer og romsonder Galileo og Ulysses . Under transport til planet Mars, GRS gamma -spektrometer brukes også sammen med de Ulysses detektorer og CGRO gamma romobservatorium for å lokalisere kilder til gammaglimt ved triangulering . 11 hendelser av denne typen blir oppdaget, hvorav den ene er plassert i en del av rommet som gir 1 x 4 bueminutter. De 21. august, tre dager før innføring i bane rundt Mars, starter kontrollsystemet automatisk kommandoene for å presse drivstofftankene som brukes av hoveddrivsystemet for å forberede manøveren. De siste telemeturdataene fra romfartssonen mottas umiddelbart før tenningen av de pyrotekniske ladningene som skulle utløse åpningen av drivstoffventilene. Alle påfølgende forsøk på å gjenopprette kontakt de neste månedene mislykkes, og NASA formaliserer tapet av romfartssonen.

Konklusjoner fra undersøkelseskommisjonen

En undersøkelseskommisjon oppnevnes for å fastslå opprinnelsen til hendelsen som førte til tapet av Mars Observer . Konklusjonene i rapporten er som følger:

Konsekvenser

Mars Observer var den dyreste romsonden som ble lansert av NASA til dags dato. Mislykket dette oppdraget fører til en fullstendig revisjon av den amerikanske strategien for å utforske solsystemet. NASA bestemmer seg nå for å lansere mindre sofistikerte romsonder, men med redusert budsjett: Målet er ikke å miste alt i tilfelle feil, samtidig som det tillates et større antall oppdrag med en forkortet utviklingssyklus. Mottoet til det nye Discovery-programmet er "bedre, raskere, billigere" . Målene som ble tildelt Mars Observer blir overtatt av Mars-sonder som ble lansert senere: kopier av de vitenskapelige instrumentene til Mars Observer vil derfor være om bord på Mars Global Surveyor- sonder lansert i 1996, Mars Climate Orbiter lansert i 1998, Mars 2001 Odyssey ble lansert i 2001 og Mars Reconnaissance Orbiter ble lansert i 2005.

Merknader og referanser

Merknader

Referanser

  1. (i) Arden L. Albee et al. , "  Oversikt over Mars Global Surveyor Mission  " , Journal of Geophysical Research, , vol.  106, n o  E10,25. oktober 2001, s.  23291 ( les online )
  2. Leting og prosjektering - Jet Propulsion Laboratory og søken etter Mars , s.  9
  3. Leting og prosjektering - Jet Propulsion Laboratory og søken etter Mars , s.  9-10
  4. Leting og prosjektering - Jet Propulsion Laboratory og søken etter Mars , s.  10-12
  5. Leting og prosjektering - Jet Propulsion Laboratory og søken etter Mars , s.  12-13
  6. Leting og prosjektering - Jet Propulsion Laboratory og søken etter Mars , s.  13-14
  7. Ulivi og Harland 2009 , s.  327-328
  8. "  NSSDC Master Catalog: Mars Observer  " , NASA (åpnet 17. november 2011 )
  9. NASA pressesett op. cit. , s.  32-33
  10. (in) "  Mars Observer - Mars Orbiter Camera (MOC)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  11. (in) "  Mars Observer - Thermal Emission Spectrometer (TES)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  12. (in) "  Mars Observer - Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  13. (in) "  Mars Observer - Magnetometer / Electron Reflectometer (MAG / ER)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  14. (in) "  Mars Observer - Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  15. (in) "  Mars Observer - Pressure Modulator Infrared Radiometer (PMIRR)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  16. (in) "  Mars Observer - Gamma Ray Spectrometer (GRS)  " på NASA NSSDC Master Catalog , NASA (åpnet 10. januar 2016 )
  17. Ulivi og Harland 2009 , s.  329-333
  18. MARS OBSERVER Mislykkesundersøkelsesstyrets rapport 2013 , s.  B-3 til B-6

Bibliografi

NASAAndre verk

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker