Organisasjon | Roscosmos |
---|---|
Felt | Phobos- studie , returner prøve av jorda fra Phobos til jorden |
Mission typen | Lander |
Status | Feil |
Start | 8. november 2011 |
Launcher | Zenit -2M |
Varighet | 3 år |
COSPAR-identifikator | 2011-065A |
Messe ved lansering | ~ 2 tonn |
---|
MELLOMROM | Molekylær sammensetningsanalyse av jorda |
---|---|
MDGF | Gamma-spektrometer |
HÅND | Nøytronspektrometer |
Lazma | Massespektrometer med flytid |
MANAGA | Massespektrometer |
THERMOFOB | Termisk sonde |
RLR | Langbølgeradar |
Seismo-1 | Seismometer |
MIMOS | Mössbauer spektrometer |
METEOR-F | Mikrometeorittdetektor |
DIAMANT | Støvdetektor |
FPMS | Plasmanalyse |
AOST | Fourier infrarødt spektrometer |
TIMM-2 | Sol okkultasjon spektrometer |
MicrOmega | Spektralmikroskop |
TSNG | Kameraer |
Phobos-Grunt ( russisk : Фобос-Грунт , som betyr "Jord fra Phobos") er et russisk romoppdrag ment for studiet av Phobos , en av de to naturlige satellittene på planeten Mars . Den ble trygt lansert den8. november 2011men kunne ikke nå sin bane mot Mars. Etter flere uker uten kontroll i lav bane falt den derfor tilbake til jorden på15. januar 2012i midten av Stillehavet, 1250 km vest for Wellington Island , utenfor kysten av Chile .
Etter å ha blitt plassert i bane rundt Mars, skulle romsonden på omtrent to tonn utføre en første fase av fjernstudie av månen og Mars-miljøet som varte i noen måneder. Sonden skulle da lande på overflaten av Phobos for å studere dens egenskaper i et år. Phobos-Grunt inkluderer en modul som er ansvarlig for å bringe tilbake en prøve av Phobos-jord til jorden (ca. 200 g ) hvis returdato var planlagt iaugust 2014. For å utføre undersøkelsene tok Phobos-Grunt rundt tjue vitenskapelige instrumenter, hvorav noen ble utviklet i samarbeid med forskningsorganisasjoner fra flere europeiske land som Tyskland , Frankrike , Italia og Sveits . Sonden ble sjøsatt av en Zenit- rakett - Fregat le8. november 2011 etter en første utsettelse i 2009, men kunne ikke injiseres i Mars-bane som planlagt.
Månen Phobos kan være en gammel asteroide fanget av Mars. Et av målene med Phobos-Grunt var å bekrefte denne opprinnelsen. Dataene som ble samlet inn, kunne også ha gitt ledetråder til begynnelsen av solsystemet så vel som Mars historie. Sonden bar også den kinesiske mikrosatellitten Yinghuo 1 , som skulle plasseres i bane rundt Mars for å studere samspillet mellom planetens atmosfære og solvinden .
Oppdraget til Phobos-Grunt var komplekst: tilnærmingen til Phobos er delikat fordi svakheten ved månens tyngdekraft ikke tillater å bli plassert i bane rundt denne før landing. Forsinkelsene i telekommunikasjon med jorden krevde også at sonden landet helt autonomt på den uregelmessige overflaten av Phobos, en øvelse som ble enda vanskeligere på grunn av tyngdekraftens svakhet . Til slutt krevde utvinningen av prøven fra jorda fra Phobos suksessen med et stort antall trinn, alt fra prøveinnsamling til atmosfærisk gjeninntreden på jorden via en lang transitt mellom Mars og Jorden utført i fullstendig autonomi av de små (en litt over 200 kg ) returmodul.
Phobos-Grunt skulle markere Russlands retur i feltet for utforskning av solsystemet , som det hadde forlatt etter å ha dominert det i begynnelsen av romerobringen : det siste oppdraget av denne typen, mars 96 , dateres tilbake til 1996 og hadde også vært en fiasko.
