«Mars Polar Lander»


3.01.1999 - старт
15 ноября 1999 года - пенетраторы переименованы в Амундсен и Скотт
3 декабря 1999 года - потеря связи при посадке, очевидно, аппарат разбился
17 января 2000 года НАСА прекратило поиск аппарата

Новости космонавтики 1995 №6:
США. Марсианские станции 1998 года

20 марта. Сообщение НАСА. Две малых марсианских станции по программе "Марс Сервейор" будут изготовлены компанией "Lockheed Martin Astronautics" (LMA) в Денвере, Колорадо. Об этом объявил сегодня директор Лаборатории реактивного движения НАСА д-р Эдвард Стоун.

Основными целями запуска орбитальной и посадочной станций 1998 года является изучение эволюции климата Марса и поиск воды в марсианской почве. Эти исследования будут частично строиться на основе информации, полученной от станций 1996 года. Будут начаты также работы по проверке теорий о существовавшей когда-либо в истории Марса жизни на нем. Во время и после завершения основной научной программы орбитальная станция будет служить ретранслятором для посадочной, а также для следующих посадочных аппаратов США и других стран.

В мае 1995 г. НАСА намерено запросить предложения о размещении научных приборов на борту станций. В частности, на орбитальный аппарат будет поставлена камера в один из тех двух приборов станции "Марс Обсервер", которые не удалось установить на "Марс Глобал Сервейор".

Космические аппараты будут запущены с мыса Канаверал в период декабрь 1998-февраль 1999 г.

Аппараты 1998 года продолжают линию НАСА на сокращение стоимости исследовательских проектов путем создания малых и дешевых станций. Так, масса орбитального аппарата будет составлять лишь половину от веса станции "Марс Глобал Сервейор", а масса посадочного аппарата - половину от массы "Марс Пасфайндера". Это позволит использовать для запуска новый легкий носитель "Med-Lite", способный доставить на поверхность Марса полезную нагрузку массой около 450 кг.

Решение о выдаче контракта фирме, входящей в корпорацию "Lockheed Martin", было принято после короткого двухмесячного конкурса. Стоимость контракта оценивается в 92.2 млн $. Предложение LMA отвечало жестким требованиям НАСА к миссиям 1998 года, которые, в частности, предписывали создание станций и управление двумя аппаратами при том уровне финансирования, который ранее был выделен на одну миссию. Выбор одного подрядчика для создания обоих аппаратов также способствовал уменьшению суммарных затрат.

Фирма согласилась принять на себя часть расходов, связанных с изготовлением КА по программе "Марс Сервейор" и с другими программами. LMA объявила также о том, что откажется от всех возможных премиальных сумм в случае, если хотя бы один из двух аппаратов не выполнит свою задачу у Марса.

И.Лисов, НК. Согласно сообщению газеты "Space News", США пытаются восстановить совместную с Россией программу "На Марс вместе", в рамках которой запуск орбитального аппарата 1998 г. может быть произведен на РН "Молния". В этом случае становится возможным установить на него оба неиспользованных прибора из состава научной аппаратуры "Марс Обсервера" - гамма-спектрометр и ИК-радиометр. Американцы надеются достичь такого соглашения к намеченной на июнь очередному заседанию комиссия Гора-Черномырдина. Согласно тому же источнику, первоначальный вариант совместной программы "скончался" в ноябре 1994 г., когда российская сторона заявила о невозможности выделения для нее РН "Протон".

Новости космонавтики 1995 №22:
США. Выбраны научные инструменты станций MS-98

30 октября. Сообщение JPL. Сверхлегкая камера и набор инструментов для ежедневного изучения метеообстановки в южной полярной области Марса отобраны для использования на посадочном и орбитальном аппаратах, запускаемых НАСА в астрономическое окно 1998 года.

Две очередные станции в рамках программы Mars Surveyor (MS), обозначаемые пока просто как MS-98 Lander и MS-98 Orbiter, предназначены для детального изучения атмосферы и климата планеты, метеорологии и поверхностных летучих веществ, таких как водяной лед и твердая двуокись углерода.