Fram til begynnelsen av 1980-tallet spilte sovjetisk astronautikk en viktig rolle i utforskningen av solsystemet . Forsvinningen av geopolitiske innsatser på grunn av slutten av den kalde krigen , dominansen av amerikansk astronautikk , den økonomiske tilbakegangen i landet og mangelen på suksess for de siste planetoppdragene, kombinert for å føre til at denne aktiviteten forsvant fra det sovjetiske romprogrammet. ... Det siste interplanetære oppdraget for å nå sine mål dateres tilbake til 1986 med Vega-programmet . Siden den gang har Sovjetunionen , hvis romprogram ble overtatt i 1991 av Russland , kun lansert tre romsonder : de to romskipene Phobos Program (1988 og 1989) og Mars 96 (1996), som alle har vært ofre for svikt. (av bæreraketten for mars 96 ) før de hadde fullført sitt oppdrag. Gjenopprettingen av den russiske økonomien, drevet av høye råvarepriser på 2000-tallet, ga nye ressurser til et russisk lederteam på jakt etter internasjonal anerkjennelse. I 2005 ble en ambisiøs 10-årsplan kunngjort for å starte romfart på nytt som ikke ville være strengt utilitaristisk. Phobos-Grunt er den første i en serie russiske interplanetariske oppdrag til Månen , Mars og Venus planlagt i tiåret 2010.
Phobos er en av de to naturlige satellittene til planeten Mars . Liten (27 × 22 × 19 km ) og veldig uregelmessig sirkulerer den på bane nesten sirkulær veldig lav (gjennomsnittlig høyde på ca 6000 km ) som avtar relativt raskt, noe som skulle resultere i ødeleggelse av tidevannskraft om noen få millioner år. Opprinnelsen til Phobos er ikke kjent med sikkerhet: denne satellitten til Mars er utvilsomt en asteroide fanget av Mars, men kan også være et stykke av en større satellitt av Mars som ville ha gått i stykker. Phobos er en mørk kropp som ser ut til å være sammensatt av kondrittkarbon , en sammensetning som ligner på asteroider av type C i asteroidebeltet utenfor. Tettheten til Phobos er spesielt lav (1,85), noe som kan forklares med tilstedeværelsen av is eller hulrom; den sovjetiske romsonden Phobos 2 hadde oppdaget en svak, men permanent avgassing, men hadde brutt sammen før den kunne spesifisere dens natur. Månen er dekket med et tykt lag med regolitt og er full av kratere, den største av dem, Stickney , har en diameter på 9 km .
Phobos-Grunt er den tredje romsonden dedikert til studiet av Phobos. De to sovjetiske sonderne, Phobos 1 og Phobos 2 som gikk foran den, ble lansert i 1988-1989 mot Mars månen, men var ofre for feil før de hadde oppfylt sitt mål.
Hovedmålet med Phobos-Grunt sitt oppdrag er å bringe en jordprøve fra Phobos tilbake til jorden. Viktigheten av dette målet gjenspeiles i massen av nyttelasten som er viet det: kjøretøyet som bringer prøven representerer en masse større enn 250 kg, mens 50 kg tildeles til resten av nyttelasten representert av instrumenter. Ved å bringe en jordprøve tilbake til jorden, kan mye mer informasjon fås i laboratorier på jorden enn med instrumentene ombord på sonden, hvis kapasitet er sterkt begrenset av masse- og energibegrensninger.
Det andre målet med Phobos-Grunt er å utføre fysisk-kjemiske analyser på stedet av jorden til Phobos. Som tilbehør må sonden studere gassstrålene oppdaget av Phobos 2- sonden og se etter eventuelle islommer.
Utfoldelsen av Phobos-Grunt-oppdraget gir også muligheten til å studere Mars atmosfære og klima. Det forventes faktisk at sonden, før den lander på Phobos, vil tilbringe flere måneder i en kvasi-synkron bane med Phobos i en høyde som tilsvarer 2 Mars-stråler og utføre 3 revolusjoner av planeten per dag. Dens posisjon gjør det mulig å krysse de forskjellige lagene i plasma og observere daglige værsykluser eller de som utvikler seg på kort tid. Disse observasjonene er likevel begrenset av varigheten av oppholdet i bane og kan bare forholde seg til områder nær ekvator på grunn av den lave tilbøyeligheten til bane. Observasjoner av Mars og atmosfæren fra bakken til Phobos vil være begrenset fordi landingsstedet er på forsiden av Phobos som ligger overfor Mars. I bane må sonden:
Banen fant sted den 8. november 2011ved åpningen av lanseringsvinduet som lar omtrent hvert annet år nå planeten Mars. Lanseringen utføres fra Baikonur-lanseringsbasen i Kasakhstan som brukes av flertallet av russiske sivile lanseringer. Lanseringen er Zenit -2FG raketten som har to trinn. Phobos-Grunt-sonden med Fregat -SB- scenen settes først inn i en elliptisk bane på 207 × 347 km med en helning på 51,8 °. Den andre fasen av Zenit-raketten blir droppet. Etter å ha gjort 1,7 omdreininger rundt jorden etter 2,5 timer, slås Fregat-trinnmotorene på for å plassere sonden i en elliptisk bane på 250 × 4.710 km med en periode på 2,2 timer; den avtakbare toroidetanken på Fregat-scenen, som innholdet ble brukt til denne manøveren, ble også frigitt. Fregat-SB-scenen avfyres igjen litt før den har fullført en revolusjon (etter 2,1 timer) for å injisere sonden i en overføringsbane mot planeten Mars.
Romsonden begynner sin reise til Mars som varer 10 til 11 måneder. I løpet av dette er det stabilisert tre akser . Flere kurskorrigeringer er planlagt under denne transitt - 10 dager etter lansering, 80 dager før ankomst og 14 dager før ankomst - for å tillate sonden å bane rundt Mars på det nøyaktige punktet som designerne ønsker. Phobos-Grunt ankommer Mars rundt11. september 2012 ; Fregat-scenen brukes en siste gang for å bremse sonden på 800 meter per sekund, noe som gjør at Phobos-Grunt kan passe inn i en veldig elliptisk bane rundt planeten Mars på 800 × 75 900 km med en helning på 39 ° og en periode på 3 dager. Fregat-scenen blir kastet, og den kinesiske satellitten Yinghuo-1 løsner fra sonden og begynner i denne bane et vitenskapelig datainnsamlingsoppdrag som varer 1 år.
Sonden må foreta en første fjernstudie av Phobos for å forberede seg på landing. Den uregelmessige formen på månen og dens nærhet til Mars forhindrer en stabil bane av Phobos-Grunt rundt månen. Faktisk er sonden begge påvirket av gravitasjonsfeltet til Mars og Phobos. For at den skal kunne bane rundt Phobos og ikke Mars, må radiusen av bane sin være mindre enn en verdi som skyldes masseforholdet mellom Phobos og Mars og deres respektive avstand. Phobos er veldig nær Mars og har relativt lav masse sammenlignet med Mars, og denne radiusen er omtrent 16 km . Tatt i betraktning den veldig uregelmessige formen til Phobos, er bane ved kanten av Hill-sfæren til Phobos ikke levedyktig. Sonden må derfor plasseres i en synkron bane med Phobos for å observere den.
For å oppnå dette utføres en to-trinns manøver. Til30. september 2012, perigee av banen til Phobos-Grunt blir hevet til 6.499 km som plasserer sonden i en bane på 3,3 dager. En annen manøver mot8. oktoberforvandler den sterkt elliptiske banen til en 6 471 km sirkelbane som kjøres på 8,3 timer. Phobos-Grunt er nå i en bane parallelt med Phobos, men i en høyere høyde på 400 til 500 km . I denne bane passerer sonden nær månen hver 4. dag; Phobos-Grunt begynner deretter en observasjonsfase for å utføre nøyaktige navigasjonsmålinger som vil bli brukt til å komme nærmere månen igjen. Til14. januar, endrer sonden sin bane igjen for å plassere seg i en bane på rundt 6000 km nesten synkron med Phobos. Sonden holder seg nå i en avstand på mellom 50 og 130 km fra månen. Derfra brukes optiske instrumenter til å kartlegge overflaten og finne et landingssted.
Så snart sonden er i bane rundt Mars, begynner den vitenskapelige observasjoner. I kvasi-synkron bane kan sonden ta målinger av solenergi 3 ganger om dagen.