Орбитальный аппарат будет оснащен аппаратурой получения цветного изображения Orbiter Color Imager. Этот прибор общей массой всего 1 кг на основе передовых технологий поставит д-р Майкл Малин (Michael Malin), возглавляющий фирму Malin Space Science Systems, Inc. в Сан-Диего. Аппаратура включает два элемента - широкоугольную камеру для получения ежедневных метеокарт Марса с разрешением на поверхности от 0.8 до 7.2 км, и камеру с средним углом зрения и разрешением 40 м, которая будет изучать изменения на поверхности планеты во времени из-за изменения атмосферных условий и ветров.

Прибор OCI в 20 раз легче запасного экземпляра камеры Mars Observer'a, подготовленной тем же Малиным и принятой для АМС Mars Global Surveyor, которая стартует в ноябре 1996 г.

На орбитальном аппарате будет также установлен атмосферный инструмент PMIRR ("НК" №16-17, 1995), предназначенный для измерения температурных профилей марсианской атмосферы и содержания в ней водяного пара и пыли.

Посадочный аппарат впервые будет направлен в полярную область Марса, где поверхность состоит, по-видимому, из перемежающихся слоев чистого и запыленного льда. Именно в районах полярных шапок может лежать ключ к вероятным квазипериодическим флуктуациям климата планеты, происходящим за тысячи или даже сотни тысяч лет, считает заместитель директора НАСА по Управлению наук о космосе д-р Весли Хантресс (Wesley Т. Huntress, Jr.). А баллистические условия полета к Марсу дают единственную в ближайшие 10 лет возможность приземлиться вблизи полюса именно при старте в 1998 г.

На аппарате MS" 98 Lander будет установлена легкая десантная камера Descent Imager, также разрабатываемая компанией Майкла Малина. С ее помощью будет вестись широкоугольная съемка поверхности планеты, которая начнется через 10 секунд после раскрытия парашюта станции на высоте около 8 км и до посадки. Полученные изображения позволят понять географический контекст образований рельефа в точке посадки и привязать к ней снимки с орбитального аппарата.

Оказавшись на поверхности, посадочный аппарат включит интегрированную научную полезную нагрузку д-ра Дэвида Пейджа (David Paige) из Университета Калифорнии в Лос-Анжелесе, обозначаемую MVCS (Mars Volatile and Climate Surveyor, Исследование летучих веществ и климата Марса). Эта аппаратура имеет массу всего 17 кг, что достигнуто путем совместного использования общих электрических компонентов и других подсистем. В ее состав включены:

- стереокамера для съемки ландшафта места посадки, расположенная на штанге;

- автоматический манипулятор длиной 2 м, который сможет копать грунт и доставлять образцы в газоанализатор термальных и выделяющихся газов (Thermal and Evolved Gas Analyzer) для определения содержания в них льда и твердой двуокиси углерода;

- метеорологический комплекс на штанге для измерения атмосферного давления, температуры и ветров.

В течение 86 дней планируемой работы на поверхности манипулятор MS'98 Lander'а попытается прокопать канавки в грунте и передаст детальные изображения стратифицированных слоев при помощи установленной на манипуляторе небольшой камеры. "Как и выветренные стены Большого каньона на Земле, эти слои должны раскрыть поразительную хронику больших колебаний марсианской среды, - говорит Хантресс, - и рассказать нам, почему планета, бывшая, вероятно, столь влажной в прошлом, так суха и холодна сейчас."

НАСА продолжает обсуждать с Российским космическим агентством возможность установки российского прибора на посадочный аппарат в дополнение к тому оборудованию, которое Россия поставляет для инструмента PMIRR на орбитальном аппарате. В качестве кандидатов рассматриваются лазерный дальномер, с помощью которого будет можно измерять атмосферную пыль и дымку, либо электромагнитный зонд для картирования вариаций влажности почвы и возможной подповерхностной воды. Окончательное решение по этим инструментам должно быть принято до конца ноября.

Орбитальный и посадочный аппараты экспедиции MS'98 должны быть запущены двумя одноразовыми носителями класса Med-lite в декабре 1998 и январе 1999 г. соответственно.

Новости космонавтики 1996 №20:

США. Пенетраторы на станции "MS'98 Lander

24 сентября. И.Лисов по сообщению NASA. Два пенетратора будут доставлены на Марс в 1999 г. в качестве дополнительной полезной нагрузки на посадочной станции 1998 года программы "Mars Surveyor". Соглашение об этом достигнуто между управлениями исследования Марса и программы "New Millenium", которая и предложила использование пенетраторов.

Станция "MS'98 Lander" будет запущена в январе 1999 г. и спустя 11 месяцев прибудет к Марсу. Микрозонды, размещенные на кольце перелетного аппарата, отделятся незадолго до входа в атмосферу Марса и дойдут до поверхности с использованием одноступенчатой тормозной системы на основе лобового тормозного экрана. Экран не будет отделяться от пенетраторов, в отличие от экранов станций "Viking" и "Mars Pathfinder"

Микрозонды должны достигнуть поверхности на расстояниях до 200 км от места посадки основного аппарата в южной полярной области Марса. Скорость при ударе о поверхность составит около 200 м/с, что обеспечит проникновение на глубину от 0.3 до 1.8 м. Экран от удара разбивается, а микрозонд разделяется на переднюю и заднюю части. Передняя, содержащая основные инструменты и электронные системы, проникает в грунт, а задняя, соединенная с нею электрическим кабелем, остается вблизи поверхности и развертывает антенну для передачи данных на Землю. Она же используется для сбора метеоданных.

Таким образом, американские пенетраторы очень похожи на те, которые будут доставлены на Марс российской станцией "Марс-96" - во всем, кроме массы и размера. По этим параметрам они больше всего напоминают детскую игрушку - масса каждого пенетратора составит менее 2 кг(!). Отсюда и название "микрозонды".

С точки зрения задач программы "New Millenium", микрозонды 1998 года являются второй миссией этой программы и предназначены для отработки легкого тормозного экрана, миниатюрной программируемой телекоммуникационной подсистемы, микроэлектроники системы питания со смешанными аналого-цифровыми микросхемами, ультранизкотемпературной литиевой батареи, микроконтроллера и гибких кабельных соединений.

Микрозонды строятся как высокоинтегрированные аппараты, включающие систему команд и данных, телекоммуникационную систему, систему энергопитания, основные и второстепенные научные приборы. Почти вся электрическая и механическая часть используется в космосе впервые. Лаборатория реактивного движения (JPL) выбрала "Lockheed Martin Electro-Optical Systems" основным промышленным партнером по интеграции и испытаниям микрозондов.

Микрозонды оснащаются приборами для проведения прямых измерений, в том числе воды и образцов грунта. Кроме того, на них будут размещены метеорологический датчик давления и температурные датчики для измерения тепловых свойств грунта Марса.

Пенетраторы дополнят сфокусированную на климатических исследованиях программу "MS'98 Lander" демонстрацией перспективной микролазерной системы для обнаружения подповерхностной воды. Данные по подповерхностной воде в виде льда в полярной области должны помочь оценить пределы общего количества воды на Марсе.

"Успешная демонстрация технологии микрозондов позволит вести широкий спектр научных исследований, которые неприемлемо дороги с использованием обычных технологий," - говорит д-р Джон Мак-Нейми (John McNamee), менеджер проекта "Mars Surveyог'98" в JPL. В частности, станет возможным создать сети сейсмических и метеорологических измерений с относительно большим количеством станций, распределенных по поверхности Марса. Понятно, что один посадочный аппарат способен передать метео- или сейсмическую информацию из одной точки. Сеть таких аппаратов сможет оценивать динамику погоды в масштабах планеты и определять очаги марсотрясенйй и размер коры Марса. Такой "сетевой" подход к исследованию Марса и других планет станет в XXI веке составной частью американской программы, добавляет менеджер программы "New Millenium" Кане Казани (Kane Casani).

Микрозонды-пенетраторы могут также быть наиболее эффективным средством получения и измерения образцов почвы из-под стерилизованной поверхности планеты. Изучение подповерхностного льда и минералов может дать информацию в поисках жизни на Марсе.

Новости космонавтики 1996 №25:

США. Испытания пенетраторов DS-2

13 ноября. Сообщение JPL. 29 октября 1997 г. на полигоне Исследовательского и испытательного центра сильнодействующих материалов Института горных технологий вблизи Сокорро, Нью-Мексико, успешно прошли важные испытания подсистем пенетраторов, создаваемых по проекту "Deep Space 2" (DS-2) для исследования поверхности Марса.