Datert | Fase |
8. november 2011 | Start |
8. november 2011-11. september 2012 | Transitt til Mars |
11-30. september 2012 | Innsetting i Mars-bane Frigjøring av den kinesiske sub-satellitten |
8. oktober 2012-14. januar 2013 | Observasjonskampanje fra bane |
14. januar 2013-14. februar 2013 | I kvasi-synkron bane med Phobos |
14. februar 2013 | Lander på bakken til Phobos |
14-18. februar 2013 | Samle Phobos jordprøve og ta av returmodulen |
14. februar 2013-14. februar 2014 | Operasjoner på bakken til Phobos |
18. februar 2013-august 2014 | Gå tilbake til jorden av kapselen som inneholder jordprøven fra Phobos |
De 9. februar 2013begynner sonden landingsfasen. Mens det er mindre enn 60 km fra månen, følger den først en overføringssti som bringer den 12 km fra Phobos, og senker den vertikalt mot bakken. Hele landingssekvensen varer 40 minutter. Ankomsten til bakken er et av oppdragets delikate øyeblikk, fordi sonden bare veier 400 gram på Phobos, og den kan sprette eller til og med velte hvis det gjenstår en del av den horisontale hastigheten når du tar kontakt. Når sonden treffer bakken, brukes thrusterne til å takle sonden. Landingsstedet som ble valgt, måtte i utgangspunktet være på ansiktet til Phobos permanent vendt mot Mars for å tillate at visse instrumenter også observerte planeten. Landingssonen som endelig er beholdt, ligger på motsatt side for å dra nytte av bedre belysning og dermed mer energi, samt for å lette kommunikasjonen med jorden. Plasseringen til landingsstedet tillater ikke optiske observasjoner av Mars, og plasmaobservasjoner er begrensede og kan lide av forstyrrelser introdusert av nærheten til Phobos. Det er ikke helt utelukket at sonden, når grunnoppdraget er fullført, vender tilbake til bane for å fullføre disse observasjonene. En prøve av jorda fra Phobos tas umiddelbart etter landing; samlingens fremgang, delikat i den grad det må gjøres i svært lav tyngdekraft, er spredt over 2 dager til en uke. Jordprøven på ca. 200 g plasseres i en kapsel plassert på toppen av sonden som skal tilbake til jorden. De 15 vitenskapelige instrumentene, som representerer en masse på omtrent 50 kg, begynner sin in situ- analyse mens re-entry-modulen fyrer av motorene sine for å bringe prøven tilbake til jorden. Undersøkelser av Phobos fortsetter i minst ett år.
Til 18. februar, re-entry module på jorden, som bærer kapselen som inneholder prøven, begynner sin reise til jorden. For ikke å skade bane / lander som den ligger på, blir startet av Phobos utført i to faser. Modulen begynner med å heve seg over orbiter / lander under påvirkning av enkle fjærer som er tilstrekkelig i Phobos lave tyngdekraft for å gi den en stigende hastighet, så skyter den motorene for å nå en hastighet mellom 1 og 10 meter per sekund. Deretter plasserer den seg i en bane rundt Mars 300 km mindre enn Phobos ved å bruke en delta-v på 20 m / s . Gjeninnføringsmodulen utløser igjen motorene for å unnslippe tiltrekningen til Mars og plassere seg selv på en overføringsbane mot jorden. I løpet av reisen som på grunn av Mars mindre gunstige posisjon varer 17 måneder, er det planlagt fem kursrettelser. Kapslen som inneholder prøven av jord fra Phobos skiller seg fra modulen kort tid før ankomst nær Jorden motaugust 2014. Kapslen gir et atmosfærisk tilbakeføring før landing i høy hastighet (modulen har ikke fallskjerm) på russisk jord. Det forventes at kapselen uten radiosender vil bli oppdaget av radar og deretter visuelt før den ankommer på bakken av Sary Shagan-polygonen i Kasakhstan valgt som landingssted.
Ideen om å gjennomføre et oppdrag for å returnere en prøve av jorden fra Phobos, stammer fra Russland rundt 1996. Til tross for den vitenskapelige interessen for et slikt oppdrag og dets tekniske gjennomførbarhet, vurderte ingen andre romfartsorganisasjoner denne typen oppdrag i 1990. I årene som fulgte var det planlagte oppdraget til Phobos et prosjekt på papiret fordi Russland ved århundreskiftet måtte overvinne store politiske og økonomiske vanskeligheter mens den russiske astronautikken kjempet for å overleve. I løpet av denne perioden er prosjektet modifisert flere ganger for å redusere kostnadene: massen av sonden reduseres for å tillate lanseringen av Soyuz 2 / Fregat- raketten som erstatter protonen som opprinnelig var planlagt. I 2004, da den økonomiske situasjonen i Russland forbedret seg, tildelte regjeringen rundt 40 millioner rubler til Space Research Institute ved det russiske vitenskapsakademiet for å jobbe med prosjektet, og den totale kostnaden av det er i perioden anslått til 1 milliard rubler. IOktober 2005, er prosjektet offisielt lansert som en del av det føderale romfartsprogrammet 2006-2015. Byggingen av Phobos-Grunt er betrodd selskapet Lavotchkine , en historisk produsent av russiske romsonder. The Institute for romforskning av det russiske Academy of Sciences (IKI RAN) er ansvarlig for den vitenskapelige komponent samt utvikling av vitenskapelige instrumenter. Lanseringen av sonden er planlagt under lanseringsvinduet til Mars som åpner ioktober 2009. Sonden heter Phobos-Grunt; dette dåpsnavnet samler destinasjonen Phobos og Grunt som betyr i denne sammenhengen jord (som vi håper å være i stand til å returnere en prøve til jorden).