DS2, второй проект в рамках программы "New Millenium", имеет целью отработку микрозондов с миниатюрными чувствительными инструментами для исследования поверхностей планет и спутников Солнечной системы. Два пенетратора DS2 должны быть запущены в январе 1999 г. на посадочном аппарата "MS'98 Lander". Их сброс на поверхность Марса запланирован на декабрь 1999 г. Аппаратура пенетраторов предназначена для измерения содержания воды в подповерхностном слое.

Испытываемый прототип пенетратора массой 2 кг имел бур для забора образцов грунта и комплект из восьми литий-тионил-хлоридных элементов, образующих две электрические батареи. Испытание состояло в выстреливании пенетратором в грунт со скоростью более 180 м/с. При этом бур испытал перегрузки в 20000g, а батареи в специальном корпусе - 45000g (сорок пять тысяч!), причем оба устройства остались полностью работоспособны. Станция "Mars Pathfinder", напомнила менеджер проекта DS-2 Сара Гэвит, испытала перегрузку всего в 19g. Батареи и бур являются наиболее чувствительными к перегрузкам элементами пенетраторов.

Пенетратор DS-2 состоит из остающегося на поверхности хвостового отсека диаметром 13 см, в котором находятся батареи, и головного отсека длиной 10 см, проникающего в грунт до глубины до 1.8 м. Две части соединены гибким кабелем. Головной отсек содержит направленный в сторону бур и аппаратуру для анализа грунта на содержание воды. Анализатор имеет в своем составе регулируемый диодный лазер. Образец нагревается до испарения, после чего выполняется регистрация лазерного луча, прошедшего через пар. По изменению интенсивности луча можно судить о количестве воды в грунте, если таковая есть.

Батареи разработаны специально для DS-2. Они способны не только переносить невероятное ускорение, но и работать при температуре -80°С. Кроме них, в хвостовом отсеке находится микротелекоммуникационная система для передачи информации на орбитальный аппарат.

Проведенные испытания были 53-ми за период с весны 1996 г., когда начались первые проверки батарей, бура и других элементов, но первыми с аппаратурой в летной конфигурации. Успех испытаний позволит перейти к этапу испытаний интегрированной системы, которые состоятся весной 1998 г., сказала Сара Гэвит.

Новости космонавтики 1998 №8:

С.Карпенко по сообщениям руководителей проектов Джона МакНейми и Кена Аткинса.

Mars Surveyor'98



Mars Polar Lander доставлен в виброаккустическую лабораторию Lockheed Martin.

27 марта. Процесс сборки и испытаний орбитального и посадочного аппаратов продолжается без особых проблем. Орбитальный КА (MCO) подготовлен для проведения термовакуумных испытаний, запланированных на 8 апреля. Посадочный аппарат (MPL) в собранном виде доставлен 21 марта в акустическую лабораторию компании Lockheed Martin. Виброиспытания КА запланированы на 30 марта, акустические испытания планируются на 3 апреля.

В этот же день завершена проверка работоспособности оборудования двусторонней УВЧ-связи между MCO и MPL.

3 апреля. Сборка и испытания обоих аппаратов идут по графику. 27 марта группа независимых контролеров провела внешний осмотр орбитального аппарата. Выявлено 10 мелких замечаний. Сегодня орбитальный аппарат поставлен в термобарокамеру компании Lockheed Martin. Термовакуумные испытания начнутся с откачки воздуха 13 апреля и продлятся около двух недель. Посадочный аппарат в полной полетной конфигурации находится в акустической лаборатории. Начало акустических испытаний отложено до 6 апреля.