Et samarbeid med Kina skissert i 2005 resulterte i signering av en avtale ijuni 2007 : Phobos-Grunt vil bære en kinesisk undersatellitt på rundt 100 kilo, kalt Yinghuo-1 , som vil bli plassert av sonden i bane rundt Mars. Denne avtalen gir også for levering av Polytechnic University of Hong Kong av et verktøy installert på slutten av en arm også utstyrt med en miniatyr spektrometer og et kamera; det kinesiske instrumentet er ansvarlig for å utvinne og tilberede jordprøver som er brakt tilbake til jorden. For å kunne plassere den økte massen til sonden i bane, ble Soyuz-bæreraketten forlatt til fordel for Zenit- raketten . Sistnevnte har også fordelen av å kunne starte sonden i 2011 når dette lanseringsvinduet til Mars er mindre gunstig enn det i 2009.
Phobos-Grunt-prosjektet mottok sin første virkelige finansiering i 2007 (40 millioner rubler). Ved inngangen til 2008, utvikling inngikk en aktiv fase med oppstart av produksjon sonden plattform og engineering modeller for vitenskapelige instrumenter. IMars 2008, blir oppdragets budsjett revidert oppover og er nå anslått til 2,4 milliarder rubler. Til tross for skepsisen til mange prosjektdeltakere, bekreftet Lavotchkines leder i mai 2008 og deretter innoktober 2008 at sonden vil være klar for lansering i oktober 2009. Imidlertid er flyteknikken og programvaren ombord som er ansvarlig for å kontrollere driften av sonden og de vitenskapelige instrumentene som danner BKU-forsamlingen som Lavotchkine har valgt å utvikle internt, langt fra fullført i henhold til bekreftende kontoer.
For å møte behovene til dette interplanetære oppdraget, det første i mer enn 15 år, foretar Lavotchkine også en større oppgradering av bakkesegmentet, spesielt telekommunikasjonsstasjonene som er ansvarlige for å motta og overføre data fra Phobos-Grunt. Lavotchkine bestemte seg for å utvikle internt for dette oppdraget et spesifikt holdnings- og bane-kontrollsystem kalt BKU og å forlate programvaren som vanligvis leveres av OKB Mars . Utviklingen av denne programvaren av et team med begrenset erfaring innen feltet er alvorlig etter planen. Lanseringen, planlagt tiloktober 2009, blir utsatt til 2011 for å la testene fullføres (vinduet for avfyring til Mars åpnes hvert annet år). Ved å utnytte denne forsinkelsen, gjøres flere endringer i nyttelasten. Å skaffe jordprøver fra Phobos er en av de delikate fasene i oppdraget. Den lille gravemaskinen som har ansvaret for operasjonen, kan ikke fullføre oppgaven hvis bakken viser seg å være steinete. Som et resultat blir en liten borerigg, i stand til å bore gjennom berg, lagt til en av landerens to fjernkontrollarmer. Det er en tilpasset versjon av en lignende enhet utviklet av det polske romfartsbyrået for Rosetta- sonden . Det var opprinnelig planlagt at to små MetNet- landere utviklet av det finske meteorologiske instituttet skulle bæres av Phobos og droppes på bakken til Mars. Men disse maskinene, hvis nyttelast består av en meteorologisk stasjon, som ikke kunne ha vært om bord i 2009 fordi utviklingen deres fortsatt var i gang, ble endelig forlatt for et spørsmål om vekt. På den annen side er flere instrumenter av redusert masse tilsettes, såsom den MICROMEGA-IR infrarød spektral mikroskop og det TIMM-2 solenergi okkultasjon spektrometer .
I september 2011, blir kostnaden for prosjektet revurdert til 5 milliarder rubler .
For å oppnå sine mål har Phobos-Grunt fire undergrupper, som starter fra basen:
Den kinesiske Yinghuo-undersatellitten transporteres av Phobos-Grunt til Mars-bane. Den er plassert mellom Fregat-scenen og resten av sonden i et rom begrenset av avstandsstykker som forbinder disse to underenhetene sammen.