Сиддики:
Научные инструменты:
1. стереоизображение поверхности (SSI)
2. роботизированная рука (РА)
3. метеорологический пакет (МЕТ)
4. термический анализатор (TEGA)
5. роботизированная рука камеры (RAC)
6. Марсианский спускаемый аппарат (MARDI)
7. прибор для определения и измерения освещенности (LIDAR)
8. Микрофон
Результаты: Mars Polar Lander (MPL) была одной из миссий НАСА Mars Surveyor, которая требовала серии небольших, недорогих космических кораблей для устойчивого исследования Марса. Основная цель MPL состояла в том, чтобы разместить на поверхности Марса посадочный аппарат и два пенетратора (известные как Deep Space 2), чтобы расширить наши знания о прошлом и настоящем водных ресурсов планеты. Цель состояла в том, чтобы исследовать ранее не изученную ледниковую шапку из углекислого газа, расположенную примерно в 1000 км от южного полюса. Миссия также призвала регистрировать местные метеорологические условия, анализировать образцы полярных отложений и делать мультиспектральные изображения локальных областей. MPL должен был выполнить свою миссию одновременно с миссией Mars Climate Orbiter, которая выполняла бы роль ретранслятора связи во время наземных операций. Сам MPL состоял из траекторного блока (для питания, тяги и связи во время перелётного рейса) и 290-килограммового спускаемого аппарата, высота которого составляла 1,06 метра на земле. Спускаемый аппарат был снабжен дистанционным рычагом длиной 2 метра, чтобы копать в местности и исследовать свойства марсианской почвы (с использованием анализатора термического и выделенного газа). Прибыв на Марс 3 декабря 1999 года, космический аппарат войдет в атмосферу и примерно за 10 минут до приземления сбросит свою траекторную ступень и солнечные панели, а затем выпустит два 3,557-килограммовых (каждый) пенитратора Deep Space 2. В отличие от Mars Pathfinder, MPL планировал совершить полностью контролируемую посадку, используя тормозные ракеты вплоть до поверхности. Посадка была запланирована на 21:03 3 декабря 1999 года, а двусторонняя связь должна была начаться через 20 минут. В то же время два микрозонда Deep Space 2 (переименованные в Амундсен и Скотт 15 ноября 1999 года) ударят в грунт со скоростью 200 метров в секунду примерно за 50-85 секунд до спускаемого аппарата и примерно в 100 километрах от него. Каждый пенетратор был разработан для получения небольшого образца подземного грунта с использованием электрической дрели для анализа. Предполагалось, что миссия микрозондов продлится около 36 часов, в то время как миссия продлится до 1 марта 2000 года. Mars Polar Lander успешно покинул Землю и вышел на траекторию к Марсу 3 января 1999 года. Во время его полета к Марсу космический аппарат был размещен внутри капсулы. Аппарат приблизился к Марсу в начале декабря, видимо, в хорошем состоянии. Последний контакт с аппаратом был в 20:02 3 декабря 1999 года, когда космический аппарат развернулся в исходное положение. Затем, со скоростью 6,9 км/с, капсула вошла в атмосферу Марса примерно через 8 минут. Ожидалось, что операторы восстановят контакт через 24 минуты после приземления (запланировано на 20:14), но сигнал не был получен. В течение более двух недель не было сообщений, 16 декабря 1999 года НАСА использовало "Марс Глобал Сервейер" для поиска признаков спускаемого аппарата на марсианской поверхности, но поиск оказался бесплодным. 17 января 2000 года НАСА окончательно прекратило все попытки установить контакт с потерянным посадочным аппаратом. Независимое расследование аварии, результаты которого были обнародованы 28 марта 2000 года, показало, что наиболее вероятной причиной отказа была генерация ложных сигналов, когда ноги спускаемого аппарата развернулись во время спуска. Эти сигналы ошибочно сообщили, что космический аппарат приземлился на Марс, хотя на самом деле он все еще снижался. Основные двигатели преждевременно отключились, и спускаемый аппарат упал на марсианскую поверхность. Катастрофа MPL, несомненно, отодвинула назад программу НАСА по разведке Марса, а также привела к полному завершению инициативы НАСА «Быстрее, лучше, дешевле» для недорогих высокоинновационных миссий. Спускаемый аппарат «Феникс», прибывший на Марс в 2008 году, впоследствии выполнил большинство первоначальных задач «Mars Polar Lander». MPL нёс компакт-диск с именами одного миллиона детей со всего мира в рамках программы «Отправь свое имя на Марс», разработанной для того, чтобы повысить интерес к исследованию космоса среди молодежи.