Cruise-modulen er en tilpasset Fregat -SB rakett scene . Det er ansvarlig ved begynnelsen av jorden å plassere sonden på overføringsbanen til Mars, å gjøre banekorrigeringene under transitt og deretter bremse sonden for å sette den i bane rundt Mars. Massen er utvilsomt mer enn 11 tonn. Den inkluderer en toroidetank, med en masse på ca. 4 tonn med drivstoff, hvis innhold brukes til å plassere sonden i utgangspunktet i riktig jordbane og som frigjøres umiddelbart etter. Fregat-scenen har hittil aldri gjort en interplanetarisk reise, og den termiske beskyttelsen måtte forsterkes for å takle det lange oppholdet i verdensrommet. I standardversjonen har gulvet sin egen flycomputer; for Phobos-Grunt er det bane / lander BKU flycomputer, utviklet som en del av oppdraget, som styrer Fregat-scenen. Framdriften til modulen er kvalifisert til å kunne brukes syv ganger og tillater, som ønsket, å levere et svakt eller sterkt trykk .
Orbiteren / landeren utgjør hjertet til romsonden: den utfører den foreløpige rekognoseringen i bane og lander deretter på bakken til Phobos og gjennomfører undersøkelsene med den vitenskapelige instrumenteringen den innebærer. I tillegg bærer den de to andre modulene som er ansvarlige for å bringe jordprøven av Phobos tilbake til jorden. Orbiter / lander med en masse på rundt 1.650 kg er en helt ny maskin som ifølge produsenten skal tjene som grunnlag for alle russiske interplanetære sondeprosjekter som Luna-Glob , Luna-Resurs og Luna-Grunt for leting. av Månen , Venera-D for Venus , Mars-Net og Mars-Grunt (in) for Mars og Sokol-Laplas for Jupiter .
Modulen bruker en ny flyprogramvare BKU ( Bortovoy Kompleks Upravleniya ) hvis utvikling, lenger enn planlagt, utvilsomt er hovedårsaken til utsettelsen av lanseringen av 2009. For å veilede den under landingen bruker modulen suksessivt en høydemålerlaser og deretter en 13 kg Doppler-radar utviklet som en del av prosjektet. Navigasjonen utføres ved hjelp av en inertial BIB-FG ( Besplatformenny Inertsialny Blok ) av klassifiseringssøkere Bokz-MF (Blok Opredeleniya Koordinat Zvezd) og solsensorer . Banemodifikasjonene, orienteringskorrigeringene og landingen utføres av flere rakettmotorer som brenner en hypergolisk blanding av UDMH og nitrogenperoksid . Et sett med kameraer brukes til både navigering og vitenskapelige observasjoner. Telekommunikasjon leveres av delsystemet BRK ( Bortovoi Radio Kompleks ) som opererer i X-bånd med en maksimal hastighet på 16 kilobit . Elektrisk energi produseres av to solcellepaneler med et samlet areal på 10 m 2 .
Gjeninnføringsmodulen med en masse på 296 kg er ansvarlig for å bringe tilbake prøven av Phobos-jord som er inneholdt i prøvekapslen. Modulen er plassert på toppen av bane / lander. Etter å ha tatt av fra Phobos, injiserer modulen seg selv på en returbane mot jorden ved å gjøre flere banekorreksjoner underveis. Modulen har alt utstyr som gjør det mulig å sikre lang retur til jorden. Framdrift er gitt av en rakettmotor som brenner en hypergolisk blanding av UDMH og nitrogenperoksid og gir en skyvekraft på 130,5 newton . Orientering opprettholdes ved bruk av 16 små kaldgasspropeller som slipper ut nitrogen . I motsetning til bane / lander har ikke reentry-modulen et reaksjonshjul for orienteringskontroll; modulen stabiliseres ved rotasjon. Veiledning utføres ved hjelp av stjernesensorer, solsensorer og en treghetsenhet. Drivstoffet og oksidanten er inneholdt i fire sfæriske tanker, mens helium som er ansvarlig for å presse drivstoffene er inneholdt i to sfæriske tanker av mindre størrelse. Elektrisk energi leveres av 2 solcellepaneler med et samlet areal på 1,64 m 2 . Telekommunikasjon er laget i X-bånd med en hastighet på 8 bits per sekund.
Prøvekapslen, som veier 7,5 kg , inneholder prøven av Phobos-jord samt mikroorganismer fra Planetary Society-eksperimentet. Den transporteres av gjeninnføringsmodulen på jorden og går deretter inn i jordens atmosfære alene for å bli gjenopprettet. Dekket med et tykt varmeskjold for ikke å brenne under atmosfærisk gjeninnføring , har det ingen fallskjerm og radiosender for å redusere massen. Det forventes at den vil bli oppdaget av radarer når den kommer inn i atmosfæren og deretter følges av dem til den kommer til bakken.
Komponent | Masse (kg) | Tom masse | Merk |
Prøvekapsel | 7.5 | - | Bringer en prøve på 200 til 300 g på jorden |
Re-entry module on Earth | 296 | ? | |
Orbiter / Lander | 1560 | ? | |
- Vitenskapelig instrumentering | 50 | ||
Yinghuo | 115¹ | ? | Kinesisk undersatellitt |
Fregat SB gulv | 11 375¹ | Egnet versjon: luftfart, termisk beskyttelse | |
- Hovedetasjen | 5.842² | 592² | |
- Utløsbar tank | 3,390² | 335² | Lansert i bane rundt jorden under injeksjon i Mars |
Probe + Fregat-scene | 13.500 | ||
¹ : Talloktober 2010. ² : TallMai 2008. |
Nyttelasten har en masse på 50 kg . Vitenskapelig instrumentering utføres hovedsakelig av forskjellige russiske laboratorier og industrielle under vitenskapelig tilsyn av Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (IKI RAN). Laboratorier fra andre land, hovedsakelig tyske , hviterussiske , franske , italienske og polske, har bidratt til utviklingen av flere instrumenter. Fransk deltakelse ledes av det franske romfartsbyrået CNES . Innebygde instrumenter inkluderer:
In situ analyseinstrumenterFølgende instrumenter brukes til å studere Phobos etter landing på bakken:
Sonden har to manipulatorarmer som samler jordprøver for å mate andre instrumenter eller bære instrumenter påført direkte på jorden. En av disse armene er utviklet som en del av en samarbeidskontrakt mellom den russiske føderale romfartsorganisasjonen og den nasjonale romfartsadministrasjonen i Kina , Kina var forsinket knyttet til det russiske oppdraget for utforming av prøvetakingsmekanismen. Manipulatorarmene har følgende instrumenter:
Prøvene som må bringes tilbake til jorden, blir etter prøvetaking aspirert av et pneumatisk system gjennom en kanal som fører dem til toppen av sonden der prøvekapslen er plassert.
Optiske instrumenterFølgende instrumenter brukes når sonden er i bane for å studere marsmiljøet:
Kapslen som bringer prøven fra jorda fra Phobos inneholder en liten lufttett beholder som veier 88 gram og inneholder flere kolonier av mikrober . Eksperimentet, kalt LIFE, foreslått av Planetary Society , tar sikte på å verifisere hypotesen om panspermi , det vil si transport av liv gjennom universet ved hjelp av mikroorganismer fanget i meteoritter . Mikrobene i LIFE-eksperimentet vil gjøre en 3-årig reise ut i rommet under forhold som de ville møte i en meteoritt . Beholderen inneholder 30 mikrober plassert hver for seg i små rør med en diameter på 3 mm , samt en bakterie som er hjemmehørende i en ørkenregion på jorden, lagret i et hulrom med en diameter på 26 mm . Alle disse organismene lagres i en inaktiv (uttørket) form uten næringsstoffer og kan derfor ikke reprodusere seg. Sensorer gjør det mulig å registrere temperaturforholdene og nivået på strålingen. Containeren er designet for å forbli vanntett i tilfelle misjon mislykkes i Mars-systemet for å unngå å forurense planeten eller dens måner. Hvis prøvekapslen klarer å komme tilbake til jorden, må tilstanden til mikroorganismer tillate at det gis visse svar på teorien om panspermi.
Yinghuo en er en liten kinesisk Orbiter at Phobos-Grunt probe skulle slippe når det ble satt inn i bane rundt Mars. Yinghuo skulle sirkulere i en veldig elliptisk bane hvis apogee er mellom 74 000 og 80 000 km og perigeen mellom 400 og 1000 km tilbakelagt på 72,6 timer. Yinghuo var en spesielt liten sonde fordi transporten av Phobos-Grunt gjør at den kan klare seg uten flere utstyr, spesielt når det gjelder fremdrift. Det var virkelig en kube på 75 × 75 × 60 cm som veide 115 kg . Dens solcellepaneler ville ha gitt den et vingespenn på 6,85 meter. Sonden måtte kommunisere en parabolantenn med stor forsterkning med en diameter på 0,95 meter gjennom hvilken dataene passerer med en hastighet på 2,5 kilobit per sekund i S-bånd . Sonden hadde også en antenne med lav forsterkning som tillot en gjennomstrømning på 80 bits per sekund. Sonden hadde et 3-akset stabiliseringssystem og skulle studere atmosfæren på Mars og miljøet på planeten. Den hadde et sett med vitenskapelige instrumenter for å studere plasma , et fluxgate magnetometer og et lite 1,5 kg kamera med en oppløsning på 4 megapiksler . Phobos-Grunt og Yinghuo 1 skulle utføre okkultasjonseksperimenter sammen. Yinghuos oppdrag var å vare i 1 år rundt Mars hvor han skulle bli et år. Den kinesiske sonden har fire vitenskapelige instrumenter.
Phobos-Grunt-sonden ble sjøsatt av en Zenit- rakett videre8. november 201120:16 UT fra Baikonur Cosmodrome og ble plassert i lav bane . Men følgende manøvrer gikk ikke som planlagt. Sonden utløste ikke den første av to manøvrer som var ment å plassere den på sin vei til Mars.
Etter svikt har sonden rotert fra lanseringen i lav bane (207 × 347 km ), og roterer rundt jorden omtrent hver annen time. Det kunne ikke stilles noen presis diagnose på feilens opprinnelse 16 dager etter lanseringen: denne feilen tillot ikke at motorene i Fregat- scenen ble avfyrt, noe som skulle tillate at sonden ble plassert i to trinn. I en transittbane til Mars. For å forklare denne feilen vurderes det spesielt to scenarier. I følge det første scenariet klarte ikke sonden å orientere seg med tilstrekkelig presisjon før den skjøt. Dette er imidlertid en viktig forutsetning for at sonden skal nå sitt mål. Denne orientering bestemmes ved hjelp, på den ene side av solsensorer som utlede den fra asimut av solen, på den annen side, takket være fremragende sensorer : disse kameraene tar et bilde av den sky deretter, ved hjelp av ' programvare , identifisere stjerner observerte og utleder romfartøyets orientering. Avviket kan skyldes feil på den optiske delen eller mer sannsynlig programvaredelen . Den andre forklaringen som er vurdert er en feil i programvaren som utfører sekvensen av operasjoner som fører til motorskyting.
Jordlagene prøver å få tilbake kontrollen over sonden som har gått i sikker modus (solcellepaneler som vender mot solen og sonde som venter på ordre fra bakken). De må først gjenopprette telemetrien som sendes av romfartøyet, utføre en diagnostikk basert på disse elementene, og deretter, hvis en korreksjon eller løsning kan implementeres, overføre til sonden nye instruksjoner eller nye versjoner. Kommunikasjon mellom jorden og sonden går gjennom et nettverk av jordstasjoner. Siden bane er veldig lav, kreves et stort antall antenner for å kunne opprettholde kommunikasjon med sonden over lang tid. Dessverre mistet Russland som et resultat av den økonomiske krisen etter oppløsningen av Sovjetunionen mye av antenneanlegget på skip som det tidligere kunne distribuere. Den russiske romfartsorganisasjonen har avtaler med European Space Agency og NASA for bruk av antennearrayene, spesielt ESTRACK . Disse avtalene ble aktivert etter lanseringen, men til tross for mange forsøk på å kommunisere, forble sonden stille.
Redningen måtte utføres på relativt kort tid fordi situasjonen til sonden kunne forverres raskt.
De 23. november 2011, er det etablert flere radiokontakter mellom den russiske sonden og jordstasjonen til European Space Agency i Perth , Australia . Telemetri data overføres av sonden. Men påfølgende kontaktforsøk mislyktes. I begynnelsen av desember virket ikke holdningskontrollsystemet lenger: å gjenoppta kontrollen av en sonde som ikke lenger kunne orientere seg for å lade batteriene og peke kommunikasjonsantennene, viste seg umulig.
Den atmosfæriske tilbakeføringen av sonden skjedde som planlagt midt ijanuar 2012. Siden bakkekontrollerne ikke lenger kunne kontrollere banen til Phobos-Grunt, begynte den å gå i oppløsning uten at inngrep fra bakken kunne garantere at rusk ikke landet i bebodde områder. Imidlertid sirkulerte sonden i en bane som fikk den til å fly over områdene mellom breddegrader 51,4 ° sør og 51,4 ° nord, det vil si for det meste bebodde områder. Den atmosfæriske re-entry fant sted den15. januar 2012. Restene av sonden gikk sannsynligvis tapt i åpent hav 1250 km vest for Wellington Island på kysten av Chile .
Opprinnelsen til feilen er ikke offisielt erklært, men et sannsynlig scenario fra produsenten dukket opp i midten av januar: